[实用新型]肌电信号实时压缩采样重构的仿真系统

说明书

本实用新型为肌电信号实时压缩采样重构的仿真系统，该系统通过数据采集卡将Matlab与佩戴在待测试者下肢的肌电传感器连接起来，上位机上安装板卡，上位机通过板卡上的外部接口连接数据采集卡进而控制肌电传感器，在上位机中的Matlab/Simulink里搭建仿真模型，其中搭建的Matlab/Simulink仿真模型包括通道选择模块、压缩模块、过完备字典生成模块、重构模块、评价模块和识别模块。该系统能实现肌电信号的实时压缩采集重构。

技术领域

本实用新型涉及计算机信息处理领域，具体涉及一种肌电信号实时压缩采样重构的仿真系统。

背景技术

表面肌电信号(surface Electromyogram，sEMG)作为生物电信号大家族的一员，在临床诊断及康复医学、运动医学等具有重要意义。小型便携的穿戴式表面肌电信号传感器采集得到的肌电信号，其采样率、量化字长、通道数和实验时间等因素可能导致潜在的大量数据。有效传输和存储sEMG是一个亟待解决的问题。压缩感知是通过对数据的有效压缩，提取有效信息的最少数据来完成数据的降采样，从而有效的解决sEMG数据的传输和存储过程中数据量过大对系统带来的负担。通过欠采样技术对原始信号进行线性测量，再利用信号重构算法，根据少量的观测值重构原始信号。但目前所用的肌电信号压缩仿真系统不能实现实时性压缩采集重构。

实用新型内容

本实用新型提供一种肌电信号实时压缩采样重构的仿真系统，该系统能实现肌电信号的实时压缩采集重构。

本实用新型的技术方案为：

一种肌电信号实时压缩采样重构的仿真系统，该系统通过数据采集卡将Matlab与佩戴在待测试者下肢的肌电传感器连接起来，上位机上安装板卡，上位机通过板卡上的外部接口连接数据采集卡进而控制肌电传感器，在上位机中的Matlab/Simulink里搭建仿真模型，其中搭建的Matlab/Simulink仿真模型包括通道选择模块、压缩模块、过完备字典生成模块、重构模块、评价模块和识别模块。

所述肌电传感器采用美国Delsys公司的TrignoTM Wireless EMG肌电采集传感器，并配有TrignoTM Wireless EMG基站，数据采集卡采用Quanser端子板，板卡为Quanser公司Q-PID板卡，上位机中安装QuaRC软件，将EMG基站的“1-64EMG接口”通过数据线连接至Quanser端子板的“Analog 0”输入口。

所述通道选择模块用于选择单通道或多通道模式进行采集；

所述压缩模块用于将采集的长度为N的肌电信号进行压缩获得观测向量；

所述过完备字典生成模块用于获得KSVD肌电信号字典；

所述重构模块用于利用重构算法及获取的压缩模块和过完备字典生成模块的数据，获得重构的肌电信号

所述评价模块获取重构模块及通道选择模块数据；

所述识别模块获取重构模块及通道选择模块数据。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

1)本实用新型通过通过数据采集卡将Matlab与佩戴在待测试者下肢的肌电传感器连接起来，同时配合板卡，实现肌电信号的实时传输采集，在上位机中搭建仿真模型，能够实现实时压缩重构，保证重构的实时性并提高了肌电信号重构的速度；

2)本实用新型利用肌电传感器和数据采集卡及Simulink工具共同搭建一个肌电信号的实时压缩采样和重构的半实物仿真系统。此系统设计的创新处即通过数据采集卡将只能用作仿真的Matlab与外部实际的肌电传感器连接起来,形成了半实物系统设计，用户可以直接在Matlab/Simulink里搭建仿真模型，再通过板卡上的外部接口控制被控对象，进行算法的研究，更加直观、简洁。