智能手表等可穿戴智能設(shè)備在近幾年得到迅猛發(fā)展。但由于屏幕小等原因,這些智能可穿戴設(shè)備的輸入受到很大限制,因此交互問(wèn)題成為制約可穿戴技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵性因素。與此同時(shí),社會(huì)發(fā)展也促使人們?cè)絹?lái)越關(guān)注于個(gè)人健康,使得監(jiān)測(cè)身體信息的智能設(shè)備也得到發(fā)展,不僅僅是心率檢測(cè)等功能,肌電信號(hào)（EMG）也可被用于人機(jī)交互領(lǐng)域中,比如手勢(shì)識(shí)別功能。但是,當(dāng)前的研究方法或是只能識(shí)別大的動(dòng)作,或者只能是少量的動(dòng)作,或者是需要多種硬件支持。在此背景下,本課題設(shè)計(jì)了一套基于肌電信號(hào)解決輸入受限問(wèn)題的可穿戴式文本輸入系統(tǒng),可借用較少的硬件設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的擊鍵識(shí)別,達(dá)到虛擬鍵盤(pán)的效果。為實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集與處理的功能,首先,本課題使用了商用的硬件配件設(shè)計(jì)了一套智能腕帶,用于采集手指敲擊鍵盤(pán)時(shí)前臂肌肉產(chǎn)生的肌電信號(hào)。然后,為處理采集到的原始信號(hào),得到低損耗、高信噪比的肌電信號(hào),本課題為系統(tǒng)設(shè)計(jì)了有效的噪聲抑制算法。接著,本課題提出變化量的定義公式,設(shè)計(jì)了基于變化量的算法以用于檢測(cè)并提取因動(dòng)作而產(chǎn)生的肌電信號(hào)（動(dòng)作信號(hào)）。除此以外,本課題設(shè)計(jì)算法對(duì)動(dòng)作信號(hào)進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)文本輸入功能。首先,本課題設(shè)計(jì)了內(nèi)嵌式的特征工程用于選取有效... 

【文章來(lái)源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

幾種外接鍵盤(pán)

本課題提出一種新型的可穿戴式文本輸入系統(tǒng)：在標(biāo)準(zhǔn)打字的過(guò)程中，前臂的肌肉守神經(jīng)系統(tǒng)的控制進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，伴隨著肌電信號(hào)的產(chǎn)生，而本系統(tǒng)則通過(guò)可穿戴設(shè)備采集到肌電信號(hào)，結(jié)合多分類(lèi)模型識(shí)別出打字擊鍵動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)字符，實(shí)現(xiàn)虛擬鍵盤(pán)功能，進(jìn)而在字符識(shí)別的基礎(chǔ)上進(jìn)行單詞糾錯(cuò)，完成精確的文本輸入功能。從采集到原始的肌電信號(hào)，最終輸出目標(biāo)文本信息，系統(tǒng)共經(jīng)過(guò) 4 個(gè)工作步驟，如圖 1-2，其中包括： 數(shù)據(jù)采集：通過(guò)硬件設(shè)備感知并采集肌電信號(hào)； 數(shù)據(jù)處理：對(duì)采集到的原始肌電信號(hào)主要經(jīng)過(guò)兩部分處理工作：1）對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行濾波去噪；2）從去噪后的信號(hào)序列中提取有效的動(dòng)作樣本； 數(shù)據(jù)分析：再通過(guò)識(shí)別模型對(duì)動(dòng)作樣本進(jìn)行識(shí)別，輸出字符信息； 文本重組：將識(shí)別模型輸出的字符組成單詞，再單詞糾錯(cuò)模型對(duì)錯(cuò)誤的單詞進(jìn)行糾正，最終輸出準(zhǔn)確的文本信息。

基于肌電信號(hào)的新型可穿戴式文本輸入系統(tǒng)，如圖 2-1。圖 2-1 為左手前臂相關(guān)肌肉的展示圖，分別是：指伸肌，位于前臂手背一側(cè)，主要功能是通過(guò)肌肉的收縮來(lái)控制除拇指外的四一側(cè)運(yùn)動(dòng)，比如手掌伸展活動(dòng)；小指伸肌，也是位于前臂手背一側(cè)，緊挨著指伸肌，參與到小拇指的活動(dòng)控制拇長(zhǎng)展肌，位于前臂手背一側(cè)及前端，主要功能是通過(guò)肌肉的收縮控制大拇指?jìng)?cè)運(yùn)動(dòng)；指深屈肌，位于前臂掌心一側(cè)，控制著四指的彎曲，常見(jiàn)動(dòng)作如握拳、敲、勾長(zhǎng)屈肌、前旋方肌組成前臂腹部肌肉組織，共同控制著手掌運(yùn)動(dòng)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]表面肌電信號(hào)分析及其應(yīng)用研究[J]. 王健,金小剛.  中國(guó)體育科技. 2000(08)



本文編號(hào)：3294106