一種生理信號壓縮方法、系統(tǒng)及醫(yī)療設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種生理信號壓縮方法、系統(tǒng)及醫(yī)療設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有的與生理信號有關(guān)的壓縮算法主要分為兩類:無損生理信號壓縮與有損生理信號壓縮。無損生理信號壓縮主要是利用通用的信號壓縮方法，如哈夫曼編碼、算術(shù)編碼、基于字典的Lz系列編碼方法，及其上述幾種編碼的組合進行數(shù)據(jù)壓縮。有損生理信號壓縮主要有采用折線近似、扇形區(qū)域近似方法，及采用變換的方法諸如小波變換，主成分變換等進行數(shù)據(jù)壓縮。采用通用的無損生理信號壓縮算法可以在一定程度上對數(shù)據(jù)進行壓縮，但它采用的是基于語法的信號壓縮方法，其壓縮率上限受制于信息熵，不能有效的對數(shù)據(jù)進行壓縮；而采用有損生理信號壓縮算法，如折線法、扇形區(qū)域法、小波變換等，對信號做了相應(yīng)的變換近似，可以將數(shù)據(jù)的壓縮性能極大提高，但是該類方法損害了信息保真度，信號的保真度隨著壓縮率的提高而趨勢性的降低，該種壓縮方法在信號恢復(fù)后會丟失大量細(xì)節(jié)信號，這在對信號保真度較高的場合下是不可接受的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種生理信號壓縮方法，旨在解決現(xiàn)有生理信號壓縮方法不能同時兼顧信號保真與數(shù)據(jù)壓縮的問題。
[0004]本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種生理信號壓縮方法，包括:
[0005]獲取生理信號；
[0006]對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)分割，以得到相應(yīng)的均勻段；
[0007]對得到的均勻段進行壓縮。
[0008]本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種生理信號壓縮系統(tǒng),包括:
[0009]生理信號獲取單元，獲取生理信號；
[0010]自適應(yīng)分割單元，與所述生理信號獲取單元連接，對所述生理信號獲取單元獲取到的生理信號進行自適應(yīng)分割，以得到相應(yīng)的均勻段；
[0011]壓縮單元，與所述自適應(yīng)分割單元連接，對所述自適應(yīng)分割單元得到的均勻段進行壓縮。
[0012]本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種包含上述生理信號壓縮系統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備。
[0013]在本發(fā)明實施例中，通過利用生理信號的局部物理特性的一致性與不同部分之間的差異性自適應(yīng)選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)壓縮方法對生理信號進行數(shù)據(jù)壓縮，實現(xiàn)了一種生理信號壓縮方法、系統(tǒng)及醫(yī)療設(shè)備，能夠較大程度的實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮，并完整的保真了生理信號。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實施例提供的生理信號壓縮方法的實現(xiàn)流程圖；
[0015]圖2是本發(fā)明實施例提供的對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)分割，以得到相應(yīng)的均勻段的實現(xiàn)流程圖；
[0016]圖3是本發(fā)明實施例提供的采用自適應(yīng)基線搜索分割方式對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)分割的實現(xiàn)流程圖；
[0017]圖4是本發(fā)明實施例提供的采用自適應(yīng)X階差分搜索分割方式對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)分割的實現(xiàn)流程圖；
[0018]圖5是本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)壓縮框圖；
[0019]圖6(A)是本發(fā)明實施例四字節(jié)段頭的存儲格式示意圖；
[0020]圖6(B)是本發(fā)明實施例六字節(jié)段頭的存儲格式示意圖；
[0021]圖7是本發(fā)明實施例提供另一生理信號壓縮方法的實現(xiàn)流程圖；
[0022]圖8是本發(fā)明實施例提供的生理信號壓縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖9是本發(fā)明實施例提供的另一生理信號壓縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]在本發(fā)明實施例中，通過利用生理信號的局部物理特性的一致性與不同部分之間的差異性自適應(yīng)選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)壓縮方法對生理信號進行數(shù)據(jù)壓縮，實現(xiàn)了一種生理信號壓縮方法、系統(tǒng)及醫(yī)療設(shè)備。
