基于动态阈值和EasyTL的跨个体表面肌电信号手势识别方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114098768A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111417486.5(22)申请日2021.11.25(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人王启松刘丹钟小聪雷路平邓祥唐嘉泽段三鹤赵永平(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213代理人杨晓辉(51)Int.Cl.A61B5/397(2021.01)A61B5/11(2006.01)A61B5/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图7页(54)发明名称基于动态阈值和EasyTL的跨个体表面肌电信号手势识别方法(57)摘要基于动态阈值和EasyTL的跨个体表面肌电信号手势识别方法，属于康复治疗领域，为了解决现有的识别方法在模型选择和参数调节时，存在耗时长以及识别效率低的问题。本发明针对样本个体采集的原始表面肌电信号进行滤波和活动段识别后，进行特征值提取，构建源域；以源域为基础，引入概率矩阵和中心距离构建损失函数，通过线性规划方法求出解迁移学习分类器；对待识别个体的原始表面肌电信号依次进行采集、滤波和活动段识别后，进行特征值提取，生成目标域；将目标域与源域进行域内对齐后输入迁移学习分类器，完成对待识别个体的手势动作的识别。有益效果为避免了模型选择和参数调节的同时，减少了标签数据和训练时间。CN114098768ACN114098768A权利要求书1/2页1.基于动态阈值和EasyTL的跨个体表面肌电信号手势识别方法，其特征在于，该手势识别方法包括以下步骤：步骤一、采集样本个体的手势动作，获取源体表面肌电信号；步骤二、对步骤一获取的源体表面肌电信号进行滤波处理，获取源体滤波肌电信号；步骤三、采用动态阈值法对步骤二获取的源体滤波肌电信号进行活动段识别，获取源体活动段肌电信号；步骤四、对步骤三获取的源体活动段肌电信号进行特征值提取，提取出源体活动段肌电信号的特征值，并利用该特征值构建源域；步骤五、以步骤四构建的源域为基础，引入概率矩阵和中心距离构建损失函数，通过线性规划方法求出解迁移学习分类器；步骤六、采集待识别个体的手势动作，获取待测体表面肌电信号；步骤七、对步骤六获取的待测体表面肌电信号进行滤波处理，获取待测体滤波肌电信号；步骤八、采用动态阈值法对步骤七获取的待测体滤波肌电信号进行活动段识别，获取待测体活动段肌电信号；步骤九、对步骤八获取的待测体活动段肌电信号进行特征值提取，提取出待测体活动段肌电信号的特征值，并将该特征值作为目标域；步骤十、将步骤九得到的目标域与步骤四构建的源域进行域内对齐，然后输入至步骤五求解出的迁移学习分类器，完成对待识别个体的手势动作的识别。2.根据权利要求1所述的基于动态阈值和EasyTL的跨个体表面肌电信号手势识别方法，其特征在于，步骤一中采集样本个体的手势动作包括握拳手势、剪刀手势、张手手势、六手势和放松手势。3.根据权利要求1所述的基于动态阈值和EasyTL的跨个体表面肌电信号手势识别方法，其特征在于，步骤二中获取源体滤波肌电信号的具体方法为：采用50Hz陷波器和4阶巴特沃斯带通滤波器，并利用中值滤波法去除源体表面肌电信号的基线漂移，消除信号中的低频、高频以及工频干扰。4.根据权利要求1所述的基于动态阈值和EasyTL的跨个体表面肌电信号手势识别方法，其特征在于，步骤三中获取源体活动段肌电信号的具体步骤为：步骤三一、对源体滤波肌电信号进行分窗处理；步骤三二、对步骤三一中源体滤波肌电信号的窗口长度进行初始化，并确定移动步长以及确定活动段识别的阈值；步骤三三、判断阈值是否小于0；如果是，则执行步骤三四；如果否，则这行步骤三五；步骤三四、增加窗口长度，并初始化阈值，然后执行步骤三五；步骤三五、通过滑动窗口法比较，确定活动段的起始点与终止点，得出活动段的长度；然后执行步骤三六；步骤三六、判断步骤三五得出的活动段的长度是否大于噪声长度；如果是，则执行步骤三七；如果否，则返回执行步骤三五；步骤三七、保存活动段数据，并生成源体活动段肌电信号，然后执行步骤三八；步骤三八、判断步骤三七生成的源体活动段肌电信号是否满足按键响应时间的要求；2CN114098768A权利要求书2/2页如果是，则这行步骤三十；如果否，则执行步骤三九；步骤三九、减小阈值，并返回执行步骤三三；步骤三十、获取源体活动段肌电信号。5.根据权利要求1所述的基于动态阈值和EasyTL的跨个体表面肌电信号手势识别方法，其特征在于，步骤四中提取出源体活动段肌电信号的特征值包括源体活动段肌电信号的平均绝对值、源体活动段肌电信号的均方根以及源体活动段肌电信号的波形长度。6.根据权利要求5所述的基于动态阈值和EasyTL