基于模式識(shí)別的肌電信號(hào)動(dòng)作分類性能研究.pdf

1、隨著人口的增長(zhǎng)、醫(yī)療的進(jìn)步、人口老齡化的發(fā)展和近年來世界上發(fā)生的一些局部戰(zhàn)爭(zhēng)及沖突的增多，肢體截肢人群數(shù)量不斷增加，與此同時(shí)人工假肢控制技術(shù)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了多種適合不同截肢人群，能夠幫助他們工作與生活的假肢上肢。但是由于傳統(tǒng)假肢控制方法的固有局限，當(dāng)前假肢存在著功能單一、控制緩慢、動(dòng)作笨拙等問題。
　　 肌電信號(hào)控制的假肢上肢具有的直觀控制、自然等優(yōu)點(diǎn)，使得基于模式識(shí)別的肌電假肢控制方法成為當(dāng)前假肢研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。該方法

2、的理論基礎(chǔ)是肌肉電信號(hào)EMG包含人體肢體的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)信息，對(duì)EMG信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作分類，可以得到截肢者想要做的肢體動(dòng)作類型，再根據(jù)識(shí)別的動(dòng)作類型操控假肢完成相應(yīng)的動(dòng)作。
　　 從采集的肌電信號(hào)中提取出信號(hào)特征參數(shù)，再根據(jù)特征利用模式識(shí)別方法識(shí)別出使用者的“意圖”運(yùn)動(dòng)是肌電假肢控制方法的核心內(nèi)容。在有限的肌電信號(hào)中提取出更多有關(guān)肌肉收縮狀態(tài)和肢體運(yùn)動(dòng)的信息，即特征參數(shù)的選擇是肌電假肢研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一。此外，肌電信號(hào)是一種微弱的生物

3、電信號(hào)，受到多種因素的影響，研究這些因素對(duì)信號(hào)的干擾程度能夠?yàn)榧‰娂僦芯刻峁┯幸娴闹笇?dǎo)。
　　 本文對(duì)基于模式識(shí)別的肌電假肢關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，圍繞肌電假肢控制方案的框架與組成部分展開一系列的工作。在詳細(xì)探討肌電信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理與采集、信號(hào)預(yù)處理與特征提取的基礎(chǔ)上，將線性判別分析法應(yīng)當(dāng)肌電信號(hào)動(dòng)作判別中，建立了基于模式識(shí)別的肌電假肢控制方案框架。論文的主要工作如下：
　　 1)構(gòu)建了基于模式識(shí)別方法的肌電假肢控制方案的

4、框架體系。在分析國(guó)內(nèi)外肌電假肢的研究狀況，以及當(dāng)前商業(yè)假肢的發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，結(jié)合假肢使用者的需求，給出了基于模式識(shí)別的肌電假肢控制方案的總體框架，并對(duì)框架所涉及的各個(gè)部分進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。
　　 2)提出了特征參數(shù)迭代選擇算法并將其應(yīng)用到特征參數(shù)的選擇中，創(chuàng)造性地從肌電信號(hào)中提取了八個(gè)時(shí)域特征和不同階次的AR模型系數(shù)，利用模式識(shí)別方法中的線性判別分析法構(gòu)造分類器，分別研究了將時(shí)域特征、AR模型特征以及兩種特征組合作為信號(hào)特征集合