CN113872607B - 一种生理监测数据的保质压缩方法、装置及终端设备 - Google Patents

一种生理监测数据的保质压缩方法、装置及终端设备 Download PDF

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CN113872607B CN202111150859.7A CN202111150859A CN113872607B CN 113872607 B CN113872607 B CN 113872607B CN 202111150859 A CN202111150859 A CN 202111150859A CN 113872607 B CN113872607 B CN 113872607B
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Abstract

本发明适用于数据压缩技术领域，提供了一种生理监测数据的保质压缩方法、装置及终端设备，该方法包括：获取目标监测数据的原始数据值；根据原始数据值和压缩系数，计算所述目标监测数据的初始压缩数据；根据初始压缩数据和预设误差限值，计算初始压缩数据对应的误差数据区间；按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据中确定包含于误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，并将待搜索数据的系数存储至第一序列；按照预设标记规则，根据压缩数据为标记序列赋值。本发明提供的生理监测数据的保质压缩方法能够独立地对各个目标监测数据进行压缩，实时性好，压缩效率高，有效减小生理数据监测过程中数据传输的功耗。

Description

一种生理监测数据的保质压缩方法、装置及终端设备
技术领域
本发明属于数据压缩技术领域，尤其涉及一种生理监测数据的保质压缩方法、装置及终端设备。
背景技术
生理监测数据包括脑电数据和心电数据等流数据，通常是顺序、大量、快速且连续到达的数据序列。此类流数据可以被视为一种随着时间延续而不断增长的动态数据集合，在医疗领域具有重要意义。动态的脑电心电等生理数据图是临床上常用的心血管疾病的筛查和病情监测的手段，连续的生理数据可以作为重要的诊断评价依据。
在获取和分析生理监测数据的过程中，为了延长监测***的续航时间，实现长时间、稳定的监测，需要充分控制监测***的功耗。由于生理监测数据的数据量巨大，若不能对此类数据进行有效地压缩，则会在数据传输过程中消耗大量能量，限制监测***的应用，影响监测***的寿命。例如，传统的脑电数据监测***中，各个传感器节点持续采集周围的数据并形成传感器流数据，每个传感器携带的能量十分有限，80％的能量会在数据传输过程中消耗。
传统上，流数据的压缩方法包括层次压缩方法和非层次压缩方法。其中，层次压缩方法主要基于小波分解算法，基于Shift变换的压缩算法实现，例如F-Shift压缩算法、S-Shift压缩算法、S+-Shift压缩算法等。非层次压缩方法主要基于分段常数逼近(PiecewiseConstantApproximation，PCA)算法、分段线性逼近(Piecewise linearApproximation,PLA)算法、最大误差有界的PCA算法、连续分段PLA算法和不连续分段PLA算法。以上两类算法都需要接收到后续数据后才能实施压缩，实时性差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种生理监测数据的保质压缩方法、装置及终端设备，能够保证生理监测数据压缩的实时性。
本发明实施例的第一方面提供了一种生理监测数据的保质压缩方法，包括：
获取目标监测数据的原始数据值；
根据所述原始数据值和压缩系数，计算所述目标监测数据的初始压缩数据；
根据所述初始压缩数据和预设误差限值，计算所述初始压缩数据对应的误差数据区间；
按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据集中确定包含于所述误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，并将所述待搜索数据的系数存储至第一序列；
按照预设标记规则，根据所述压缩数据为标记序列赋值。
本发明实施例的第二方面提供了一种生理监测数据的保质压缩装置，包括：
原始数据获取模块，用于获取目标监测数据的原始数据值；
初始压缩数据计算模块，用于根据所述原始数据值和压缩系数，计算所述目标监测数据的初始压缩数据；
误差数据区间计算模块，用于根据所述初始压缩数据和预设误差限值，计算所述初始压缩数据对应的误差数据区间；
第一序列生成模块，用于按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据集中确定包含于所述误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，并将所述待搜索数据的系数存储至第一序列；
