肌電采集設備的信號處理方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種肌電采集設備的信號處理方法及裝置。本發(fā)明實施例通過獲取肌電采集設備未采集任何有效肌電信號之前所生成的第一數(shù)字量，以及獲取肌電采集設備采集原始肌電信號之后所生成的第二數(shù)字量，使得能夠根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率，由于考慮了肌電采集設備的數(shù)字量化處理相關的參數(shù)即數(shù)字量化步進電壓和肌電采集設備的非線性偏移量，使得能夠將肌電采集設備的數(shù)字量化處理所引入的偏差消除，從而提高了肌電采集設備的信號處理結果的可靠性。
【專利說明】肌電采集設備的信號處理方法及裝置 【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及計算機應用技術，尤其涉及一種肌電采集設備的信號處理方法及裝 置。 【【背景技術】】
[0002] 肌電信號是產(chǎn)生肌肉力的電信號根源，是多個運動單元動作電位在時間和空間上 的疊加，是從人體皮膚表面采集到的一種非常微弱的生物交流電壓信號，幅度最高只有幾 微伏，且與肌肉力量成比例。通常從動作的肌肉表面皮膚處采集肌電信號可提供一種安全、 非侵入的肌電信號提取方式，可用于人類運動和生物機械等領域的研究。
[0003] 隨著計算機和大規(guī)模芯片的發(fā)展，對肌電信號的采集、記錄和分析技術已經(jīng)使人 們可以對肌電信號進行更加深入和細致的研究和利用，特別是對肌電信號的采集技術已經(jīng) 越來越成熟。目前已有的肌電采集設備主要如圖1中所示，包括檢測電極、放大模塊、濾波模 塊、數(shù)字量化模塊和數(shù)字處理模塊。其中檢測電極負責獲取人體皮膚表面的肌電信號然后 輸出給放大模塊，放大模塊對肌電信號進行放大處理后輸出給濾波模塊，濾波模塊對肌電 信號進行濾波處理后輸出給數(shù)字量化模塊，由數(shù)字量化模塊進行數(shù)字量化處理后輸出給數(shù) 字處理模塊。
[0004] 然而，肌電采集設備的數(shù)字量化模塊所進行的數(shù)字量化處理會給肌電采集設備所 采集的原始肌電信號引入一定的偏差，因此，輸出給數(shù)字處理模塊的輸出結果會存在誤差， 使得后續(xù)數(shù)字處理模塊在處理過程中所采用的肌電信號的功率并不是肌電采集設備所采 集的原始肌電信號的功率，從而導致了肌電采集設備的信號處理結果的可靠性的降低。 【
【發(fā)明內容】
】
[0005] 本發(fā)明的多個方面提供一種肌電采集設備的信號處理方法及裝置，用以提高肌電 采集設備的信號處理結果的可靠性。
[0006] 本發(fā)明的一方面，提供一種肌電采集設備的信號處理方法，包括：
[0007] 獲取肌電采集設備未采集任何有效肌電信號之前所生成的第一數(shù)字量；
[0008] 獲取肌電采集設備采集原始肌電信號之后所生成的第二數(shù)字量；
[0009] 根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌 電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號 的功率。
[0010]如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述根據(jù)所 述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非 線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率，包括：
[0011] 根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移 量，獲得數(shù)字量化引入的功率誤差；
[0012] 對所述第一數(shù)字量進行自相關處理，獲得第一輸出結果；
[0013] 對所述第二數(shù)字量進行自相關處理，獲得第二輸出結果；
[0014] 根據(jù)所述第一輸出結果、所述第二輸出結果和所述數(shù)字量化引入的功率誤差，獲 得所述原始肌電信號經(jīng)過所述肌電采集設備的放大模塊放大之后的放大肌電信號的功率；
[0015] 根據(jù)所述肌電采集設備的增益和所述放大肌電信號的功率，獲得所述原始肌電信 號的功率。
[0016] 如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述根據(jù)所 述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移量，獲得數(shù)字量化 引入的功率誤差，包括：
[0017] 根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移 量，利用公式rv=v2/12+( A VL)2/4,獲得數(shù)字量化引入的功率誤差;其中，
[0018] v表示所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓；
[0019] A VL表示所述肌電采集設備的非線性偏移量。
[0020] 如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述根據(jù)所 述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非 線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率之前，還包 括：
