[发明专利]一种适用于体域网的生理信号安全压缩方法和系统

权利要求书

1.一种适用于体域网的生理信号的安全压缩方法，其特征在于，包括加密压缩算法和解密解压算法，加密压缩算法实现了生理信号的加密压缩同时进行，解密解压算法实现了解密和解压同时完成；

所述的加密压缩算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S101：采用传感器采集固定长度的生理信号；

步骤S102：将采集到的生理信号进行去噪处理；

步骤S103：将去噪的生理信号划分为固定长度的t个短数据段，分段算法遵循特定生理信号周期进行，第i个生理信号的短数据段标记为，i=1,2,…, t，n为未压缩前的样本数量；

步骤S104：为第i个生理信号短数据段生成第i个加密随机测量矩阵，标记为；

步骤S105：为第i个生理信号短数据段，进行压缩加密数据运算，计算方法如下：，i=1,2,…, t，其中α和β为可调参数，为隐藏矩阵，m为压缩后的样本数量；

步骤S106：分批次将所述压缩加密数据Yⁱ传输至接收端；

步骤S104 所述的加密随机测量矩阵，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S104-1：设定LFSR长度l，设定混沌函数的参数μ和初始状态c₀；

步骤S104-2：运行K₁次混沌迭代，从随机位置K₂ 随机选取l个生成值（c₀, c₁,…,c_l-1）作为LFSR的种子，其中K₁和K₂为正整数；

步骤S104-3：LFSR根据该种子生成随机序列；

步骤S104-4：将该随机序列转换为满足RIP属性的随机矩阵，例如随机高斯矩阵或者伯努利矩阵；

所述的解密解压算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S201：一次性获取所有加密段Yⁱ，i=1,2,⋯t；

步骤S202：将每个数据段Yⁱ进行如下处理：，其中α、β、Φ^M等参数的定义如步骤S105 所述；再将t个数据段进行链接，形成一个长向量；

步骤S203：利用发送方和接收方共同持有的密钥，重构t个相对应的随机测量矩阵，将t个测量矩阵以下列方式进行合并，得到集成测量矩阵，其中的0为m×n的零矩阵；

步骤S204：通过现有重构算法，根据，重构原始生理信号的稀疏向量表示θ，其中ψ为正交稀疏基，且与Φ^T满足有限等距性质（RIP）；

步骤S205：将生理信号的稀疏向量表示θ，根据转换为重构的生理数据。

2.一种适用于体域网的生理信号的安全压缩系统，其特征在于，包括发送端和接收端，所述发送端为体域网节点，包括信号获取模块、预处理模块、随机测量矩阵生成模块、加密压缩模块、以及无线发送模块，用于运行如权利要求1所述的加密压缩算法；所述接收端为医疗机构服务器端，包括无线接收模块、预处理模块、测量矩阵重构模块、解密解压模块，和信号重构模块，用于运行如权利要求1所述的解密解压算法。