[发明专利]一种基于相关函数的多通道脑电信号压缩方法

权利要求书

1.一种基于相关函数的多通道脑电信号压缩方法，其特征在于，包括：

计算每个通道的自相关函数和任意两个通道间的互相关函数；

利用自相关函数和互相关函数，计算任意两个通道的差分信号和原信号的能量差值；任意两个通道的差分信号和原信号的能量差值计算步骤包括：设编码通道j的参考通道为p(j)，则编码通道j和参考通道p(j)各自的自相关函数乘以通道信号的样本数求得编码通道j和参考通道p(j)原信号的能量；编码通道j与参考通道 p(j)对应时刻样本值之差的平方和，即为差分信号的能量，差分信号能量与参考通道p(j)原信号的能量之和，即为差分编码信号总能量，再减去编码通道j和参考通道p(j)的总能量，得到编码通道j和参考通道 p(j)两个通道的差分信号和原信号的能量差值ΔE_j,p(j)；

基于能量差值，得到参考/编码通道顺序表；包括：把所有能量差值ΔE_j,p(j)进行升序排序，并对每个能量差值ΔE_j,p(j)所对应的参考通道和编码通道的顺序也做同样的调整，得到参考/编码通道顺序表；

根据参考/编码通道顺序表，为每个通道指定唯一的参考通道，构造差分编码树；基于差分编码树对各通道进行差分运算得到各通道的差分信号；

对差分信号中所包含的数据进行霍夫曼编码后得到压缩数据。

2.根据权利要求1所述的多通道脑电信号压缩方法，其特征在于，通道的自相关函数和两个通道间的互相关函数的计算方法如下：

对于通道数为M，每通道样本数为L的多通道脑电信号，先求每个通道中L个样本值的平方和，再对样本数求平均即得到其自相关函数；两个通道对应时刻样本值之积求和，再对样本数求平均得到互相关函数；

设脑电信号通道i的L个样本值为x_i(1)、x_i(2)、...、x_i(L)，通道j的L个样本值为x_j(1)、x_j(2)、...、x_j(L)，则通道i和j自相关函数公式为：

通道i和j之间的互相关函数公式为：

3.根据权利要求1所述的多通道脑电信号压缩方法，其特征在于，对能量差值进行升序排序采用的方法为快速排序算法，以第一个能量差值作为枢轴变量。

4.根据权利要求1所述的多通道脑电信号压缩方法，其特征在于，构造差分编码树的步骤包括：

设待编码通道总数为M，首先从参考/编码通道顺序表选出第一对参考通道p(j₁)和编码通道j₁，若j₁尚未指定参考通道，且p(j₁)指向j₁的连接与已有参考通道-编码通道连接不形成回路，则把p(j₁)指定为j₁的参考通道，并把待编码通道总数减1；否则丢弃该通道对，顺序选择下一对通道；

重复直到待编码通道总数减少为1，表示只剩一个通道还未指定参考通道，把剩下的这一个通道指定为初始参考通道，差分编码树构造完成。

5.根据权利要求4所述的多通道脑电信号压缩方法，其特征在于，基于差分编码树对各通道进行差分运算得到各通道差分信号的步骤包知：

根据差分编码树，除初始参考通道外，把每个通道的信号样本值减去对应参考通道的信号样本值，得到各通道的差分信号。

6.根据权利要求1所述的多通道脑电信号压缩方法，其特征在于，对差分信号所包含的数据进行霍夫曼编码后得到压缩数据的步骤包括：

通过统计排序单元采用边输入边统计排序的方式来对差分信号中的字符出现频率进行统计，并且按照字符频率对字符进行排序；

通过编码单元根据差分信号中字符的频率，对排序后的字符进行霍夫曼编码后，通过数据输出单元将编码后得到的数据输出。

7.根据权利要求6所述的多通道脑电信号压缩方法，其特征在于，数据输出单元先输出霍夫曼编码表，然后再输出霍夫曼编码后得到的数据。

8.根据权利要求7所述的多通道脑电信号压缩方法，其特征在于，统计排序单元将输入的差分信号按8bits为单位进行划分后进行字符的统计排序。