CN116489236B - 脑电信号实时无损压缩方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本发明涉及脑电信号处理技术领域，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
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。
发明内容
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。
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：
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：
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。
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：
确定数值区间和数据位长之间的映射关系；
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。
可选地，所述进行数据截取，包括：
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。
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：
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。
可选地，所述方法还包括：
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。
可选地，所述方法还包括：
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：
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。
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：
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；
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；
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。
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：
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。
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：
确定数值区间和数据位长之间的映射关系；
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。
可选地，所述进行数据截取，包括：
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。
可选地，所述装置还包括：
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。
可选地，所述装置还包括：
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。
可选地，所述装置还包括：
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：
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。
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。
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。
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。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的脑电信号实时无损压缩方法的流程示意图；
图2为本发明提供的多通道压缩脑电数据的结构示意图；
图3为本发明提供的数据长度对齐示意图；
图4为本发明提供的脑电信号压缩系统的示例框图；
图5为本发明提供的数据位长动态分配流程示意图；
图6为本发明提供的0时刻的多通道压缩脑电数据的结构示意图；
图7为本发明提供的脑电信号实时无损压缩装置的结构示意图；
图8为本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通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。
图1为本发明提供的脑电信号实时无损压缩方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤100、对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换，得到当前时刻对应的每个通道的差分脑电数据。
具体地，脑电信号是一种十分微弱的生理电信号，信号的幅值远小于脑电采集设备所提供的电压表示范围，并且脑电信号的变化范围往往比较小，这些因素导致了在数据传输过程中数字化的脑电信号中存在大量的冗余信息。基于此思路，本发明提出一种数据压缩的方法，去除数字化的脑电信号中冗余的信息，从而实现在传输带宽有限情况下大规模的脑电数据传输，满足实时性脑机接口系统的要求。
本发明提供的脑电信号实时无损压缩方法的执行主体可以是用于脑电信号压缩的装置或系统，为便于论述，后续均以脑电信号压缩系统代称。
脑电信号采集系统采集的多个通道的脑电数据可以实时输入脑电信号压缩系统，脑电信号压缩系统可以对输入的多通道原始脑电数据进行压缩处理。本发明中，当前时刻指的是接受多通道原始脑电数据输入的任一时刻，本发明中的时刻可以指脑电信号采样时刻或脑电信号采样点对应的时刻，相邻时刻可以指相邻采样点之间的时间间隔。
下面以对某一时刻n输入的多通道原始脑电数据进行压缩处理为例进行说明。
首先，脑电信号压缩系统可以对每个通道的原始脑电数据分别进行差分变换，差分变换的阶数可以灵活设置，本发明不做限制。
