外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法、系统、以及终端与流程

文档序号:21805226发布日期:2020-08-11 21:04阅读:228来源:国知局
外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法、系统、以及终端与流程

本申请涉及一种外骨骼技术领域,特别是涉及一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法、系统、以及终端。



背景技术:

在外骨骼系统中,表面肌电(surfaceelectromyography,semg)信号是一个重要的人机接口信息来源,其作为肌肉的激活状态信号,具有先于实际动作的预测功能,对实现在线的实时外骨骼控制系统来说具有重要的价值,识别semg信号是否激活和确定激活的强度情况就成了能否从semg传感器获得有用信息的重要标志。在近年的应用过程中,semg信号展现出了信号复杂、不稳定、不同个体和动作的信号幅值差距明显等不易于应用的特点。因此,为了从semg信号中提取出肌肉的激活特征就需要进行一些特殊的信号处理和识别的工作。

在semg信号的激活特征识别中,常用的方法主要有三大类:时域分析、频域分析和时频域分析。时域分析和频域分析的过程较为简单方便,但泛用性稳定性都较差;时频域分析的工作有很多,多是基于小波分析等,虽然精度较高,但也存在效率低,泛用性差的情况,因此都存在局限性。

申请内容

鉴于以上所述现有技术的缺点,本申请的目的在于提供一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法、系统、以及终端,用于解决现有技术中在semg信号的激活特征识别过程中泛用性稳定性都较差、效率低以及泛用性差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的,本申请提供一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法,包括:获取包含信号短期的极值点的第一空间的容量值、包含信号长期的极值点的第二空间的空间容量值、灵敏度值以及灵敏度上限值;当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间以及所述第二空间的空间容量值相关的填充规则,分别对所述第一空间以及第二空间进行填充直至所述第二空间达到该空间的空间容量;根据所述处于第一空间以及第二空间的局部极大值点的电压值点计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态;根据所述激活特征分数的分别更新所述第一空间以及第二空间的各局部极值点,以保证所述第一空间以及第二空间能量分布差异小于一阈值。

于本申请的一实施例中,所述填充规则包括:第一空间填充规则以及第二空间填充规则;其中,所述第一空间填充规则,包括根据所述第一空间的局部极大值的数量来填充所述第一空间;所述第二空间填充规则,包括将该局部极大值点的电压值直接填充至所述第二空间内。

于本申请的一实施例中,根据所述第一空间的局部极大值的数量来进行填充所述第一空间的方式包括:判断所述第一空间的局部最大值点的数量是否小于所述第一空间的空间容量;若是,直接将该局部最大值点的电压值直接填充至所述第一空间;若否,将最早填充至所述第一空间的局部极大值点剔除,将该局部最大值点的电压值填充至所述第一空间。

于本申请的一实施例中,根据所述处于第一空间以及第二空间的局部极大值点的电压值点计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态的方式包括:通过对比在所述灵敏度下的第一空间和第二空间的局部极大值点的电压值,以及所述灵敏度上限值下的第二空间的局部极大值点的电压值,来计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态。

于本申请的一实施例中,通过对比在所述灵敏度下的第一空间和第二空间的局部极大值点的电压值,以及所述灵敏度上限值下的第二空间的局部极大值点的电压值,来计算激活特征分数的方式包括:第一方式、第二方式以及第三方式中的一种;其中,所述第一方式包括:当处于所述灵敏度条件下,所述第一空间的局部极大值点的电压值不大于所述第二空间的局部极大值点的电压值时,所述激活特征分数为0,对应的激活状态为未激活状态;所述第二方式包括:当在所述灵敏条件下的第一空间的局部极大值点的电压值不仅大于在所述灵敏度条件下的第二空间的局部极大值的电压值,还小于在所述灵敏度极限条件下的所述第一空间的局部极大值的电压值时,所述激活特征分数小于1且大于0,对应的激活状态为部分激活状态;所述第三方式包括:当在所述灵敏度条件下的第一空间的局部极大值的电压值不小于在所述灵敏度极限条件下的所述第一空间的局部极大值的电压值时,所述激活特征分数为1,对应的激活状态为完全激活状态。

