幅值特征進(jìn)行匹配，得到與有效表面肌 電信號(hào)的幅值特征匹配的肢體動(dòng)作，將與有效表面肌電信號(hào)的幅值特征匹配的肢體動(dòng)作作 為多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)對(duì)應(yīng)的肢體動(dòng)作。可以將備選肢體動(dòng)作的幅值特征作為模板， 采用線性判別式分析（Linear Discriminant Analysis，簡(jiǎn)稱LDA)分類器識(shí)別表面肌電信 號(hào)對(duì)應(yīng)的肢體動(dòng)作。
[0145] 本實(shí)施例的方法，通過獲取表面肌電信號(hào)的頻率和幅值特征，根據(jù)表面肌電信號(hào) 的頻率和幅值特征識(shí)別表面肌電信號(hào)對(duì)應(yīng)的肢體動(dòng)作，不僅可以提高基于表面肌電信號(hào)的 動(dòng)作識(shí)別的準(zhǔn)確率，而且能夠增加表面肌電信號(hào)識(shí)別種類，因?yàn)橥环N肢體動(dòng)作以不同頻 率做節(jié)律性運(yùn)動(dòng)可以視為不同的肢體動(dòng)作，因此本實(shí)施例在識(shí)別種類數(shù)目上有明顯的提 升。
[0146] 將表面肌電信號(hào)的頻率和幅值特征結(jié)合確定表面肌電信號(hào)對(duì)應(yīng)的肢體動(dòng)作時(shí)，需 要預(yù)先對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行訓(xùn)練獲取各種肢體動(dòng)作的幅值特征。如圖4所示，圖4為本發(fā) 明實(shí)施例四提供的表面肌電信號(hào)的識(shí)別方法的整體框圖，本實(shí)施例的識(shí)別方法將表面肌電 信號(hào)的識(shí)別過程分為兩個(gè)部分：基于幅值特征識(shí)別方法和基于頻率的識(shí)別方法。
[0147] 在基于幅值特征的識(shí)別方法中，先要對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練模板。表 面肌電信號(hào)的訓(xùn)練過程具體包括以下步驟：
[0148] 第一步，采集各種肢體動(dòng)作的多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)。
[0149] 讓用戶將不同肢體動(dòng)作（例如"握拳"和"0K"）重復(fù)做多遍，通過采集裝置采集肢 體動(dòng)作關(guān)聯(lián)的主要肌肉群的表面肌電信號(hào)，采集的表面肌電信號(hào)由多個(gè)通道組成，并記錄 每遍采集時(shí)間的時(shí)間。
[0150] 第二步，對(duì)每種肢體動(dòng)作的多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。
[0151] 例如，對(duì)采集到的多通道的表面肌電信號(hào)進(jìn)行50HZ的工頻干擾陷波，并使用FIR 濾波器進(jìn)行高通濾波，得到預(yù)處理后的表面肌電信號(hào)。
[0152] 第三步，提取每種肢體動(dòng)作的多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)的幅值特征。
[0153] 具體的提取方法可以參照實(shí)施例三種步驟304的描述，這里不再贅述。
[0154] 舉例來說，用戶將握拳動(dòng)作重復(fù)做30遍，每遍采集開始的時(shí)間為[tl，t2，···， t30]，采集到的表面肌電信號(hào)由8個(gè)通道的信號(hào)組成。在提取表面肌電信號(hào)的幅值特征時(shí)， 依次在（tl，tl+300ms)，（t2, t2+300ms)，…（t30, t30+300ms)共 30 個(gè)時(shí)間段內(nèi)，將預(yù)處理后 的表面肌電信號(hào)的各通道的信號(hào)按照IOOms的滑動(dòng)窗間隔進(jìn)行滑動(dòng)，滑動(dòng)窗口的寬度也為 100ms，計(jì)算這30個(gè)時(shí)間段內(nèi)各窗口的信號(hào)的絕對(duì)值的平均值M(n)，將M(n)作為握拳肢體 動(dòng)作的幅值特征，按照同樣的方法可以得到所有肢體動(dòng)作的幅值特征。
[0155] 第四步、訓(xùn)練模板的制作，即建立每種肢體動(dòng)作與幅值特征的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后，制 作好的訓(xùn)練模板發(fā)送給分類器，由分類器根據(jù)訓(xùn)練模板進(jìn)行肢體動(dòng)作的識(shí)別。
