JPH06232758A - データ圧縮回路 - Google Patents

データ圧縮回路

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JPH06232758A
JPH06232758A JP5013779A JP1377993A JPH06232758A JP H06232758 A JPH06232758 A JP H06232758A JP 5013779 A JP5013779 A JP 5013779A JP 1377993 A JP1377993 A JP 1377993A JP H06232758 A JPH06232758 A JP H06232758A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】データ量を大幅に低減できる圧縮回路を提供す
る。 【構成】A/D変換器1の出力データDHを検出手段2
1に供給して隣接データ差を検出する。差が負のときは
2の補数で出力する。検出手段21の出力データDH1
を符号ビット移動手段22に供給する。データDH1の
MSBが論理1であるとき、2の補数を求めた後に上位
ビット側に1ビットシフトさせ、LSBに論理1の符号
ビットを付加する。データDH1のMSBが論理0であ
るときは、上位ビット側に1ビットシフトさせ、LSB
に論理0の符号ビットを付加する。移動手段22の出力
データDH2を補正手段23に供給し、データDHの連
続する3個のデータのうち中央のデータのみが異なると
きは、実質的に中央のデータを前後のデータと同じくす
る。補正手段23の出力データDH3を共通化手段24
に供給し、有効ビットに基づいて複数のビットデータに
分類して共通化処理をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ホルターシステム
(長時間心電記録計)に適用して好適なデータ圧縮回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、心電測定装置からの心電波形信号
を磁気テープ等にアナログ信号の形式で記録することが
知られている。しかし、ヘッド特性等により再現精度が
良くない等の問題点があった。そこで従来、再現精度を
良くするために心電波形信号を磁気テープ、半導体メモ
リ等にディジタル信号の形式で記録することが提案され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ホルターシ
ステムは例えば24時間分の心電波形信号を連続して記
録するものであり、記録データ量が非常に多く、それに
見合った記録媒体を必要とするなる等の問題点があっ
た。
【0004】そこで、この発明では、データ量を大幅に
低減できるデータ圧縮回路を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、入力データ
の隣接するデータの差を検出する隣接データ差検出手段
と、この隣接データ差検出手段の出力データの最上位ビ
ットが論理1であるときは2の補数を求めた後に上位ビ
ット側に1ビットシフトすると共に最下位ビットに論理
1の符号ビットを付加し、上記出力データの最上位ビッ
トが論理0であるときはそのまま上位ビット側に1ビッ
トシフトすると共に最下位ビットに論理0の符号ビット
を付加する符号ビット移動手段と、この符号ビット移動
手段の出力データを有効ビットがそれぞれ異なる複数の
ビットデータに分類してデータの共通化処理をするデー
タ共通化手段とを備えるものである。
【0006】
【作用】この発明においては、隣接データ差検出手段2
1および符号ビット移動手段22でもって似通ったデー
タが多くなるように処理された後に、データ共通化手段
24によって似通ったデータがまとめられてデータが共
通化されるため、データ量を大幅に低減し得る。また、
データ共通化手段24より圧縮データとして似通ったデ
ータが出力されるため、さらにハフマン法やLZW(La
mple-Ziv-Welch)法等の100%伸張できる圧縮法を用
いてデータ圧縮をする場合には圧縮効率を大きくし得
る。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。本例は心電波形信号をディジタ
ルVTRでもって記録するホルターシステムの記録系に
適用した例である。
【0008】図1は、ホルターシステムの全体構成を示
すブロック図である。同図において、図示しない心電波
形測定装置より出力されるアナログの心電波形信号SH