于本申请的一实施例中,根据所述激活特征分数更新所述第一空间的方式包括:当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间以及所述第二空间的空间容量值相关的填充规则,分别对所述第一空间进行填充;其中,所述第一空间填充规则,包括根据所述第一空间的局部极大值的数量来填充所述第一空间。

于本申请的一实施例中,根据所述激活特征分数更新所述第二空间的各局部极值点的方式包括:在新的局部极大值点中随机在阈值范围内抽取服从均匀分布的随机局部极大值点的电压值,若该电压值小于等于所述激活特征分数,则随机抽取所述新的局部极大值点中的一个填充所述第二空间。

于本申请的一实施例中,所述方法还包括:在填充所述第一空间以及第二空间的过程中,每一个填充的局部最大值点都会以电压值从小到大的方式顺序排列形成极值点空间曲线。

为实现上述目的及其他相关目的,本申请提供一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取系统,所述系统包括:获取输入值模块,用于获取包含信号短期的极值点的第一空间的容量值、包含信号长期的极值点的第二空间的空间容量值、灵敏度值以及灵敏度上限值;填充模块,用于在当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间以及所述第二空间的空间容量值相关的填充规则,分别对所述第一空间以及第二空间进行填充直至所述第二空间达到该空间的空间容量;激活特征分数模块,用于根据所述处于第一空间以及第二空间的局部极大值点的电压值点计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态;自适应更新模块,用于根据所述激活特征分数的分别更新所述第一空间以及第二空间的各局部极值点,以保证所述第一空间以及第二空间能量分布差异小于一阈值。

为实现上述目的及其他相关目的,本申请提供一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取终端,包括:一或多个通信器,用于与外部通信;一或多个存储器,用于存储计算机程序;一或多个处理器,用于运行所述计算机程序,以执行所述的外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法。

如上所述,本申请的外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法、系统、以及终端,具有以下有益效果:本申请提出了一种基于信号极值点空间的外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法,增加了表面肌电信号在外骨骼系统中的实用性、稳定性和泛用性。该方法可以以较小的计算消耗获得所需的semg信号激活情况,为将来将搭配有semg传感器的各类自动化系统在不同使用者中的复用和推广提供了可能性,降低企业和用户使用相关产品的成本。

附图说明

图1显示为本申请一实施例中的外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法的流程示意图。

图2显示为本申请一实施例中的外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法的流程示意图。

图3显示为本申请一实施例中的外骨骼表面肌电信号激活特征提取系统的结构示意图。

图4显示为本申请一实施例中的外骨骼表面肌电信号激活特征提取终端的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是,在下述描述中,参考附图,附图描述了本申请的若干实施例。应当理解,还可使用其他实施例,并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的,并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例,而并非旨在限制本申请。空间相关的术语,例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、““下部”、“上方”、“上部”等,可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在通篇说明书中,当说某部分与另一部分“耦接”时,这不仅包括“直接连接”的情形,也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外,当说某种部分“包括”某种构成要素时,只要没有特别相反的记载,则并非将其它构成要素,排除在外,而是意味着可以还包括其它构成要素。

其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成份、区域、层及/或段而使用的,但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成份、区域、层或段区别于其它部分、成份、区域、层或段。因此,以下叙述的第一部分、成份、区域、层或段在不超出本申请范围的范围内,可以言及到第二部分、成份、区域、层或段。

再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个:a;b;c;a和b;a和c;b和c;a、b和c”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。

在semg信号的激活特征识别中,常用的方法主要有三大类:时域分析、频域分析和时频域分析。时域分析和频域分析的过程较为简单方便,但泛用性稳定性都较差;时频域分析的工作有很多,多是基于小波分析等,虽然精度较高,但也存在效率低,泛用性差的情况,因此都存在局限性。