[0156] 上述四個(gè)步驟為訓(xùn)練階段，在識(shí)別階段，同樣要提取表面肌電信號(hào)的幅值特征，然 后，將幅值特征輸入分類器進(jìn)行識(shí)別。
[0157] 在基于頻率的識(shí)別方法中，不需要對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行訓(xùn)練，在識(shí)別階段，第一 步，采集多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)；第二步，對(duì)多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；第三 步，確定有效表面肌電信號(hào)的頻率；第四步，進(jìn)行CCA計(jì)算，即計(jì)算有效表面肌電信號(hào)與多 個(gè)正余弦矩陣的相關(guān)系數(shù)，得到有效表面肌邊信號(hào)的最大相關(guān)系數(shù)；第五步，確定有效表面 肌電信號(hào)的頻率。上述第一步至第五步的具體實(shí)現(xiàn)方式可操作實(shí)施例一和實(shí)施例二描述， 這里不再贅述。在確定有效表面肌電信號(hào)的頻率后，根據(jù)有效表面肌電信號(hào)的頻率確定備 選肢體動(dòng)作。
[0158] 本實(shí)施例中，在確定有效表面肌電信號(hào)后，提取有效表面肌電信號(hào)的幅值特征，將 有效表面肌電信號(hào)的幅值特征輸入分類器，分類器將備選肢體動(dòng)作的幅值特征作為模板， 根據(jù)輸入的有效表面肌電信號(hào)的幅值特征和備選肢體動(dòng)作的幅值特征進(jìn)行特征匹配，得到 有效表面肌電信號(hào)對(duì)應(yīng)的肢體動(dòng)作。
[0159] 本發(fā)明各實(shí)施例的方法具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景：（1)作為穿戴設(shè)備的啟動(dòng)命令：例 如通過多次、按特定頻率轉(zhuǎn)動(dòng)手腕來啟動(dòng)肌電手環(huán)，避免誤操作；（2)在開車、跑步等非靜 止?fàn)顟B(tài)下使用：例如調(diào)節(jié)音樂音量、切換歌曲、接聽電話等；（3)由于識(shí)別的準(zhǔn)確度高，因此 可以應(yīng)用于觸發(fā)控制指令。比如：殘疾人通過不同節(jié)律的手勢(shì)來控制輪椅的方向和速度； (4)空中鼠標(biāo)，例如將手指不同頻率的轉(zhuǎn)動(dòng)賦予相應(yīng)的鼠標(biāo)的操作；（5)簡(jiǎn)單的游戲控制： 手指的快，慢2個(gè)運(yùn)動(dòng)可以分別對(duì)應(yīng)賽車游戲的加速和剎車；(6)用于康復(fù)治療過程中對(duì)用 戶的身體協(xié)調(diào)和控制能力進(jìn)行測(cè)試。
[0160] 將所述有效表面肌電信號(hào)的幅值特征與預(yù)先訓(xùn)練得到所述多個(gè)備選肢體動(dòng)作的 幅值特征進(jìn)行匹配，得到與所述有效表面肌電信號(hào)的幅值特征匹配的肢體動(dòng)作，將與所述 有效表面肌電信號(hào)的幅值特征匹配的肢體動(dòng)作作為所述多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)對(duì)應(yīng)的 肢體動(dòng)作。
[0161] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例五提供的基于表面肌電信號(hào)的動(dòng)作識(shí)別設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖， 如圖5所示，本實(shí)施例的基于表面肌電信號(hào)的動(dòng)作識(shí)別設(shè)備包括：獲取模塊11、第一確定模 塊12、第二確定模塊13和識(shí)別模塊14。
[0162] 其中，獲取模塊11，用于獲取多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)；
[0163] 第一確定模塊12,用于根據(jù)所述多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)確定有效表面肌電信 號(hào)；
[0164] 第二確定模塊13,用于確定所述有效表面肌電信號(hào)的頻率；
[0165] 識(shí)別模塊14,用于根據(jù)所述有效表面肌電信號(hào)的頻率確定所述多個(gè)通道的表面肌 電信號(hào)對(duì)應(yīng)的肢體動(dòng)作。
[0166] 可選地，第一確定模塊12具體用于：
