采樣器以6kHz或更大來采樣此類信號而不濾波。替代地，如在圖1B中，信號可被低通濾波到50Hz，隨后用尼奎斯特率高分辨率采樣器以10Hz采樣。這些實施方案中的每一者可在所關(guān)注的O到50Hz波段中產(chǎn)生可用于FRI處理的70到10dB SNR0然而，在圖2的電路的情況下，可在進行數(shù)字低通濾波的情況下使用采樣率為6.4kHz的I位輸出Δ Σ調(diào)制器以在所關(guān)注的O到50Hz波段中產(chǎn)生70到10dBSNR。在此情況下，Δ Σ調(diào)制器的實際OSR僅為1.06，但有效OSR是64，且此仍可在所關(guān)注的O到50Hz波段中產(chǎn)生70到lOOdBSNR。在圖2的采樣方案的情況下，電路的電力需求可比圖1A或IB的實施方案低2到5倍，且不需要如圖1B的電路中的大型無功濾波器組件。
[0028]雖然未說明，但是在圖2的系統(tǒng)中還可使用一些模擬前置濾波。然而，對任何此類濾波的需求要比將通常實施于圖1B的常規(guī)系統(tǒng)中的需求寬松得多。在此情況下，可基于fFKI來計算產(chǎn)生16、32、64或其它所期望值的有效OSR所必需的f s。輸入信號12可隨后經(jīng)低通濾波以具有等于或略小于此fs的一半的最高頻率分量。此使得實際f s幾乎為2f ^勺下限且使實際OSR幾乎為1，其中fm現(xiàn)在為輸入到Λ Σ調(diào)制器的經(jīng)濾波信號的最高頻率含量。
[0029]圖4說明系統(tǒng)中的圖2的電路的實施方案，所述系統(tǒng)包含在FRI處理之前對所采樣數(shù)據(jù)的傳輸和接收。信號12可任選地被輸入到放大器40，所述放大器可包含如上文所描述的某種模擬濾波。在如上文所描述的ΛΣ調(diào)制器30處采樣放大器40的輸出?？扇芜x地通過數(shù)字濾波器42來應(yīng)用抽取濾波，所述數(shù)字濾波器可產(chǎn)生到傳輸電路44的多位低數(shù)據(jù)速率輸出。通過接收電路46來遠程地接收數(shù)據(jù)?？扇芜x地進一步通過數(shù)字濾波器48來濾波接收到的數(shù)據(jù)，且可通過如上文所描述的FRI處理電路(在16處)來處理此數(shù)據(jù)。應(yīng)了解，傳輸電路44和接收電路46可放置在圖4的系統(tǒng)中的任何地點處。
[0030]圖5說明實施Δ Σ調(diào)制器30的電路的另一個實施方案。在此情況下，不執(zhí)行抽取濾波器的低通濾波。取而代之，在電路52處直接對來自ΛΣ調(diào)制器30的輸出位流執(zhí)行離散傅里葉變換(discrete Fourier transform, DFT)。此DFT計算的結(jié)果可提供由FRI處理電路16用于產(chǎn)生FRI參數(shù)的頻率分量的系數(shù)。與圖4中一樣，可在圖5的系統(tǒng)中的任何地點實施圖4的傳輸和接收。
[0031]圖6說明其中可實施上述FRI方法的特定貼身監(jiān)測設(shè)備。由于生物系統(tǒng)上的生物信號和診斷測量信號有時可用FRI參數(shù)來表征，所以已經(jīng)對用FRI參數(shù)來模型化此些信號以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲和重構(gòu)目的感興趣。進一步對將此些技術(shù)用于例如貼身ECG監(jiān)測器的可走動式監(jiān)測系統(tǒng)中感興趣，因為FRI信號分析的實施可減少采集、存儲和傳輸數(shù)據(jù)所必需的電力和存儲器，所述數(shù)據(jù)表示所測量的生物信號和診斷信息。然而，如上文所指出，在將FRI處理實際實施于這些裝置的過程中，在不使用顯著量的電力的情況下采樣和采集來自模擬量輸入信號的數(shù)字數(shù)據(jù)仍然是個問題。
[0032]在圖6的系統(tǒng)中，貼片型ECG監(jiān)測器60并入有ECG電極62且用貼片膠而安裝在例如受試者上以作為可走動式心臟監(jiān)測裝置。由于貼身安裝的系統(tǒng)60應(yīng)使用盡可能少的電力，所以將采樣器的電力消耗降至最低并且還將必須從貼身系統(tǒng)60傳輸?shù)揭苿友b置64的數(shù)據(jù)的量降至最低是有利的。如在2012年7月18日申請的題目為“System and Methodfor Analysis and Reconstruct1n of Variable Pulse-ffidth Signals with FiniteRates of Innovat1n”的美國專利申請案13/552，206(其通過引用以其全文結(jié)合在此)中所描述，可使用FRI信號分析和處理的原理將ECG信號模型化為洛倫茲脈沖的和，其中每一洛倫茲脈沖具有位置、寬度和對稱幅度與不對稱幅度。可將此分析為系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有由這些脈沖參數(shù)所定義的低新息率但具有高帶寬波形，因為ECG信號中的脈沖寬度可為窄的。所述13/552，206申請案描述一種從輸入ECG信號的低頻率DFT系數(shù)來導(dǎo)出這些參數(shù)的方法。與許多種其它信號采集和處理技術(shù)相比，在本文中和在13/552，206申請案中所描述的采樣與FRI處理可減少由貼身系統(tǒng)60所消耗的電力。