因此,本申请提供一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法,用于解决现有技术中在semg信号的激活特征识别过程中泛用性稳定性都较差、效率低,泛用性差的问题,本申请提出了一种基于信号极值点空间的外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法,增加了表面肌电信号在外骨骼系统中的实用性、稳定性和泛用性。

所述方法包括:

获取包含信号短期的极值点的第一空间的容量值、包含信号长期的极值点的第二空间的空间容量值、灵敏度值以及灵敏度上限值;

当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间以及所述第二空间的空间容量值相关的填充规则,分别对所述第一空间以及第二空间进行填充直至所述第二空间达到该空间的空间容量;

根据所述处于第一空间以及第二空间的局部极大值点的电压值点计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态;

根据所述激活特征分数的分别更新所述第一空间以及第二空间的各局部极值点,以保证所述第一空间以及第二空间能量分布差异小于一阈值。

下面以附图1为参考,针对本申请得实施例进行详细说明,以便本申请所述技术领域的技术人员能够容易地实施。本申请可以以多种不同形态体现,并不限于此处说明的实施例。

如图1所示,为本申请实施例中的一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法的流程示意图。

所述方法包括:

步骤s11:获取包含信号短期的极值点的第一空间的容量值、包含信号长期的极值点的第二空间的空间容量值、灵敏度值以及灵敏度上限值。

可选的,获取输入的所述第一空间的容量值、所述第二空间的容量值、灵敏度值以及灵敏度上限值。

其中,所述第一空间包含的局部极值点均为信号近期的极值点,所述第二空间包含的局部空间极值点为信号长期的极值点,所述灵敏度值自行设定,调整该值可以改变所述第一空间以及第二空间的差异性;所述灵敏度上限值与所述灵敏度值相关。

可选的,所述灵敏度值越大,该极值点对应的空间强度越接近于被测值得边界;所述灵敏度值越小,该基点至对应所述第一空间以及所述第二空间的能量值(电压值)越接近。

步骤s12:当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间以及所述第二空间的空间容量值相关的填充规则,分别对所述第一空间以及第二空间进行填充直至所述第二空间达到该空间的空间容量。

可选的,当检测到当前信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间的空间容量相关的填充规则对所述第一空间进行填充;

所述局部极大值点根据与所述第二空间的空间容量相关的填充规则对所述第二空间进行填充;

以上过程持续至所述第二空间达到该空间的空间容量。

可选的,所述填充规则包括:第一空间填充规则以及第二空间填充规则;

其中,所述第一空间填充规则,包括根据所述第一空间的局部极大值的数量来填充所述第一空间;所述第二空间填充规则,包括将该局部极大值点的电压值直接填充至所述第二空间内。

可选的,根据所述第一空间的局部极大值的数量来进行填充所述第一空间的方式包括:判断所述第一空间的局部最大值点的数量是否小于所述第一空间的空间容量;

若是,直接将该局部最大值点的电压值直接填充至所述第一空间;

若否,将最早填充至所述第一空间的局部极大值点剔除出所述第一空间,将新的局部最大值点的电压值填充至所述第一空间。

举例来说,当出现一个局部极值点,若第一空间的容量值为6,当前所述第一空间内的局部极值点的数量为4,那么直接将该点填充至所述第一空间;

若当前第一空间内的局部极值点的数量为7,那么直接将所述第一空间内最早填充的局部极值点剔除,将新出现的局部极值点填充进去。

步骤s13:根据所述处于第一空间以及第二空间的局部极大值点的电压值点计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态。

可选的,通过对比在所述灵敏度下的第一空间和第二空间的局部极大值点的电压值,以及所述灵敏度上限值下的第二空间的局部极大值点的电压值,来计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态。

可选的,通过对比在s11获取的输入的所述灵敏度条件下的第一空间和第二空间的局部极大值点的电压值,以及在s11中获取的输入的所述灵敏度上限值下的第二空间的局部极大值点的电压值,来计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态。