对于时刻n输入的任一通道的原始脑电数据，可以基于时刻n之前的一个或多个时刻输入的该通道的原始脑电数据进行差分变换处理，以便将原始字节数较多的脑电数据转化为占用存储空间更小的差分脑电数据。
可选地，对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换，可以包括：
基于当前时刻的前一时刻输入的多通道原始脑电数据，对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换。
以一阶差分变换为例，一阶差分变换的过程可以使用如下公式表示：
Δ x（n）= x（n）- x（n-1）
式中，x（n）和x（n-1）分别表示时刻n和时刻n-1输入的某个通道的原始脑电数据，Δ x（n）表示经过一阶差分变换后的该通道的一阶差分脑电数据。时刻n-1指的是时刻n的前一时刻。
当n ≥1时，可以用Δ x（n）来代替x（n）作为当前时刻的脑电数据进行后续处理；当n=0时，依然使用原始数据x（n）作为当前时刻脑电数据的表示，即对于初始时刻或者说零时刻，可以使用原始脑电数据进行后续处理。
对于多阶差分变换，其处理过程与一阶差分变换类似，以二阶差分变换为例，其过程可以使用如下公式表示：
Δ′ x（n）=Δ x（n）–Δ x（n-1）
式中，Δ x（n）和Δ x（n-1）分别表示时刻n和时刻n-1对应的某个通道的一阶差分脑电数据，Δ′ x（n）表示时刻n对应的该通道的二阶差分脑电数据。
本发明的方法只对每个通道的原始脑电数据进行了有限次操作，因此压缩过程的时间复杂度为O（N），其中N为通道数量；数据解压缩的过程与压缩过程完全相反，所以时间复杂度同样为O（N）。在实际使用的脑机接口系统中，通道数量往往是有限的，并且一般不会超过256，因此本发明可以在较短的时间内得到压缩和解压缩的数据，这保证了数据压缩和解压缩过程的实时性。并且，差分变换处理可以保证数据可被无损还原。
此外，在实际的脑机接口系统中，采集到的脑电信号往往比较微弱，同时变化幅度较小，因此相邻两个时刻的信号差值往往比较小，故而本发明可以在脑机接口系统中取得较高的压缩比。
步骤101、根据每个通道的差分脑电数据的数值，分别为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。
具体地，考虑到脑电信号具有微弱性且变化幅度较小，因此经过差分变换处理后得到的差分脑电数据可能具有很小的数值。在这种情况下，可以根据每个通道的差分脑电数据的数值，动态地为各个通道的差分脑电数据分配更小的数据位长。例如，可以给数值较小的差分脑电数据分配较小的数据位长，给数值较大的差分脑电数据分配较大的数据位长。从而可以将大部分差分脑电数据进行压缩，减少数据占用的存储空间和数据传输的带宽。
差分脑电数据的数值和数据位长之间的具体映射关系本发明并不限定，可以有各种实现方案。例如，可以通过映射公式配置差分脑电数据的数值和数据位长之间的映射关系，或者可以将数据位长分成若干个档次，每个档次对应一个区间的数值，不同数值大小的差分脑电数据对应划入不同的档次。
可选地，根据每个通道的差分脑电数据的数值，分别为每个通道的差分脑电数据分配数据位长，可以包括：
确定数值区间和数据位长之间的映射关系；
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，为目标通道的差分脑电数据分配对应于目标数值区间的目标数据位长。
在一些实施例中，在配置了数值区间和数据位长之间的映射关系的情况下，脑电信号压缩系统可以根据目标通道（可以是任一通道）的差分脑电数据所处的数值区间，来为该差分脑电数据分配数据位长。即若目标通道的差分脑电数据的数值位于目标数值区间内，则为该差分脑电数据分配对应于该目标数值区间的目标数据位长。
可选地，上述进行数据截取，可以包括：从目标通道的差分脑电数据中截取低k位数据，k为目标数据位长的值，k为大于或等于1的整数。其中，脑电数据一般以二进制的形式存储，二进制的差分脑电数据，其低k位指的是对应权值为20、21、…、2 k-1的k位。
假设设置了6种压缩后的数据位长：4bit（比特）、8bit、12bit、16bit、20bit和24bit。对于n时刻的差分脑电数据Δ x（n），可以首先判断其大小是否位于[-8，7]区间内，如果是则说明该数据可以用4bit表示，从而截取该数据中的低4位，其余位置为重复的符号位，可以舍弃；如果不位于[-8，7]区间内，则可以进一步判断该数据是否位于[-128，127]区间内，如果是则截取其低8位，否则继续判断该数据是否位于[-2048，2047]范围内……以此类推，对于不落入当前区间的数据不断扩大数据的判断区间，直到数据大小位于范围内。
步骤102、对数据截取后的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，得到当前时刻对应的多通道压缩脑电数据。
具体地，截取每个通道的差分脑电数据之后，可以再分别对截取的每个通道的差分脑电数据添加标签数据，这些标签数据可以指示相应通道截取的差分脑电数据的数据位长，以便于数据的解压缩处理。
图2为本发明提供的多通道压缩脑电数据的结构示意图，如图2所示，每个通道压缩后的脑电数据都被分为两个部分，即标签部分和数据部分。其中标签部分是长度固定为3bit的无符号二进制数，它对应的十进制数据的大小指示了其后数据部分的长度。例如，假设标签部分数据大小为m，则指示数据部分长度为（4×m）bit。数据部分保存的是经过截取的差分脑电数据，是长度为（4×m）的有符号二进制数。多个通道的压缩后的脑电数据组合在一起，形成一个完整的压缩后脑电信号，即多通道压缩脑电数据。
当然本领域技术人员可以理解，对于标签数据的具体形式可以不限于图2的示例，还可以是其他的数据形式，本发明并不做限定，只要能够指示数据位长即可。
可选地，得到当前时刻对应的多通道压缩脑电数据之后，该方法还包括：
在多通道压缩脑电数据的末尾补充无效数据，使得多通道压缩脑电数据在补充无效数据之后的数据长度为整数个字节。
具体地，经过压缩的脑电数据其长度可能无法用整数个字节进行表示，本发明提出可以在多通道压缩脑电数据的末尾补充无效数据，使得多通道压缩脑电数据在补充无效数据之后的数据长度为整数个字节，这一过程可称为数据长度对齐。
无效数据的具体形式本发明并不做限定，例如可以全为1或者全为0。图3为本发明提供的数据长度对齐示意图，如图3所示，图中无效数据以全1的形式表示。
对于需要补充的无效数据的长度，在此提供一个计算方法：
式中，表示需要补充的无效数据的长度，N代表通道数量，/>代表第/>个通道标签部分的十进制数据大小。
