基于表面肌电信号的动作识别方法和设备的制造方法_2

文档序号:9570145阅读:来源:国知局
二种可能的实现方式,在本发明 第三方面的第三种可能的实现方式中,所述第二确定模块具体用于:
[0052] 分别计算所述有效表面肌电信号与多个正余弦矩阵的相关系数,其中,所述正余 弦矩阵由基频和倍频的正弦函数与余弦函数组成,每个正余弦矩阵的基频不同;
[0053] 判断所述有效表面肌电信号与所述多个正余弦矩阵的相关系数中的最大相关系 数是否大于预设的相关系数;
[0054] 若所述最大相关系数大于所述预设的相关系数,则将所述最大相关系数对应的正 余弦矩阵的基频作为所述有效表面肌电信号的频率。
[0055] 本发明第四方面提供一种基于表面肌电信号的动作识别设备,包括:
[0056] 获取模块,用于获取多个通道的表面肌电信号;
[0057] 第一确定模块,用于根据所述多个通道的表面肌电信号确定有效表面肌电信号;
[0058] 第二确定模块,用于确定所述有效表面肌电信号的频率;
[0059] 提取模块,用于提取所述有效表面肌电信号的幅值特征;
[0060] 识别模块,用于根据所述有效表面肌电信号的幅值特征和所述有效表面肌电信号 的频率确定所述多个通道的表面肌电信号对应的肢体动作。
[0061] 结合本发明第四方面,在本发明第四方面的第一种可能的实现方式中,所述第一 确定模块具体用于:
[0062] 将所述多个通道的表面肌电信号叠加在一起,对叠加后的表面肌电信号除以通道 数量得到单通道的表面肌电信号;
[0063] 从所述单通道的表面肌电信号的起始时间开始,在每个滑动时刻对所述单通道的 表面肌电信号进行滑动得到所述每个滑动时刻对应的窗口,确定所述每个滑动时刻对应的 窗口序列,计算所述每个滑动时刻对应的窗口序列的表面肌电信号平均幅值,其中,所述每 个滑动时刻之间相差一个滑动间隔,所述窗口序列的表面肌电信号平均幅值为所述窗口序 列内表面肌电信号的幅值的绝对值的平均值,所述滑动时刻对应的窗口序列包括所述滑动 时刻对应的窗口以及所述滑动时刻之前的N-I个滑动时刻对应的N-I个窗口共N个连续的 窗口,N为大于等于2的正整数;
[0064] 当所述每个滑动时刻中的滑动时刻T对应的窗口序列的表面肌电信号平均幅值 不小于预设幅值时,将所述滑动时刻T对应的窗口序列的起始时间作为所述有效表面肌电 信号的起始时间,将所述有效表面肌电信号的起始时间加上预设时间得到所述有效表面肌 电信号的截止时间,截取所述有效表面肌电信号的开始时间和截止时间之间的所述多个通 道的表面肌电信号作为所述有效表面肌电信号。
[0065] 结合本发明第四方面的第一种可能的实现方式,在本发明第四方面的第二种可能 的实现方式中,所述预设幅值为所述多个通道的表面肌电信号叠加后的表面肌电信号的幅 值的绝对值的平均值。
[0066] 结合本发明第四方面以及第四方面的第一种和第二种可能的实现方式,在本发明 第四方面的第三种可能的实现方式中,所述第二确定模块具体用于:
[0067] 分别计算所述有效表面肌电信号与多个正余弦矩阵的相关系数,其中,所述正余 弦矩阵由基频和倍频的正弦函数与余弦函数组成,每个正余弦矩阵的基频不同;
[0068] 判断所述有效表面肌电信号与所述多个正余弦矩阵的相关系数中的最大相关系 数是否大于预设的相关系数;
[0069] 若所述最大相关系数大于所述预设的相关系数,则将所述最大相关系数对应的正 余弦矩阵的基频作为所述有效表面肌电信号的频率。
[0070] 结合本发明第四方面的第三种可能的实现方式,在本发明第四方面的第四种可能 的实现方式中,所所述提取模块具体用于:
[0071] 对所述有效表面肌电信号的每个通道的表面肌电信号分别进行滑动窗口处理;
[0072] 计算所述有效表面肌电信号的每个通道的表面肌电信号的每个滑动窗口的平均 幅值,其中,所述每个滑动窗口的平均幅值为所述每个滑动窗口内表面肌电信号的幅值的 绝对值的平均值,将所述有效表面肌电信号的每个滑动窗口的平均幅值作为所述有效表面 肌电信号的幅值特征。
[0073] 结合本发明第四方面以及第四方面的第一种和第二种可能的实现方式,在本发明 第四方面的第五种可能的实现方式中,所述识别模块具体用于:
[0074] 根据所述有效表面肌电信号的频率确定所述多个通道的表面肌电信号对应的多 个备选肢体动作;
[0075] 将所述有效表面肌电信号的幅值特征与预先训练得到所述多个备选肢体动作的 幅值特征进行匹配,得到与所述有效表面肌电信号的幅值特征匹配的肢体动作,将与所述 有效表面肌电信号的幅值特征匹配的肢体动作作为所述多个通道的表面肌电信号对应的 肢体动作。
[0076] 本发明第五方面提供一种基于表面肌电信号的动作识别设备,包括:
[0077] 处理器、存储器和系统总线,所述处理器和所述存储器之间通过所述系统总线连 接并完成相互间的通信;
[0078] 所述存储器,用于存储计算机执行指令;
[0079] 所述处理器,用于运行所述计算机执行指令,使所述动作识别设备执行本发明第 一方面以及本发明第一方面的第一种至第三种可能的实现方式提供的方法。
[0080] 本发明第六方面提供一种基于表面肌电信号的动作识别设备,包括:
[0081] 处理器、存储器和系统总线,所述处理器和所述存储器之间通过所述系统总线连 接并完成相互间的通信;
