Distributed Source Coding for Real-Time ECG Signal Monitoring

Abstract

SUMMARYWireless patient monitoring is an active research area with the goal of ubiquitous health care services. This study presents a novel means of exploiting the distributed source coding (DSC) in low-complexity compression of ECG signals. We first convert the ECG data compression to an equivalent channel coding problem and exploit a linear channel code for the DSC construction. Performance is further enhanced by the use of a correlation channel that more precisely characterizes the statistical dependencies of ECG signals. Also proposed is a modified BCJR algorithm which performs symbol decoding of binary convolutional codes to better exploit the source's a priori information. Finally, a complete setup system for online ambulatory ECG monitoring via mobile cellular networks is presented. Experiments on the MIT-BIH arrhythmia database and real-time acquired ECG signals demonstrate that the proposed system outperforms other schemes in terms of encoder complexity and coding efficiency.

Compressão de Sinais de Eletrocardiograma Utilizando Técnicas de Codificação Distribuída

“…Além disso, a abordagem baseada em DCTé mais vantajosa, devido principalmenteà sua característica de compactação de energia. As abordagens sem canal de retorno, por sua vez, tiveram desempenho inferior, pois o número de bits de paridade obtido TABELA I COMPARAÇÃO DE DESEMPENHO (PRD X CR) ENTRE OS ALGORITMOS CDA, CDT, CDTR, CDT SEM RETORNO E ALGORITMOS DA LITERATURA [12], [20], [21], [15]. Com relação aos outros métodos baseados em codificação distribuída, ou seja, DSC1 e DSC2, os algoritmos propostos apresentam resultados comparáveis e, em alguns casos, até mesmo melhores, quando se analisam CDT GoS-3 em relação a DSC2 e CDT GoS-5 em relação a DSC1.…”

“…Ao modelar a correlação entre fontes em decodificadores, com algum codificador de canal, a DSCé capaz de inverter a complexidade computacional [12] e assim proporcionar o uso de codificadores mais simples.…”

“…KSs são considerados sem distorção, tendo como objetivo a avaliação de compressão somente de WZSs. Os CODECs DSC1 e DSC2 são algoritmos que utilizam uma técnica baseada em quantização vetorial [12] e foram oś unicos do tipo DSC encontrados, além dos apresentados neste trabalho. Os métodos propostos por Lee [20] e Fathi [21] são algoritmos tradicionais que realizam compressão através de transformada DCT e transformada Wavelet, respectivamente, ao passo que o JPEG2000 utiliza uma abordagem tradicional baseada em compressores de imagem [15].…”