一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及醫(yī)療領(lǐng)域，具體涉及一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度方法，在該方法中計(jì)算像素點(diǎn)集合中每相鄰像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)連線的斜率，獲得斜率值集合，根據(jù)對(duì)該集合中的斜率值進(jìn)行的判定結(jié)果設(shè)定像素點(diǎn)的灰度值，進(jìn)而進(jìn)行心電波形繪制，可進(jìn)一步消除心電波形出現(xiàn)的階梯，大大提高心電波形的準(zhǔn)確度。并且該方法既適用于靜態(tài)心電波形的繪制，也可適用于實(shí)時(shí)心電波形的繪制。
【專利說(shuō)明】一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療領(lǐng)域，具體涉及一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在個(gè)人電腦心電圖機(jī)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱PC ECG)中需要將固定采樣速率的心電數(shù)據(jù)顯示在分辨率不同的個(gè)人電腦顯示器上。對(duì)于不同的分辨率，顯示器所能顯示的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)不同。在光柵掃描顯示方式的顯示器上，像素點(diǎn)的顯示坐標(biāo)是實(shí)際坐標(biāo)的近似值，只能取整數(shù)。這使得顯示器的分辨率較低時(shí)，畫出的波形會(huì)呈現(xiàn)階梯狀。心電波形是醫(yī)生診斷病情的依據(jù)，波形繪制的階梯都會(huì)影響醫(yī)生對(duì)心電波形的觀察，因此我們需要找到一種方法來(lái)消除心電波形的階梯。
[0003]對(duì)于消除繪制心電波形時(shí)出現(xiàn)的階梯，一般是采用反走樣處理。當(dāng)前使用最廣泛的反走樣算法是“Wu反走樣算法”。該方法在兩個(gè)端點(diǎn)之間連接一條理想線段，然后根據(jù)線段兩邊像素點(diǎn)到線段的距離設(shè)置一個(gè)權(quán)值來(lái)調(diào)節(jié)兩邊像素點(diǎn)的亮度，從而達(dá)到視覺(jué)上消除鋸齒的目的，該方法實(shí)際上是增加了曲線的厚度。但是該方法對(duì)于兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)(橫坐標(biāo)或者縱坐標(biāo))相隔較遠(yuǎn)的情況下效果才比較明顯，如果兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)相隔很近，只相差一兩個(gè)像素，那么該算法就基本失效。這樣就不能完全消去所有的波形階梯，還是會(huì)對(duì)醫(yī)生的觀察心電波形造成一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的即在于提供一種消除心電波形繪制臺(tái)階，進(jìn)而提高心電波形繪制準(zhǔn)確度的方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度的方法，包括:
根據(jù)特征點(diǎn)集合獲得與其對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)集合；
根據(jù)像素點(diǎn)集合中相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，獲得斜率值集合，并判斷斜率值集合中是否存在為零或者無(wú)窮大的斜率值，若存在為零或者無(wú)窮大的斜率值，則將相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的兩邊臨近像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為α，其中0〈 α < I ;若不存在為零或者無(wú)窮大的斜率值，則將斜率值的絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的斜率閾值進(jìn)行比較，若斜率值的絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)的斜率閾值，則將相鄰兩像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的兩邊臨近像素點(diǎn)的灰度值分別設(shè)置為Y和I其中Y和δ分別根據(jù)像素點(diǎn)到連線的距離決定，其中Υ + δ=1，若斜率的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的斜率閾值，則判斷若斜率值為正，則將相鄰兩特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的下方像素點(diǎn)灰度值設(shè)置為β，若斜率值為負(fù)，則將相鄰兩特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的上方像素點(diǎn)灰度值設(shè)置為β，其中0.5〈β〈1，從而獲得波形繪制像素點(diǎn)集合； 根據(jù)波形繪制像素點(diǎn)集合中的像素點(diǎn)灰度值繪制波形。