[0026]圖1示出了本發(fā)明實施例提供的生理信號壓縮方法的實現(xiàn)流程，詳述如下:
[0027]步驟S101，獲取生理信號；
[0028]步驟S103，對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)分割，以得到相應(yīng)的均勻段；具體地，可以采用自適應(yīng)基線搜索分割方式、自適應(yīng)一階差分搜索分割方式，以及自適應(yīng)多階差分搜索分割方式中的一種或多種方式對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)分割；當(dāng)采用兩種或以上的方式對生理信號進行自適應(yīng)搜索分割后，從各搜索分割方式得到的均勻段中選擇最優(yōu)的均勻段作為該步驟最終得到的相應(yīng)的均勻段；
[0029]步驟S105，對得到的均勻段進行壓縮。
[0030]在本實施中，生理信號來源只有一路，步驟SlOl中獲取到的是離散化的連續(xù)生理信號；步驟S103中采用自適應(yīng)基線搜索分割方式、自適應(yīng)一階差分搜索分割方式、自適應(yīng)η階差分搜索分割方式，以及自適應(yīng)m階差分搜索分割方式4種方式，對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)分割。這里，η=生理信號采樣頻率(hz)/50hz, m=生理信號采樣頻率(hz)/60hz。
[0031]具體地,如圖2所示,步驟S103包括:
[0032]步驟S1031，對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)基線搜索分割；
[0033]步驟S1032，對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)一階差分搜索分割；
[0034]步驟S1033，對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)η階差分搜索分割；
[0035]步驟S1034，對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)m階差分搜索分割；
[0036]步驟S1035，對各分割方式得到的均勻段中選擇最優(yōu)的均勻段作為最終得到的相應(yīng)均勻段。
[0037]這里，步驟S1031、S1032、S1033、S1034的執(zhí)行順序可以交換或者也可以同時執(zhí)行。下面對各種分割方式進行詳細(xì)說明。如圖3所示，采用自適應(yīng)基線搜索分割方式對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)分割的步驟包括:
[0038]步驟S10311，對獲取到的生理信號進行預(yù)設(shè)閾值的基線搜索，在閾值范圍內(nèi)搜索相應(yīng)的均勻段；
[0039]步驟S10312，判斷當(dāng)前均勻段長度是否大于預(yù)設(shè)閾值，如果是則進入步驟S10313，否則，返回步驟S10311，繼續(xù)搜索相應(yīng)的均勻段；
[0040]步驟S10313，分析當(dāng)前均勻段分割是否優(yōu)，如果是則返回步驟S10311，繼續(xù)搜索，否則進入步驟S10314 ；
[0041]步驟S10314，保存當(dāng)前分割信息，結(jié)束搜索。
[0042]這里，步驟S10311中進行基線搜索的預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)壓縮率或?qū)嶋H需要確定；步驟S10313中可以通過分割后均勻段所需的存儲位數(shù)來分析當(dāng)前均勻段分割優(yōu)否，當(dāng)新增加的位數(shù)相比新增段頭增加的位數(shù)更小，則認(rèn)為當(dāng)前均勻段分割為優(yōu)，具體策略如下:
[0043]假設(shè)前次循環(huán)搜索均勻段段長為old_len，有效位寬為neW_vld_bit_Wdh，當(dāng)次循環(huán)搜索均勻段有效位寬為neW_vld_bit_Wdh，當(dāng)次搜索分割方式對應(yīng)的段頭長度為seg_head_len，字節(jié)位寬為BYTE_BIT_WDH，則當(dāng)前自適應(yīng)分割策略為:old_len* (new_vld_bit_wdh - οId_vId_bit_wdh)<(seg_head_len*BYTE_BIT_WDH)
[0044]如果上式成立，說明當(dāng)前分割方式為優(yōu)，繼續(xù)搜索，否則，跳出當(dāng)前搜索。
[0045]步驟S10314中保存的當(dāng)前分割信息包括:當(dāng)前均勻段分割方式、當(dāng)前均勻段長度、當(dāng)前均勻段信號基線、當(dāng)前均勻段有效位寬。
[0046]如圖4所示，采用自適應(yīng)一階或多階差分搜索分割方式對獲取到的生理信號進行自適應(yīng)分割的步驟包括:
[0047]步驟S10321，對獲取到的生理信號做一階或多階差分運算；
[0048]步驟S10322，