[发明专利]一种基于表面肌电和肌音信号融合的人机接口系统

权利要求书

1.一种基于表面肌电和肌音信号融合的人机接口系统，其特征在于，包括肌电与肌音信号联合采集装置和肌电与肌音信号融合解码装置；所述肌电与肌音信号联合采集装置用于同时采集单通道或多通道的表面肌电与肌音信号；所述肌电与肌音信号融合解码装置用于解码人的意图，将所述人的意图转化为外接设备的控制指令；

所述肌电与肌音信号联合采集装置包括表面电极模块和肌音传感器模块；所述肌电与肌音信号联合采集装置通过所述表面电极模块采集肌电信号，通过所述肌音传感器模块采集肌音信号；在同一块肌肉上，所述肌电与肌音信号联合采集装置既可以采集到表面肌电信号又可以同时采集到肌音信号，从肌肉电生理学和肌肉振动两个方面反映肌肉活动。

2.如权利要求1所述的一种基于表面肌电和肌音信号融合的人机接口系统，其特征在于，所述肌音传感器模块包括一对肌音传感器，通过差分滤波的方式采集肌音信号，用于消除环境噪声及肢体运动伪迹的干扰。

3.如权利要求1所述的一种基于表面肌电和肌音信号融合的人机接口系统，其特征在于，所述表面电极模块包括干电极，所述干电极是镀金铜电极或氯化银电极。

4.如权利要求2所述的一种基于表面肌电和肌音信号融合的人机接口系统，其特征在于，所述肌音传感器为微加速度传感器或压电加速度传感器或高灵敏度麦克风。

5.如权利要求1所述的一种基于表面肌电和肌音信号融合的人机接口系统，其特征在于，所述肌电与肌音信号联合采集装置能够对采集到的表面肌电和肌音信号进行放大和滤波处理，以确保信号质量，提高信噪比。

6.如权利要求1所述的一种基于表面肌电和肌音信号融合的人机接口系统，其特征在于，所述肌电与肌音信号融合解码装置，能够同时解码肌电和肌音信号，综合肌电信号和肌音信号的解码结果，分析出人的意图。

7.如权利要求6所述的一种基于表面肌电和肌音信号融合的人机接口系统，其特征在于，所述肌电与肌音信号融合解码装置，通过对采集到的肌电和肌音信号进行时域及频域特征提取、模式分类，将得出的分类结果实时发送给所述外接设备，使所述外接设备按照所述人的意图完成相应的任务。

8.如权利要求6所述的一种基于表面肌电和肌音信号融合的人机接口系统，其特征在于，所述肌电与肌音信号融合解码装置，能根据不同肌肉收缩产生的表面肌电和肌音信号对应的特征矩阵的不同，利用分类器或机器学习算法，得出模式分类结果。

9.如权利要求6所述的一种基于表面肌电和肌音信号融合的人机接口系统，其特征在于，所述肌电与肌音信号融合解码装置的解码具体流程是：

(1)对采集到的肌电与肌音信号进行滑动分窗处理；

(2)提取每个时间窗的肌电与肌音信号的时域TD特征或频域PSD特征，得到信号的特征矩阵；

(3)利用特征矩阵训练线性LDA分类器；

(4)根据不同肌肉收缩产生的表面肌电和肌音信号对应的特征矩阵的不同，所述线性LDA分类器实时给出模式分类结果。