一种生理信号压缩方法、系统及医疗设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物医疗设备领域，尤其涉及一种生理信号压缩方法、系统及医疗设备。
【背景技术】
[0002]目前现有的与生理信号有关的压缩算法主要分为两类:无损生理信号压缩与有损生理信号压缩。无损生理信号压缩主要是利用通用的信号压缩方法，如哈夫曼编码、算术编码、基于字典的Lz系列编码方法，及其上述几种编码的组合进行数据压缩。有损生理信号压缩主要有采用折线近似、扇形区域近似方法，及采用变换的方法诸如小波变换，主成分变换等进行数据压缩。采用通用的无损生理信号压缩算法可以在一定程度上对数据进行压缩，但它采用的是基于语法的信号压缩方法，其压缩率上限受制于信息熵，不能有效的对数据进行压缩；而采用有损生理信号压缩算法，如折线法、扇形区域法、小波变换等，对信号做了相应的变换近似，可以将数据的压缩性能极大提高，但是该类方法损害了信息保真度，信号的保真度随着压缩率的提高而趋势性的降低，该种压缩方法在信号恢复后会丢失大量细节信号，这在对信号保真度较高的场合下是不可接受的。
【发明内容】
[0003]本发明实施例的目的在于提供一种生理信号压缩方法，旨在解决现有生理信号压缩方法不能同时兼顾信号保真与数据压缩的问题。
[0004]本发明实施例是这样实现的，一种生理信号压缩方法，包括:
[0005]获取生理信号；
[0006]对获取到的生理信号进行自适应分割，以得到相应的均匀段；
[0007]对得到的均匀段进行压缩。
[0008]本发明实施例的另一目的在于提供一种生理信号压缩系统,包括:
[0009]生理信号获取单元，获取生理信号；
[0010]自适应分割单元，与所述生理信号获取单元连接，对所述生理信号获取单元获取到的生理信号进行自适应分割，以得到相应的均匀段；
[0011]压缩单元，与所述自适应分割单元连接，对所述自适应分割单元得到的均匀段进行压缩。
[0012]本发明实施例的另一目的在于提供一种包含上述生理信号压缩系统的医疗设备。
[0013]在本发明实施例中，通过利用生理信号的局部物理特性的一致性与不同部分之间的差异性自适应选择相应的数据压缩方法对生理信号进行数据压缩，实现了一种生理信号压缩方法、系统及医疗设备，能够较大程度的实现数据压缩，并完整的保真了生理信号。
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例提供的生理信号压缩方法的实现流程图；
[0015]图2是本发明实施例提供的对获取到的生理信号进行自适应分割，以得到相应的均匀段的实现流程图；
[0016]图3是本发明实施例提供的采用自适应基线搜索分割方式对获取到的生理信号进行自适应分割的实现流程图；
[0017]图4是本发明实施例提供的采用自适应X阶差分搜索分割方式对获取到的生理信号进行自适应分割的实现流程图；
[0018]图5是本发明实施例提供的数据压缩框图；
[0019]图6(A)是本发明实施例四字节段头的存储格式示意图；
[0020]图6(B)是本发明实施例六字节段头的存储格式示意图；
[0021]图7是本发明实施例提供另一生理信号压缩方法的实现流程图；
[0022]图8是本发明实施例提供的生理信号压缩系统的结构示意图；
[0023]图9是本发明实施例提供的另一生理信号压缩系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]在本发明实施例中，通过利用生理信号的局部物理特性的一致性与不同部分之间的差异性自适应选择相应的数据压缩方法对生理信号进行数据压缩，实现了一种生理信号压缩方法、系统及医疗设备。
[0026]图1示出了本发明实施例提供的生理信号压缩方法的实现流程，详述如下:
[0027]步骤S101，获取生理信号；
[0028]步骤S103，对获取到的生理信号进行自适应分割，以得到相应的均匀段；具体地，可以采用自适应基线搜索分割方式、自适应一阶差分搜索分割方式，以及自适应多阶差分搜索分割方式中的一种或多种方式对获取到的生理信号进行自适应分割；当采用两种或以上的方式对生理信号进行自适应搜索分割后，从各搜索分割方式得到的均匀段中选择最优的均匀段作为该步骤最终得到的相应的均匀段；
[0029]步骤S105，对得到的均匀段进行压缩。
[0030]在本实施中，生理信号来源只有一路，步骤SlOl中获取到的是离散化的连续生理信号；步骤S103中采用自适应基线搜索分割方式、自适应一阶差分搜索分割方式、自适应η阶差分搜索分割方式，以及自适应m阶差分搜索分割方式4种方式，对获取到的生理信号进行自适应分割。这里，η=生理信号采样频率(hz)/50hz, m=生理信号采样频率(hz)/60hz。
[0031]具体地,如图2所示,步骤S103包括:
[0032]步骤S1031，对获取到的生理信号进行自适应基线搜索分割；
[0033]步骤S1032，对获取到的生理信号进行自适应一阶差分搜索分割；
[0034]步骤S1033，对获取到的生理信号进行自适应η阶差分搜索分割；
[0035]步骤S1034，对获取到的生理信号进行自适应m阶差分搜索分割；
[0036]步骤S1035，对各分割方式得到的均匀段中选择最优的均匀段作为最终得到的相应均匀段。
[0037]这里，步骤S1031、S1032、S1033、S1034的执行顺序可以交换或者也可以同时执行。下面对各种分割方式进行详细说明。如图3所示，采用自适应基线搜索分割方式对获取到的生理信号进行自适应分割的步骤包括:
[0038]步骤S10311，对获取到的生理信号进行预设阈值的基线搜索，在阈值范围内搜索相应的均匀段；
[0039]步骤S10312，判断当前均匀段长度是否大于预设阈值，如果是则进入步骤S10313，否则，返回步骤S10311，继续搜索相应的均匀段；
[0040]步骤S10313，分析当前均匀段分割是否优，如果是则返回步骤S10311，继续搜索，否则进入步骤S10314 ；
[0041]步骤S10314，保存当前分割信息，结束搜索。
[0042]这里，步骤S10311中进行基线搜索的预设阈值可以根据压缩率或实际需要确定；步骤S10313中可以通过分割后均匀段所需的存储位数来分析当前均匀段分割优否，当新增加的位数相比新增段头增加的位数更小，则认为当前均匀段分割为优，具体策略如下:
[0043]假设前次循环搜索均匀段段长为old_len，有效位宽为neW_vld_bit_Wdh，当次循环搜索均匀段有效位宽为neW_vld_bit_Wdh，当次搜索分割方式对应的段头长度为seg_head_len，字节位宽为BYTE_BIT_WDH，则当前自适应分割策略为:old_len* (new_vld_bit_wdh - οId_vId_bit_wdh)<(seg_head_len*BYTE_BIT_WDH)
[0044]如果上式成立，说明当前分割方式为优，继续搜索，否则，跳出当前搜索。
[0045]步骤S10314中保存的当前分割信息包括:当前均匀段分割方式、当前均匀段长度、当前均匀段信号基线、当前均匀段有效位宽。
[0046]如图4所示，采用自适应一阶或多阶差分搜索分割方式对获取到的生理信号进行自适应分割的步骤包括:
[0047]步骤S10321，对获取到的生理信号做一阶或多阶差分运算；
[0048]步骤S10322，