[0167] 將所述多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)疊加在一起，對(duì)疊加后的表面肌電信號(hào)除以通道 數(shù)量得到單通道的表面肌電信號(hào)；
[0168] 從所述單通道的表面肌電信號(hào)的起始時(shí)間開始，在每個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)所述單通道的 表面肌電信號(hào)進(jìn)行滑動(dòng)得到所述每個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的窗口，確定所述每個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的 窗口序列，計(jì)算所述每個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的窗口序列的表面肌電信號(hào)平均幅值，其中，所述每 個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻之間相差一個(gè)滑動(dòng)間隔，所述窗口序列的表面肌電信號(hào)平均幅值為所述窗口序 列內(nèi)表面肌電信號(hào)的幅值的絕對(duì)值的平均值，所述滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的窗口序列包括所述滑動(dòng) 時(shí)刻對(duì)應(yīng)的窗口以及所述滑動(dòng)時(shí)刻之前的N-I個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的N-I個(gè)窗口共N個(gè)連續(xù)的 窗口，N為大于等于2的正整數(shù)；
[0169] 若所述每個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻中的滑動(dòng)時(shí)刻T對(duì)應(yīng)的窗口序列的表面肌電信號(hào)平均幅值 不小于預(yù)設(shè)幅值，將所述滑動(dòng)時(shí)刻T對(duì)應(yīng)的窗口序列的起始時(shí)間作為所述有效表面肌電信 號(hào)的起始時(shí)間，將所述有效表面肌電信號(hào)的起始時(shí)間加上預(yù)設(shè)時(shí)間得到所述有效表面肌電 信號(hào)的截止時(shí)間，截取所述有效表面肌電信號(hào)的開始時(shí)間和截止時(shí)間之間的所述多個(gè)通道 的表面肌電信號(hào)作為所述有效表面肌電信號(hào)。其中，預(yù)設(shè)幅值可以為多個(gè)通道的表面肌電 信號(hào)疊加后的表面肌電信號(hào)的幅值的絕對(duì)值的平均值。
[0170] 可選地，第二確定模塊13具體用于：首先，分別計(jì)算所述有效表面肌電信號(hào)與多 個(gè)正余弦矩陣的相關(guān)系數(shù)，其中，所述正余弦矩陣由基頻和倍頻的正弦函數(shù)與余弦函數(shù)組 成，每個(gè)正余弦矩陣的基頻不同；然后，判斷所述有效表面肌電信號(hào)與所述多個(gè)正余弦矩陣 的相關(guān)系數(shù)中的最大相關(guān)系數(shù)是否大于預(yù)設(shè)的相關(guān)系數(shù)；若所述最大相關(guān)系數(shù)大于所述預(yù) 設(shè)的相關(guān)系數(shù)，則將所述最大相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)的正余弦矩陣的基頻作為所述有效表面肌電信 號(hào)的頻率。
[0171] 本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備可用于執(zhí)行方法實(shí)施例一和實(shí)施例二的方案，具體實(shí)現(xiàn)方式 和技術(shù)效果類似，這里不再贅述。
[0172] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例六提供的基于表面肌電信號(hào)的動(dòng)作識(shí)別設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖， 如圖6所示，本實(shí)施例提供的基于表面肌電信號(hào)的動(dòng)作識(shí)別設(shè)備包括：獲取模塊21、第一確 定模塊22、第二確定模塊23、提取模塊24和識(shí)別模塊25。
[0173] 其中，獲取模塊21，用于獲取多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)；
