فشرده‌سازي سيگنال‌هاي الكترومايوگرام مبتني بر هموارسازي به كمك تكنيك پيش‌تاكيد-واتاكيد

Electromyogram Signal Compression Using Pre/De-emphasis- Based Smoothing Technique

امروزه تمايل زيادي به ذخيره طولاني مدت سيگنال‌هاي الكترومايوگرام (EMG) و بنابراين فشرده سازي مؤثر آنها وجود دارد. در اين مقاله، با توجه به تغييرات زماني نسبتاً سريع سيگنالهاي الكترومايوگرام، يك نسخه هموار متناظر با سيگنال الكترومايوگرام مورد نظر توليد مي‌شود تا كارايي فشرده‌سازي بهبود يابد. براي هموارسازي سيگنال، براي اولين بار در اين مقاله، از تكنيك پيش‌تاكيد-واتاكيد در حوزه تبديل فوريه استفاده شده است. سيگنال هموار شده، به منظور افزايش تزايد مكاني، به كمك تكنيك دوبعدي‌سازي به تصوير معادل خود تبديل و سپس به كمك تبديل موجك و كدگذاري SPIHT فشرده‌سازي مي‌شود. روش پيشنهادي به كمك دو دسته از معيارها، معيارهاي قدرت فشرده‌سازي (شامل PRD و CF) و معيارهاي قدرت حفظ اطلاعات كلينيكي (شامل چهار پارامتر طيفي) ارزيابي شده است. نتايج، همگي نشان‌دهنده توانمندي و برتري روش پيشنهادي در مقايسه با مهمترين روش‌هاي امروزي بوده‌اند.

Today, there is a great tendency to store long-term recordings of electromyogram (EMG) signals; thus, showing the importance and necessity of effective compression of this type of biomedical signals. In this paper, regarding to the relatively rapid variation of EMG instantaneous amplitudes and thus having rather high frequency components, we have proposed a compression approach in which a smooth and reversible version of the input EMG signal is generated to be compressed instead of the original one; thus, improving the compression efficiency. We have used the pre/de-emphasis technique in the Fourier domain to produce a smooth signal from the input EMG signal. The smoothed signal is then simply converted to the corresponding 2D image and finally, compressed by the Wavelet transform and Set Partitioning In Hierarchical Trees (SPIHT) codec. The proposed method is evaluated by two sets of criteria, measuring the compression efficiency (including the PRD and CF measures) and capability of preserving the clinical information (including four spectral parameters). The results show the superiority of the proposed method compared to most of existing approaches.