可选的,通过对比在所述灵敏度下的第一空间和第二空间的局部极大值点的电压值,以及所述灵敏度上限值下的第二空间的局部极大值点的电压值,来计算激活特征分数的方式包括:第一方式、第二方式以及第三方式中的一种;其中,

所述第一方式包括:当处于所述灵敏度条件下,所述第一空间的局部极大值点的电压值不大于所述第二空间的局部极大值点的电压值时,所述激活特征分数为0,对应的激活状态为未激活状态;

所述第二方式包括:当在所述灵敏条件下的第一空间的局部极大值点的电压值不仅大于在所述灵敏度条件下的第二空间的局部极大值的电压值,还小于在所述灵敏度极限条件下的所述第一空间的局部极大值的电压值时,所述激活特征分数小于1且大于0,对应的激活状态为部分激活状态;

所述第三方式包括:当在所述灵敏度条件下的第一空间的局部极大值的电压值不小于在所述灵敏度极限条件下的所述第一空间的局部极大值的电压值时,所述激活特征分数为1,对应的激活状态为完全激活状态。

可选的,当在所述灵敏条件下的第一空间的局部极大值点的电压值不仅大于在所述灵敏度条件下的第二空间的局部极大值的电压值,还小于在所述灵敏度极限条件下的所述第一空间的局部极大值的电压值时,所述激活特征分数小于1且大于0,在此范围内所述激活特征分数越大,激活部分就越多。

可选的,通过对比在所述灵敏度下同一时刻下的第一空间的局部极大值点的电压值fst(t,s′)和第二空间的局部极大值点的电压值flt(t,s′),以及所述灵敏度上限值下同一时刻下的第二空间的局部极大值点的电压值flt(t,sceil),来计算激活特征分数ascore(t,s)的方法包括:

其中当ascore(t,s)为0时,代表该信号当前未激活;其中当ascore(t,s)为1时代表信号当前完全激活;当1<ascore(t,s)<0时,代表该信号为部分激活状态,ascore(t,s)值越大代表信号的激活分数符合激活状态的可能性越大。

步骤s14:根据所述激活特征分数的分别更新所述第一空间以及第二空间的各局部极值点,以保证所述第一空间以及第二空间能量分布差异小于一阈值。

可选的,所述第一空间以及第二空间能量分布差异越大,说明被测系统的短期能量分布与长期能量分布差异较大,则长期能量分布状况就越有可能被更新,以适应被测系统当前的能量分布,并向其靠近。

可选的,所述阈值越小,越适应被测系统当前的能量分布,所述阈值可以自行设定。

可选的,根据所述激活特征分数更新所述第一空间的方式包括:当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间以及所述第二空间的空间容量值相关的填充规则,分别对所述第一空间进行填充;

其中,所述第一空间填充规则,包括根据所述第一空间的局部极大值的数量来填充所述第一空间。

可选的,根据所述第一空间的局部极大值的数量来进行填充所述第一空间的方式包括:

判断所述第一空间的局部最大值点的数量是否小于所述第一空间的空间容量;

若是,直接将该局部最大值点的电压值直接填充至所述第一空间;

若否,将最早填充至所述第一空间的局部极大值点剔除,将该局部最大值点的电压值填充至所述第一空间。

可选的,根据所述激活特征分数更新所述第二空间的各局部极值点的方式包括:

在新的局部极大值点中随机在阈值范围内抽取服从均匀分布的随机局部极大值点的电压值,若该电压值小于等于所述激活特征分数,则随机抽取所述新的局部极大值点中的一个填充所述第二空间。

