[發(fā)明專利]一種帶自修復(fù)和自校準(zhǔn)功能的腕帶式手勢識別設(shè)備及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010735102.3
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111857349B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳香;秦文博;曹帥;張旭;胡若晨
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

1.一種用于對腕帶式手勢識別設(shè)備進(jìn)行自修復(fù)和校準(zhǔn)的方法，所述腕帶式手勢識別設(shè)備包括：腕帶式陣列表面肌電采集模塊和控制核心模塊，其中：

所述腕帶式陣列表面肌電采集模塊，用于采集手勢動作產(chǎn)生的腕部表面肌電信號，并對信號進(jìn)行放大、濾波及數(shù)字采樣；

所述控制核心模塊，用于系統(tǒng)時序控制、信號預(yù)處理、手勢識別和控制指令發(fā)送，包括：異常信號檢測及修復(fù)模塊、電極校準(zhǔn)模塊、手勢識別模塊、無線傳輸模塊，其中：

所述異常信號檢測及修復(fù)模塊，用于檢測陣列表面肌電中的異常信號，并進(jìn)行修復(fù)處理；

所述電極校準(zhǔn)模塊，用于校準(zhǔn)偏移后的肌電信號；

所述手勢識別模塊，基于校準(zhǔn)后的表面肌電信號進(jìn)行手勢動作識別；

其特征在于，所述異常信號檢測及修復(fù)模塊的檢測及修復(fù)過程包括如下步驟：

步驟(1)對數(shù)據(jù)取絕對值，計(jì)算每個通道的平均值以及標(biāo)準(zhǔn)差；

步驟(2)計(jì)算同列通道兩兩間的平均值比值，得到平均值比值矩陣；計(jì)算同列通道兩兩間的標(biāo)準(zhǔn)差比值，得到標(biāo)準(zhǔn)差比值矩陣；

步驟(3)以行為單位，對均值比值矩陣和標(biāo)準(zhǔn)差比值矩陣進(jìn)行異常值檢測，通過設(shè)定的閾值Th確定異常比值和正常比值；

步驟(4)依據(jù)異常比值和正常比值確定異常通道，利用相鄰?fù)ǖ罃?shù)據(jù)修復(fù)異常通道。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對腕帶式手勢識別設(shè)備進(jìn)行自修復(fù)和校準(zhǔn)的方法，其特征在于：

步驟(2)中所述平均值比值矩陣，其尺寸為M*N，對于行通道數(shù)為p、列通道數(shù)為q的電極陣列，有：

N＝p；

其中，同列的M個元素依次為

其中，代表第n列第i個通道與第j個通道的均值比值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對腕帶式手勢識別設(shè)備進(jìn)行自修復(fù)和校準(zhǔn)的方法，其特征在于：

步驟(2)中所述標(biāo)準(zhǔn)差比值矩陣，其尺寸為M*N，對于行通道數(shù)為p、列通道數(shù)為q的電極陣列，有：

N＝p；

其中，同列的M個元素依次為

其中，代表第n列第i個通道與第j個通道的標(biāo)準(zhǔn)差比值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對腕帶式手勢識別設(shè)備進(jìn)行自修復(fù)和校準(zhǔn)的方法，其特征在于：

所述步驟(3)中，對平均值比值矩陣和標(biāo)準(zhǔn)差比值矩陣進(jìn)行的異常值檢測，包括：

對矩陣的每一行，計(jì)算每個元素的標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)(Zscore)；

若標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)小于閾值Th，則判定該比值為正常比值，否則判定為異常比值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對腕帶式手勢識別設(shè)備進(jìn)行自修復(fù)和校準(zhǔn)的方法，其特征在于，所述閾值Th基于人工標(biāo)定好異常通道的數(shù)據(jù)確定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對腕帶式手勢識別設(shè)備進(jìn)行自修復(fù)和校準(zhǔn)的方法，其特征在于：

所述步驟(4)中依據(jù)異常比值和正常比值確定異常通道，包括：

若和均被判定為正常值，則第n列第i個通道與第j個通道被判定為正常通道；

將所有未被判定為正常通道的通道判定為異常通道。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對腕帶式手勢識別設(shè)備進(jìn)行自修復(fù)和校準(zhǔn)的方法，其特征在于：

所述步驟(4)中利用相鄰?fù)ǖ罃?shù)據(jù)修復(fù)異常通道，采用相鄰?fù)ǖ兰訖?quán)的方式修復(fù)異常通道。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對腕帶式手勢識別設(shè)備進(jìn)行自修復(fù)和校準(zhǔn)的方法，其特征在于，所述電極校準(zhǔn)模塊采用主激活區(qū)域提取算法。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對腕帶式手勢識別設(shè)備進(jìn)行自修復(fù)和校準(zhǔn)的方法，其特征在于：

所述手勢識別模塊適用于多種分類器。