[發明專利]一種針對多通道的面部表面肌電信號的活躍段檢測方法

在審

• 申請號: 202010611510.8
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111898445A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 楊夢
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;A61B5/0488;A61B5/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

1.一種針對多通道的面部表面肌電信號的活躍段檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1、利用多個表面電極采集多個肌肉簇的肌電信號數據段；其中，所述肌電信號數據段中包含與說話相關的活躍段表面肌電信號，以及未說話時的不活躍信號；

步驟2、利用寬度為wlen、步長為inc的滑動窗口，對所采集的肌電信號數據段進行滑動分割，得到肌電信號窗口數據集；

步驟3、對所述肌電信號窗口數據集中的每個窗口數據進行均方根值計算，最終得到均方根值序列；

步驟4、對步驟3所得到的均方根值序列按時間順序對每個窗口的狀態進行判定，并綜合各個通道的狀態來判決活躍段的開始和結束點，實現活躍段檢測。

2.根據權利要求1所述針對多通道的面部表面肌電信號的活躍段檢測方法，其特征在于，在步驟1中，在某一時刻得到的肌電信號數據記為：

X＝[x₁，x₂，...，x_m，...，x_N]：

其中，m表示采樣到的第m個電極的值；N為所使用電極的個數；

采集一段時間后得到的肌電信號數據段為：

S＝[X₁，X₂，...，X_i，...，X_T]；

其中，X_i表示按時間順序采集第i時刻的數據；T為采集時間長度。

3.根據權利要求1所述針對多通道的面部表面肌電信號的活躍段檢測方法，其特征在于，在步驟2中，所得到的肌電信號窗口數據集表示為：

W＝{w₁，w₂，....，w_f，...，w_F}

其中，w_f表示第f個肌電信號窗口數據；F為窗口個數；

w_f＝[X_(f-1)*inc+1，X_(f-1)*inc+2，，，，，X_{(f-1)*inc+wlen}]

其中，inc為滑動窗口步長；wlen為滑動窗口寬度；T為采集時間長度。

4.根據權利要求1所述針對多通道的面部表面肌電信號的活躍段檢測方法，其特征在于，在步驟3中，對所述肌電信號窗口數據集中的每個窗口數據按照如下公式進行計算：

R_f＝[r₁，r₂，...，r_m，r_N]，1≤f≤F

其中，Rf表示第f個窗口的均方根值；

為第f個窗口中第m個通道的均方根值，具體表示為：

X_i表示按時間順序采集第i時刻的數據；

最終得到均方根值序列R＝[R₁，R₂，...，R_f，...，R_F]。

5.根據權利要求1所述針對多通道的面部表面肌電信號的活躍段檢測方法，其特征在于，在步驟4中，具體是通過4級有限狀態機對每個窗口的狀態進行判定，并綜合各個通道的狀態來判決活躍段的開始和結束點，其中：

所述4級有限狀態機包括四個狀態，分別為初始化狀態S0、不活躍狀態S1、活躍狀態S2、當前活躍狀態終止S3，具體如下：

(1)在初始化狀態S0下開始新的活躍段檢測；

(2)在不活躍狀態S1下對每個通道計算活躍值active，值為0表示該通道不活躍，值為1則為活躍；

(3)在活躍狀態S2下對每個通道計算活躍值active，值為0表示該通道不活躍，值為1則為活躍；

(4)在當前活躍狀態終止S3下，當前說話狀態結束，即活躍段結束；

利用所述4級有限狀態機進行判別的過程為：

首先，設4級有限狀態機初始狀態為S0，將Rf，f＝0輸入4級有限狀態機進行活躍段檢測；

如果有限狀態機終止，則活躍段檢測結束，有限狀態機輸出：

activespeech_start，activespeech_end

該activespeech_start，activespeech_end中包含所有檢測到的活躍段開始和結束點；

否則f＝f+1，將R_f輸入4級有限狀態機，繼續進行活躍段檢測。