标记序列生成模块，用于按照预设标记规则，根据所述压缩数据为标记序列赋值。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
本发明实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提供的生理监测数据的保质压缩方法包括获取目标监测数据的原始数据值；根据原始数据值和压缩系数，计算所述目标监测数据的初始压缩数据；根据初始压缩护数据和预设误差限值，计算初始压缩数据对应的误差数据区间；按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据中确定包含于误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，并将待搜索数据的系数存储至第一序列；按照预设标记规则，根据压缩数据为标记序列赋值。本发明实施例提供的生理监测数据的保质压缩方法能够独立地对各个目标监测数据进行压缩，实时性好，压缩效率高，有效减小生理数据监测过程中数据传输的功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的生理监测数据的保质压缩方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的生理监测数据的保质压缩装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
在脑电、心电等生理监测数据以及环境监测数据等信号的实际应用中，由传感器采集的信号受限于设备本身的局限性及环境的影响，普遍存在误差。当此类误差被控制在一定范围内时，不会影响数据的正常应用。
图1示出了本发明实施例提供的生理监测数据的保质压缩方法的实现流程示意图。参见图1，在一些实施例中，本发明实施例提供的生理监测数据的保质压缩方法可以包括步骤S101至S105。
S101：获取目标监测数据的原始数据值。
在一些实施例中，目标监测数据包括但不限于脑电数据、心电数据等生理数据，还可以包括数据结构与生理数据相类似的其他流数据。
具体的，本实施例提供的生理监测数据的保质压缩方法按照时间顺序获取目标监测数据的原始数据值，并逐个压缩各个原始数据值。
S102：根据原始数据值和压缩系数，计算目标监测数据的初始压缩数据。
在一些实施例中，S101之前，上述方法还可以包括：
获取目标监测数据压缩后的预设整数存储位数。根据预设整数存储位数计算目标监测数据压缩后的预设整数范围。获取目标监测数据的值域。根据值域和预设整数范围计算压缩系数，压缩系数用于将值域调整至预设整数范围内。
具体的，将预设整数存储位数记为xbit，x是大于零的整数，为压缩数据的整数部分存储为二进制数所需的位数。
具体的，值域为目标检测数据在正常状态下的值域，对于正常值域外的异常值，经压缩系数调整后可以不处于预设整数范围内。
例如，某目标检测数据的取值区间为第一区间[-236，10000]，但正常数据集中在第二区间[-236，510]之间，则可以根据第二区间的值确定压缩系数。
在一个具体的示例中，x＝8，8bit可以存储的数据区间为第三区间[-128,127]。为了将第二区间中的数值调整至第三区间，则压缩系数510/127<Z，取压缩系数为满足上述不等式的最小整数5。
可选的，压缩系数为大于1的数，则根据压缩系数将值域调整至预设整数范围内包括：将各个原始数据除以压缩系数。
可选的，压缩系数为小于1的正数，则根据压缩系数将值域调整至预设整数范围内包括：将各个原始数据乘以压缩系数。
S103：根据初始压缩数据和预设误差限值，计算初始压缩数据对应的误差数据区间。
在一些实施例中，S103可以包括：
将初始压缩数据与第一误差限值之差，作为误差数据区间的最小值；
将初始压缩数据与第二误差限值之和，作为误差数据区间的最大值。
具体的，误差数据区间的表达式包括：
Figure BDA0003287125720000051
其中，
Figure BDA0003287125720000052
为t时刻的误差数据区间，d t为t时刻的误差数据区间最小值，
Figure BDA0003287125720000053
为t时刻的误差数据区间最大值，
Figure BDA0003287125720000054
为第一误差限值，
Figure BDA0003287125720000055
为第二误差限值。
S104：按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据集中确定包含于误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，并将待搜索数据的系数存储至第一序列。