はA/D変換器1に供給され、サンプリング周波数が2
50Hz、かつ1サンプル10ビットでもってディジタ
ル信号に変換される。なお、各サンプルのデータは、以
下の処理では、16ビットデータとして取り扱われる。
【0009】A/D変換器1より出力される心電波形デ
ータDHはデータ圧縮回路2でデータ圧縮処理された後
にディジタルVTR3に供給されて記録される。データ
圧縮回路2はマイクロコンピュータ(以下、「マイコ
ン」という)を有して構成され、データ圧縮処理はマイ
コンでもってソフト的に行なわれる。
【0010】図2は、データ圧縮回路の構成を機能ブロ
ックで表わしたものである。図において、A/D変換器
1より出力される心電波形データDHは隣接データ差検
出手段21に供給される。この検出手段21では、デー
タDHの隣接データの差が検出される。この場合、検出
手段21からは、差が正のときはそのまま出力される共
に、差が負のときは2の補数にして出力される。
【0011】次に、検出手段21より出力されるデータ
DH1は符号ビット移動手段22に供給される。この移
動手段22では、データDH1(b15,b14,・・・,
b0の16ビットデータ)の最上位ビット(MSB)b1
5の論理状態に応じて以下のように処理される。
【0012】すなわち、データDH1の最上位ビットb
15が論理1であるときは、そのデータDH1の2の補数
を求めた後に上位ビット側に1ビットシフトすると共に
最下位ビット(LSB)b0に論理1の符号ビットを付
加する。
【0013】例えば、データDH1が「FFFFH」で
あるとき、ビットb15は論理1であり、2の補数を求め
ると「0001H」となり、上位ビット側に1ビットシ
フトした後にビットb0に論理1の符号ビットを付加す
ると「0003H」となる。ここで、“H”は16進表示
であることを示している。以下においても同様である。
【0014】一方、データDH1の最上位ビットb15が
論理0であるときは、そのまま上位ビット側に1ビット
シフトすると共に最下位ビットb0に論理0の符号ビッ
トを付加する。
【0015】例えば、データDH1が「0001H」で
あるとき、ビットb15は論理0であり、上位ビット側に
1ビットシフトした後にビットb0に論理0の符号ビッ
トを付加すると「0002H」となる。
【0016】図3は、検出手段21より出力されるデー
タDH1と移動手段22より出力されるデータDH2と
の対応関係を示している。
【0017】次に、移動手段22より出力されるデータ
DH2はデータ補正手段23に供給される。補正手段2
3では、A/D変換器1より出力されるデータDHの連
続する3個のデータのうち中央のデータのみが異なる場
合にあっては、実質的に中央のデータを前後のデータと
同じくする処理が行なわれる。
【0018】例えば、データDH2が0002H 000
3H と連続するとき、あるいは0003H 0002H と
連続するときは、0000H 0000H とされる。
【0019】上述したように、A/D変換器1における
サンプリング周波数を250Hzとした場合、周知の標
本化定理より標本化周波数の1/2周波数である125
Hzまで完全に復元できる。しかし、心電波形の場合に
は125Hzの周波数帯域まで必要とは考えられておら
ず、補正手段23による上述した処理でもって125H
zの周波数成分を除去でき、これにより似通ったデータ
を増やすことができる。
【0020】なお、上述したような補正処理は、A/D
変換器1より出力されるデータDH、あるいは検出手段
21より出力されるデータDH1に対して行ない得るこ
とは勿論である。A/D変換器1より出力されるデータ
DHに対して行なう場合、例えば、03F3H 03F4
H 03F3H と連続するとき、03F3H 03F3H0
3F3H とされる。また、検出手段21より出力される
データDH1に対して行なう場合、例えば、FFFFH
0001H と連続するとき、あるいは0001H FFF
FH と連続するときは、0000H 0000H とされ
る。
【0021】また、この補正手段23による補正処理は
必ずしも必要ではなく、省略してもよい。
【0022】次に、補正手段23より出力されるデータ
DH3はデータ共通化手段24に供給されて以下の〜
の処理が行なわれる。
【0023】 データDH3が、その有効ビットに基
づいて有効4ビット、有効8ビット、有効16ビットの
3種類のデータに分類される。例えば、「0004
H」、「0005H」等は有効4ビットのデータであり、
「0080H」、「0090H」等は有効8ビットのデー
