面向手势识别的表面肌电信号分类算法研究

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:Gerryliu1984
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
表面肌电信号(Surface Electromyography,sEMG)是能够反应肌肉收缩情况的生物电信号。通过分析sEMG信号可以获知肢体的运动信息。由于sEMG采集方便、仿生性好,在假肢控制、辅助诊断、人机交互等领域得到广泛应用。在利用sEMG信号分析人体运动意图的研究中,主要涉及到数据预处理、特征提取与模型分类。其中,特征提取是极其关键的一环,然而这往往涉及到大量手动设计的特征与专业的领域知识,因此实验者会在特征提取上耗费时间与精力。为了解决此问题,研究者借鉴了深度学习在图像分类上的成功经验,将能够自动提取特征的深度学习方法应用在基于sEMG的手势识别问题中。实验结果表明,该方法可以显著提升肌电信号的分类精度。本文在前人研究的基础上,根据sEMG信号的特点,设计出一种深度学习模型——双流网络模型,此模型能够自动提取sEMG信号的时空特征。首先,将多帧肌电信号合并为灰度图,利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)来提取灰度图的高层次的抽象空间特征。其次,sEMG信号属于时序信号的一种,信号内部存在着时间规律,可以采用长短时间记忆机(Long Short-Term Memory,LSTM)学习信号间的时间特征。之后,将来自表面肌电信号的空间特征与时间特征融合为时空特征。通过使用CNN与LSTM的并行结构,可以有效的自动学习到sEMG信号内部的时空特征。除此之外,本文还探讨了还另外两种CNN与LSTM的结合方式,通过实验验证,也获得较好的分类效果。最后,本文使用了团队自研的肌电仪作为sEMG的采集设备,采集了8位志愿者的5种手势数据构建了Elonxi DB数据集,本文设计的三种模型将与经典的传统分类方法和基于CNN的方法进行对比实验。除此之外,为验证双流网络模型的泛化能力,公开数据集Nina Pro DB1被用于本文的实验部分。实验结果表明,与CNN相比,本文提出的网络结构能够提取sEMG信号的时空特征,可以更加有效的提高手势识别准确率。
其他文献
采用亚音速火焰喷枪在17-4不锈钢基体上制备聚醚醚酮涂层,选用风冷和水冷两种方式使涂层冷却至室温,随后将水冷涂层在220℃、260℃和300℃条件下热处理1 min、10 min、20 min和30 min,通过FTIR、XRD、DSC等对涂层结构和热性能进行表征,结合涂层的机械性能的测试结果,分析涂层结构与性能的关系,获得以下结果:(1)火焰喷涂过程中的乙炔的存在会导致聚醚醚酮涂层的表面改性,且
导言是历史教科书课文辅助系统的重要组成部分,具有说明正文,揭示主旨,概括核心的辅助作用。随着新一版高中历史课程标准的实施,历史学科核心素养正式出现在世人面前。根据《普通高中历史课程标准(2017年版2020年修订)》的解释,历史学科核心素养是学科育人价值的集中体现,它旨在实现学生借助历史学习,逐步形成正确的价值观念、必备的品格、关键的能力。当前学者们对历史学科核心素养研究的不断深入,贯彻历史学科核
碳量子点(Carbon dots,以下简称碳点或CDs)作为一种新型的碳纳米材料,由于尺寸小而具有了量子效应,其独特的结构和性能,使之成为了目前纳米尺度下最受人关注的材料之一。区别于
“共同占有人将占有物据为己有”是侵犯财产犯罪中一种比较常见的行为。共同占有是指两个或两个以上的人对某一物同时享有一个所有权时,他们之间形成的对物的所有和占有关系,
随着人们对显示器件要求的日益提升,新一代显示器件有机发光二极管(OLEDs)因其自发光、色度广、可制备柔性器件等特点,受到了广泛的关注和应用。而在发光材料的选取上,热激活
随着中国经济发展和人们可支配收入的提升,对交通工具,尤其是乘用车需求不断地增加,进而大大的促进了中国汽车工业的发展。本土车厂较高的性价比配置是在中国激烈的汽车市场
近年来,伴随着科技的发展与进步电子计算机在各个领域取得了广泛的应用,在数学领域随着计算机运行速度的加快,计算数学获得了新的突破,增加了许多新的内容,蒙特卡罗法就是其
随着我国社会经济的快速发展,所造成的环境问题及环境污染也越来越严重,如沙尘暴、雾霾、大气污染、水污染、土壤污染、垃圾污染等。水是万物之源,水污染做为环境污染的重要
网络是表达多种类型数据的强大工具,任何存在关联关系的数据集合都可以表示为网络,例如通信网络、交通网络、电力网络、社交网络、科学引文网络等。随着信息技术以及数据采集
Hamel形式是通过引入非物质速度对Lagrange力学的一般表示.Hamel场变分积分子是利用场论下的Hamel形式提出的变分积分子,该离散方式在保持无穷维力学系统定性性质方面有优良