[0006]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，將每個(gè)特征點(diǎn)的數(shù)值取整作為Y坐標(biāo)值,其中取整根據(jù)四舍五入的方式進(jìn)行，將每個(gè)特征點(diǎn)所屬的特征點(diǎn)抽取間隔的序號(hào)作為X坐標(biāo)值，將獲得的每個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)，獲得像素點(diǎn)集合。
[0007]本發(fā)明提供的一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度方法，在該方法中計(jì)算像素點(diǎn)集合中每相鄰像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)連線的斜率，獲得斜率值集合，根據(jù)對(duì)該集合中的斜率值進(jìn)行的判定結(jié)果設(shè)定像素點(diǎn)的灰度值，進(jìn)而進(jìn)行心電波形繪制，可進(jìn)一步消除心電波形出現(xiàn)的階梯，大大提高心電波形的準(zhǔn)確度。并且該方法既適用于靜態(tài)心電波形的繪制，也可適用于實(shí)時(shí)心電波形的繪制。
[0008]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]為了易于說(shuō)明，本發(fā)明由下述的較佳實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。
[0010]圖1為本發(fā)明一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度方法的流程示意圖；
圖2為本發(fā)明一種 提高心電波形繪制準(zhǔn)確度方法的另一流程示意圖；
圖3為本發(fā)明一種波形繪制方法流程示意圖；
圖4為本發(fā)明一種波形繪制方法應(yīng)用于心電波形的具體流程示意圖；
圖5為本發(fā)明一種心電波形繪制裝置示意圖；
圖6為本發(fā)明一種心電波形繪制裝置的具體示意圖。
[0011]
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0013]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度的方法，包括以下步驟:
步驟11:獲取波形數(shù)據(jù)點(diǎn)集合，同時(shí)計(jì)算特征點(diǎn)抽取間隔；
具體過(guò)程為:根據(jù)顯示器的分辨率、尺寸得到顯示器上每毫米顯示的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)M ;根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣頻率F以及波形的走速S得到每毫米顯示的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)R，其中R=F/S ；得到每個(gè)像素點(diǎn)平均要顯示的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)Q，其中Q=R/M，即為特征點(diǎn)抽取間隔，特征點(diǎn)抽取間隔是指每Q個(gè)點(diǎn)內(nèi)抽取一個(gè)點(diǎn)作為特征點(diǎn)；其中獲取的波形數(shù)據(jù)點(diǎn)集合優(yōu)選為心電波形數(shù)據(jù)點(diǎn)集合。
[0014]步驟12:對(duì)波形數(shù)據(jù)點(diǎn)集合進(jìn)行抽取，獲得特征點(diǎn)集合；
具體過(guò)程為:對(duì)波形數(shù)據(jù)點(diǎn)集合中每相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作差，獲得差值集合，對(duì)該差值集合每相鄰兩個(gè)差值的正負(fù)符號(hào)進(jìn)行比較，若每相鄰兩個(gè)差值的正負(fù)符號(hào)不相同，則不設(shè)置突變點(diǎn)，若每相鄰兩個(gè)差值的正負(fù)符號(hào)相同，將該相鄰兩個(gè)差值對(duì)應(yīng)的相鄰三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的中間點(diǎn)設(shè)置為突變點(diǎn)，獲得突變點(diǎn)集合，統(tǒng)計(jì)每個(gè)特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)突變點(diǎn)的個(gè)數(shù)，若特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)突變點(diǎn)的個(gè)數(shù)為零，則抽取特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)的中間點(diǎn)作為特征點(diǎn)，若特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)突變點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于零，則取特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)突變點(diǎn)中數(shù)值最大的突變點(diǎn)為特征點(diǎn)，獲得特征點(diǎn)集合；其中所述獲得的特征點(diǎn)集合用于繪制波形。
[0015]請(qǐng)參照?qǐng)D2，本發(fā)明一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度的方法，包括以下步驟:
步驟21:根據(jù)特征點(diǎn)集合獲得與其對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)集合；具體過(guò)程為:將每個(gè)特征點(diǎn)的數(shù)值取整作為Y坐標(biāo)值，其中取整根據(jù)四舍五入的方式進(jìn)行；將每個(gè)特征點(diǎn)所屬的特征點(diǎn)抽取間隔的序號(hào)作為X坐標(biāo)值；特征點(diǎn)抽取間隔的序號(hào)是指特征點(diǎn)間隔內(nèi)所有點(diǎn)所處的像素點(diǎn)的序號(hào)，即每Q個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)占據(jù)屏幕上一個(gè)像素點(diǎn)，將獲得的每個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)，獲得像素點(diǎn)的集合。
[0016]步驟22:根據(jù)像素點(diǎn)集合，獲得波形繪制像素點(diǎn)集合；
具體過(guò)程為:根據(jù)像素點(diǎn)集合中相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，獲得斜率值集合，并判斷斜率值集合中是否存在為零或者無(wú)窮大的斜率值，若存在為零或者無(wú)窮大的斜率值，則將相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的兩邊臨近像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為α，其中0〈 α〈I;若不存在為零或者無(wú)窮大的斜率值，則將斜率值的絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的斜率閾值進(jìn)行比較，若斜率值的絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)的斜率閾值，則將相鄰兩像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的兩邊臨近像素點(diǎn)的灰度值分別設(shè)置為Y和I其中Y和δ分別根據(jù)像素點(diǎn)到連線的距離決定，其中
Y+ δ =1，若斜率的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的斜率閾值，則判斷若斜率值為正，則將相鄰兩特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的下方像素點(diǎn)灰度值設(shè)置為β，若斜率值為負(fù)，則將相鄰兩特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的上方像素點(diǎn)灰度值設(shè)置為β，其中0.5〈β〈1，從而獲得波形繪制像素點(diǎn)集
口 ο
[0017]步驟23:根據(jù)波形繪制像素點(diǎn)集合中的像素點(diǎn)灰度值繪制波形。
[0018]本實(shí)施方式主要以心電波形為例，其中，用于實(shí)現(xiàn)一種心電波形的繪制方法主要包括下位機(jī)和上位機(jī)，下位機(jī)主要通過(guò)心電導(dǎo)聯(lián)線來(lái)獲取心電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再將數(shù)字信號(hào)傳給上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)心電數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、預(yù)處理、特征點(diǎn)抽取、反走樣處理、顯示和打印。
[0019]請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明一種波形繪制方法，包括以下步驟:
步驟101:采集原始波形信號(hào)；
具體過(guò)程為:通過(guò)采集盒上的導(dǎo)聯(lián)線采集信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換得到波形原始數(shù)據(jù)，采集盒可以是無(wú)線采集盒也可以是有線采集盒，對(duì)于無(wú)線采集盒，還要有一個(gè)接收盒，本實(shí)施例設(shè)定至少需要采集10秒鐘的數(shù)據(jù)。
[0020]步驟102:對(duì)原始波形信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，并計(jì)算特征點(diǎn)抽取間隔；
具體過(guò)程為:對(duì)波形原始數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波預(yù)處理，濾除噪聲干擾，獲得波形數(shù)據(jù)點(diǎn)的集合{S(n)，η=1，2，3，...，Ν}，Ν為數(shù)據(jù)點(diǎn)的總個(gè)數(shù)；根據(jù)顯示器的分辨率、尺寸得到顯示器上每毫米顯示的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)M ;根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣頻率F以及波形的走速S得到每毫米顯示的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)R，其中R=F/S ;得到每個(gè)像素點(diǎn)平均要顯示的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)Q,其中Q=R/M，即為特征點(diǎn)抽取間隔，特征點(diǎn)抽取間隔是指每Q個(gè)點(diǎn)內(nèi)抽取一個(gè)點(diǎn)作為特征點(diǎn)。
[0021]步驟103:抽取每個(gè)特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)的特征點(diǎn)，獲得特征點(diǎn)集合；