[0021] 根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述原 始肌電信號的標準差的取值范圍，獲得比例參數(shù)；
[0022] 若所述比例參數(shù)大于或等于1，執(zhí)行根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集 設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第 二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率。
[0023] 如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述根據(jù)所 述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非 線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率之前，還包 括：
[0024] 若所述比例參數(shù)小于1，調整所述肌電采集設備的增益和所述肌電采集設備的數(shù) 字量化步進電壓中的至少一項，以獲得大于或等于1的所述比例參數(shù)。
[0025]本發(fā)明的另一方面，提供一種肌電采集設備的信號處理裝置，包括：
[0026] 自檢獲取單元，用于獲取肌電采集設備未采集任何有效肌電信號之前所生成的第 一數(shù)字量；
[0027] 采集獲取單元，用于獲取肌電采集設備采集原始肌電信號之后所生成的第二數(shù)字 量；
[0028] 信號處理單元，用于根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量 化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得 所述原始肌電信號的功率。
[0029] 如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述信號處 理單元，具體用于
[0030] 根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移 量，獲得數(shù)字量化引入的功率誤差；
[0031 ]對所述第一數(shù)字量進行自相關處理，獲得第一輸出結果；
[0032]對所述第二數(shù)字量進行自相關處理，獲得第二輸出結果；
[0033] 根據(jù)所述第一輸出結果、所述第二輸出結果和所述數(shù)字量化引入的功率誤差，獲 得所述原始肌電信號經(jīng)過所述肌電采集設備的放大模塊放大之后的放大肌電信號的功率； 以及
[0034] 根據(jù)所述肌電采集設備的增益和所述放大肌電信號的功率，獲得所述原始肌電信 號的功率。
[0035] 如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述信號處 理單元，具體用于
[0036]根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移 量，利用公式rv=v2/12+( A VL)2/4,獲得數(shù)字量化引入的功率誤差;其中，
[0037] v表示所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓；
[0038] A VL表示所述肌電采集設備的非線性偏移量。
[0039] 如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述信號處 理單元，還用于
[0040] 根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述原 始肌電信號的標準差的取值范圍，獲得比例參數(shù)；
[0041] 若所述比例參數(shù)大于或等于1，執(zhí)行根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集 設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第 二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率。
[0042] 如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述信號處 理單元，還用于
[0043] 若所述比例參數(shù)小于1，調整所述肌電采集設備的增益和所述肌電采集設備的數(shù) 字量化步進電壓中的至少一項，以獲得大于或等于1的所述比例參數(shù)。
[0044] 由上述技術方案可知，本發(fā)明實施例通過獲取肌電采集設備未采集任何有效肌電 信號之前所生成的第一數(shù)字量，以及獲取肌電采集設備采集原始肌電信號之后所生成的第 二數(shù)字量，使得能夠根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電 壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始 肌電信號的功率，由于考慮了肌電采集設備的數(shù)字量化處理相關的參數(shù)即數(shù)字量化步進電 壓和肌電采集設備的非線性偏移量，使得能夠將肌電采集設備的數(shù)字量化處理所引入的偏 差消除，從而提高了肌電采集設備的信號處理結果的可靠性。 【【附圖說明】】
[0045] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述 中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實 施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附 圖獲得其他的附圖。
