一种基于肌电信号的穿戴设备及其与终端的交互方法与流程

技术特征：

1.一种基于肌电信号的穿戴设备与终端的交互方法，其特征在于，包括步骤：

根据操作手势的肌电信号计算操作肌电信号特征值，将所述操作肌电信号特征值组成操作特征矩阵；

将所述操作特征矩阵与预设特征矩阵进行比对，获取与所述操作特征矩阵相对应的终端操作指令。

2.根据权利要求1所述的基于肌电信号的穿戴设备与终端的交互方法，其特征在于，在根据操作手势的肌电信号计算操作肌电信号特征值时，包括步骤：

对所述操作手势的肌电信号进行滤波降噪处理后；

通过公式(1)对进行滤波降噪处理后的所述操作手势的肌电信号进行加窗处理；

$Q_n={\∫}_{t_n-T}^{t_n+T}{x}^2\left(t\right)dt---\left(1\right);$

其中，Q_n为该段信号的总能量值，t_n为某一时刻信号的起点，x表示该段信号，T表示根据所述操作手势的肌电信号的能量阈值获取的信号段长度；

采用sym8小波作为基函数，对长度为N的所述操作手势的肌电信号进行小波包分解，并分别计算每层小波系数的统计特征。

3.根据权利要求2所述的基于肌电信号的穿戴设备与终端的交互方法，其特征在于，在采用sym8小波作为基函数，对长度为N的所述操作手势的肌电信号进行小波包分解，并分别计算每层小波系数的统计特征时，包括步骤：

通过公式(2)计算每层小波系数的能量；

$E_j=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}_i^2---\left(2\right);$

其中，j为通道数且j＝1:4；Ej为小波系数的总能量值，N为该段信号内小波系数的个数，ri为对应点的小波系数；

通过公式(3)计算小波系数的总能量；

E＝E₁+E₂+E₃+E₄ (3)；

通过公式(4)计算每层小波系数的能量百分比；

ρ_j＝E_j/E (4)；

通过公式(5)计算小波系数的绝对平均值；

$A=\frac{1}{N}\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\left|r_i\right|---\left(5\right);$

通过公式(6)计算小波系数的方差；

$Var=\frac{1}{N-1}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_i^2---\left(6\right).$

4.根据权利要求1所述的基于肌电信号的穿戴设备与终端的交互方法，其特征在于，在根据操作手势的肌电信号计算操作肌电信号特征值之前，还包括步骤：检测所述操作手势的肌电信号的强度；若所述操作手势的肌电信号的强度高于预设强度值，则进入下一步骤。

5.根据权利要求1所述的基于肌电信号的穿戴设备与终端的交互方法，其特征在于，所述预设特征矩阵是根据预设手势的肌电信号计算得出的预设肌电信号特征值组成的；还包括对所述预设特征矩阵的校准步骤：

采集与所述预设手势相一致的标准手势并根据所述标准手势的肌电信号计算标准肌电信号特征值；将所述标准肌电信号特征值写入与所述预设手势相对应的所述预设特征矩阵内。

6.根据权利要求1所述的基于肌电信号的穿戴设备与终端的交互方法，其特征在于，还包括对预设特征矩阵的扩展步骤：

采集自定义的第一手势，根据所述第一手势的肌电信号计算第一肌电信号特征值，并将所述第一肌电信号特征值组成第一特征矩阵；

再次采集所述第一手势，根据所述再次采集的第一手势的肌电信号计算第二肌电信号特征值，并将所述第二肌电信号特征值写入所述第一特征矩阵内；

当所述第一手势的采集次数直至达到预设次数后，接收其对应的终端操作指令，并将所述第一特征矩阵与所述对应的终端操作指令相关联；

当所述操作手势为所述第一手势，且所述第一特征矩阵内的肌电信号特征值未达到阈值时，将所述第一手势对应的操作肌电信号特征值写入第一特征矩阵。

7.一种基于肌电信号的穿戴设备，包括控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

操作特征矩阵计算单元，用于根据操作手势的肌电信号计算操作肌电信号特征值，将所述操作肌电信号特征值组成操作特征矩阵；

终端操作指令获取单元，用于将所述操作特征矩阵与预设特征矩阵进行比对，获取与所述操作特征矩阵相对应的终端操作指令。

8.根据权利要求7所述的基于肌电信号的穿戴设备，其特征在于，所述操作特征矩阵计算单元包括：

滤波降噪处理模块，用于对所述操作手势的肌电信号进行滤波降噪处理；

加窗处理模块，用于通过公式(1)对进行滤波降噪处理后的所述操作手势的肌电信号进行加窗处理；

$Q_n={\∫}_{t_n-T}^{t_n+T}{x}^2\left(t\right)dt---\left(1\right);$

其中，Q_n为该段信号的总能量值，t_n为某一时刻信号的起点，x表示该段信号，T表示根据所述操作手势的肌电信号的能量阈值获取的信号段长度；

统计特征计算模块，用于采用sym8小波作为基函数，对长度为N的所述操作手势的肌电信号进行小波包分解，并分别计算每层小波系数的统计特征。

9.根据权利要求7所述的基于肌电信号的穿戴设备，其特征在于，所述控制系统还包括信号检测单元，用于检测所述操作手势的肌电信号的强度；若所述操作手势的肌电信号的强度高于预设强度值，则使所述控制系统处于开启状态。

10.根据权利要求7所述的基于肌电信号的穿戴设备，其特征在于，所述预设特征矩阵是根据预设手势的肌电信号计算得出的预设肌电信号特征值组成的；所述控制系统还包括预设特征矩阵校准单元与预设特征矩阵扩展单元中的至少一个；

所述预设特征矩阵校准单元用于采集与所述预设手势相一致的标准手势并根据所述标准手势的肌电信号计算标准肌电信号特征值；还用于将所述标准肌电信号特征值写入与所述预设手势相对应的所述预设特征矩阵内；

所述预设特征矩阵扩展单元包括：

采集计算模块，用于采集自定义的第一手势，根据所述第一手势的肌电信号计算第一肌电信号特征值，并将所述第一肌电信号特征值组成第一特征矩阵；

所述采集计算模块还用于再次采集所述第一手势，根据所述再次采集的第一手势的肌电信号计算第二肌电信号特征值，并将所述第二肌电信号特征值写入所述第一特征矩阵内；

关联模块，用于当所述第一手势的采集次数直至达到预设次数后，接收其对应的终端操作指令，并将所述第一特征矩阵与所述对应的终端操作指令相关联；

特征值补充模块，用于当所述操作手势为所述第一手势，且所述第一特征矩阵内的肌电信号特征值未达到阈值时，将所述第一手势对应的操作肌电信号特征值写入第一特征矩阵。