，而且更顯得時(shí)尚，根據(jù)使用肌電傳感器的成功案例，例如MYO控制臂環(huán)，肌電傳感器能提供精確的肌電電極變化監(jiān)測(cè)功能，即使是簡(jiǎn)單的敲擊動(dòng)作。本發(fā)明可以使用肌電傳感器感知敲擊動(dòng)作，并通過(guò)綜合分析，將每次敲擊動(dòng)作與字符輸入結(jié)合起來(lái)，如圖1。
[0034]在一實(shí)施例中，如圖2、圖3、圖4以及圖5，圖2是智能腕帶的側(cè)面圖，其中PlOl是處理模塊，P102是肌電傳感器；圖3是智能腕帶的展開(kāi)圖，其中P201是主體腕帶的拓展槽(共八個(gè))，P202是拓展槽內(nèi)部連接點(diǎn)，P203是處理模塊，P204是數(shù)據(jù)傳輸總線以及電源線；圖4是一個(gè)可拆卸的肌電傳感器，P301是三個(gè)必須的感應(yīng)電極，P302是兩個(gè)電極，用于與拓展槽連接點(diǎn)相連；圖5是處理模塊，P401是處理器，P402是存儲(chǔ)器，P403是六軸慣性測(cè)試單元aMU)，P404是通信模塊，P405是USB接口。一種基于EMG的可穿戴式文本輸入系統(tǒng)是一款可穿戴智能系統(tǒng)，主要包括腕帶主體以及肌電傳感器模塊，肌電傳感器可拆卸，可選擇性地嵌入腕帶主體的拓展槽，嵌入的位置與數(shù)目會(huì)影響識(shí)別精度與設(shè)備能耗;肌電傳感器感知肌電生物電變化，并傳送給處理器處理;腕帶主體處理模塊內(nèi)嵌六軸慣性測(cè)試單元(MU)，能記錄用戶(hù)手臂移動(dòng)數(shù)據(jù)，可以分析出手臂運(yùn)動(dòng)軌跡;腕帶主體處理模塊內(nèi)嵌處理器與存儲(chǔ)器，含有多種處理算法，可處理傳感器所獲取的信息;腕帶主體通過(guò)內(nèi)嵌的通信模塊將分析后的字符信息傳送給其他電子設(shè)備。具有相同功能的肌電傳感器可選擇地嵌入到拓展槽，傳感器感知到敲擊動(dòng)作產(chǎn)生的肌電生物電變化，將之轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送至處理器。
[0035]肌電傳感器嵌入位置與數(shù)目會(huì)影響精度，傳感器覆蓋肌電的位置越正確數(shù)據(jù)精度越高，傳感器使用數(shù)目越多精度越高，但能耗越多。
[0036]腕帶主體，主體內(nèi)置電源模塊，電源由電池提供，電池可通過(guò)諸如USB接口充電；USB接口除可用于充電，還可以連接其他電子設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)；主體設(shè)計(jì)有拓展槽，傳感器可以嵌入，嵌入后可傳輸數(shù)據(jù)，亦可充電；肌電傳感器，內(nèi)置電池，可獨(dú)立充電；處理器，含有多種算法(如包括“濾波，糾正，匹配”算法)，對(duì)肌電傳感器以及IMU傳感器發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行“特征提取-自學(xué)習(xí)-按鍵動(dòng)作識(shí)別與匹配-文本組合”，最后將匹配的字符通過(guò)通信模塊發(fā)送出去。
[0037]本發(fā)明同時(shí)提供了一種基于EMG的可穿戴式文本輸入方法，在一實(shí)施例中，按以下步驟完成文本輸入。
[0038]SlOl:數(shù)據(jù)收集階段，根據(jù)訓(xùn)練模型，把EMG和MJ傳感器在每個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)感知的信號(hào)收集起來(lái)，并建立起數(shù)據(jù)模型，存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器內(nèi)；其中EMG傳感器捕捉手指敲擊紙質(zhì)鍵盤(pán)時(shí)肌電產(chǎn)生的生物電變化信號(hào)；MU傳感器捕捉手臂移動(dòng)時(shí)加速度傳感器和陀螺儀的讀數(shù)，分析可獲得手臂的移動(dòng)軌跡。
[0039]S102:特征提取。從SlOl中獲取到數(shù)據(jù)模型，結(jié)合頂U(kuò)獲取的數(shù)據(jù)，通過(guò)濾波算法去除影響EMG信號(hào)的噪音，然后提取出有用的特征信號(hào)。
[0040]S103:特征集。根據(jù)S102獲得有用的特征信號(hào)，將記錄于特征集之中，特征集中存儲(chǔ)有歷史特征數(shù)據(jù)以及最新的特征數(shù)據(jù)。根據(jù)訓(xùn)練模型對(duì)最新的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立起結(jié)構(gòu)化的特征模型。結(jié)合歷史特征數(shù)據(jù)，逐步統(tǒng)計(jì)完善已有的特征模型。
[0041]S104:自學(xué)習(xí)接口。根據(jù)最新的特征集，結(jié)合歷史特征模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步修正，為識(shí)別模型提供精確的數(shù)據(jù)，提供了靈活的接口。
[0042]S105:識(shí)別模型與按鍵辨識(shí)。分析自學(xué)習(xí)接口提供的數(shù)據(jù)模型，根據(jù)匹配算法，識(shí)別出每次動(dòng)作的所對(duì)應(yīng)的按鍵，確定用戶(hù)所欲輸入的字符。
[0043]S106:基于語(yǔ)法的文本輸入接口。根據(jù)語(yǔ)法規(guī)則，對(duì)缺失的字符進(jìn)行上下文分析，然后模糊修復(fù)，最后組合成單詞甚至句子。