在一些实施例中，系数包括整数系数和小数系数；待搜索数据的表达式包括：
mab＝a+b×I；
其中，mab为由整数系数和小数系数表示的待搜索数据；a为整数系数，a的取值范围为预设整数存储位数可以存储的整数；b为小数系数，b的取值范围为预设小数存储位数可以存储的非负整数；I为常数，I＝1/(bmax+1)。
具体的，将预设小数存储位数记为ybit，y为非负整数，为压缩数据的小数系数存储为二进制数所需的位数。
在本实施例中，x与y的和小于存储原始数据的二进制数所需的位数。
具体的，b的取值范围为[0,p-1]，0<p≤2y；且p为整数；
Figure BDA0003287125720000061
在一些实施例中，预设搜索规则包括整数搜索规则；S104可以包括：
搜索满足整数搜索规则的整数系数；整数搜索规则包括当小数系数为零时，存在整数系数使得对应的待搜索数据包含于误差数据区间。
将满足整数搜索规则的整数系数对应的待搜索数据作为压缩数据。
在一些实施例中，预设搜索规则包括小数搜索规则；S104可以包括：
若不存在满足整数搜索规则的整数系数，则搜索满足小数搜索规则的整数系数和小数系数；小数搜索规则包括存在整数系数和小数系数，使得对应的待搜索数据包含于误差数据区间。
将满足小数搜索规则的整数系数和小数系数对应的待搜索数据作为压缩数据。
在本实施例中，若存在满足预设搜索规则的整数，则无需存储小数部分，可以进一步减少存储空间的占用。
在一些实施例中，S104可以包括：若待搜索数据集中不存在包含于误差数据区间的待搜索数据，则将初始压缩数据存储至第一序列。
具体的，S104可以包括：获取误差数据区间上下界的整数部分
Figure BDA0003287125720000062
和
Figure BDA0003287125720000063
如果
Figure BDA0003287125720000064
则从
Figure BDA0003287125720000065
开始搜索，搜索是否存在一个适合的a使得b＝0时，
Figure BDA0003287125720000066
包含在数据区间
Figure BDA0003287125720000067
中，如果存在则停止搜索，将此时的数值a作为压缩结果，而b不需要存储。
如果
Figure BDA0003287125720000068
则令
Figure BDA0003287125720000069
搜索是否存在一个适合的b使得
Figure BDA00032871257200000610
包含在
Figure BDA00032871257200000611
中，如果存在则停止搜索，将此时的数值a,b作为压缩结果。
如果找不到使得
Figure BDA00032871257200000612
包含在
Figure BDA00032871257200000613
中的a,b,则存储初始压缩数据。
在存储第一序列时，按照时间序列的自然顺序依次存储二进制数。
S105：按照预设标记规则，根据压缩数据为标记序列赋值。
在一些实施例中，标记序列包括第二序列和第三序列，第二序列中存储的标记用于指示是否存在满足预设搜索规则的待搜索数据；第三序列中存储的标记用于指示满足预设搜索规则的待搜索数据是否包含小数部分。
具体的，第二序列和第三序列均为二进制序列，序列中的每一位对应一个原始数据。
可选的，若存在满足预设搜索规则的待搜索数据，则在第二序列的相应位置中存入一个1；若不存在满足预设搜索规则的待搜索数据，则在第二预览中存入一个0。
可选的，若满足预设搜索规则的待搜索数据的小数部分值为零，则在第三序列的相应位置存入一个1；若满足预设搜索规则的待搜索数据的小数部分不为零，则在第三序列的相应位置存入一个0。
本发明实施例提供的生理监测数据的保质压缩方法能够独立地对各个目标监测数据进行压缩，实时性好，压缩效率高，有效减小生理数据监测过程中数据传输的功耗。
在一些实施例中，S105之后，上述方法还可以包括S106，对第一序列进行解压缩。
S106：根据第一序列、压缩系数以及标记序列计算目标监测数据的解压缩序列。
在一些实施例中，根据第二序列和第三序列中存储的标记和压缩系数，将第一序列中的压缩数据恢复为解压缩数据，解压缩数据为满足目标检测数据误差要求的、原始数据的近似数据。
具体的，获取第二序列和第三序列中相应位置的标记值，根据标记值获取第一序列中相应位数的数值，根据获取的数值计算初始解压缩数据，最终根据初始解压缩数据和压缩系数得到解压缩数据。
例如，第二序列相应位置的标记为0，表明第一序列中对应存储的是初始压缩数据，依次获取相应位数的二进制数作为初始解压缩数据。
例如，第二序列相应位置的标记为1，表明第一序列中对应存储的是待搜索数据的系数。若第三序列相应位置的标记为1，表明该压缩数据无小数部分，依次获取x位的二进制数，将上述二进制数转换为十进制数后作为初始解压缩数据。若第三序列相应位置的标记为0，表明该压缩数据有小数部分，依次获取x位的二进制数即为a，获取y位的二进制数即为b，根据公式mab＝a+b×I计算初始解压缩数据。