具體過(guò)程為:對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)集合中每相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作差，得到一個(gè)差值集合{X(n)，n=l，2，3，"'N-1h 其中 X(n)=S(n+l)-S(n)，S (η)是數(shù)據(jù)點(diǎn)集合{S(n)}中的第 η 個(gè)點(diǎn)；對(duì)差值集合中每相鄰兩個(gè)差值Χ(η)和Χ(η+1)的正負(fù)符號(hào)進(jìn)行比較，如果正負(fù)符號(hào)相同，則說(shuō)明該兩個(gè)差值對(duì)應(yīng)的相鄰三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)S(n), S(n+1)，S(n+2)的中間點(diǎn)S(n+1)為突變點(diǎn)，如果正負(fù)符號(hào)不同，則說(shuō)明該兩個(gè)差值對(duì)應(yīng)的相鄰三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)S(n)，S(n+1)，S(n+2)不存在突變點(diǎn)，同時(shí)，得到一個(gè)突變點(diǎn)集合lV(i)，i=l，2，3，…，I}，{V(i)}是波形數(shù)據(jù)點(diǎn)集合{S(n)}的子集；突變點(diǎn)V(i)是指繪制波形時(shí)，導(dǎo)致波形出現(xiàn)轉(zhuǎn)折的點(diǎn)；統(tǒng)計(jì)每個(gè)特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)突變點(diǎn)的個(gè)數(shù)，如果個(gè)數(shù)為零，則抽取每個(gè)特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)的中間點(diǎn)作為特征點(diǎn)，如果大于零，則取突變點(diǎn)中最大的突變點(diǎn)為特征點(diǎn)，得到特征點(diǎn)集合{H(j)，j=l,2,{H(j)}是心電波形數(shù)據(jù)點(diǎn)集合{S(n)}的子集。
[0022]步驟104:對(duì)臨近位置像素點(diǎn)的灰度值進(jìn)行設(shè)置；
具體過(guò)程為:計(jì)算相鄰兩個(gè)特征點(diǎn)H(j)和H(j+1)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)連線的斜率，得到一個(gè)斜率值集合{Z(j)，j=l，2，3，…，J-1}，對(duì)斜率值集合中每個(gè)斜率值進(jìn)行判斷，若斜率值存在為零或者為無(wú)窮大，則設(shè)置兩坐標(biāo)點(diǎn)連線兩邊的臨近像素點(diǎn)的灰度值為α，其中0〈 α < 1，該灰度值α的取值是根據(jù)該臨近像素點(diǎn)到坐標(biāo)點(diǎn)連線的距離來(lái)確定，而該灰度值也都是指歸一化之后的灰度值，即將像素的實(shí)際灰度處于總的灰度活動(dòng)，例如以256灰度為例，其灰度從O到255之間，若像素的實(shí)際灰度為128，則歸一之后的灰度值即為128/256=0.5，因此可知?dú)w一化之后的灰度值的范圍即為O到I之間；若斜率值不存在為零或者為無(wú)窮大，則將斜率值的絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的斜率閾值λ進(jìn)行比較，若斜率值的絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)的斜率閾值λ，則說(shuō)明該相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)連線的臨近區(qū)域還存在其他像素點(diǎn)，將兩邊的像素點(diǎn)的灰度值分別設(shè)置為Y和I其中Y和δ是根據(jù)臨近區(qū)域像素點(diǎn)到連線的距離決定，而且有
Y+δ=1，這樣可以通過(guò)使連線的邊界變模糊來(lái)消除心電波形的鋸齒；若斜率的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的斜率閾值λ，則判斷斜率的正負(fù)，若斜率值為正，則將該相鄰兩個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)連線的下方像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為β，若斜率值為負(fù)，則將該相鄰兩個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)連線的上方像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為β，為了保持波形的平滑性，設(shè)置0.5〈β〈1，其β取值根據(jù)上方像素點(diǎn)到坐標(biāo)連線的距離來(lái)確定。
[0023]步驟105:根據(jù)設(shè)置的像素點(diǎn)灰度值繪制波形；
具體過(guò)程為:根據(jù)波形上 下兩個(gè)像素點(diǎn)的灰度值繪制波形，得到新的波形圖。
[0024]參照?qǐng)D4所示，本發(fā)明一種波形繪制方法應(yīng)用于心電信號(hào)的具體描述如下，包括如下步驟:
步驟101:采集心電信號(hào)，得到心電波形原始數(shù)據(jù)；
具體過(guò)程為:通過(guò)采集盒上的導(dǎo)聯(lián)線從人體采集心電信號(hào)，心電信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換得到心電波形原始數(shù)據(jù)，采集盒可以是無(wú)線采集盒也可以是有線采集盒，對(duì)于無(wú)線采集盒，還要有一個(gè)接收盒，本實(shí)施例設(shè)定至少需要采集10秒鐘的心電數(shù)據(jù)。
