[发明专利]基于时变Copula互信息的肌间耦合分析方法在审

专利信息
申请号: 202011278635.X 申请日: 2021-02-08
公开(公告)号: CN112509689A 公开(公告)日: 2021-03-16
发明(设计)人: 佘青山;王洪安;马玉良;高云园 申请(专利权)人: 杭州电子科技大学
主分类号: G16H50/20 分类号: G16H50/20;G16H20/30;G06F17/18;G06F17/17
代理公司: 浙江千克知识产权代理有限公司 33246 代理人: 周希良
地址: 310018 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 基于 copula 互信 耦合 分析 方法
【权利要求书】:

1.基于时变Copula互信息的肌间耦合分析方法,其特征在于:该方法包括以下主要步骤:

步骤(1),表面肌电信号的同步采集以及预处理;

具体为:在表面肌电设备的监控下,同步采集腕屈和腕展运动过程中上肢肱二头肌和肱三头肌上的2通道sEMG信号;

利用切比雪夫Ⅱ型带通滤波器将上述sEMG信号划分到不同特征频段上:theta(4~8Hz)、alpha(8~15Hz)、beta(15~30Hz)、低gamma(30~45Hz)和高gamma(45~60Hz);

步骤(2),经验分布函数估计边际分布;

假设各频段上的2通道sEMG信号和是来自连续分布函数ui和vi的同分布样本,N为时间序列的长度,i=1,2,...,5表示5个特征频段,那么ui和vi的经验分布函数估计为

其中,I为示性函数;

步骤(3),典型极大似然估计时变Copula函数参数;

所述的时变Copula函数参数采用时变Normal Copula函数和时变SJC Copula函数;

步骤(4),模型拟合优度检验;

采用Akaike信息准则衡量拟合优度,所述的拟合优度为构建的时变Copula模型对肌间耦合关系的拟合优度;

步骤(5),计算时变Copula互信息;

根据互信息与Copula熵的等价关系,时变Copula互信息MI定义为

其中u,v为边际分布函数,为时变Copula熵;

步骤(6),肌间耦合分析

根据Akaike信息准则的最小原则,从两种时变Copula函数中挑选出拟合效果最佳的时变Copula函数,采用步骤(5)计算得到的时变Copula互信息度量不同腕部动作、不同特征功能频段上的肌间线性和非线性耦合强度,时变Copula互信息值越大,肌间耦合强度越高。

2.根据权利要求1所述的基于时变Copula互信息的肌间耦合分析方法,其特征在于:时变Copula熵计算如下

其中,E[·]表示求期望,ctime-varying为时变Copula密度函数,为边际分布函数的估计,为时变Copula函数参数的估计。

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