Compresión de electrocardiogramas mediante bancos de filtros coseno modulado y análisis multirresolución

Resumen

En esta tesis se han realizado sistemas de compresión de ECG de diseño sencillo y eficiente que permiten obtener buenas tasas de compresión manteniendo la calidad de la señal reconstruida dentro de los márgenes de calidad elegidos. Una contribución novedosa de este trabajo de investigación es la aplicación de bancos de filtros coseno modulado reconstrucción aproximada para la codificación del ECG. Todos los sistemas constan de tres etapas. En la primera se realiza la descomposición de la señal de entrada mediante wavelet packets o mediante bancos de filtros coseno modulado de reconstrucción aproximada. Al utilizar dos técnicas de descomposición, se obtienen dos esquemas de compresión diferentes que se distinguen precisamente por esta primera etapa. Seguidamente, en la segunda etapa, se realiza la cuantificación de las muestras. Aquí, los algoritmos se diseñan para poder codificar las señales subbanda y que sean aplicables con cualquiera de las dos herramientas de descomposición. La tercera etapa consiste en la codificación entrópica de las muestras cuantificadas. Las pruebas para ambos esquemas se llevan a cabo mediante la base de datos del Laboratorio de Electrofisiología del Hospital general Universitario Gregorio Marañón de Madrid. Finalmente, se amplían los trabajos de investigación utilizando los ECGs de la MIT-BIH Arrythmia Database por tratarse de la más comúnmente empleada por la comunidad científica internacional. En esta fase se establecen dos estrategias. En primer lugar se analiza el funcionamiento de las técnicas de descomposición utilizadas previamente con otro algoritmo de cuantificación propuesto en este trabajo de investigación. Así, la combinación de las dos herramientas de representación junto con el nuevo algoritmo suponen otros dos esquemas de compresión. En segundo lugar, se lleva a cabo el estudio comparativo del codificador propuesto con otros de su categoría realizados por diversos investigadores. Los resultados permiten alcanzar valores medios de compresión que superan a los ofrecidos por el algoritmo SPIHT para valores de PRD del 3% cuando se trabaja con el mismo conjunto de señales.