[发明专利]一种高压缩率高还原性的本帧数据压缩解压缩方法

说明书

本发明公开了一种高压缩率高还原性的本帧数据压缩解压缩方法，包括压缩方法和解压缩方法；压缩方法包括接收待处理数据帧后，进行差分处理，后对差分结果进行WHT变换，对WHT变换后的数据进行系数截取，对截取后保留数据进行阶梯式量化，对量化结果进行位流重组，获取位流重组后的字节流数据，后利用压缩编码对字节流数据进行压缩，获取最终压缩数据并输出。解压缩方法为逆向操作，获取解压缩数据。本发明的本帧数据的压缩解压缩方法，具有高压缩率、高还原率特征，通过简化数据处理单元，提高压缩率和还原性，以此减少存储以及传输过程中的占用容量、同时提高传输速率，缩短传输时间，同时保障数据的实时性和稳定性。

技术领域

本发明涉及数据压缩领域，尤其涉及一种高压缩率高还原性的本帧数据压缩解压缩方法。

背景技术

数据压缩是通过对信号中的冗余信息进行重新编码或者对信号进行成分取舍以减少数据量大小的一种技术。

在计算机科学和信息科学领域中，压缩算法被大量使用，用以减少数据的存储代价和传输代价，从而达到提高传输效率，节约成本的目的。特别是在远距离无线信号传输的应用当中，高效率的数据压缩使得很多应用能够在低带宽的情况下完成传输任务。由于可以帮助减少存储空间或连接带宽等运营成本，数据压缩技术一直是研究与技术实现的热点。

数据压缩技术可以分为无损压缩与有损压缩。无损压缩是指通过压缩后的数据能将原始数据完全解压复原，原始数据帧与解压信号完全相同，没有任何信息的丢失；有损压缩是指压缩算法在算法过程中丢弃了一些信息，使得解压算法无法从压缩数据中把原始数据完全复原回来。

在常用的数据信号压缩算法中，会利用数据帧之间的相关性进一步提高压缩率，例如，在H.264编解码方法中，将视频帧分为I帧(初始帧)与P帧(预测帧)。但是该技术有一个缺点，当数据传输过程中发生丢包现象时，需要重传最近一个I帧到当前时间的所有帧才可以解码，否则仅通过P帧将无法恢复原信号，因此降低了信号解压缩的实时性。

在医疗监护的应用中，以心电信号为例，如果对多导联进行持续采集，每天产生的导联信号数据可达到将近1GB的数据。若不进行数据压缩，针对数据信号传输的可靠性以及存储消耗管理，对应用系统将是巨大的挑战。同时巨大的通信量也增加了系统的功耗，缩短便携设备的续航时间。此外，对于医疗监护这样的应用场景，对数据的实时性有很高的要求。比如，当病人的心电信号发生病变时，需要及时发现并迅速上报，若采用非本帧压缩及解压缩方法，一旦发生数据丢包情况，将会导致额外的延时，从而疾病的诊断与发现的及时性就不能得到保证。因此，在此类应用场景中，数据的本帧压缩对于保障数据的实时性至关重要。

发明内容

为克服现有技术的技术缺陷，本申请提供了一种高压缩率高还原性的本帧数据压缩解压缩方法，用于解决现有技术中数据压缩传输时，可靠性、实时性及还原性无法保证的问题。

本申请实施例提供了一种本帧数据的压缩解压缩方法，包括压缩方法和解压缩方法；所述压缩方法包括：

S110：接收待处理数据帧X₀＝{x₁,...,x_i,...,x_m}，其长度为m；

S120：利用一阶后向差分法对数据帧进行处理，获取数据初值x₁和差分结果X₁＝{0，x₂-x₁,...,x_i-x_i－1,...,x_m-x_m-1}；

S130：对差分结果X₁进行WHT变换，获取Y₁＝WHT(X₁)＝{y₁,y₂,...,y_m-1,y_m}；其中，WHT变换表示Y₁＝H_mX₁；