可选的,若该电压值大于等于所述激活特征函数,则不进行填充。

可选的,如果所述第一空间和所述第二空间在同一灵敏度下的值差异较大,说明被测系统的短期能量分布与长期能量分布差异较大,则长期能量分布状况就越有可能被更新,以适应被测系统当前的能量分布,并向其靠近。衡量差异值大小的方式即使用本步骤计算出的激活特征分数ascore(t,s),其取值范围为[0,1]。当有新的局部极值点时,会随机一个在[0,1]内服从均匀分布的随机数r,,如果r≤ascore(t,s),则在该信号空间中随机提出一个点,并将新点添加进入该空间;否则,保持该空间不变。

可选的,在填充所述第一空间以及第二空间的过程中,每一个填充的局部最大值点都会以电压值从小到大的方式顺序排列形成极值点空间曲线。

可选的,在填充的过程中,每一个新添加的点都会以值从小到大的方式顺序排列形成coeps。在此期间,不会输出激活特征分数。

以下结合具体实施例,更好的说明所述外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法。

实施例1:一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法,图2展示为本实施例中一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法的流程示意图。

所述方法包括:

获取输入的初始参数,所述初始参数包含信号短期的极值点的st-seps的容量值nst包含信号长期的极值点的lt-seps的空间容量值nlt、灵敏度值s以及灵敏度上限值sceil;

其中,所述st-seps对应于图1中所述的第一空间,该空间包含的极值点均为信号近期的极值点,且空间容量较小,所述st-seps表征了信号短期的能量分布情况;所述lt-seps对应于图1所述的第二空间,相对st-seps,该极值点空间包含的极值点为信号相对长期的极值点,且空间容量较大所述lt-seps表征了信号长期的能量分布情况。

初始化若已完成,直接跳过下一步;若未完成进行下一步;

当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述的st-seps以及所述lt-seps的空间容量值相关的填充规则,分别对所述st-seps以及lt-seps进行填充直至所述lt-seps达到该空间的空间容量nlt;

根据所述处于st-seps以及lt-seps的局部极大值点的电压值点计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态;

当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述st-seps以及所述lt-seps的空间容量值相关的填充规则,分别对所述st-seps进行填充;

判断lt-seps是否自适应更新,若是自适应更新lt-seps,更新过程为在新的局部极大值点中随机在阈值范围内抽取服从均匀分布的随机局部极大值点的电压值,若该电压值小于等于所述激活特征分数,则随机抽取所述新的局部极大值点中的一个填充所述lt-seps。

若没有自适应更新,则确定是否结束流程,若不结束,继续计算新的激活特征分数。

与上述实施例原理相似的是,本申请提供一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取系统,所述系统包括:

获取输入值模块,用于获取包含信号短期的极值点的第一空间的容量值、包含信号长期的极值点的第二空间的空间容量值、灵敏度值以及灵敏度上限值;

填充模块,用于在当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间以及所述第二空间的空间容量值相关的填充规则,分别对所述第一空间以及第二空间进行填充直至所述第二空间达到该空间的空间容量;

激活特征分数模块,用于根据所述处于第一空间以及第二空间的局部极大值点的电压值点计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态;

自适应更新模块,用于根据所述激活特征分数的分别更新所述第一空间以及第二空间的各局部极值点,以保证所述第一空间以及第二空间能量分布差异小于一阈值。

以下结合附图提供具体实施例:

如图3所示,展示本申请实施例中的一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取系统的结构示意图。

所述获取输入值模块31,用于获取包含信号短期的极值点的第一空间的容量值、包含信号长期的极值点的第二空间的空间容量值、灵敏度值以及灵敏度上限值;

所述填充模块32,用于在当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间以及所述第二空间的空间容量值相关的填充规则,分别对所述第一空间以及第二空间进行填充直至所述第二空间达到该空间的空间容量;

所述激活特征分数模块33,用于根据所述处于第一空间以及第二空间的局部极大值点的电压值点计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态;