保质压缩是一种保障每个数据点的误差都在给定范围内的数据压缩方法，压缩后的数据与原始数据值的误差在给定的度量空间小于给定的数值。基于保质压缩方法处理流数据可以有效提高压缩率，保证后续查询的精度。保质压缩包括均值误差压缩和最大误差压缩，其中均值误差压缩，即L2度量，是指使压缩后的数据估计值与原始数据值的整体平均误差(欧氏距离)，小于事先给定的临界值；最大误差压缩，即L∞度量，是指每个数据点的误差小于给定的临界值，从而提高压缩质量。由于均值压缩是通过被压缩数据的整体特性来度量，或基于固定窗口来度量，该方法通常不能保证基于压缩概要的分析结果质量。均值误差压缩的平均误差和整体特性与流数据持续、无限的特性不相吻合。而最大误差压缩能够控制每个数据点的误差，更适合流数据的计算。
在本实施例中，若脑电、心电等生理监测数据进行数据压缩所需的功耗远小于传输该生理监测数据进行保质压缩所需的通信功耗，则监测***整体功耗降低的倍数与压缩率成正比。
本发明实施例提供的方法首先判断每个数据点的误差区间能否包含给定的固定离散数据，若包含则用给定的固定离散数据表示该误差，可以对获取的各个数据进行及时的处理，无需等待后续数据的来到，实时性高；另一方面，本发明实施例提供的压缩方法压缩效率高，能够有效减小存储空间，从而降低通信带宽需求和通信功耗。
在一个具体的示例中，目标生理监测数据为脑电数据，其中的一个片段包括原始数据集D0＝[1220.2，36.8，54.2，-67.3，80.2，-45.6，56.3，12.3]。
根据脑电数据的自身性质，其取值主要分布于[-100，100]。
在本示例中，预设整数存储位数为5bit，对应预设整数范围为[-16,15]。
为了将[-100，100]的脑电数据压缩至预设整数范围[-16,15]中，计算可得压缩系数为7，即将各个原始脑电数据除以7。
将原始数据集D0中的各个数据除以7后，得到初始压缩数据集D1＝[d1，d2，d3，d4，d5，d6，d7，d8]＝[174.314，5.257，7.743，-9.614，11.457，-6.514，8.043，1.538]。
根据初始压缩数据集构建误差数据区间集DE＝{[173.456，174.590]，[5.101，5.678]，[6.553，8.017]，[-10.12，-9.345]，[10.980，12.021]，[-6.958，-5.321]，[7.345，8.347]，[1.309，2.567]}。
在本示例中，预设小数存储位数为3bit，由于23＝8，因此p的取值范围为(0,8]之间的整数，相应的，I＝1/p＝0.125。则
Figure BDA0003287125720000091
a∈[-16,15]，b∈[0,7]。
逐一对误差数据区间集中的误差数据区间进行判断。
例如，对于第一个误差数据区间
Figure BDA0003287125720000092
其下界整数
Figure BDA0003287125720000093
为173，上界整数
Figure BDA0003287125720000094
为174，均超出预设整数范围[-16,15]，不存在能够处于第一个误差数据区间
Figure BDA0003287125720000095
的
Figure BDA0003287125720000096
因此直接将第一个初始压缩数据174.314作为第一个压缩数据存储至第一序列，此时第一个初始压缩数据按照32位浮点数存储，占据32bit。同时，将第二序列B的相应位置存储0，在第三序列的相应位置存储0。
对于第二个误差数据区间
Figure BDA0003287125720000097
其上界整数
Figure BDA0003287125720000098
和下界整数
Figure BDA0003287125720000099
均为5，则令
Figure BDA00032871257200000910
搜索b∈[0,7]中使得
Figure BDA00032871257200000911
属于第二个误差数据区间
Figure BDA00032871257200000912
的b。b＝1、2、3、4、5时均可以满足以上条件，此时第二个初始压缩数据的整数部分占用5bit，小数部分占用3bit。同时，将第二序列B的相应位置存储为1，在第三序列By的相应位置存储0
可选的，由1至7依次验证b是否可以满足以上条件，在搜索到b＝1可以满足以上条件时，即停止搜索，将b赋值为1。此时
Figure BDA0003287125720000101
将a＝5和b＝1,作为第二个压缩数据存储至第一序列。
可选的，由1至7依次验证b是否可以满足以上条件，验证b＝1、2、3、4、5时均可满足预设条件，验证b＝6时无法满足，即停止搜索。将b的可能取值的中位数作为b的取值，将b赋值为3。此时，
