CN111159121A - 穿戴式心电数据压缩存储方法、系统及存储系统 - Google Patents

穿戴式心电数据压缩存储方法、系统及存储系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种穿戴式心电数据压缩存储方法，其中方法包括，对存储数据做差分压缩处理；取所述存储数据中的至少一个数据作为数据恢复的原点，所述至少一个数据是未差分压缩处理的原始数据；做索引处理，使建立的索引表用于检测所述数据恢复的原点与差分压缩处理的差分点。本发明对数据进行差分存储，建立数据索引表和数据长度信息，实现数据的压缩和定位，减少数据存储量。

Description

穿戴式心电数据压缩存储方法、系统及存储系统
技术领域
本发明涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种穿戴式心电数据压缩存储方法、系统及存储系统。
背景技术
随着低功耗电路技术的发展及大众对自身健康关注度的提高，相对于传统多导动态心电测量设备，穿戴式心电测量设备以其轻巧、长程、舒适等优点而得到越来越多的认可。
由于穿戴式心电测量设备通常进行长程测量(往往在48小时以上)，为降低设备对佩戴者日常生活的负面影响，设备在设计上追求小型化，这意味着内部用来放置电路板的空间极为受限，在这种背景下，同样时间长度的数据，所需要的存储空间越小，则意味着对硬件和功耗的需求更小。
因此现有技术还有待于进一步发展。
发明内容
针对上述技术问题，本发明涉及一种应用于穿戴式心电测量设备的心电数据压缩存储方案，以缩小心电数据存储总量，降低穿戴式心电测量设备对存储量的需求，解决设备内部空间与存储芯片体积的冲突问题。
根据本发明的第一方面，提供一种穿戴式心电数据压缩存储方法，包括：
对存储数据做差分压缩处理；
取所述存储数据中的至少一个数据作为数据恢复的原点，所述至少一个数据是未差分压缩处理的原始数据；
做索引处理，使建立的索引表用于检测所述数据恢复的原点与差分压缩处理的差分点。
可选地，所述的穿戴式心电数据压缩存储方法，还包括：在所述索引表中增加用于记录差分处理后1秒钟或数秒钟的数据大小的长度标识。
可选地，所述做索引处理包括：
依次以Byte0至Byten的数据存储结构存储数据，每个Byte中Bit值为1标识下一数据点为数据恢复的原点，Bit值为0标识下一数据点为差分压缩处理的差分点；
并且使得第一个数据固定为数据恢复的原点。
根据本发明的第二方面，提供一种穿戴式心电数据压缩存储装置，其特征在于，包括：
差分处理模块，用于对存储数据做差分压缩处理，取所述存储数据中的至少一个数据作为数据恢复的原点，所述至少一个数据是未差分压缩处理的原始数据；
索引模块，用于做索引处理，使建立的索引表用于检测所述数据恢复的原点与差分压缩处理的差分点。
可选地，所述的穿戴式心电数据压缩存储装置，还包括：在所述索引表中增加用于记录差分处理后1秒钟或数秒钟的数据大小的长度标识。
可选地所述索引表中的数据恢复的原点固定为第一个数据。
根据本发明的第三方面，提供一种数据存储系统，包括：存储器，用于提供穿戴式心电数据的存储空间；以及本发明第二方面提供的所述的穿戴式心电数据压缩存储装置。
根据本发明的第四方面，提供一种存储控制器，包括通信接口、处理器、计算机可读介质，其中所述通信接口、所述处理器与所述计算机可读介质通过总线连接：所述通信接口，用于与存储器进行通信；所述计算机可读介质，用于存储程序代码，当这些程序代码被所述处理器执行时，所述处理器用于执行本发明第一方面中所述的存储方法。
根据本发明的第五方面，提供一种数据存储系统，包括：存储器，用于提供穿戴式心电数据的存储空间；以及根据本发明第四方面提供的存储控制器。
本发明对数据进行差分存储，建立数据索引表和数据长度信息，实现数据的压缩和定位，减少数据存储量。
附图说明
图1为本发明实施例中一种穿戴式心电数据压缩存储方法的流程示意图。
图2为本发明实施例中一种穿戴式心电数据压缩存储的示意图。
图3为本发明实施例中一种穿戴式心电数据压缩存储装置的示意图。
图4为本发明实施例中一种穿戴式心电数据压缩存储系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
可穿戴设备采用的数据存储方案分为两种：
第一种是以文件系统方式存储数据，该方案的优点是数据表现形为文件，在各种平台上可直接识别，缺点是文件存储产生额外的运算资源开销和存储空间开销。
