脑电信号实时无损压缩方法、装置、电子设备及存储介质

本发明涉及脑电信号处理，尤其涉及一种脑电信号实时无损压缩方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、脑机接口技术作为一种在人脑与外界设备（例如个人计算机、智能手机）之间建立直接信息交互的技术，已经得到了许多研究者的关注。在脑机接口系统中，由于脑电信号具有较高的时间分辨率和较低的使用成本，因而得到了广泛使用。部分脑电信号采集系统需要同时采集多个通道的脑电数据，一般为64或128个通道，并且每个通道的采样频率已经可以达到1khz甚至是10khz以上。出于对脑机接口系统实时性的考虑，较大的通道数和较高的采样频率会带来高并发的数据传输，也即要求脑机接口系统的通信链路可以在短时间内传输大量的数据，这对于传输带宽有限的设备来说无疑是十分困难的。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种脑电信号实时无损压缩方法、装置、电子设备及存储介质。

2、第一方面，本发明提供一种脑电信号实时无损压缩方法，包括：

3、对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换，得到所述当前时刻对应的每个通道的差分脑电数据；

4、根据所述每个通道的差分脑电数据的数值，分别为所述每个通道的差分脑电数据分配数据位长并相应地进行数据截取；

5、对数据截取后的所述每个通道的差分脑电数据分别添加用于指示数据位长的标签数据，得到所述当前时刻对应的多通道压缩脑电数据。

6、可选地，所述对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换，包括：

7、基于所述当前时刻的前一时刻输入的多通道原始脑电数据，对所述当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换。

8、可选地，所述根据所述每个通道的差分脑电数据的数值，分别为所述每个通道的差分脑电数据分配数据位长，包括：

9、确定数值区间和数据位长之间的映射关系；

10、在目标通道的差分脑电数据的数值位于目标数值区间内的情况下，为所述目标通道的差分脑电数据分配对应于所述目标数值区间的目标数据位长。

11、可选地，所述进行数据截取，包括：

12、从所述目标通道的差分脑电数据中截取低 k位数据，所述 k为所述目标数据位长的值， k为大于或等于1的整数。

13、可选地，所述得到所述当前时刻对应的多通道压缩脑电数据之后，所述方法还包括：

14、在所述多通道压缩脑电数据的末尾补充无效数据，使得所述多通道压缩脑电数据在补充所述无效数据之后的数据长度为整数个字节。

15、可选地，所述方法还包括：

16、在到达预设的重初始化时刻时，将所述重初始化时刻输入的多通道原始脑电数据作为零时刻的多通道原始脑电数据，对于所述零时刻的多通道原始脑电数据不进行差分变换操作。

17、可选地，所述方法还包括：

18、根据用户输入的控制信息进行项目配置，配置的项目包括以下一项或多项：

19、差分变换阶数、重初始化时间间隔、分配数据位长的方法、数据存储格式、用于数据对齐的无效数据类型。

20、第二方面，本发明还提供一种脑电信号实时无损压缩装置，包括：

21、差分变换模块，用于对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换，得到所述当前时刻对应的每个通道的差分脑电数据；

22、数据位长分配模块，用于根据所述每个通道的差分脑电数据的数值，分别为所述每个通道的差分脑电数据分配数据位长并相应地进行数据截取；

23、标签添加模块，用于对数据截取后的所述每个通道的差分脑电数据分别添加用于指示数据位长的标签数据，得到所述当前时刻对应的多通道压缩脑电数据。

24、可选地，所述对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换，包括：

25、基于所述当前时刻的前一时刻输入的多通道原始脑电数据，对所述当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换。

26、可选地，所述根据所述每个通道的差分脑电数据的数值，分别为所述每个通道的差分脑电数据分配数据位长，包括：

27、确定数值区间和数据位长之间的映射关系；

28、在目标通道的差分脑电数据的数值位于目标数值区间内的情况下，为所述目标通道的差分脑电数据分配对应于所述目标数值区间的目标数据位长。

29、可选地，所述进行数据截取，包括：

30、从所述目标通道的差分脑电数据中截取低 k位数据，所述 k为所述目标数据位长的值， k为大于或等于1的整数。

31、可选地，所述装置还包括：

32、数据补充模块，用于在所述多通道压缩脑电数据的末尾补充无效数据，使得所述多通道压缩脑电数据在补充所述无效数据之后的数据长度为整数个字节。

33、可选地，所述装置还包括：

34、重初始化模块，用于在到达预设的重初始化时刻时，将所述重初始化时刻输入的多通道原始脑电数据作为零时刻的多通道原始脑电数据，对于所述零时刻的多通道原始脑电数据不进行差分变换操作。

35、可选地，所述装置还包括：

36、配置模块，用于根据用户输入的控制信息进行项目配置，配置的项目包括以下一项或多项：

37、差分变换阶数、重初始化时间间隔、分配数据位长的方法、数据存储格式、用于数据对齐的无效数据类型。

38、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述第一方面所述的脑电信号实时无损压缩方法。

39、第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述第一方面所述的脑电信号实时无损压缩方法。

40、本发明提供的脑电信号实时无损压缩方法、装置、电子设备及存储介质，通过对原始脑电数据进行差分变换，根据数值大小为差分脑电数据分配数据位长，不仅可以显著降低大规模脑电数据传输的带宽要求，实现大规模的脑电数据传输，同时可以确保脑电数据压缩过程的实时性和无损性。

技术特征：

1.一种脑电信号实时无损压缩方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的脑电信号实时无损压缩方法，其特征在于，所述对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换，包括：

3.根据权利要求1所述的脑电信号实时无损压缩方法，其特征在于，所述根据所述每个通道的差分脑电数据的数值，分别为所述每个通道的差分脑电数据分配数据位长，包括：

4.根据权利要求3所述的脑电信号实时无损压缩方法，其特征在于，所述进行数据截取，包括：

5.根据权利要求1至4任一项所述的脑电信号实时无损压缩方法，其特征在于，所述得到所述当前时刻对应的多通道压缩脑电数据之后，所述方法还包括：

6.根据权利要求1至4任一项所述的脑电信号实时无损压缩方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求1至4任一项所述的脑电信号实时无损压缩方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种脑电信号实时无损压缩装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述脑电信号实时无损压缩方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述脑电信号实时无损压缩方法。

技术总结
本发明提供一种脑电信号实时无损压缩方法、装置、电子设备及存储介质，涉及脑电信号处理技术领域，该方法包括：对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换，得到所述当前时刻对应的每个通道的差分脑电数据；根据所述每个通道的差分脑电数据的数值，分别为所述每个通道的差分脑电数据分配数据位长并相应地进行数据截取；对数据截取后的所述每个通道的差分脑电数据分别添加用于指示数据位长的标签数据，得到所述当前时刻对应的多通道压缩脑电数据。可以显著降低大规模脑电数据传输的带宽要求，实现大规模的脑电数据传输，同时可以确保脑电数据压缩过程的实时性和无损性。

技术研发人员：尹志刚,刘广浩
受保护的技术使用者：中国科学院自动化研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13