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生理信号数据交换技术规范

范围

本标准规定了穿戴式监测设备与刺激设备的通用数据封装格式、数据的流传输协议及传输安全的相关技术要求。

本标准适用于生理信号监测和刺激设备的数据存储与传输，增加了对人工智能和神经调控等技术的支持；也适用于单通道或多通道的心电、脑电、血氧等生物信号采集记录和神经电刺激的双向交互相关应用场景。

规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T32907—2016信息安全技术SM4分组密码算法

GB/T32918—2016信息安全技术SM2椭圆曲线公钥密码算法

RFC2145HTTP(HyperTextTransferProtocol)协议规范

RFC2459InternetX.509公钥基础设施：证书和CRL简介(InternetX.509publickeyinfrastructurecertificateandCRLprofile)

RFC2630加密消息语法(CryptographicMessageSyntax)

ECMA404JSON数据互交换格式(TheJSONdatainterchangeformat)

NISTSP800-38A块加密模式的操作方式推荐(RecommendationforBlockCipherModesofOperation)

术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

加密encryption

为了产生密文，即隐藏数据的信息内容，由密码算法对数据进行(可逆)变换。

解密decryption

与加密过程相对应的逆过程，即由密码算法对密文数据进行逆变换。

密钥key

控制密码变换操作(例如：加密、解密、密码校验函数计算、签名生成或签名验证)的符号序列。

SM4

国家商用密码体系的一种对称加密算法。

[来源：GB/T32907-2016]

缩略语

下列缩略语适用于本文件。

AES高级数据加密标准(AdvancedEncryptionStandard)

Ag/AgCl银/氯化银电极(Silver/SilverChlorideReferenceElectrode)

Bodytemp体温(BodyTemperature)

degreeC摄氏度(degreesCelsius)

EDF欧洲数据格式(EuropeanDataFormat)

ECG心电图(Electrocardiogram)

EEG脑电图(Electroencephalogram)

EMG肌电图(Electromyogram)

FLOAT浮点数类型(Float)

GDF通用数据格式(GeneralDataFormat)

HP高通滤波(High-passFilter)

HTTP超文本传输协议(HyperTextTransferProtocol)

Hz赫兹（Hertz）

INT整数类型(Integer)

LP低通滤波(Low-passFilter)

Modelparam模型参数(ModelParameters)

String字符类型(String)

UCHAR无符号字节型(UnsignedChar)

UIMSBF高有效位优先的无符号整数(UnsignedInteger,MostSignificantBitFirst)

UINT无符号整型(UnsignedInteger)

概述

格式定义

本文件规定了通用生理信号数据存储交互的标准格式GDF(GeneralDataFormat)，即通用数据格式。通用数据格式是一种流格式，同时也适合做一种离线格式。GDF是为了弥补EDF(EuropeanDataFormat)格式在实用场景下的不足而设计的。

GDF是满足可读、灵活、精度高，扩展性和兼容性较好的生理信号数据交互标准。该格式通过流式传输设计和安全校验机制，实现生理信号数据在传输、存储与后续智能分析环节的技术统一。

应用场景

GDF格式适用于以下三类数据传输场景：

流式传输场景：采用JSON格式和自定义分片实现实时生理信号传输，通过数据加密、数字签名和水印注入技术保障传输安全；

人工智能应用：支持平台与设备之间的训练标签自定义、生理信号特征数据集、模型参数和推理结果在异构平台间的标准化传输；

双向人机交互设备：建立优先级控制通道，采用时间同步协