当然本领域技术人员可以理解，上述计算公式仅仅是一种示例，对于需要补充的无效数据的长度，还可以有其他的计算方法，只要能够保证多通道压缩脑电数据在补充无效数据之后的数据长度为整数个字节即可，本发明并不对此进行限定。
本发明提供的脑电信号实时无损压缩方法，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。
可选地，该方法还包括：
在到达预设的重初始化时刻时，将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，对于零时刻的多通道原始脑电数据不进行差分变换操作。
具体地，在实际的脑机接口中可能会由于一些意外情况导致数据包丢失、数据包乱序到达等问题，从而导致压缩——解压缩过程处理的数据并不完全一致，也即二者处理的差分数据中包含的信息并不完全匹配，从而导致解压缩出现错误。
考虑到上述问题，本发明提出可以设置一个或多个重初始化时刻，或者设置重初始化的时间间隔（例如可以是一个定时器）。在到达预设的重初始化时刻时，直接将当前时刻输入的原始脑电数据作为零时刻的数据，不进行差分变换。
可选地，该方法还包括：
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：
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。
具体地，本发明中差分变换阶数、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等项目可以根据用户需要进行配置，例如，可以通过一个配置接口的功能根据用户输入的控制信息进行项目的配置，从而可以更加灵活地控制脑电信号压缩过程。
图4为本发明提供的脑电信号压缩系统的示例框图，如图4所示，其主要包括差分变换模块、动态分配数据位长模块、定时重初始化模块和配置接口，系统的输入是原始脑电数据，输出为经过压缩的脑电数据。以下对各个模块进行简要说明。
（1）差分变换模块。
差分变换模块的主要功能是对输入的原始脑电信号进行差分变换，差分变换的阶数可由配置接口设置。差分变换方法见前文所述，此处不再赘述。
（2）动态分配数据位长模块。
动态分配数据位长模块进行数据位长分配的核心思想是：将数据位长按从小到大的顺序，分成若干个档次。对于数值较小的数据，将其划入位长最小的档次，从而为其分配最少的数据位长；对于数值稍大的数据，将其划分入中间的档次，并根据档次分配相应长度的数据位长；对于数值特别大或在差分变换模块中未经处理的原始数据，将其划分入最大的档次，并分配最长的数据位长。这样除了部分特殊数据外，大部分数据的位长都得到了缩小，从而达到数据压缩的效果。同时，压缩后的脑电数据具有不同的位长，为了将他们正确区分开，还可以记录每个数据各自的位长信息。
位长的划分档次、划分方法、数据的保存格式等同样可由配置接口设置。图5为本发明提供的数据位长动态分配流程示意图，如图5所示，共设置有6种不同的数据位长，也即4bit、8bit、12bit、16bit、20bit和24bit。对于输入的数据，首先判断其大小是否位于[-8，7]区间内，如果是则说明该数据可以用4bit表示，从而截取该数据的低4位，其余位置为重复的符号位，可以舍弃；如果不满足条件，则进一步判断该数据是否位于[-128，127]区间内，如果是则截取其低8位，否则继续判断该数据是否位于[-2048，2047]范围内……以此类推，对于不落入当前区间的数据不断扩大数据的判断区间，直到数据大小位于范围内。对于落入某个区间内的数据，记录数据对应的长度信息（设置标签部分），并将长度信息和经过截取后的脑电数据组合起来，得到压缩后的脑电数据，如图2所示。
图6为本发明提供的0时刻的多通道压缩脑电数据的结构示意图，如图6所示，对于0时刻的脑电数据，由于其使用原始脑电数据进行表示，可以不对其进行截取操作，因此在这个示例中为0时刻的每个通道的脑电数据的添加值为110的标签部分。
经过压缩的脑电数据其长度可能无法用整数个字节进行表示，所以可以在数据包的末尾补充无效数据，这一过程被称为数据长度对齐，如图3所示。
（3）定时重初始化模块。
在解压缩脑电数据的时候，只需要按照本示例配置的方法，根据差分变换的逆变换即可还原出原始的脑电数据。在理想情况下，这种数据压缩——解压缩的过程是完全无损的。但是考虑到实际的脑机接口中可能发生一些意外情况，例如数据包丢失、数据包乱序到达等，会导致压缩和解压缩过程处理的数据并不完全一致，也即二者处理的差分数据中包含的信息并不完全匹配，从而导致解压缩出现错误。为了解决这个问题，在本系统中添加了定时重初始化模块，每隔一段时间自动重新划定差分变换的起点，也即在定时重初始化模块时间到达时，直接将当前时刻输入的原始数据作为零时刻的数据，而非进行差分变换，从而达到定时重初始化差分变换模块的功能。同样的，定时器的时间间隔可由配置接口进行设置。
（4）配置接口。
配置接口的主要功能是根据用户输入的控制信息进行相应的配置，其中可配置项目包括但不限于修改差分变换阶数、定时器重初始化间隔时间、动态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等。
下面对本发明提供的脑电信号实时无损压缩装置进行描述，下文描述的脑电信号实时无损压缩装置与上文描述的脑电信号实时无损压缩方法可相互对应参照。
图7为本发明提供的脑电信号实时无损压缩装置的结构示意图，如图7所示，该装置包括：
差分变换模块700，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，得到当前时刻对应的每个通道的差分脑电数据；
数据位长分配模块710，用于根据每个通道的差分脑电数据的数值，分别为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；
标签添加模块720，用于对数据截取后的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，得到当前时刻对应的多通道压缩脑电数据。
可选地，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：
基于当前时刻的前一时刻输入的多通道原始脑电数据，对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换。
可选地，根据每个通道的差分脑电数据的数值，分别为每个通道的差分脑电数据分配数据位长，包括：
确定数值区间和数据位长之间的映射关系；
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，为目标通道的差分脑电数据分配对应于目标数值区间的目标数据位长。
