Codificação de sinais de EEG usando transformadas ortogonais

Abstract

O eletroencefalograma (EEG) é um equipamento que detecta atividade cerebral. Ele é posicionado na cabeça do paciente para detectar os campos magnéticos gerado pelos neurônios de uma determinada região. Esses sinais podem ser usados para detectar doenças, verificar morte cerebral e para interface cérebro máquina. Porém o armazenamento digital dos resultados desse equipamento pode consumir muita memória de um computador, ou no caso da transferência de um sinal desse ele pode demorar para ser transmitido. Então nos últimos anos vem crescendo a busca por formas de armazenar esse sinal, também por que houve muita resistência entre os médicos no uso de técnicas de compressão para sinais biológicos. Inicialmente era somente aceito a compressão sem perdas, mas recentemente vem começando a ser aceito a compressão usando técnicas com perdas. Uma das formas de comprimir com perdas é usando codificadores já preestabelecidos. Os codificadores mais eficientes que se tem atualmente são usados para compressão de vídeo, que fazem uso normalmente de transformadas ortogonais. Como um vídeo é uma serie de imagens é possível transformar o sinal de um EEG, que é um vetor de dados, em uma imagem, e assim usar esses codificadores já preestabelecidos que tem um alto desempenho. Outra forma de buscar a compressão dos sinais de EEG é procurar fazer o uso de outras transformadas ortogonais, como a decomposição em valores singulares (SVD, do inglês Singular Value Decomposition), dessa transformada fazer alguma forma de compressão com perdas, e por fim fazer uma compressão sem perdas, já que é possível utilizar as duas técnicas em conjunto, sendo que seja redundante o processo. Após determinado como é feito o uso tanto para um codificador já estabelecido, neste trabalho foi usado o Codificador de vídeo de alta eficiência (HEVC, do inglês High Efficiency Video Coding) e um codificador proposto usando SVD. É usada uma base de dados já testada para poder analisar o quanto o sinal é distorcido para determinados valores de compressão. Por fim pode-se comparar os dois codificadores.