编码精度自调节的心电压缩ASIC

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心电压缩能够有效减少传输成本和数据存储量,对于远程医疗技术的发展具有重要的研究和应用价值。由于心电压缩常用于便携式穿戴设备,对系统的面积和功耗有着较高的要求,因此心电压缩算法的低成本低功耗实现是研究的重点。本文综合考虑压缩性能和电路成本设计了基于5/3小波变换和EZW编码的心电压缩电路,针对EZW编码的精度固定,导致不同样本压缩率不稳定的问题,提出了一种编码精度自调节方案,并对编码算法进行优化的电路设计以满足低功耗处理需求。论文的主要研究内容和创新点如下:  1.基于对现有算法的压缩性能和计算复杂度的分析,选用了5/3小波变换结合EZW编码作为本设计的压缩算法。  2.针对EZW编码的不足之处,即当精度固定时,由于不同样本的信号特性差异,导致压缩率不稳定的问题,本文提出了一种精度自适应调节的算法,利用信号平稳性和可压缩性间的联系,将小波分解系数的统计值作为精度调节参数,有效降低压缩率的波动。  3.针对EZW编码算法包含大量递归运算的问题,本文进一步提出了一种逆向扫描机制用于EZW的主扫描过程,减少了迭代次数并降低了编码实现复杂度及功耗  4.利用5/3小波交换的同址运算特性,将数据顺序存储方式改为间隔存储,减少了中间值存储资源,并基于该存储结构设计了压缩算法的硬件架构,通过MIT-BIH样本测试证实了其压缩性能的优越性,以及电路系统的低功耗特性。
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