[0046] 圖1為現(xiàn)有技術中肌電采集設備的結構示意圖；
[0047] 圖2為本發(fā)明一實施例提供的肌電采集設備的信號處理方法的流程示意圖；
[0048] 圖3為本發(fā)明另一實施例提供的肌電采集設備的信號處理裝置的結構示意圖。 【【具體實施方式】】
[0049] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的全部其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0050] 需要說明的是，本發(fā)明實施例中所涉及的終端可以包括但不限于手機、個人數(shù)字 助理（Personal Digital Assistant，PDA)、無線手持設備、平板電腦（Tablet Computer)、 個人電腦(Personal Computer，PC)、MP3播放器、MP4播放器、可穿戴設備（例如，智能眼鏡、 智能手表、智能手環(huán)等)等。
[0051] 另外，本文中術語"和/或"，僅僅是一種描述關聯(lián)對象的關聯(lián)關系，表示可以存在 三種關系，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另 外，本文中字符7"，一般表示前后關聯(lián)對象是一種"或"的關系。
[0052]圖2為本發(fā)明一實施例提供的肌電采集設備的信號處理方法的流程示意圖，如圖2 所示。
[0053] 201、獲取肌電采集設備未采集任何有效肌電信號之前所生成的第一數(shù)字量。
[0054] 此時，肌電采集設備在開始使用之前，可以進入自檢狀態(tài)，在該自檢狀態(tài)之下，用 戶不進行任何動作。
[0055] 202、獲取肌電采集設備采集原始肌電信號之后所生成的第二數(shù)字量。
[0056] 此時，肌電采集設備在自檢狀態(tài)之后，可以進入測量狀態(tài)，在該測量狀態(tài)，用戶可 以隨意進行任何動作。
[0057] 203、根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所 述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電 信號的功率。
[0058]需要說明的是，201~203的執(zhí)行主體的部分或全部可以為位于本地終端的應用， 或者還可以為設置在位于本地終端的應用中的插件或軟件開發(fā)工具包（Software Development Kit，SDK)等功能單元，或者還可以為位于網(wǎng)絡側服務器中的處理引擎，或者 還可以為位于網(wǎng)絡側的分布式系統(tǒng)，本實施例對此不進行特別限定。
[0059]可以理解的是，所述應用可以是安裝在終端上的本地程序(nativeApp)，或者還可 以是終端上的瀏覽器的一個網(wǎng)頁程序(webApp)，本實施例對此不進行限定。
[0060]這樣，通過獲取肌電采集設備未采集任何有效肌電信號之前所生成的第一數(shù)字 量，以及獲取肌電采集設備采集原始肌電信號之后所生成的第二數(shù)字量，使得能夠根據(jù)所 述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非 線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率，由于考慮 了肌電采集設備的數(shù)字量化處理相關的參數(shù)即數(shù)字量化步進電壓和肌電采集設備的非線 性偏移量，使得能夠將肌電采集設備的數(shù)字量化處理所引入的偏差消除，從而提高了肌電 采集設備的信號處理結果的可靠性。
[0061 ] 肌電信號（electromyography，EMG)是眾多肌纖維中運動單元動作電位動作電位 (Motor Unit Action Potential，MUAP)在時間和空間上的疊加。表面肌電信號（surface electromyography，sEMG)是淺層肌肉EMG和神經(jīng)干上電活動在皮膚表面的綜合效應，能在 一定程度上反映神經(jīng)肌肉的活動;相對于針電極EMG，sEMG在測量上具有非侵入性、無創(chuàng)傷、 操作簡單等優(yōu)點。一般來說，表面肌電信號的有效頻段可以認為是在5Hz~450Hz，根據(jù)香農(nóng) 采樣定理，表面肌電信號的采樣頻率至少是信號源有效頻段的兩倍，因此表面肌電信號的 采樣頻率可以設置為1000Hz或2000Hz等數(shù)值。
[0062]可選地，在本實施例的一個可能的實現(xiàn)方式中，在203中，具體可以根據(jù)所述肌電 采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移量，獲得數(shù)字量化引入的 功率誤差。然后，對所述第一數(shù)字量進行自相關處理，獲得第一輸出結果，以及對所述第二 數(shù)字量進行自相關處理，獲得第二輸出結果。進而，則可以根據(jù)所述第一輸出結果、所述第 二輸出結果和所述數(shù)字量化引入的功率誤差，獲得所述原始肌電信號經(jīng)過所述肌電采集設 備的放大模塊放大之后的放大肌電信號的功率，并根據(jù)所述肌電采集設備的增益和所述放 大肌電信號的功率，獲得所述原始肌電信號的功率。
[0063] 在一個具體的實現(xiàn)過程中，具體可以根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓 和所述肌電采集設備的非線性偏移量，利用公式r v = v2/12+(AVL)2/4,獲得數(shù)字量化引入 的功率誤差。
