• Nie Znaleziono Wyników

I NSTRUKCJA UŻYTKOWNIKA

W dokumencie im. Stanisława Staszica w Krakowie (Stron 35-39)

5. OPIS PROGRAMU

5.2. I NSTRUKCJA UŻYTKOWNIKA

przebieg zostanie odrysowany w dolnym oknie. Obydwa przebiegi (oryginalny i zrekonstruowany) można rozciągać i przesuwać w celu zaobserwowania wizualnych podobieństw i różnic między nimi świadczących o jakości transformacji falkowej. Poza rekonstrukcją całego sygnału możliwe jest zrekonstruowanie samych współczynników detali z pierwszego, drugiego i kolejnych poziomów dekompozycji, a także współczynników aproksymacji pozostałych po odrzuceniu detali. W zależności od ilości ustawionych poziomów dekompozycji po otwarciu listwy ‘Full reconstructions’ pod pozycją

‘Reconstructed signal’ pojawią się ‘Detail: level 1’, ‘Detail: level 2’, ... ‘Detail: level n’ oraz na końcu ‘Aproximation: level n’. Po wybraniu ‘Detail: level 1’ podobnie jak w poprzednim przypadku nastąpi automatyczna rekonstrukcja, lecz tym razem samych współczynników detali poziomu pierwszego i otrzymany sygnał zostanie narysowany w dolnym oknie. Na podstawie widocznego przebiegu można oszacować zawartość sygnału o najwyższej częstotliwości (oczywiście częstotliwości w rozumieniu falkowym – gdzie podstawą sygnału jest konkretna falka, a nie sinusoida) w sygnale oryginalnym. Tutaj pomocne mogą się okazać linijki umieszczone po lewej stronie okien wyświetlania pokazujące wartość amplitudy. Tą operację można powtórzyć dla kolejnych poziomów detali wybierając następne pozycje w

‘Reconstructed signal’. Wybranie ostatniej pozycji ‘Aproximation: level n’ spowoduje zrekonstruowanie samych współczynników aproksymacji i narysowany zostanie przebieg, który faktycznie będzie wynikiem odjęcia od sygnału oryginalnego wszystkich zrekonstruowanych sygnałów detali. W tym momencie także warto porównać obydwa przebiegi.

Po rekonstrukcji któregoś z poziomów detali na przebiegu pojawią się dwie niebieskie linie. Są to linie dodatnia i ujemna pokazujące bezwzględną wartość progu. Próg jest wartością, do której w przypadku kompresji są porównywane wszystkie współczynniki danego poziomu. Jeżeli bezwzględna wartość współczynnika jest mniejsza od progu to jest on eliminowany (zerowany). Do regulacji progu służy suwak oznaczony ‘Threshold’ wraz z okienkiem wyświetlającym jego aktualną wartość. Aktualna wartość progu ma również odzwierciedlenie w przesuwających się niebieskich liniach na wykresie dających rozeznanie, które ze współczynników zostaną usunięte. Należy jednak mieć na względzie to, że wykres nie przedstawia ciągu współczynników, lecz przebieg uzyskany w wyniku ich rekonstrukcji.

Charakter obydwu ciągów pozostaje jednak ten sam, dlatego celowe jest umieszczanie linii progowych na przebiegu. Wyświetlanie linii progowych można także w razie potrzeby wyłączyć. W tym celu należy odznaczyć w menu ‘Threshold’ pozycję ‘Full reconstr. line’.

Druga pozycja ‘Thr. reconstr. line’ ma to samo zastosowanie, ale przy wyświetlaniu tzw.

rekonstrukcji progowej, która będzie omówiona w dalszej kolejności. Można zauważyć, że zaraz po rekonstrukcji detali wartość progu ma już wstępną wartość. Jest to wartość domyślna obliczana bezpośrednio po dekompozycji sygnału jako wartość optymalna będąca kompromisem między maksymalną kompresją sygnału, a minimalnymi zniekształceniami.

Jest to wartość ustalona dla wszystkich poziomów detali jednocześnie. Użytkownik ma możliwość nastawienia progu dla każdego poziomu indywidualnie, jak również jednorazowego ustawienia globalnego progu dla wszystkich poziomów jednocześnie – w tym celu należy zaznaczyć opcję ‘Global threshold’. Wartości progów detali dla każdego poziomu są także wypisane w menu listwy ‘Full reconstructions’ na odpowiadającym ich pozycjach.