Figure BDA0003287125720000102
将a＝5和b＝3,作为第二个压缩数据存储至第一序列。
可选的，由1至7依次验证b是否可以满足以上条件，验证b＝1、2、3、4、5时均可满足预设条件，验证b＝6时无法满足，即停止搜索。计算b的各个可能取值对应的
Figure BDA0003287125720000103
与第二个初始压缩数据的差值，根据最小的差值将b赋值为2。此时，
Figure BDA0003287125720000104
将a＝5和b＝2，作为第二个压缩数据存储至第一序列。
对于第三个误差数据区间
Figure BDA00032871257200001015
其下界整数
Figure BDA0003287125720000105
上界整数
Figure BDA0003287125720000106
从a＝6开始搜索，当a＝7或8时，存在b＝0使得
Figure BDA0003287125720000107
属于第三个误差数据区间
Figure BDA0003287125720000108
此时第三个压缩数据无需存储小数部分，仅存储整数部分需占用5bit。同时，将第二序列B的相应位置存储为1，将第三序列By的相应位置存储为1。
可选的，由6至8依次验证a是否可以满足以上条件，在搜索到a＝7可以满足以上条件时，即停止搜索，将a赋值为7。此时
Figure BDA0003287125720000109
将a＝7作为第三个压缩数据存储至第一序列。
可选的，由6至8依次验证a是否可以满足以上条件，计算各个满足以上条件的取值对应的
Figure BDA00032871257200001010
与第三个初始压缩数据的差值，根据最小的差值将a赋值为8，此时
Figure BDA00032871257200001011
将a＝8作为第三个压缩数据存储至第一序列。
同理，对于第四个误差数据区间
Figure BDA00032871257200001016
其下界整数
Figure BDA00032871257200001012
上界整数
Figure BDA00032871257200001013
从a＝-10开始搜索，当a＝-10时，存在b＝0使得
Figure BDA00032871257200001014
属于第三个误差数据区间
Figure BDA0003287125720000111
将a＝-10作为第四个压缩数据存储至第一序列，占用5bit。同时，将第二序列B的相应位置存储为1，将第三序列By的相应位置存储为1。
同理，对于第五个误差数据区间
Figure BDA0003287125720000112
其下界整数
Figure BDA0003287125720000113
上界整数
Figure BDA0003287125720000114
从a＝10开始搜索，当a＝11或12，存在b＝0使得
Figure BDA0003287125720000115
属于第五个误差数据区间
Figure BDA0003287125720000116
按照预设规则将a＝11作为第五个压缩数据存储至第一序列(或按照另一预设规则将a＝12作为第五个压缩数据存储至第一序列)，占用5bit。同时，将第二序列B的相应位置存储为1，将第三序列By的相应位置存储为1。
同理，对于第六个误差数据区间
Figure BDA0003287125720000117
a＝-6时，存在b＝0使得
Figure BDA0003287125720000118
属于第六个误差数据区间
Figure BDA0003287125720000119
将a＝-6作为第六个压缩数据存储至第一序列，占用5bit。同时，将第二序列B的相应位置存储为1，将第三序列By的相应位置存储为1。
同理，对于第七个误差数据区间
Figure BDA00032871257200001110
a＝8时，存在b＝0使得
Figure BDA00032871257200001111
属于第七个误差数据区间
Figure BDA00032871257200001112
将a＝8作为第七个压缩数据存储至第一序列，占用5bit。同时，将第二序列B的相应位置存储为1，将第三序列By的相应位置存储为1。
同理，对于第八个误差数据区间
Figure BDA00032871257200001113
a＝2时，存在b＝0使得
Figure BDA00032871257200001114
属于第八个误差数据区间
Figure BDA00032871257200001115
将a＝2作为第八个压缩数据存储至第一序列，占用5bit。同时，将第二序列B的相应位置存储为1，将第三序列By的相应位置存储为1。
