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,社會發(fā)展也促使人們越來越關(guān)注于個人健康,使得監(jiān)測身體信息的智能設(shè)備也得到發(fā)展,不僅僅是心率檢測等功能,肌電信號（EMG）也可被用于人機交互領(lǐng)域中,比如手勢識別功能。但是,當(dāng)前的研究方法或是只能識別大的動作,或者只能是少量的動作,或者是需要多種硬件支持。在此背景下,本課題設(shè)計了一套基于肌電信號解決輸入受限問題的可穿戴式文本輸入系統(tǒng),可借用較少的硬件設(shè)備來實現(xiàn)細(xì)粒度的擊鍵識別,達(dá)到虛擬鍵盤的效果。為實現(xiàn)信號采集與處理的功能,首先,本課題使用了商用的硬件配件設(shè)計了一套智能腕帶,用于采集手指敲擊鍵盤時前臂肌肉產(chǎn)生的肌電信號。然后,為處理采集到的原始信號,得到低損耗、高信噪比的肌電信號,本課題為系統(tǒng)設(shè)計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)計了基于變化量的算法以用于檢測并提取因動作而產(chǎn)生的肌電信號（動作信號）。除此以外,本課題設(shè)計算法對動作信號進行分析,實現(xiàn)文本輸入功能。首先,本課題設(shè)計了內(nèi)嵌式的特征工程用于選取有效... 

【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

幾種外接鍵盤

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)打字的過程中，前臂的肌肉守神經(jīng)系統(tǒng)的控制進行運動，伴隨著肌電信號的產(chǎn)生，而本系統(tǒng)則通過可穿戴設(shè)備采集到肌電信號，結(jié)合多分類模型識別出打字擊鍵動作所對應(yīng)的目標(biāo)字符，實現(xiàn)虛擬鍵盤功能，進而在字符識別的基礎(chǔ)上進行單詞糾錯，完成精確的文本輸入功能。從采集到原始的肌電信號，最終輸出目標(biāo)文本信息，系統(tǒng)共經(jīng)過 4 個工作步驟，如圖 1-2，其中包括： 數(shù)據(jù)采集：通過硬件設(shè)備感知并采集肌電信號； 數(shù)據(jù)處理：對采集到的原始肌電信號主要經(jīng)過兩部分處理工作：1）對原始信號進行濾波去噪；2）從去噪后的信號序列中提取有效的動作樣本； 數(shù)據(jù)分析：再通過識別模型對動作樣本進行識別，輸出字符信息； 文本重組：將識別模型輸出的字符組成單詞，再單詞糾錯模型對錯誤的單詞進行糾正，最終輸出準(zhǔn)確的文本信息。

基于肌電信號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)，主要功能是通過肌肉的收縮來控制除拇指外的四一側(cè)運動，比如手掌伸展活動；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控制拇長展肌，位于前臂手背一側(cè)及前端，主要功能是通過肌肉的收縮控制大拇指側(cè)運動；指深屈肌，位于前臂掌心一側(cè)，控制著四指的彎曲，常見動作如握拳、敲、勾長屈肌、前旋方肌組成前臂腹部肌肉組織，共同控制著手掌運動。

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



本文編號：3294106