[0082] 所述存储器,用于存储计算机执行指令;
[0083] 所述处理器,用于运行所述计算机执行指令,使所述动作识别设备执行本发明第 二方面以及本发明第二方面的第一种至第五种可能的实现方式提供的方法。
[0084] 本发明实施例提供的基于表面肌电信号的动作识别方法和设备,通过获取多个通 道的表面肌电信号,根据多个通道的表面肌电信号确定有效表面肌电信号;然后,确定有效 表面肌电信号的频率,根据有效表面肌电信号的频率确定多个通道的表面肌电信号对应的 肢体动作。由于表面肌电信号的频率与信号强度等特征无关,因此,本实施例的方法能显著 提高基于表面肌电信号的动作识别的准确率。而且以频率作为识别特征,用户不需要进行 大幅度的动作,给用户带来更好的体验。另外,本发明实施例的方法,还可以将表面肌电信 号的频率和幅值特征结合起来识别表面肌电信号对应的肢体动作,不仅可以提高表面肌电 信号识别准确率,而且能够增加肢体动作的识别种类。
【附图说明】
[0085] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发 明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0086] 图1为本发明实施例一提供的基于表面肌电信号的动作识别方法的流程图;
[0087] 图2为本发明实施例二提供的一种有效表面肌电信号的频率确定方法;
[0088] 图3为本发明实施例三提供的基于表面肌电信号的动作识别方法的流程图;
[0089] 图4为本发明实施例四提供的基于表面肌电信号的动作识别方法的整体框图;
[0090] 图5为本发明实施例五提供的基于表面肌电信号的动作识别设备的结构示意图;
[0091] 图6为本发明实施例六提供的基于表面肌电信号的动作识别设备的结构示意图;
[0092] 图7为本发明实施例七提供的基于表面肌电信号的动作识别设备的结构示意图;
[0093] 图8为本发明实施例八提供的基于表面肌电信号的动作识别设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0094] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例 中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是 本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0095] 图1为本发明实施例一提供的基于表面肌电信号的动作识别方法的流程图,本实 施例的方法可以由基于表面肌电信号的动作识别设备执行,该基于表面肌电信号的动作识 别设备具体可以为智能手机、平板电脑等终端设备。如图1所示,本实施例的方法可以包括 以下步骤:
[0096] 步骤101、获取多个通道的表面肌电信号。
[0097] 基于表面肌电信号的动作识别设备获取多个通道的表面肌电信号具体为:接收采 集装置发送的多个通道的表面肌电信号,通过将采集装置放置在要采集的肌肉群表面进行 表面肌电信号的采集,由于本实施例的方法中,是根据表面肌电信号的频率确定对应的肢 体动作,因此,在采集表面肌电信号时要求用户以特定的频率重复进行同一种肢体动作。该 肢体动作不仅可以是人体上肢前臂的节律性手势,还可以是下肢腿部的节律性动作,甚至 可以是脖子、腹部等躯体的节律性动作,这里节律性动作即按照一定频率重复的动作。
[0098] 采集装置包括多个传感节点,每个传感节点采集的数据作为一个通道的表面肌电 信号,采集装置可以嵌入智能手表、手环等穿戴式设备中。在用户进行某一肢体动作时,可 能会带动多个肌肉群运动,因此,需要对多个肌肉群都进行表面肌电信号采集,采集到的多 个通道的信号综合反映用户的肢体动作。
[0099] 步骤102、根据多个通道的表面肌电信号确定有效表面肌电信号。
[0100] 由于表面肌电信号的幅度小、信噪比低,因此,在确定有效表面肌电信号之前需要 对获取的多个通道的表面肌电信号进行预处理,对表面肌电信号进行预处理具体为:对表 面肌电信号进行信号放大、工频滤波、高通滤波等处理。
[0101] 采集装置采集到的表面肌电信号的最开始部分的信号可能有一些干扰信号,例 如,采集装置工作后用户没有及时的做相应的肢体动作,此时用户虽然没有做肢体动作,采 集装置仍然能够采集到一些微弱的表面肌电信号,这些微弱的表面肌电信号属于干扰信 号,因此,需要祛除可能的干扰信号得到有效的表面肌电信号。
[0102] 具体地,可以根据如下方法确定有效表面肌电信号:
[0103] 第一步、将预处理后多个通道的表面肌电信号叠加在一起,对叠加后的表面肌电 信号除以通道数量得到单通道的表面肌电信号。
[0104] 第二步、从单通道的表面肌电信号的起始时间开始,在每个滑动时刻对单通道表 面肌电信号进行滑动得到每个滑动时刻对应的窗口,确定每个滑动时刻对应的窗口序列, 计算每个滑动时刻对应的窗口序列的表面肌电信号平均幅值,其中,每个滑动时刻之间相 差一个滑动间隔,窗口序列的表面肌电信号平均幅值为窗口序列内表面肌电信号的幅值的 绝对值的平
当前第2页1 2 3 4 5 6 
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