可选地，进行数据截取，包括：
从目标通道的差分脑电数据中截取低k位数据，k为目标数据位长的值，k为大于或等于1的整数。
可选地，装置还包括：
数据补充模块，用于在多通道压缩脑电数据的末尾补充无效数据，使得多通道压缩脑电数据在补充无效数据之后的数据长度为整数个字节。
可选地，装置还包括：
重初始化模块，用于在到达预设的重初始化时刻时，将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，对于零时刻的多通道原始脑电数据不进行差分变换操作。
可选地，装置还包括：
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：
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。
在此需要说明的是，本发明提供的上述装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
图8为本发明提供的电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器（processor）810、通信接口（Communications Interface）820、存储器（memory）830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行上述各实施例提供的任一所述脑电信号实时无损压缩方法，例如：对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换，得到当前时刻对应的每个通道的差分脑电数据；根据每个通道的差分脑电数据的数值，分别为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，得到当前时刻对应的多通道压缩脑电数据。
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在此需要说明的是，本发明提供的电子设备，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
另一方面，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可实现上述各实施例提供的任一所述脑电信号实时无损压缩方法，例如：对当前时刻输入的多通道原始脑电数据进行差分变换，得到当前时刻对应的每个通道的差分脑电数据；根据每个通道的差分脑电数据的数值，分别为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，得到当前时刻对应的多通道压缩脑电数据。
在此需要说明的是，本发明提供的非暂态计算机可读存储介质，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：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 (7)
1.一种脑电信号实时无损压缩方法，其特征在于，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；
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：
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；
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：
确定数值区间和数据位长之间的映射关系；
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；
所述进行数据截取，包括：
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。
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：
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。
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，所述方法还包括：
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。
4.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，所述方法还包括：
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：
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。
5.一种脑电信号实时无损压缩装置，其特征在于，包括：
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；
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；
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；
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：
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；
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：
确定数值区间和数据位长之间的映射关系；
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；
所述进行数据截取，包括：
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。
6.一种电子设备，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4任一项所述脑电信号实时无损压缩方法。
7.一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4任一项所述脑电信号实时无损压缩方法。
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