[0025]步驟1021:對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣和濾波預(yù)處理，獲得預(yù)處理數(shù)據(jù)集合；
具體過(guò)程為:下位機(jī)采集的心電波形原始數(shù)據(jù)通過(guò)采集盒發(fā)送給上位機(jī)，得到心電波形數(shù)據(jù)，對(duì)心電波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣及濾波處理得到預(yù)處理后的心電波形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)集合{S(n), n=l，2，3，…，N}，N為數(shù)據(jù)點(diǎn)的總個(gè)數(shù)；采樣頻率根據(jù)不同的采集盒設(shè)置為不同的采樣頻率，通常情況下，有線采集盒的采樣頻率F為1000Hz，無(wú)線采集盒的采樣頻率為500Hz ；濾波器的頻率包括25Hz，35Hz，45Hz，75Hz，100Hz, 150Hz。本實(shí)施例中采樣的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為至少采樣10秒鐘的數(shù)據(jù)。
[0026]步驟1022:根據(jù)顯示器的分辨率、尺寸、波形的走速及采樣頻率計(jì)算特征點(diǎn)抽取間隔；
具體過(guò)程為:根據(jù)顯示器的分辨率、尺寸獲得顯示器屏幕上每毫米顯示的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)M ;根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣頻率F以及預(yù)設(shè)的波形走速S得到每毫米顯示的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)R，其中R=F/S ;然后根據(jù)像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)M及數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)R得到每個(gè)像素點(diǎn)平均要顯示的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)Q，其中Q=R/M，即為特征點(diǎn)抽取間隔，特征點(diǎn)抽取間隔是指每Q個(gè)點(diǎn)內(nèi)抽取一個(gè)點(diǎn)作為特征點(diǎn)。
[0027]步驟1031:對(duì)預(yù)處理后的心電數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)集合中相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)求差值，獲得
差值集合；
具體過(guò)程為:對(duì)每相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作差，得到一個(gè)差值集合{X (η)，η=1，2，3，...，Ν-1}，其中 X(n) =S(n+1)-S(η)。
[0028]步驟1032:對(duì)差值集合中每相鄰兩個(gè)差值的正負(fù)符號(hào)進(jìn)行比較，獲得突變點(diǎn)集合；
具體過(guò)程為:對(duì)差值集合中每相鄰兩個(gè)差值X(n)和X(n+1)的正負(fù)符號(hào)進(jìn)行比較，如果正負(fù)符號(hào)相同，則說(shuō)明該兩個(gè)差值對(duì)應(yīng)的相鄰三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)S(n)，S(n+1), S(n+2)的中間點(diǎn)S(n+1)為突變點(diǎn)，如果正負(fù)符號(hào)不同，則說(shuō)明該兩個(gè)差值對(duì)應(yīng)的相鄰三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)S(n)，S(n+1)，S(n+2)不存在突變點(diǎn)，得到一個(gè)突變點(diǎn)集合|V(i)，i=l，2，3，…，1}，{V(i)}是心電波形數(shù)據(jù)點(diǎn)集合{S(n)}的子集；突變點(diǎn)V(i)是指繪制波形時(shí)，導(dǎo)致波形轉(zhuǎn)折的點(diǎn)。
[0029]步驟1033:根據(jù)特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)的突變點(diǎn)的個(gè)數(shù)抽取特征點(diǎn)，獲得特征點(diǎn)集合；
具體過(guò)程為:統(tǒng)計(jì)每 個(gè)特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)突變點(diǎn)的個(gè)數(shù)，如果突變點(diǎn)的個(gè)數(shù)為零，即不存在突變點(diǎn)，則取每個(gè)特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)的中間點(diǎn)作為特征點(diǎn)，如果突變點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于零，則取最大的突變點(diǎn)為特征點(diǎn)，獲得特征點(diǎn)集合{H(j)，j=l, 2，3，…，J}，{H(j)}是心電波形數(shù)據(jù)點(diǎn)集合{S(n)}的子集。