[0174] 第一確定模塊22,用于根據(jù)所述多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)確定有效表面肌電信 號(hào)；
[0175] 第二確定模塊23,用于確定所述有效表面肌電信號(hào)的頻率；
[0176] 提取模塊24,用于提取所述有效表面肌電信號(hào)的幅值特征；
[0177] 識(shí)別模塊25,用于根據(jù)所述有效表面肌電信號(hào)的幅值特征和所述有效表面肌電信 號(hào)的頻率確定所述多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)對(duì)應(yīng)的肢體動(dòng)作。
[0178] 可選地，第一確定模塊22具體用于：
[0179] 將所述多個(gè)通道的表面肌電信號(hào)疊加在一起，對(duì)疊加后的表面肌電信號(hào)除以通道 數(shù)量得到單通道的表面肌電信號(hào)；
[0180] 從所述單通道的表面肌電信號(hào)的起始時(shí)間開始，在每個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)所述單通道的 表面肌電信號(hào)進(jìn)行滑動(dòng)得到所述每個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的窗口，確定所述每個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的 窗口序列，計(jì)算所述每個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的窗口序列的表面肌電信號(hào)平均幅值，其中，所述每 個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻之間相差一個(gè)滑動(dòng)間隔，所述窗口序列的表面肌電信號(hào)平均幅值為所述窗口序 列內(nèi)表面肌電信號(hào)的幅值的絕對(duì)值的平均值，所述滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的窗口序列包括所述滑動(dòng) 時(shí)刻對(duì)應(yīng)的窗口以及所述滑動(dòng)時(shí)刻之前的N-I個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的N-I個(gè)窗口共N個(gè)連續(xù)的 窗口，N為大于等于2的正整數(shù)；
[0181] 當(dāng)所述每個(gè)滑動(dòng)時(shí)刻中的滑動(dòng)時(shí)刻T對(duì)應(yīng)的窗口序列的肌電信號(hào)平均幅值不小 于預(yù)設(shè)幅值時(shí)，將所述滑動(dòng)時(shí)刻T對(duì)應(yīng)的窗口序列的起始時(shí)間作為所述有效表面肌電信號(hào) 的起始時(shí)間，將所述有效表面肌電信號(hào)的起始時(shí)間加上預(yù)設(shè)時(shí)間得到所述有效表面肌電信 號(hào)的截止時(shí)間，截取所述有效表面肌電信號(hào)的開始時(shí)間和截止時(shí)間之間的所述多個(gè)通道的 表面肌電信號(hào)作為所述有效表面肌電信號(hào)。其中，預(yù)設(shè)幅值可以為多個(gè)通道的表面肌電信 號(hào)疊加后的表面肌電信號(hào)的幅值的絕對(duì)值的平均值。
[0182] 可選地，第二確定模塊23具體用于：首先，分別計(jì)算所述有效表面肌電信號(hào)與多 個(gè)正余弦矩陣的相關(guān)系數(shù)，其中，所述正余弦矩陣由基頻和倍頻的正弦函數(shù)與余弦函數(shù)組 成，每個(gè)正余弦矩陣的基頻不同；然后，判斷所述有效表面肌電信號(hào)與所述多個(gè)正余弦矩陣 的相關(guān)系數(shù)中的最大相關(guān)系數(shù)是否大于預(yù)設(shè)的相關(guān)系數(shù)；若所述最大相關(guān)系數(shù)大于所述預(yù) 設(shè)的相關(guān)系數(shù)，則將所述最大相關(guān)系數(shù)對(duì)應(yīng)的正余弦矩陣的基頻作為所述有效表面肌電信 號(hào)的頻率。
[0183] 可選地，提取模塊24具體用于：對(duì)所述有效表面肌電信號(hào)的每個(gè)通道的表面肌電 信號(hào)分別進(jìn)行滑動(dòng)窗口處理；計(jì)算所述有效表面肌電信號(hào)的每個(gè)通道的表面肌電信號(hào)的每 個(gè)滑動(dòng)窗口的平均幅值，其中，所述每個(gè)滑動(dòng)窗口的平均幅值為所述每個(gè)滑動(dòng)窗口內(nèi)表面 肌電信號(hào)的幅值的絕對(duì)