第二种是数据流存储方案，直接在存储芯片的物理地址上存储，该方案的优点是不需要产生额外的运算和存储开销，缺点是其它平台无法直接识别数据，需要经过转换才可以读取。相比较而言，对于穿戴式设备，第二种方案比第一种方案更为适用。
第二种存储方案虽然省去了文件本身的存储开销，但将数据直接进行存储，进行长程测量时所需要的存储空间仍然较为庞大，以每个数据点占用两个字节，每秒钟采样125个点为例，测量所产生的数据量可达到144.2Mbytes(2×125×3600(秒)×24(小时)×7(天)＝151200000Bytes＝144.20Mbytes，下文均以此数据量为例说明)。
以下结合附图对本发明实施例进行详细的描述。
图1为本发明实施例中一种穿戴式心电数据压缩存储方法的一实施例的流程示意图。如图1所示，本发明提供的穿戴式心电数据压缩存储方法，包括以下步骤：
步骤S100:对存储数据做差分压缩处理。
差分数据计算方式：Diff[n]＝Data[n]–Data[n-1]。
对存储数据进行差分压缩，由此每个数据点就由占用两个字节变为只需占用一个字节，在数据流的基础上进一步对数据进行压缩，可以降低整体的数据量。
步骤S200:取所述存储数据中的至少一个数据作为数据恢复的原点，所述至少一个数据是未差分压缩处理的原始数据。
为了能够将数据恢复原貌，还需要至少保留一个未压缩的数据作为恢复的原点。利用该回复原点作为数据恢复的原点，其他平台则可以根据解压压缩规则解压数据，从而可以识别数据。
结合心电数据的特征，在对数据差分压缩时，在差分值可能超过1个字节时，插入一个数据原点。一般最多保留20％～30％比例的数据原点，便可保证数据的可恢复性。
步骤S300:做索引处理，使建立的索引表用于检测所述数据恢复的原点与差分压缩处理的差分点。
为检测数据恢复的原点的位置，设计一个数据原点位置索引表，每1个数据位都标识相应索引编号的数据为差分数据还是原始数据。
具体如图2所示，依次以Byte0至Byte17，以及跟多的Byten的数据存储结构存储数据。其中每个Byte中存储8个Bit值，如Bit0、Bit1、Bit2、Bit3、Bit4、Bit5、Bit0、Bit7。定义Bit值为1标识下一数据点为数据恢复的原点，Bit值为0标识下一数据点为差分压缩处理的差分点。
在一实施例中，如Byte0的Bit4值为1，则表示第5点数据为原始数据，如果Byte0的Bit5值为0，则表示第6点数据为差分数据。又例如Byte1的Bit4值为1，则表示第13点数据为原始数据。因为8个Bit+5个Bit＝13，如Byte2的Bit4值为1，则表示第21点数据为原始数据，因为8+8+5＝21。
在进行数据压缩及索引表建立时，使得第一个数据固定为数据恢复的原点，以便于恢复数据。基于上述实施例，可知125个数据需要16给字节的索引表，其中第1个数据固定为数据恢复的原点。索引表位置索引及占用字节如下：
Byte0-Byten：
Bit0＝0表示第一个数据点为差分点；
Bit0＝1表示第一个数据点为数据原点……
Bit0＝0表示第一个数据点为差分点；
Bit0＝1表示第一个数据点为数据原点……
数据1为数据恢复的原点，占据2个字节……数据X为差分点，占用1个字节，数据X+1为数据恢复的原点，占用1个字节。
如上所述，一般最多保留20％～30％比例的数据原点，便可保证数据的可恢复性。以最多保留30个数据原点为例，经过差分压缩后，1秒钟的数据量可由250字节减少至142字节(仅1个数据原点)～171字节(30个数据原点)。
进一步地，所述的穿戴式心电数据压缩存储方法，还包括：在所述索引表中增加用于记录差分处理后1秒钟的数据大小的长度标识；当然也可以是数秒钟。
即为了方便定位和读取每秒数据，基于图2结构基础上，在整个结构的前面增加1个字节的结构长度标识，用以记录差分处理后1秒钟的数据大小。那么根据此信息，即可计算出下1秒数据的起始位置。最终1秒钟的数据量可由250字节减少至143字节(仅1个数据原点)～172字节(30个数据原点)，压缩后数据大小为压缩前的57.2％～68.8％，对数据大小有较为可观的减小。
因此通过本发明的存储方法，可减少存储的数据量，即减少对存储芯片硬件的要求，同时由于存储量的减少，也降低了存储所需要的功耗。
图3示出了根据本发明又一实施例的具备穿戴式心电数据压缩存储装置的结构图。本发明任一实施例中的数据存储装置例如是存储控制器，也可以是具有相同功能的可穿戴设备或其他电子设备。
所述穿戴式心电数据压缩存储装置，包括：
差分处理模块310，用于对存储数据做差分压缩处理，取所述存储数据中的至少一个数据作为数据恢复的原点，所述至少一个数据是未差分压缩处理的原始数据；
