템플릿 매칭 기반의 심전도 압축 전송

심전도(electrocardiogram)는 심장의 주기적인 활동을 전기적인 신호로 기록한 것으로 심근의 리듬을 측정하고 판단하여 개인건강을 진단할 수 있는 중요한 신체정보이다. 특성상 대용량의 정보를 발생하는데 특정 질병의 진단을 목표로 하는 경우 상당한 기간의 누적 신호를 필요로 한다. 따라서 의학적인 손실 없이 정보용량을 대폭 줄이기 위한 압축 및 저장 처리에 관한 연구가 활발하게 진행되어 왔다. 최근 일상생활에서 착용할 수 있고 신호를 실시간 전송할 수 있는 스마트한 측정기기의 개발로 심전도는 그 활용도가 더욱 높아지고 있다. 측정기기는 일반적으로 사용자의 편리성을 위해 성능과 전력소모가 제한적인데, 이런 환경에서 대용량의 신호를 수 초안에 처리하고 전송할 수 있는 기법의 개발이 요구되고 있다. 본 논문에서는 심전도의 단위 파형의 누적 평균(template)을 활용하여 효율적으로 신호를 압축 전송하는 기법을 제안한다. 압축은 템플릿 매칭을 활용하며 무손실(lossless)이 가능하다. 제안하는 기법은 기존의 대표적인 압축방식과 비교해서 고압축 환경에서 우수한 성능을 보여주며, 복잡도는 상대적으로 높지 않은 것으로 분석된다. 그리고 template 매칭 차이 값에 대한 기존의 압축 기술의 적용도 가능하다. An electrocardiogram(ECG) is a recoding of electrical signals of the heart’s cyclic activity and an important body information for diagnosing myocardial rhythm. Large amount of information are generated continuously and a significant period of cumulative signal is required for the purpose of diagnosing a specific disease. Therefore, research on compression including clinically acceptable lossy technique has been developed to reduce the amount of information significantly. Recently, wearable smart heart monitoring devices that can transmit electrocardiogram(ECG) are being developed. The use of electrocardiogram, an important personal information for healthcare service, is rapidly increasing. However, devices generally have limited capability and power consumption for user convenience, and it is often difficult to apply the existing compression method directly. It is essential to develop techniques that can process and transmit a large volume of signals in limited resources. A method for compressing and transmitting the ECG signals efficiently by using the cumulative average (template) of the unit waveform is proposed in the paper. The ECG is coded lovelessly using template matching. It is analyzed that the proposed method is superior to the existing compression methods at high compression ratio, and its complexity is not relatively high. And it is also possible to apply compression methods to template matching values.