所述自适应更新模块34,用于根据所述激活特征分数的分别更新所述第一空间以及第二空间的各局部极值点,以保证所述第一空间以及第二空间能量分布差异小于一阈值。

可选的,所述获取输入值模块31获取输入的所述第一空间的容量值、所述第二空间的容量值、灵敏度值以及灵敏度上限值。

其中,所述第一空间包含的局部极值点均为信号近期的极值点,所述第二空间包含的局部空间极值点为信号长期的极值点,所述灵敏度值自行设定,调整该值可以改变所述第一空间以及第二空间的差异性;所述灵敏度上限值与所述灵敏度值相关。

可选的,所述灵敏度值越大,该极值点对应的空间强度越接近于被测值得边界;所述灵敏度值越小,该基点至对应所述第一空间以及所述第二空间的能量值(电压值)越接近。

可选的,所述填充模块32当检测到当前信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间的空间容量相关的填充规则对所述第一空间进行填充;

所述局部极大值点根据与所述第二空间的空间容量相关的填充规则对所述第二空间进行填充;

以上过程持续至所述第二空间达到该空间的空间容量。

可选的,所述填充规则包括:第一空间填充规则以及第二空间填充规则;

其中,所述第一空间填充规则,包括根据所述第一空间的局部极大值的数量来填充所述第一空间;所述第二空间填充规则,包括将该局部极大值点的电压值直接填充至所述第二空间内。

可选的,所述填充模块32根据所述第一空间的局部极大值的数量来进行填充所述第一空间的方式包括:判断所述第一空间的局部最大值点的数量是否小于所述第一空间的空间容量;

若是,直接将该局部最大值点的电压值直接填充至所述第一空间;

若否,将最早填充至所述第一空间的局部极大值点剔除出所述第一空间,将新的局部最大值点的电压值填充至所述第一空间。

可选的,所述激活特征分数模块33通过对比在所述灵敏度下的第一空间和第二空间的局部极大值点的电压值,以及所述灵敏度上限值下的第二空间的局部极大值点的电压值,来计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态。

可选的,所述激活特征分数模块33通过对比所述获取输入值模块11获取的输入的所述灵敏度条件下的第一空间和第二空间的局部极大值点的电压值,以及所述获取输入值模块11获取的输入的所述灵敏度上限值下的第二空间的局部极大值点的电压值,来计算激活特征分数,以判断当前信号的激活状态。

可选的,所述激活特征分数模块33通过对比在所述灵敏度下的第一空间和第二空间的局部极大值点的电压值,以及所述灵敏度上限值下的第二空间的局部极大值点的电压值,来计算激活特征分数的方式包括:第一方式、第二方式以及第三方式中的一种;其中,

所述第一方式包括:当处于所述灵敏度条件下,所述第一空间的局部极大值点的电压值不大于所述第二空间的局部极大值点的电压值时,所述激活特征分数为0,对应的激活状态为未激活状态;

所述第二方式包括:当在所述灵敏条件下的第一空间的局部极大值点的电压值不仅大于在所述灵敏度条件下的第二空间的局部极大值的电压值,还小于在所述灵敏度极限条件下的所述第一空间的局部极大值的电压值时,所述激活特征分数小于1且大于0,对应的激活状态为部分激活状态;

所述第三方式包括:当在所述灵敏度条件下的第一空间的局部极大值的电压值不小于在所述灵敏度极限条件下的所述第一空间的局部极大值的电压值时,所述激活特征分数为1,对应的激活状态为完全激活状态。

可选的,当在所述灵敏条件下的第一空间的局部极大值点的电压值不仅大于在所述灵敏度条件下的第二空间的局部极大值的电压值,还小于在所述灵敏度极限条件下的所述第一空间的局部极大值的电压值时,所述激活特征分数小于1且大于0,在此范围内所述激活特征分数越大,激活部分就越多。

可选的,所述第一空间以及第二空间能量分布差异越大,说明被测系统的短期能量分布与长期能量分布差异较大,则长期能量分布状况就越有可能被更新,以适应被测系统当前的能量分布,并向其靠近。