Jest to szczególnie wygodne, gdy progi są ustawiane niezależnie różnych poziomów, gdyż przy suwaku ‘Threshold’ wypisana wartość dotyczy tylko progu aktualnie wyświetlanego poziomu.

Po wybraniu żądanej wartości progów można obejrzeć efekt wycięcia „nieistotnych”

współczynników poprzez rekonstrukcję za pomocą drugiej listwy ‘Thresholded rekonstructions’. Działanie jej jest analogiczne do listwy ‘Full reconstructions’ z tą różnicą, że przed samym procesem rekonstrukcji wszystkie współczynniki są porównywane z

odpowiadającym im progiem i w przypadku mniejszej amplitudy od progu zerowane. W tym miejscu wydaje się być celowe porównanie otrzymanych przebiegów z sygnałem oryginalnym oraz z przebiegami otrzymanymi z pełnej rekonstrukcji. Po rekonstrukcji z obcinaniem progowym pod listwą pojawia się zawartość procentowa współczynników wyzerowanych np. „82,50 zeros”. Dotyczy to oczywiście współczynników z danego poziomu.

Tylko w przypadku pozycji ‘Reconstructed signal’ procent wyzerowanych współczynników dotyczy całego sygnału (wszystkich współczynników otrzymanych w procesie dekompozycji). Można zauważyć, że podczas rekonstrukcji współczynników aproksymacji (pozycja ‘Aproximation: level n’ w ‘Thresholded rekonstructions’) procent wyzerowanych współczynników wynosi zero. Dzieje się tak dlatego, że współczynniki aproksymacji stanowią niejako szkielet całego sygnału i z założenia nie ingeruje się w ich wartości. Tak więc sygnał zrekonstruowany ze współczynników aproksymacji będzie zawsze taki sam niezależnie, czy zostanie stworzony za pomocą ‘Thresholded reconstructions’, czy ‘Full reconstructions’. Na uwagę zasługuje jeszcze przypadek rekonstrukcji całego sygnału

‘Reconstructed signal’ przy pomocy ‘Thresholded reconstructions’. Pod procentową zawartością obciętych współczynników znajduje się zapis typu „PRD=0,425%”. Chodzi tu o różnicę średniokwadratową pomiędzy sygnałem oryginalnym, a otrzymanym w wyniku kompresji falkowej (dekompozycji, zerowania współczynników i rekonstrukcji). Wartość PRD jest miarą podobieństwa pomiędzy tymi sygnałami, im jest ona mniejsza tym sygnały są do siebie bardziej podobne. PRD wylicza się ze wzoru:

PRD – różnica średniokwadratowa między sygnałem oryginalnym, a zrekonstruowanym Xorg(i) – amplituda i-tej próbki oryginalnego sygnału

Xrec(i) – amplituda i-tej próbki zrekonstruowanego sygnału

Obydwie wartości: wyzerowane współczynniki oraz PRD są wyznacznikiem efektywności algorytmu falkowego. Procent wyzerowanych współczynników mówi o stopniu kompresji sygnału, czyli eliminacji zbędnych informacji, natomiast PRD o stopniu zachowania informacji zawartych w sygnale. Idealna kompresja polega na takim dobraniu progów, aby zachować odpowiedni kompromis między tymi wartościami.

Aplikacja ta ma także możliwość zastosowania drugiego progu obcinania współczynników. Koncepcję tą nasunął sam charakter sygnałów EKG, z którego można wyznaczyć odcinki istotniejsze z punktu widzenia diagnozy lekarskiej, jakimi są załamki P, QRS i T oraz te mniej ważne, jak odcinek pomiędzy załamkiem T i P. Dlatego też kompresja będzie skuteczniejsza, jeżeli w mniej istotnych miejscach przebiegu będzie można zastosować oddzielne większe progowanie. Opcję drugiego progu włącza się poprzez zaznaczenie bloku

‘Second threshold’, w wyniku czego w polu tym pojawi się przycisk ‘Settings’ oraz analogiczny do poprzedniego progu suwak do ustawiania wartości progu wraz z okienkiem do wypisania ustawionej wartości. Przycisk ‘Settings’ służy do ustalenia zakresów, w których będzie obowiązywał drugi próg. Ustalenie tych zakresów najwygodniejsze jest, gdy oryginalny sygnał jest wczytany, zdekomponowany i zrekonstruowany jest któryś z

% 100

* )]

( [

)]

( )