[0030]步驟1034:根據(jù)特征點(diǎn)集合中的特征點(diǎn)的值計(jì)算每個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值，獲得像素點(diǎn)集合；
具體過(guò)程為:將每個(gè)特征點(diǎn)的數(shù)值取整作為Y坐標(biāo)值，其中取整根據(jù)四舍五入的方式進(jìn)行；將每個(gè)特征點(diǎn)所屬的特征點(diǎn)抽取間隔的序號(hào)作為X坐標(biāo)值；特征點(diǎn)抽取間隔的序號(hào)是指特征點(diǎn)間隔內(nèi)所有點(diǎn)所處的像素點(diǎn)的序號(hào)，即每Q個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)占據(jù)屏幕上一個(gè)像素點(diǎn)，將獲得的每個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)，獲得像素點(diǎn)的集合{P(j), j=l,2, 3，...，J}，P(j)是 H(j)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)坐標(biāo)。
[0031]步驟1041:計(jì)算像素點(diǎn)集合中每相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)連線的斜率，獲得斜率值集合； 具體過(guò)程為:對(duì)像素點(diǎn)集合{P(j)}中，每相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)之間的連線的斜率進(jìn)行計(jì)
算，獲得相應(yīng)的斜率值，即得到相應(yīng)的斜率值的集合{z(j)，j=l，2，3，- ,J-ι}。
[0032]步驟1042:判斷斜率值集合中是否存在斜率絕對(duì)值為零或者無(wú)窮大的斜率值； 具體過(guò)程為:篩選斜率值集合{z(j)}中的斜率值，并判斷斜率值集合{Z(j)}中是否
存在斜率絕對(duì)值為零或者無(wú)窮大的斜率值，若判斷存在斜率絕對(duì)值為零或無(wú)窮大的斜率值時(shí)，則將其相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)連線兩邊臨近的像素點(diǎn)的灰度值設(shè)為α ;若判斷存在斜率絕對(duì)值為無(wú)窮大的斜率值說(shuō)明該兩個(gè)像素點(diǎn)的X坐標(biāo)相同，若判斷存在斜率絕對(duì)值為零的斜率值說(shuō)明該兩個(gè)像素點(diǎn)Y坐標(biāo)相同，即將其相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)連線兩邊臨近的像素點(diǎn)的灰度值設(shè)為α，其中0〈 α〈I。
[0033]步驟1043:將斜率集合中的每個(gè)斜率值的絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的斜率閾值λ進(jìn)行比較，設(shè)置相應(yīng)的灰度值；
具體過(guò)程為:當(dāng)判斷斜率值集合{Z(j)}中是不存在斜率絕對(duì)值為零或者無(wú)窮大的斜率值時(shí)，將斜率集合{z(j)}中的每個(gè)斜率值的絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的斜率閾值λ進(jìn)行比較，若斜率值的絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)的斜率閾值λ，則說(shuō)明該相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)連線的臨近區(qū)域還存在其他像素點(diǎn)，將兩邊的像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為Y和δ，其中Y和δ分別根據(jù)臨近像素點(diǎn)到兩個(gè)像素點(diǎn)連線的距離決定，而且有Y +3=1，這樣可以通過(guò)使連線的邊界變模糊來(lái)消除心電波形的鋸齒；若斜率的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的斜率閾值λ，則判斷斜率值的正負(fù)，若斜率值為正，則將該相鄰兩個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)連線的下方像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為β，若斜率值為負(fù)，則將該相鄰兩個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)連線的上方像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為β，為了保持波形的平滑性，設(shè)置0.5〈β〈1。
[0034]步驟1044:根據(jù)設(shè)置的灰度值的各個(gè)像素點(diǎn)獲得心電波形繪制像素點(diǎn)集合； 具體過(guò)程為:根據(jù)設(shè)置的灰度值的各個(gè)像素點(diǎn)獲得心電波形繪制的像素點(diǎn)集合
{Pl(k)，k=l，2，3，...，K}，其中 K>=J。
[0035]步驟105:根據(jù)心電波形繪制像素點(diǎn)集合中像素點(diǎn)的灰度值繪制心電波形；
具體過(guò)程為:根據(jù)波形繪制像素點(diǎn)集合中像素點(diǎn)的灰度值繪制心電波形，其中最終的
波形曲線的寬度為兩個(gè)像素。