可选的,所述阈值越小,越适应被测系统当前的能量分布,所述阈值可以自行设定。

可选的,所述自适应更新模块34根据所述激活特征分数更新所述第一空间的方式包括:当检测到信号值点为局部极大值点时,所述局部极大值点根据与所述第一空间以及所述第二空间的空间容量值相关的填充规则,分别对所述第一空间进行填充;

其中,所述第一空间填充规则,包括根据所述第一空间的局部极大值的数量来填充所述第一空间。

可选的,所述自适应更新模块34根据所述第一空间的局部极大值的数量来进行填充所述第一空间的方式包括:

判断所述第一空间的局部最大值点的数量是否小于所述第一空间的空间容量;

若是,直接将该局部最大值点的电压值直接填充至所述第一空间;

若否,将最早填充至所述第一空间的局部极大值点剔除,将该局部最大值点的电压值填充至所述第一空间。

可选的,所述自适应更新模块34根据所述激活特征分数更新所述第二空间的各局部极值点的方式包括:

在新的局部极大值点中随机在阈值范围内抽取服从均匀分布的随机局部极大值点的电压值,若该电压值小于等于所述激活特征分数,则随机抽取所述新的局部极大值点中的一个填充所述第二空间。

可选的,若该电压值大于等于所述激活特征函数,则不进行填充。

可选的,在填充所述第一空间以及第二空间的过程中,每一个填充的局部最大值点都会以电压值从小到大的方式顺序排列形成极值点空间曲线。

可选的,在填充的过程中,每一个新添加的点都会以值从小到大的方式顺序排列形成coeps。在此期间,不会输出激活特征分数。

如图4所示,展示本申请实施例中的外骨骼表面肌电信号激活特征提取终端30的结构示意图。

所述外骨骼表面肌电信号激活特征提取终端40包括:一或多个存储器41、一或多个处理器42以及一或多个通信器44,所述存储器41用于存储计算机程序;所述处理器42运行计算机程序实现如图1所述的外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法,所述通信器44与所述处理器42耦接,用于与外部通信。

所述通信器44为网络通信器,其用于通过通信网络访问云端。所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网(lan)、广域网(wlan)、存储局域网(san)等,或其适当组合,所述通信器44可以是遵循其中任意网络协议的有线或无线电路模块,优选的,所述通信器44为无线电路模块。

可选的,所述存储器41的数量均可以是一或多个,所述处理器42的数量均可以是一或多个,所述通信器44的数量均可以是一或多个,而图4中均以一个为例。

可选的,所述外骨骼表面肌电信号激活特征提取终端40中的处理器42会按照如图1所述的步骤,将一个或多个以应用程序的进程对应的指令加载到存储器41中,并由处理器42来运行存储在存储器41中的应用程序,从而实现如图1所述外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法中的各种功能。

可选的,所述存储器41,可能包括但不限于高速随机存取存储器、非易失性存储器。例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备;所述处理器42,可能包括但不限于中央处理器(centralprocessingunit,简称cpu)、网络处理器(networkprocessor,简称np)等;还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing,简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit,简称asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray,简称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。

可选的,所述处理器42可以是通用处理器,包括中央处理器(centralprocessingunit,简称cpu)、网络处理器(networkprocessor,简称np)等;还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing,简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit,简称asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray,简称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。

综上所述,本申请一种外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法、系统以及终端,解决了现有技术中在semg信号的激活特征识别过程中泛用性稳定性都较差、效率低,泛用性差的问题,本申请提出了一种基于信号极值点空间的外骨骼表面肌电信号激活特征提取方法,增加了表面肌电信号在外骨骼系统中的实用性、稳定性和泛用性。该方法可以以较小的计算消耗获得所需的semg信号激活情况,为将来将搭配有semg传感器的各类自动化系统在不同使用者中的复用和推广提供了可能性,降低企业和用户使用相关产品的成本。所以,本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本申请的权利要求所涵盖。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1