( [

1

2 1

2

=

=

=

n

i

org n

i

rec org

i X

i

X

i

X

PRD

poziomów detali. Wtedy w górnym oknie znajduje się sygnał oryginalny, a w dolnym zrekonstruowane współczynniki detali. Należy zaznaczyć opcję ‘Second threshold’, a następnie włączyć ‘Settings’, co spowoduje wyszarzenie górnego okna. Warto także zmienić wartość drugiego progu tak, aby różnił się od progu pierwszego np. dwukrotnie. Spowoduje to, że zmiany zakresu progów będą widoczne w dolnym oknie. Zakresy drugiego progu wybiera się myszą w górnym oknie. Robi się to przyciskając lewy przycisk myszy na początku zakresu, przesuwając kursor myszy z wciśniętym przyciskiem i puszczając przycisk na końcu zakresu. W zaznaczonym polu, które jest teraz zakresem progu drugiego tło staje się ciemniejsze, natomiast niebieska linia w dolnym oknie zmienia amplitudę na ustawioną dla tego progu. W podobny sposób można wyznaczyć następne zakresy. Położenie zakresów można korygować poprzez „złapanie” lewym przyciskiem myszy linii brzegowej zakresu i przesunięcie jej w żądane miejsce. Można także usunąć niepotrzebny zakres wciskając prawy przycisk myszy w obrębie tego zakresu i wybranie z wysuniętego menu kontekstowego pozycji ‘Delete Bracket’. Wybranie ‘Delete All’ spowoduje usunięcie wszystkich przedziałów drugiego progu. Podczas ustalania zakresów w razie potrzeby można odświeżyć zawartość obu okien przez naciśnięcie prawego przycisku myszy w dolnym oknie i wybranie ‘Refresh’.

Spowoduje to ponowne odrysowanie przebiegów, linii progowych i zakresów według ustawionych wartości. Dla precyzji warto rozciągnąć przebiegi w oknach za pomocą odpowiednich suwaków i w powiększeniu dokładnie ustalić granice pomiędzy progami. Po ustaleniu zakresów dla drugiego progu zaleca się zwolnić przycisk ‘Settings’, aby nie zaciemniać oryginalnego przebiegu. Górne okno powróci do pierwotnego wyglądu, przy czym ustawienia drugiego progu pozostaną zapamiętane. W razie potrzeby można z powrotem wybrać ‘Settings’ i powrócić do ustawień w celu skorygowania zakresów.

Po wybraniu satysfakcjonującego progu jest możliwość zapisania skompresowanego sygnału w postaci współczynników falkowych na dysku. W tym celu należy z menu ‘File’

wybrać pozycję ‘Save’ lub przycisnąć kombinację szybkiego dostępu ‘Ctrl+S’. Otworzy się okno dialogowe z ustawioną ścieżką dostępu do katalogu ‘baza’. W oknie trzeba wprowadzić nazwę pliku i potwierdzić przyciskiem ‘Zapisz’ lub ‘Save’. Powstanie plik z rozszerzeniem

‘*.flk’ zawierający rodzaj falki, ilość poziomów dekompozycji, tablicę zawierająca liczbę współczynników każdego poziomu oraz tablice samych współczynników falkowych. Dane te są dodatkowo pakowane programem archiwizującym ‘rar.exe’. Zrobione jest to po to, aby stopień kompresji sygnału miał swoje odbicie w objętości pliku. Sama kompresja falkowa nie usuwa nieistotnych współczynników, tylko je zeruje, zaś z punktu widzenia przechowywania informacji zarówno liczba ‘1263,234’ jak i ‘0’ zajmują dokładnie po cztery bajty (dotyczy to platform 32 bitowych jakimi są ‘Windows 95OSR2/98’). Zatem dodatkowe upakowanie danych umożliwia fizyczne odzwierciedlenie skutków wynikających z wyboru zastosowanego poziomu progu.

Istnieje również możliwość odczytania skompresowanego sygnału z pliku dykowego. Z menu ‘File’ należy wybrać ‘Open.../Compressed Signal’ lub wcisnąć ‘Ctrl +F’ i następnie z otwartego okna zaznaczyć żądany plik. Po wczytaniu pliku nastąpi jego automatyczna rekonstrukcja analogiczna do wybrania z listwy ‘Thresholded reconstructions’ pozycji

‘Reconstructed signal’. Zrekonstruowany sygnał zostanie narysowany w dolnym oknie, natomiast pod listwą ‘Thresholded reconstructions’ zostanie wypisany procent zerowych współczynników przebiegu.

W dokumencie im. Stanisława Staszica w Krakowie (Stron 35-39)

Powiązane dokumenty