在本示例中，原始数据集中的原始数据为32位浮点数的形式存储，上述片段包含8个原始数据，需占用8×32bit＝256bit。经过本发明实施例提供的压缩方法后，第一二级制序列占用的存储空间为32bit+(8bit+5bit)+6×5bit＝70bit。第二序列B占用8bit，第三序列By占用8bit，共计占用存储空间为86bit，可见本发明实施例提供的压缩方法可以显著减少存储空间的占用，从而减少数据传输过程的功耗，提高监测***的使用寿命和可靠性。
进一步的，按照本发明实施例提供的方法对压缩数据进行解压缩。
具体的，根据第二序列B和第三序列By将第一序列中存储的压缩数据进行解压缩。
例如，第二序列B中第一个位置存储的数值为0，表明第一序列中的第一个压缩数据为直接存储的初始压缩数据，读取第一二进序列中的前32位即为第一个压缩数据，将第一个压缩数据乘以压缩系数7，得到第一个解压缩数据1220.20。
第二序列B中第二个位置存储的数据为1，第三序列By中的第二个存储位置的数据为0，第二个压缩数据占用8bit的存储空间，其中前5bit为整数部分，后3bit为小数部分。读取上述8bit的数据进行还原，得到a＝5和b＝1，即第二个压缩数据为5.125。再乘以压缩系数7，得到第二个解压缩数据为35.88。(或按照又一预设规则，得到b＝3，第二个解压缩数据为37.63；又或，按照另一预设规则，得到b＝2，第二个解压缩数据为36.75)。
第二序列B中第三位置存储的数据为1，第三序列By中的第三存储位置的数据为1，表明第三个压缩数据只有整数部分占用5bit，未存储小数部分。读取上述5bit的数据进行还原，得到a＝7，即第三个压缩数据为7。再乘以压缩系数7，得到第三个解压缩数据为49。(或按照又一预设规则，得到a＝8，第三个解压缩数据为56)。
同理，第四至八个解压缩数据分别为-70，77(84)，-42，56，14。
按照本发明实施例提供的方法压缩后的数据，在解压缩计算后可以得到各个原始数据对应的解压缩数据，且每个解压缩数据均在对应原始数据的设定误差范围内。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图2示出了本发明实施例提供的生理监测数据的保质压缩装置的结构示意图。参见图2，本发明实施例提供的生理监测数据的保质压缩装置20可以包括原始数据获取模块210、初始压缩数据计算模块220、误差数据区间计算模块230、第一序列生成模块240、标记序列生成模块250。
原始数据获取模块210，用于获取目标监测数据的原始数据值。
初始压缩数据计算模块220，用于根据原始数据值和压缩系数，计算目标监测数据的初始压缩数据。
误差数据区间计算模块230，用于根据初始压缩数据和预设误差限值，计算初始压缩数据对应的误差数据区间。
第一序列生成模块240，用于按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据集中确定包含于误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，并将待搜索数据的系数存储至第一序列。
标记序列生成模块250，用于按照预设标记规则，根据压缩为标记序列赋值。
本发明实施例提供的生理监测数据的保质压缩装置能够独立地对各个目标监测数据进行压缩，实时性好，压缩效率高，有效减小生理数据监测过程中数据传输的功耗。
在一些实施例中，系数包括整数系数和小数系数；待搜索数据的表达式包括：
mab＝a+b×I；
其中，mab为由整数系数和小数系数表示的待搜索数据；a为整数系数，a的取值范围为预设整数存储位数可以存储的整数；b为小数系数，b的取值范围为预设小数存储位数可以存储的非负整数；I为常数，I＝1/(bmax+1)。
在一些实施例中，预设搜索规则包括整数搜索规则，第一序列生成模块240具体用于：
搜索满足整数搜索规则的整数系数；整数搜索规则包括当小数系数为零时，存在整数系数使得对应的待搜索数据包含于误差数据区间；
将满足整数搜索规则的整数系数对应的待搜索数据作为压缩数据。
在一些实施例中，预设搜索规则包括小数搜索规则，第一序列生成模块240具体用于：
若不存在满足整数搜索规则的整数系数，则搜索满足小数搜索规则的整数系数和小数系数；小数搜索规则包括存在整数系数和小数系数，使得对应的待搜索数据包含于误差数据区间；
将满足小数搜索规则的整数系数和小数系数对应的待搜索数据作为压缩数据。
在一些实施例中，第一序列生成模块240还用于：
若待搜索数据集中不存在包含于误差数据区间的待搜索数据，则将初始压缩数据存储至第一序列。
在一些实施例中，生理监测数据的保质压缩装置20还可以包括压缩系数计算模块，用于获取目标监测数据压缩后的预设整数存储位数。根据预设整数存储位数计算目标监测数据压缩后的预设整数范围。获取目标监测数据的值域。根据值域和预设整数范围计算压缩系数，压缩系数用于将值域调整至预设整数范围内。
在一些实施例中，生理监测数据的保质压缩装置20还可以包括解压缩序列生成模块，用于根据第一序列、压缩系数以及标记序列计算目标监测数据的解压缩序列。
