[發明專利]基于EMD排列組合熵的肌電信號跌倒識別方法

無效

• 申請號: 201310492522.3
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103610466A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 席旭剛;朱海港;左靜;高云園;羅志增;張啟忠
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/0488
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.基于EMD排列組合熵的肌電信號跌倒識別方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

步驟(1).獲取人體下肢肌電信號樣本數據，具體是：首先通過肌電信號采集儀拾取大腿上最具代表性的脛骨前肌和股直肌上的肌電信號，再運用能量閾值確定肌電信號的動作信號；

步驟(2).對步驟(1)獲取的肌電信號進行經驗模態分解，將其分解為多個平穩的固有模態函數IMF，再依據頻率有效度的方法選取若干個包含肌電信號有效信息的IMF分量進行迭加作為肌電信號；

步驟(3).將步驟(2)獲取的肌電信號進行特征提取，求出該肌電信號的排列組合熵；

步驟(4).以步驟(3)獲取的排列組合熵作為特征向量輸入基于主軸核聚類算法的聚類分類器，獲得識別結果。

2.根據權利要求1所述的基于EMD排列組合熵的肌電信號跌倒識別方法，其特征在于：排列組合熵的具體計算如下：

1)對肌電動作信號進行EMD分解，信號的高頻分量占據了信號的主要部分，選取滿足頻率有效度????????????????????????????????????????????????的前3個IMF分量之和作為有效肌電信號；

2)求取有效肌電信號的排列組合熵；對有效肌電信號的一維時間數列，在長度為的時間序列排列中，每隔一個樣點取連續的的樣點組成維的矢量，，將進行升序排列：

??????????????????????????

這樣向量的排列組合方式為，是種排列組合方式中的一種；對整個時間序列中各個排列組合的排列順序進行概率統計，

，???????????????

其中：表示個數，表示任意一種的排列組合方式；

對任意的，由熵的定義計算出排列組合熵：

???????????????????????????????????

取排列組合熵的維數=4，按上式求取采集的每個動作的脛骨前肌表面肌電信號和股直肌表面肌電信號的排列組合熵。

3.根據權利要求1所述的基于EMD排列組合熵的肌電信號跌倒識別方法，其特征在于：步驟（4）具體計算如下：

將每組動作的脛骨前肌的熵值和股直肌的排列組合熵值構成特征向量，其中是第組脛骨前肌的熵值，是第組股直肌的熵值；每類動作信號各選取40組作為樣本訓練集，求取排列組合熵和EMD排列組合熵作為特征向量，利用主軸核聚類算法分別求取各個特定動作的主軸核函數，將每類動作信號，輸入主軸核聚類分類器進行識別，若識別結果與測試目標一致，說明對測試的動作進行了正確歸類，否則是錯誤歸類。