[发明专利]一种带自修复和自校准功能的腕带式手势识别设备及方法

权利要求书

1.一种用于对腕带式手势识别设备进行自修复和校准的方法，所述腕带式手势识别设备包括：腕带式阵列表面肌电采集模块和控制核心模块，其中：

所述腕带式阵列表面肌电采集模块，用于采集手势动作产生的腕部表面肌电信号，并对信号进行放大、滤波及数字采样；

所述控制核心模块，用于系统时序控制、信号预处理、手势识别和控制指令发送，包括：异常信号检测及修复模块、电极校准模块、手势识别模块、无线传输模块，其中：

所述异常信号检测及修复模块，用于检测阵列表面肌电中的异常信号，并进行修复处理；

所述电极校准模块，用于校准偏移后的肌电信号；

所述手势识别模块，基于校准后的表面肌电信号进行手势动作识别；

其特征在于，所述异常信号检测及修复模块的检测及修复过程包括如下步骤：

步骤(1)对数据取绝对值，计算每个通道的平均值以及标准差；

步骤(2)计算同列通道两两间的平均值比值，得到平均值比值矩阵；计算同列通道两两间的标准差比值，得到标准差比值矩阵；

步骤(3)以行为单位，对均值比值矩阵和标准差比值矩阵进行异常值检测，通过设定的阈值Th确定异常比值和正常比值；

步骤(4)依据异常比值和正常比值确定异常通道，利用相邻通道数据修复异常通道。

2.根据权利要求1所述的一种用于对腕带式手势识别设备进行自修复和校准的方法，其特征在于：

步骤(2)中所述平均值比值矩阵，其尺寸为M*N，对于行通道数为p、列通道数为q的电极阵列，有：

N＝p；

其中，同列的M个元素依次为

其中，代表第n列第i个通道与第j个通道的均值比值。

3.根据权利要求1所述的一种用于对腕带式手势识别设备进行自修复和校准的方法，其特征在于：

步骤(2)中所述标准差比值矩阵，其尺寸为M*N，对于行通道数为p、列通道数为q的电极阵列，有：

N＝p；

其中，同列的M个元素依次为

其中，代表第n列第i个通道与第j个通道的标准差比值。

4.根据权利要求1所述的一种用于对腕带式手势识别设备进行自修复和校准的方法，其特征在于：

所述步骤(3)中，对平均值比值矩阵和标准差比值矩阵进行的异常值检测，包括：

对矩阵的每一行，计算每个元素的标准分数(Zscore)；

若标准分数小于阈值Th，则判定该比值为正常比值，否则判定为异常比值。

5.根据权利要求1所述的一种用于对腕带式手势识别设备进行自修复和校准的方法，其特征在于，所述阈值Th基于人工标定好异常通道的数据确定。

6.根据权利要求1所述的一种用于对腕带式手势识别设备进行自修复和校准的方法，其特征在于：

所述步骤(4)中依据异常比值和正常比值确定异常通道，包括：

若和均被判定为正常值，则第n列第i个通道与第j个通道被判定为正常通道；

将所有未被判定为正常通道的通道判定为异常通道。

7.根据权利要求1所述的一种用于对腕带式手势识别设备进行自修复和校准的方法，其特征在于：

所述步骤(4)中利用相邻通道数据修复异常通道，采用相邻通道加权的方式修复异常通道。

8.根据权利要求1所述的一种用于对腕带式手势识别设备进行自修复和校准的方法，其特征在于，所述电极校准模块采用主激活区域提取算法。

9.根据权利要求1所述的一种用于对腕带式手势识别设备进行自修复和校准的方法，其特征在于：

所述手势识别模块适用于多种分类器。