图3是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图3所示，该实施例的终端设备30包括：处理器300、存储器310以及存储在所述存储器310中并可在所述处理器300上运行的计算机程序320，例如生理监测数据的保质压缩程序。所述处理器30执行所述计算机程序320时实现上述各个生理监测数据的保质压缩方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S105。或者，所述处理器300执行所述计算机程序320时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示模块210至250的功能。
示例性的，所述计算机程序320可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器310中，并由所述处理器300执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序320在所述终端设备30中的执行过程。例如，所述计算机程序320可以被分割成原始数据获取模块、初始压缩数据计算模块、误差数据区间计算模块、第一序列生成模块、标记序列生成模块。
所述终端设备30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器300、存储器310。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备30的示例，并不构成对终端设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器300可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器310可以是所述终端设备30的内部存储单元，例如终端设备30的硬盘或内存。所述存储器310也可以是所述终端设备30的外部存储设备，例如所述终端设备30上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器310还可以既包括所述终端设备30的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器310用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器310还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生理监测数据的保质压缩方法，其特征在于，包括：
获取目标监测数据的原始数据值；
根据所述原始数据值和压缩系数，计算所述目标监测数据的初始压缩数据；
根据所述初始压缩数据和预设误差限值，计算所述初始压缩数据对应的误差数据区间；
按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据集中确定包含于所述误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，并将所述待搜索数据的系数存储至第一序列；
按照预设标记规则，根据所述压缩数据为标记序列赋值；
所述系数包括整数系数和小数系数；所述待搜索数据的表达式包括：
Figure 446392DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 686881DEST_PATH_IMAGE002
为由整数系数和小数系数表示的待搜索数据；
Figure 371940DEST_PATH_IMAGE003
为整数系数，
Figure 988866DEST_PATH_IMAGE003
的取值范围为预设整数存储位数可以存储的整数；
Figure 59459DEST_PATH_IMAGE004
为小数系数，
Figure 736428DEST_PATH_IMAGE004
的取值范围为预设小数存储位数可以存储的非负整数；
Figure 908784DEST_PATH_IMAGE005
为常数，
Figure 63822DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 5233DEST_PATH_IMAGE007
为
Figure 853103DEST_PATH_IMAGE004
的最大取值；
所述按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据集中确定包含于所述误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，并将所述待搜索数据的系数存储至第一序列，包括：
若所述待搜索数据集中不存在包含于所述误差数据区间的待搜索数据，则将所述初始压缩数据存储至第一序列。
