[發明專利]一種肌電控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202010668288.5
• 申請日: 2020-07-13
• 公開（公告）號: CN111783719A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 張旭;吳樂;陳勛;張璇;陳香
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06F3/01
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 林哲生

本發明公開了一種肌電控制方法及裝置，采集肌電信號；對肌電信號進行預處理，得到與肌電信號相匹配的特征圖像；將特征圖像輸入至預創建的分類器模型，得到分類器模型輸出的與肌電信號對應的手勢類別；基于手勢類別控制目標設備完成與手勢類別匹配的操作。本發明中分類器模型是基于目標訓練樣本訓練得到的神經網絡模型，目標樣本為針對特征圖像進行濾波、插值和數據增強處理后得到的數據集，由于該目標訓練樣本充分考慮了電極偏移、力度變化等情況，使得可以精準識別運動指令對應的手勢類別，提升肌電控制的穩定性。

技術領域

本發明涉及生物信號處理技術領域，特別是涉及一種肌電控制方法及裝置。

背景技術

肌電信號是人體運動時，伴隨肌肉收縮產生的電信號。該肌電信號能夠直接反應出肌纖維的激活情況，且包含了豐富的運動控制信息。表面肌電信號是運動單位動作電位在檢測電極處的時空疊加。由于表面肌電信號的無創性特點，被廣泛應用在假肢控制、外骨骼控制、手勢預測等人機交互接口。

近年來，隨著模式識別技術的發展，基于該技術的肌電控制也得到了發展。但是現有的肌電模式識別過程中采用的樣本信息較為理想，但是實際中，當受試者的粒度發生變化、肢體的關節角度變化、甚至電極重新佩戴，都會導致目標運動指令識別不精確，從而造成肌電控制的不穩定。

發明內容

針對于上述問題，本發明提供一種肌電控制方法及裝置，實現了精準識別目標運動指令，提升肌電控制的穩定性。

為了實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種肌電控制方法，所述方法包括：

采集肌電信號；

對所述肌電信號進行預處理，得到與所述肌電信號相匹配的特征圖像；

將所述特征圖像輸入至預創建的分類器模型，得到所述分類器模型輸出的與所述肌電信號對應的手勢類別，其中，所述分類器模型是基于目標訓練樣本訓練得到的神經網絡模型，所述目標樣本為針對特征圖像進行濾波、插值和數據增強處理后得到的數據集；

基于所述手勢類別控制目標設備完成與所述手勢類別匹配的操作。

可選地，所述方法還包括：

通過采集到的肌電信號創建分類器模型，包括：

采集目標運動指令的肌電信號，并依據所述肌電信號進行預處理，得到與所述肌電信號對應的特征圖像，記為初始樣本；

對所述初始樣本進行圖像處理，得到目標特征圖像；

將所述初始樣本與所述目標特征圖像進行組合，得到目標樣本；

利用所述目標樣本對初始分類器進行訓練，得到分類器模型，所述初始分類器為預先構建基于空洞卷積神經網絡的模型。

可選地，所述依據所述肌電信號進行預處理，得到與所述肌電信號對應的特征圖像，包括：

對所述肌電信號進行信號窗分割，得到信號窗；

對所述信號窗進行活動段分割，得到活動段的信號窗；

對所述活動端的信號窗進行特征提取，將提取后的特征轉換為矩陣，將得到的轉換矩陣確定為特征圖像。

可選地，所述對所述初始樣本進行圖像處理，得到目標特征圖像，包括：

對所述特征圖像進行濾波處理，得到濾波后的特征圖像；

將所述濾波后的特征圖像進行插值處理，得到處理后的特征圖像；

對處理后的特征圖像進行數據增強處理，得到目標特征圖像。

可選地，所述方法還包括：