Phương pháp nén biến đổi (Transformation compression)

Một phần của tài liệu các phương pháp nén được sử dụng để nén tín hiệu EEG (Trang 39 - 40)

Một chuỗi N mẫu tín hiệu có thể được xem như là một điểm X trong không gian N chiều. Có thể biểu diễn X hiệu quả hơn bằng cách áp dụng một phép biến đổi trực giao Y = TX, ở đây Y biểu thị vectơ biến đổi và T biểu thị ma trận biến đổi. Mục tiêu là lựa chọn một chuỗi con của Y gồm M thành phần, ở đó M nhỏ hơn N (vẫn còn (N-M) thành phần bị loại bỏ) dẫn đến nén. Bằng cách mã hoá Huffman sự khác nhau giữa tín hiệu nguồn và tín hiệu được khôi phục từ M thành phần kia, thì những kĩ thuật này lại trở thành mã hoá không mất thông tin, bởi vì có thể khôi phục lại chính xác từ M thành phần và sự sai khác đó. Có thể chứng minh được rằng biến đổi Karhunen-Loeve (KLT) là phương pháp tối ưu để biểu diễn tín hiệu về giới hạn sai số bình phương trung bình. Nhược điểm chính trong việc sử dụng KLT là thời gian tính toán đáng kể.

Phép biến đổi cosin rời rạc (the discrete cosine transform (DCT)), với tính chất nén năng lượng mạnh có nghĩa là: hầu hết mọi thông tin tín hiệu đều hướng đến tập trung tại một vài thành phần tần số thấp của DCT, là giải pháp kề tối ưu với sự thuận lợi hơn về tính toán, thực tế, có tồn tại thuật toán nhanh. Phép biến đổi này cho những vectơ lối vào thực đã trở nên rất đáng được quan tâm trong mục đích sử dụng để nén tín hiệu EEG.

Hình 20: Phổ EEG trung bình khi được tính bởi DCT. Đỉnh 10 Hz là do tín hiệu alpha, và đỉnh 50 Hz là đỉnh của dòng điện nguồn

Hình 20 biểu diễn phổ trung bình EEG được tính bởi DCT trên toàn bộ . Một số lượng đáng kể các công suất phổ được định vị tại những tần số thấp, tuy nhiên mức độ giảm phổ không cao. Vì vậy, tỉ lệ nén dựa vào DCT không được mong đợi là cao do

những thành phần bị loại bỏ có thể phát sinh ra những lỗi nghiêm trọng. Một điều cần phải chú ý là đỉnh phổ tại vị trí 10 Hz, tương ứng những dạng sóng EEG quan trọng nhất, sóng alpha, thuộc phạm vi từ 8 đến 13 Hz. Một đỉnh thứ hai tại 50 Hz biểu diễn nhiễu mạng điện lưới và luôn được loại bỏ bởi bộ lọc North số trước khi có thể nhìn thấy. Do những thành phần quan trọng về mặt sinh học nằm dưới 20 Hz, tương ứng với 50 của 256 thành phần, nên 50 thành phần DCT đầu tiên sẽ được giữ lại trong quá trình nén.

Một phần của tài liệu các phương pháp nén được sử dụng để nén tín hiệu EEG (Trang 39 - 40)