2.如权利要求1所述的生理监测数据的保质压缩方法，其特征在于，所述预设搜索规则包括整数搜索规则；所述按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据集中确定包含于所述误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，包括：
搜索满足所述整数搜索规则的整数系数；所述整数搜索规则包括当小数系数为零时，存在整数系数使得对应的待搜索数据包含于所述误差数据区间；
将所述满足所述整数搜索规则的整数系数对应的待搜索数据作为压缩数据。
3.如权利要求2所述的生理监测数据的保质压缩方法，其特征在于，所述预设搜索规则包括小数搜索规则；所述按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据集中确定包含于所述误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，包括：
若不存在满足所述整数搜索规则的整数系数，则搜索满足所述小数搜索规则的整数系数和小数系数；所述小数搜索规则包括存在整数系数和小数系数，使得对应的待搜索数据包含于所述误差数据区间；
将满足所述小数搜索规则的整数系数和小数系数对应的待搜索数据作为压缩数据。
4.如权利要求1至3任一项所述的生理监测数据的保质压缩方法，其特征在于，所述获取目标监测数据的原始数据值之前，所述方法还包括：
获取所述目标监测数据压缩后的预设整数存储位数；
根据所述预设整数存储位数计算所述目标监测数据压缩后的预设整数范围；
获取所述目标监测数据的值域；
根据所述值域和所述预设整数范围计算压缩系数，所述压缩系数用于将所述值域调整至所述预设整数范围内。
5.如权利要求1至3任一项所述的生理监测数据的保质压缩方法，其特征在于，所述按照预设标记规则为标记序列赋值后，所述方法包括：
根据所述第一序列、所述压缩系数以及所述标记序列计算所述目标监测数据的解压缩序列。
6.一种生理监测数据的保质压缩装置，其特征在于，包括：
原始数据获取模块，用于获取目标监测数据的原始数据值；
初始压缩数据计算模块，用于根据所述原始数据值和压缩系数，计算所述目标监测数据的初始压缩数据；
误差数据区间计算模块，用于根据所述初始压缩数据和预设误差限值，计算所述初始压缩数据对应的误差数据区间；
第一序列生成模块，用于按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据集中确定包含于所述误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，并将所述待搜索数据的系数存储至第一序列；
标记序列生成模块，用于按照预设标记规则，根据所述压缩数据为标记序列赋值；
其中，所述系数包括整数系数和小数系数；所述待搜索数据的表达式包括：
Figure 496443DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 455172DEST_PATH_IMAGE002
为由整数系数和小数系数表示的待搜索数据；
Figure 251089DEST_PATH_IMAGE003
为整数系数，
Figure 4282DEST_PATH_IMAGE003
的取值范围为预设整数存储位数可以存储的整数；
Figure 151229DEST_PATH_IMAGE004
为小数系数，
Figure 913649DEST_PATH_IMAGE004
的取值范围为预设小数存储位数可以存储的非负整数；
Figure 810411DEST_PATH_IMAGE005
为常数，
Figure 734505DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 368748DEST_PATH_IMAGE007
为
Figure 403700DEST_PATH_IMAGE004
的最大取值；
所述按照预设搜索规则，从预设的待搜索数据集中确定包含于所述误差数据区间的待搜索数据作为压缩数据，并将所述待搜索数据的系数存储至第一序列，包括：
若所述待搜索数据集中不存在包含于所述误差数据区间的待搜索数据，则将所述初始压缩数据存储至第一序列。
7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可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计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，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5任一项所述方法的步骤。
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