[0044]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于EMG的可穿戴式文本輸入系統(tǒng)，其特征在于:包括腕帶主體以及傳感器模塊，所述腕帶主體內(nèi)嵌慣性測(cè)試單元MU、處理器、存儲(chǔ)器、通信模塊以及擴(kuò)展槽;所述傳感器模塊嵌入所述擴(kuò)展槽中；所述傳感器將肌電生物電變化信息傳送給所述處理器;所述慣性測(cè)試單元IMU記錄分析手臂的運(yùn)動(dòng)信息并傳送給所述處理器;所述通信模塊將分析后的字符信息進(jìn)行傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EMG的可穿戴式文本輸入系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器模塊為肌電傳感器，所述肌電傳感器感知敲擊動(dòng)作產(chǎn)生的肌電生物電變化，將之轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至處理器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EMG的可穿戴式文本輸入系統(tǒng)，其特征在于:所述腕帶主體內(nèi)置電源模塊，所述電源模塊為電池或外接充電；所述腕帶主體上的接口用于充電或數(shù)據(jù)傳輸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EMG的可穿戴式文本輸入系統(tǒng)，其特征在于:所述處理器對(duì)傳感器模塊和慣性測(cè)試單元MU傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行特征提取、自學(xué)習(xí)、按鍵動(dòng)作識(shí)別與匹配和文本組合之后將匹配的字符通過(guò)通信模塊發(fā)送出去。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于EMG的可穿戴式文本輸入系統(tǒng)，其特征在于:所述肌電傳感器含有五個(gè)電極，其中兩個(gè)在側(cè)邊用于連接擴(kuò)展槽，另外三個(gè)在底部用于感知肌電變化。6.—種基于EMG的可穿戴式文本輸入方法，其特征在于:包括如下步驟:(SlOl)接收傳感器模塊的數(shù)據(jù)信息；(S102)進(jìn)行特征提取；(S103)建立特征集；(S105)字符識(shí)別；(S105)生成文本字符。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于EMG的可穿戴式文本輸入方法，其特征在于:所述步驟(5101)中，根據(jù)訓(xùn)練模型，把傳感器模塊和慣性測(cè)試單元MU在每個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)感知的信號(hào)收集起來(lái)，并建立起數(shù)據(jù)模型，存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器內(nèi)；其中傳感器模塊捕捉手指敲擊紙質(zhì)鍵盤(pán)時(shí)肌電產(chǎn)生的生物電變化信號(hào)；MU捕捉手臂移動(dòng)時(shí)加速度傳感器和陀螺儀的讀數(shù)，分析可獲得手臂的移動(dòng)軌跡。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于EMG的可穿戴式文本輸入方法，其特征在于:所述步驟(5102)中，通過(guò)濾波算法去除影響EMG信號(hào)的噪音，然后提取出有用的特征信號(hào);所述步驟(5103)中，根據(jù)訓(xùn)練模型對(duì)最新的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立起結(jié)構(gòu)化的特征模型;所述步驟(S105)中，分析數(shù)據(jù)模型，根據(jù)匹配算法，識(shí)別出每次動(dòng)作的所對(duì)應(yīng)的按鍵，確定用戶(hù)所欲輸入的字符;所述步驟(S106)中，根據(jù)語(yǔ)法規(guī)則，對(duì)缺失的字符進(jìn)行上下文分析，然后模糊修復(fù)，輸出文本信息。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于EMG的可穿戴式文本輸入方法，其特征在于:所述的基于EMG的可穿戴式文本輸入方法還包括自學(xué)習(xí)步驟，具體為:根據(jù)最新的特征集，結(jié)合歷史特征模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步修正，為識(shí)別模型提供精確的數(shù)據(jù)，提供了靈活的接口。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于EMG的可穿戴式文本輸入方法，其特征在于:所述傳感器模塊為肌電傳感器，所述肌電傳感器感知敲擊動(dòng)作產(chǎn)生的肌電生物電變化，將之轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至處理器;所述慣性測(cè)試單元MU記錄分析手臂的運(yùn)動(dòng)信息并傳送給所述處理器;所述通信模塊將分析后的字符信息進(jìn)行傳輸。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及智能識(shí)別領(lǐng)域，其公開(kāi)了一種基于EMG的可穿戴式文本輸入系統(tǒng)，包括腕帶主體以及傳感器模塊，所述腕帶主體內(nèi)嵌慣性測(cè)試單元IMU、處理器、存儲(chǔ)器、通信模塊以及擴(kuò)展槽；所述傳感器模塊嵌入所述擴(kuò)展槽中；所述傳感器將肌電生物電變化信息傳送給所述處理器；所述慣性測(cè)試單元IMU記錄分析手臂的運(yùn)動(dòng)信息并傳送給所述處理器；所述通信模塊將分析后的字符信息進(jìn)行傳輸。本發(fā)明的有益效果是：智能腕帶更便攜，更時(shí)尚；可拆卸的設(shè)計(jì)增加了設(shè)備的趣味性，傳感器合理的選擇能提高精度的同時(shí)也降低了能耗。
【IPC分類(lèi)】G06F3/01
【公開(kāi)號(hào)】CN105511615
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510884533
【發(fā)明人】伍楷舜, 鄒永攀, 葉樹(shù)鋒
【申請(qǐng)人】深圳大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日