タであり、「0100H」、「0200H」等は有効16
ビットのデータである。この分類が行なわれるとき、そ
れぞれの種類の内容がわかるように、それぞれの種類の
データの前にヘッダが置かれる。
【0024】ここで、ヘッダは、例えばビットb7〜b0
の1バイトデータで構成される。ヘッダには、例えば以
下のような意味を持たせる。すなわち、「b7b6」の2
ビットによってデータの種類が表わされる。例えば、
「00」は有効4ビットデータ、「01」は有効8ビッ
トデータ、「10」は有効16ビットデータを示すもの
とされる。また、「b5〜b0」の6ビットによってビッ
トデータの塊の個数が表わされる。個数は01H〜3FH
(1〜63)まで表わすことができる。
【0025】 有効4ビットデータは、8ビット単位
とされる。この場合、同一データが連続していないとき
は、ビットb15〜b8が除去されて8ビットデータとさ
れる。また、同一データが連続するときは、以下のよう
に8ビットデータ「b7〜b0」が形成される。すなわ
ち、「b7〜b4」の4ビットによって同一データの連続
数が表わされる。ここで、0H〜FH(0〜15)が示さ
れるが、0〜15は1〜16を表わすものと考える。ま
た、「b3〜b0」の4ビットによって4ビットデータが
表わされる。
【0026】例えば、0004H 0005H 0005H
0005H 0005H 0005H 0006H のデータ
は、04H 45H 06Hとなる。
【0027】 有効8ビットデータは、8ビット単位
とされる。この場合、ビットb15〜b8が除去されて8
ビットデータとされる。
【0028】例えば、0010H 0020H 0030H
0040H 0050H 0060H のデータは、10H 2
0H 30H 40H 50H 60Hとなる。
【0029】このようにデータ共通化手段24では、
〜の処理が行なわれる。例えば、0004H 0005
H 0005H 0005H 0005H 0005H 0006
H 0080H 0090H 0100H 0200H のデータ
は、03H 04H 45H 06H 42H 80H 90H 82
H 0100H 0200H となる。ここで、03H ,42
H ,82H はヘッダである。
【0030】次に、共通化手段24より出力されるデー
タDH4はロスレス(LossLess)圧縮手段25
に供給される。この圧縮手段25では、従来周知のハフ
マン法やLZW(Lample-Ziv-Welch)法等の100%伸
張できる圧縮法を用いてデータ圧縮処理が行なわれる。
この圧縮手段25より出力されるデータDH5がデータ
圧縮回路2の出力としてディジタルVTR3に供給され
る。
【0031】このように本例においては、検出手段2
1、移動手段22および補正手段23でもって似通った
データが多くなるように処理された後に、共通化手段2
4によって似通ったデータがまとめられてデータが共通
化されるため、データ量を大幅に低減できる。また、共
通化手段24より圧縮データとして似通ったデータが出
力されるため、圧縮手段25におけるハフマン法やLZ
W(Lample-Ziv-Welch)法等の圧縮法によるデータ圧縮
の圧縮効率を大きくできる。
【0032】例えば、A/D変換器1出力データDHが
図4に示すようであるとき、検出手段21、移動手段2
2、補正手段23および共通化手段24の出力データD
H1〜DH4は、それぞれ図5〜図8に示すようにな
る。この場合、入力768バイト(図4参照)が、検出
手段21〜共通化手段24の処理によって191バイト
(図8参照)となり、191/768≒1/4の圧縮が
されたことになる。なお、図4〜図8および後述する図
12は“H”の記号を付していないが、16進表示であ
る。
【0033】また、心電波形信号が2チャネル、サンプ
リング周波数250Hz、1サンプル10ビット(実際
には16ビットデータとして取り扱われる)で、24時
間稼動のホルターシステムで入力データ数が52838
4バイトであるとき、本例のデータ圧縮回路2で圧縮後
のデータ数は59707バイトとなり、圧縮比は8.8
5となった。ただし、ロスレス圧縮手段25でLZW法
を使用した場合である。
【0034】なお、再生系は、図9に示すようにディジ
タルVTR3の再生データがデータ伸張回路4でデータ
伸張された後D/A変換器5でアナログ信号とされて出
力される。データ伸張回路4における伸張処理は、図2
の各手段による処理とは逆のタ処理が行なわれることに
なる。ただし、補正手段23の逆処理は省略される。
【0035】また、図10は本例の圧縮処理を行なった