[0036]參照如圖5所示，本發(fā)明一種心電波形的繪制裝置，該裝置主要包括:心電數(shù)據(jù)采集模塊301、心電數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊302、心電數(shù)據(jù)特征點(diǎn)抽取模塊303、心電波形繪制模塊304及主控模塊305 ;所述心電數(shù)據(jù)采集模塊301與主控模塊305相連，用于采集人體心電信號(hào)，并將心電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)發(fā)送給主控模塊305 ;所述心電數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊302與主控模塊305相連，用于對(duì)從主控模塊傳來(lái)的心電數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，其中包括采樣及濾波處理，消除噪聲并計(jì)算 特征點(diǎn)抽取間隔，同時(shí)將預(yù)處理結(jié)果發(fā)送給主控模塊305 ;所述心電數(shù)據(jù)特征點(diǎn)抽取模塊303與主控模塊305相連，用于根據(jù)主控模塊305傳過(guò)來(lái)的預(yù)處理后的心電數(shù)據(jù)以及特征點(diǎn)抽取間隔對(duì)心電數(shù)據(jù)進(jìn)行特征點(diǎn)的抽取獲取特征點(diǎn)集合，并將特征點(diǎn)集合發(fā)送回主控模塊305 ;所述心電波形繪制模塊304與主控模塊305相連，用于根據(jù)特征點(diǎn)集合獲得斜率值集合，并根據(jù)斜率值設(shè)置相應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值獲得心電波形繪制像素點(diǎn)集合，同時(shí)對(duì)心電波形進(jìn)行繪制。
[0037]本發(fā)明的一種心電波形的繪制裝置還包括心電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊306及心電波形顯示模塊307 ;所述心電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊306與主控模塊305相連，用于將心電數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；所述心電波形顯示模塊307與主控模塊305相連，用于將心電波形顯示在顯示器上或者將心電波形進(jìn)行打??；而主控模塊305從心電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊306中提取存儲(chǔ)的心電數(shù)據(jù)，并將心電數(shù)據(jù)傳輸給心電數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊進(jìn)行采樣，濾波處理，然后再將處理結(jié)果又傳輸給心電數(shù)據(jù)特征點(diǎn)抽取模塊303，而心電波形繪制模塊304將抽取的特征點(diǎn)繪制成心電波形并顯不O
[0038]如圖6所示，本發(fā)明的一種心電波形的繪制裝置中，所述心電數(shù)據(jù)采集模塊301包括:接收單元3011及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元3021 ;所述接收單元3011，用于接收采集盒上的導(dǎo)聯(lián)線采集的人體心電信號(hào)；該心電信號(hào)為模擬的心電信號(hào)；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元3021與接收單元3011相連，用于將模擬的心電信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字的心電信號(hào)，同時(shí)獲得心電波形數(shù)據(jù)；該心電信號(hào)為原始的心電信號(hào)，該心電波形數(shù)據(jù)為原始的心電波形數(shù)據(jù)。所述的心電數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊302包括:采樣單元3021、濾波單元3022及抽點(diǎn)間隔計(jì)算單元3023 ;所述采樣單元3021用于對(duì)原始的心電波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，獲得采樣后的心電數(shù)據(jù)；所述濾波單元3022與采樣單元相連，用于對(duì)采樣的心電數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波處理，消除干擾和噪聲，得到預(yù)處理后的心電波形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)集合{S(n)，η=1，2，3，...，Ν};所述抽點(diǎn)間隔計(jì)算單元3023與所述濾波單元3022，用于根據(jù)顯示器的分辨率、尺寸、波形走速及采樣頻率計(jì)算特征點(diǎn)抽取間隔。