索引模块320，用于做索引处理，使建立的索引表用于检测所述数据恢复的原点与差分压缩处理的差分点；在所述索引表中增加用于记录差分处理后1秒钟的数据大小的长度标识。
其中，所述索引表中的数据恢复的原点固定为第一个数据。
本发明还提供一种数据存储系统，包括：存储器，用于提供穿戴式心电数据的存储空间；以及根据图3所示的穿戴式心电数据压缩存储装置。
本发明对数据进行差分存储，建立数据索引表和数据长度信息，实现数据的压缩和定位，减少数据存储量。
本发明还提供一种存储控制器，包括通信接口、处理器、计算机可读介质，其中所述通信接口、所述处理器与所述计算机可读介质通过总线连接：所述通信接口，用于与存储器进行通信；所述计算机可读介质，用于存储程序代码，当这些程序代码被所述处理器执行时，所述处理器用于执行权利要求图1中所示任一项所述的存储方法。
图4示出根据本发明实施例的具备穿戴式心电数据压缩存储装置800的结构图。所述数据存储系统，包括：存储器，用于提供穿戴式心电数据的存储空间；以及上述的存储控制器。如图4所示，数据存储系统800包括存储器801和存储控制器802。其中，存储器801用于提供具备穿戴式心电数据存储空间，其可以是任何形式存储介质，例如可以是由硬盘、磁带以及固态硬盘等存储介质组成，这些存储介质可以通过廉价磁碟冗余阵列(RAID,RedundantArrayofInexpensiveDisks)等方式提高数据的可靠性。存储控制器802与存储器801连接，用于通过执行如图1所示出的数据存储方法来控制存储器801的存储操作。存储控制器包括处理器、计算机可读介质以及通信接口，其中通信接口、处理器与计算机可读介质通过总线连接。通信接口与存储器801通信，当有数据块需要存储时，存储控制器802通过通信接口把数据块发往存储器801并发出存储指令，并由存储器801对数据块的内容进行物理上的记录；计算机可读介质用于存储程序代码，当这些程序代码被存储控制器802中的处理器执行时，处理器会执行本发明上述实施例中的数据存储方法。此外，根据本发明的另一实施例，数据存储系统也可以包括存储器以及本发明上述实施例中的数据存储装置。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种穿戴式心电数据压缩存储方法，其特征在于，
对存储数据做差分压缩处理；
取所述存储数据中的至少一个数据作为数据恢复的原点，所述至少一个数据是未差分压缩处理的原始数据；
做索引处理，使建立的索引表用于检测所述数据恢复的原点与差分压缩处理的差分点。
2.根据权利要求1所述的穿戴式心电数据压缩存储方法，其特征在于，还包括：在所述索引表中增加用于记录差分处理后1秒钟的数据大小的长度标识。
3.根据权利要求1所述的穿戴式心电数据压缩存储方法，其特征在于，所述做索引处理包括：
依次以Byte0至Byten的数据存储结构存储数据，每个Byte中Bit值为1标识下一数据点为数据恢复的原点，Bit值为0标识下一数据点为差分压缩处理的差分点；
并且使得第一个数据固定为数据恢复的原点。
4.一种穿戴式心电数据压缩存储装置，其特征在于，包括：
差分处理模块，用于对存储数据做差分压缩处理，取所述存储数据中的至少一个数据作为数据恢复的原点，所述至少一个数据是未差分压缩处理的原始数据；
索引模块，用于做索引处理，使建立的索引表用于检测所述数据恢复的原点与差分压缩处理的差分点。
5.根据权利要求4所述的穿戴式心电数据压缩存储装置，其特征在于，还包括：在所述索引表中增加用于记录差分处理后1秒钟的数据大小的长度标识。
6.根据权利要求1所述的穿戴式心电数据压缩存储方法，其特征在于，所述索引表中的数据恢复的原点固定为第一个数据。
7.一种数据存储系统，其特征在于，包括：存储器，用于提供穿戴式心电数据的存储空间；以及根据权利要求4至6所述的穿戴式心电数据压缩存储装置。
8.一种存储控制器，其特征在于，包括通信接口、处理器、计算机可读介质，其中所述通信接口、所述处理器与所述计算机可读介质通过总线连接：所述通信接口，用于与存储器进行通信；所述计算机可读介质，用于存储程序代码，当这些程序代码被所述处理器执行时，所述处理器用于执行权利要求1至3中任一项所述的存储方法。
9.一种数据存储系统，其特征在于，包括：存储器，用于提供穿戴式心电数据的存储空间；以及根据权利要求8所述的存储控制器。
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