随着科学技术的进步,心电图诊断技术正向着远程化和智能化的方向发展。便携式心电监护系统应用先进的数字信息、无线通信以及模式识别等技术实现了对心脏疾病患者的实时跟踪、监护和自动诊断。为了便于对大量的心电数据进行存储、分析和传输,必须对其进行有效的压缩,以提高系统传输效率和节约成本。本文的主要内容包括基于多维稀疏估计的心电信号压缩算法设计和心电图实时压缩系统的DSP硬件实现两部分。本文算法设计的主要目的是为了对同步多导联心电信号进行整体压缩,在单导联信号压缩的基础上进一步提高压缩率。为此,本文首先深入研究了多导联心电信号的可压缩特性,利用主分量分析方法(PCA)对胸导联心电信号的相关性进行定量分析;然后用经典2D-DCT和2-D小波变换对多导联信号进行变换,从而找出传统算法的不足;最后将一种新的信号处理方法——稀疏分解应用于多导联心电信号的压缩。本文采用了一种基于过完备原子库的多维匹配追踪算法(SMP)对信号进行稀疏分解,同时对分解后的系数和原子索引号进行标量量化和游程编码。随后在SMP算法的基础上提出了改进的局部优化算法(I-SMP),该算法使得信号分解后的系数更加稀疏,压缩的效率更高。仿真结果表明改进后的方法对于多导联心电信号具有比较好的压缩效果。硬件设计完成了以TI公司TMS320VC5509A芯片为核心的心电信号实时采集压缩系统,以实现所提出的压缩算法。硬件设计主要包括前端六路A/D数据采集通道设计、片外存储器扩展设计以及蓝牙通信电路设计。通过嵌入式软件编程实现了心电信号的采集存储、实时压缩和无线传输。