所述心電數(shù)據(jù)特征點(diǎn)提取模塊303包括:相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)差值計(jì)算單元3031、第一比較單元3032、特征點(diǎn)提取單元3033及像素點(diǎn)集合獲取單元3034 ;所述相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)差值計(jì)算單元3031，用于根據(jù)心電數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)集合的相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)求差，計(jì)算獲得差值集合；所述第一比較單元3032與相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)差值計(jì)算單元3031相連，用于對(duì)差值集合中相鄰兩個(gè)差值的正負(fù)符號(hào)進(jìn)行比較，獲得突變點(diǎn)集合；所述特征點(diǎn)提取單元3033與所述第一比較單元3032相連，用于根據(jù)特征點(diǎn)抽取間隔內(nèi)的突變點(diǎn)的個(gè)數(shù)抽取特征點(diǎn)，獲得特征點(diǎn)集合；所述像素點(diǎn)集合獲取單元3034與所述特征點(diǎn)提取單元3033相連，用于根據(jù)特征點(diǎn)集合中的特征點(diǎn)的值計(jì)算每個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值，獲得像素點(diǎn)集合。所述心電波形繪制模塊304包括斜率值集合獲取單元3041、斜率值判斷單元3042、灰度值設(shè)置單元3043及波形繪制單元3044 ;所述斜率值集合獲取單元3041，用于根據(jù)像素點(diǎn)集合計(jì)算每相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)連線的斜率，獲得斜率值集合；所述斜率值判斷單元3042與所述斜率值集合獲取單元3041相連，用于篩選斜率值集合中的斜率值，并判斷斜率值集合中是否存在斜率絕對(duì)值為零或者無(wú)窮大的斜率值；所述灰度值設(shè)置單元3043與所述斜率值判斷單元3042相連，根據(jù)斜率值集合中的斜率值設(shè)置相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的兩邊的臨近像素點(diǎn)的灰度值，獲得心電波形繪制像素點(diǎn)集合；當(dāng)判斷斜率值集合中是不存在斜率絕對(duì)值為零或者無(wú)窮大的斜率值時(shí)，將斜率集合中的每個(gè)斜率值的絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的斜率閾值λ進(jìn)行比較，對(duì)相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)連線兩邊的灰度值進(jìn)行設(shè)置；所述波形繪制單元3044與所述灰度值設(shè)置單元3043相連，用于根據(jù)設(shè)置的灰度值的各個(gè)像素點(diǎn)獲得心電波形繪制像素點(diǎn)集合，并根據(jù)心電波形繪制像素點(diǎn)集合對(duì)心電波形進(jìn)行繪制。
[0039]以上所述 僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度的方法，其特征在于，包括: 根據(jù)特征點(diǎn)集合獲得與其對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)集合； 根據(jù)像素點(diǎn)集合中相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，獲得斜率值集合，并判斷斜率值集合中是否存在為零或者無(wú)窮大的斜率值，若存在為零或者無(wú)窮大的斜率值，則將相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的兩邊臨近像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為α，其中0〈 α < I ;若不存在為零或者無(wú)窮大的斜率值，則將斜率值的絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的斜率閾值進(jìn)行比較，若斜率值的絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)的斜率閾值，則將相鄰兩像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的兩邊臨近像素點(diǎn)的灰度值分別設(shè)置為Y和δ，其中Υ和δ分別根據(jù)像素點(diǎn)到連線的距離決定，其中Υ + δ=1，若斜率的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的斜率閾值，則判斷若斜率值為正，則將相鄰兩特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的下方像素點(diǎn)灰度值設(shè)置為β，若斜率值為負(fù)，則將相鄰兩特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連線的上方像素點(diǎn)灰度值設(shè)置為β，其中0.5〈β〈1，從而獲得波形繪制像素點(diǎn)集合； 根據(jù)波形繪制像素點(diǎn)集合中的像素點(diǎn)灰度值繪制波形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高心電波形繪制準(zhǔn)確度的方法，其特征在于，將每個(gè)特征點(diǎn)的數(shù)值取整作為Y坐標(biāo)值，其中取整根據(jù)四舍五入的方式進(jìn)行，將每個(gè)特征點(diǎn)所屬的特征點(diǎn)抽取間隔的序號(hào)作為X坐標(biāo)值，將獲得的每個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)，獲得像素 點(diǎn)集合。
【文檔編號(hào)】A61B5/0402GK103976728SQ201410156924
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】彭海波, 汪偉 申請(qǐng)人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司