心電波形信号による心電波形であり、図11に示す圧縮
処理を行なっていない心電波形信号による心電波形と殆
ど変わらず、圧縮処理によって再現精度にそれほど悪影
響を及ぼすことはない。
【0036】また、上述したように補正手段23は必ず
しも設ける必要はない。図12は、A/D変換器1の出
力データDHが図4に示すようであって、補正手段23
を設けていない場合におけるデータ共通化手段24の出
力データDH4を示している。この場合、入力768バ
イト(図4参照)が、検出手段21,符号ビット移動手
段22およびデータ共通化手段24の処理によって23
9バイト(図12参照)となり、239/768≒1/
3.2の圧縮がされたことになる。
【0037】このように、補正手段23を設けない場合
には、設けた場合に比較して圧縮率が低下する。これ
は、補正手段23を設けないことから、共通化手段24
に入力されるデータDH3内において似通ったデータが
少なくなるためと考えられる。
【0038】なお、上述実施例は、心電波形信号を記録
するホルターシステムに適用したものであるが、この発
明はその他の信号、例えば心電波形信号のようにレベル
変化の少ない部分を多く持つ信号を記録する場合のデー
タ圧縮処理に適用して好適なものとなる。
【0039】
【発明の効果】この発明によれば、隣接データ差検出手
段および符号ビット移動手段でもって似通ったデータが
多くなるように処理された後に、データ共通化手段によ
って似通ったデータがまとめられてデータが共通化され
るため、データ量を大幅に低減できる。また、データ共
通化手段より圧縮データとして似通ったデータが出力さ
れるため、さらにハフマン法やLZW法等の100%伸
張できる圧縮法を用いてデータ圧縮をする場合には圧縮
効率を大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の全体構成を示す図であ
る。
【図2】データ圧縮回路の構成を示す機能ブロック図で
ある。
【図3】隣接データ差検出手段の出力データDH1と符
号ビット移動手段の出力データDH2の対応関係を示す
図である。
【図4】A/D変換器の出力データDHの一例を示す図
である。
【図5】隣接データ差検出手段の出力データDH1を示
す図である。
【図6】符号ビット移動手段の出力データDH2を示す
図である。
【図7】データ補正手段の出力データDH3を示す図で
ある。
【図8】データ共通化手段の出力データDH4を示す図
である。
【図9】再生系の構成を示す図である。
【図10】圧縮処理を行なったデータによる心電波形を
示す図である。
【図11】圧縮処理を行なっていないデータによる心電
波形を示す図である。
【図12】データ共通化手段の出力データDH4(デー
タ補正手段なしの場合)を示す図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器 2 データ圧縮回路 3 ディジタルVTR 21 隣接データ差検出手段 22 符号ビット移動手段 23 データ補正手段 24 データ共通化手段 25 ロスレス圧縮手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力データの隣接するデータの差を検出
    する隣接データ差検出手段と、 この隣接データ差検出手段の出力データの最上位ビット
    が論理1であるときは2の補数を求めた後に上位ビット
    側に1ビットシフトすると共に最下位ビットに論理1の
    符号ビットを付加し、上記出力データの最上位ビットが
    論理0であるときはそのまま上位ビット側に1ビットシ
    フトすると共に最下位ビットに論理0の符号ビットを付
    加する符号ビット移動手段と、 この符号ビット移動手段の出力データを有効ビットがそ
    れぞれ異なる複数のビットデータに分類してデータの共
    通化処理をするデータ共通化手段とを備えることを特徴
    とするデータ圧縮回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013536053A (ja) * 2010-08-27 2013-09-19 ニューロプロ・リミテッド モニタリング又は予測システムおよびモニタリング又は予測の方法
CN107846225A (zh) * 2017-10-30 2018-03-27 成都心吉康科技有限公司 实时心电数据无损压缩、解压缩的方法、装置和***

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