[0033]在圖6的系統(tǒng)中，在不應(yīng)用任何顯著量的低通濾波(不過在線路68中可提供輸入緩沖器/放大器，其在圖6中未說明)的情況下，如上文所描述而操作的Λ Σ調(diào)制器30從線路68接收ECG信號。在線路72處的Λ Σ調(diào)制器30的輸出是I位信號，其具有取決于線路68處的信號輸入的含量。Λ Σ采樣和FRI處理的此種特定應(yīng)用可具有類似于上文所呈現(xiàn)的假設(shè)實例的特性。如13/552，206申請案中所描述，可從原始信號中在O與70Hz或更小之間(一般在O到50至70Hz之間的任何位置之間)的頻率分量來導(dǎo)出ECG的FRI參數(shù)。輸入到Λ Σ調(diào)制器30的信號(來自ECG電極62的經(jīng)模擬濾波或未經(jīng)濾波)可具有2到5kHz最大頻率，并且圖6中的Δ Σ調(diào)制器30可經(jīng)配置成以4到1kHz的采樣率來采樣所述信號。
[0034]從Λ Σ調(diào)制器30輸出的樣本被發(fā)送到信號處理電路74，所述信號處理電路可經(jīng)配置成以13/552，206申請案中所描述的方式來產(chǎn)生例如脈沖寬度、時間和對稱幅度與不對稱幅度的FRI參數(shù)。這些FRI參數(shù)可經(jīng)由天線76而無線地發(fā)送到例如蜂窩電話、平板計算機或其它便攜式電子系統(tǒng)的移動裝置64，所述移動裝置經(jīng)由天線80接收所述參數(shù)并將所述參數(shù)送達到移動裝置64中的信號處理電路82。應(yīng)了解，貼片型ECG監(jiān)測器60的組件無需一起安裝在同一物理襯底上，而是可以多種方式加以分割。
[0035]移動裝置64中的信號處理電路82可經(jīng)配置以使用FRI參數(shù)來重構(gòu)ECG波形?？稍陲@示器84上顯示經(jīng)重構(gòu)信號并用移動裝置上的小鍵盤/觸摸屏86來操縱經(jīng)重構(gòu)信號。移動裝置還可經(jīng)配置以將經(jīng)重構(gòu)波形和/或FRI參數(shù)傳輸?shù)嚼缫蛱鼐W(wǎng)的外部網(wǎng)絡(luò)以供存儲、由醫(yī)生審核等。
[0036]信號處理電路74可以多種方式來處理輸出位流。來自Λ Σ調(diào)制器30的輸出位流可只是被轉(zhuǎn)發(fā)到傳輸電路，所有進一步處理是在移動裝置64上執(zhí)行?？蓪ξ涣鲌?zhí)行DFT且可轉(zhuǎn)發(fā)用于FRI處理的DFT系數(shù)以進行傳輸?？墒褂肈FT系數(shù)來導(dǎo)出如上文所描述的貼片型ECG監(jiān)測器60上的適當FRI參數(shù)，且這些參數(shù)可傳輸?shù)揭苿友b置64。在另一個實施方案中，可在時域或頻域中以數(shù)字方式對位流進行低通濾波以產(chǎn)生表示在離散時間點的信號電平的多位數(shù)據(jù)點(例如，通過高分辨率采樣模/數(shù)轉(zhuǎn)換器而獲得)?？蛇M一步抽取這些以數(shù)字方式濾波的點而無信息的損耗?？蓪@些數(shù)據(jù)點執(zhí)行DFT且可產(chǎn)生FRI參數(shù)以供傳輸?shù)揭苿友b置64。
[0037]結(jié)合本文中揭示的實施方案而描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊和算法步驟可實施為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。硬件與軟件的互換性已大體在功能性方面加以描述，且在上文所描述的各種說明性組件、塊、模塊、電路和步驟中加以說明。此功能性是以硬件來實施還是以軟件來實施取決于特定應(yīng)用和強加于整個系統(tǒng)的設(shè)計約束。
[0038]結(jié)合本文中揭示的方面而描述的用于實施各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊和電路的硬件和數(shù)據(jù)處理設(shè)備可通過以下各者來實施或執(zhí)行:通用單芯片或多芯片處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或其經(jīng)設(shè)計以執(zhí)行本文中