[0064] 其中，rv表示數(shù)字量化引入的功率誤差;v表示所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進 電壓；A VL表示所述肌電采集設備的非線性偏移量。
[0065] 具體來說，如圖1所示，由于肌電采集設備所采集到的原始肌電信號會疊加入隨機 干擾噪聲，所以，經(jīng)過系統(tǒng)放大模塊和濾波模塊，輸入到數(shù)字量化模塊之前的傳輸肌電信號 z(t)，可以表示成原始肌電信號經(jīng)過放大模塊之后的信號x(t)和隨機噪聲信號經(jīng)過放大模 塊之后的信號e(t)的疊加：
[0066] z(t) =x(t)+e(t)公式 1
[0067] 其中，原始肌電信號可以為均值為零的高斯隨機噪聲模型，其方差為of，其密度函 數(shù)為：
公式2
[0069]肌電采集設備的量化偏移量A Vq和非線性偏移量A VL，都是數(shù)字量化處理過程中 需要帶入分析的誤差來源，因此，總的量化誤差△ V，可以表示成量化偏移量A Vq和非線性 偏移量AVL的疊加：
[0070] AV= AVq+AVL 公式 3
[0071 ]其中，量化偏移量A Vq的取值范圍可以為[_v/2，v/2]，非線性偏移量A VL可以定 義為A*v/2，A的取值范圍可以為[-1，1 ]。
[0072] 定義總的量化誤差A V的歸一化的量化誤差為：
[0073] b=AVv 公式 4
[0074] 其中，b的取值范圍可以為[-1/2-人2，1/2+人2]。
[0075]對傳輸肌電信號z(t)經(jīng)過數(shù)字量化處理之后的數(shù)字量進行自相關處理，獲得第一 輸出結果rQ，即
公式5
[0077]其中，
，可以通過實際測量過程中的肌電采集設備所采集的原始肌電信號之后所 生成的數(shù)字量即第二數(shù)字量的相關得到；
，可以通過實際自檢過程中的肌電采集設備所采集的隨機噪聲信號之后所 生成的數(shù)字量即第一數(shù)字量的相關得到；
，為原始肌電信號經(jīng)過放大模塊之后的信號x(t)經(jīng)過數(shù)字量化模塊處理之 后的數(shù)字量的相關值，可以表示成原始肌電信號經(jīng)過肌電采集設備的放大模塊放大之后的 放大肌電信號的功率即x(t)的功率!?。〇和數(shù)字量化引入的功率誤差rv的疊加：
公式6
[0082]其中，r〇〇的取值可以表示為GbAG肌電采集設備的增益。
[0083]下面分析rg和rv的計算方法：
[0084]根據(jù)公式2,可以獲得x(t)量化之后的密度函數(shù)為：
[0087]定義比例參數(shù)S1 = G*〇1/v，該比例參數(shù)反映了經(jīng)過放大模塊之后的信號幅度x(t) 與數(shù)字量化步進電壓之間的關系，則姐可以表示為：
[0089]由此可以得到：
公式8
[0091]由公式6和公式8可知，數(shù)字量化引入的功率誤差rv可以表示為：
公式.9.
[0093] 通過分析公式9，可以知道當S1大于或等于1時，數(shù)字量化引入的功率誤差rv可以穩(wěn) 定在如下數(shù)值：
[0094] rv=v2/12+(AVL) 2/4 公式 10
[0095]因此，原始肌電信號經(jīng)過肌電采集設備的放大模塊放大之后的放大肌電信號的功 率即x(t)的功率r〇〇可以表示為：
公式11
[0097]需要說明的是，本發(fā)明中，數(shù)字量化可以由兩部分組成，一部分為數(shù)模轉換器 (Analog to Digital Converter，ADC)完成的初步量化，另一部分為利用ARM、MCU等芯片完 成的二次量化，即將ADC所輸出的結果按照新的門限值進行再次量化。其中，初步量化的步 進電壓，在ADC型號選擇之后是固定的，二次量化的步進電壓則是可以調節(jié)，因此，最終的量 化門限是可變的，具體可以根據(jù)所選擇的數(shù)字量化步進電壓，實時計算數(shù)字量化引入的功 率誤差r v。
[0098]可選地，在本實施例的一個可能的實現(xiàn)方式中，在203之前，還可以進一步根據(jù)所 述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述原始肌電信號的標 準差的取值范圍，獲得比例參數(shù)。若所述比例參數(shù)大于或等于1，則可以執(zhí)行根據(jù)所述肌電 采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏 移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率。
[0099] 若所述比例參數(shù)小于1，調整所述肌電采集設備的增益和所述肌電采集設備的數(shù) 字量化步進電壓中的至少一項，以獲得大于或等于1的所述比例參數(shù)。這樣，就可以執(zhí)行根 據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備 的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率。
[0100] 目前通用的ADC的量化位數(shù)基本都在8比特(bit)以上，其S1均大于1，A均小于1 %。 在工頻抑制良好的情況下，以l〇bit(1024階)量化的ADC為例，假設滿量程電壓值為1000mV， 其步進電壓v設定為l〇〇〇mV/2 1()，采用阻抗匹配50歐姆的肌電采集設備，可以計算出數(shù)字量 化引入的功率誤差約為_40dBm。
[0101] 設計中需要設計工頻抑制環(huán)節(jié)，同時降低隨機噪聲。產(chǎn)品出廠時，肌電采集設備的 增益G與數(shù)字量化步進電壓v的選擇應確保S1大于或等于1，且數(shù)字量化步進電壓v越小，則 數(shù)字量化引入的功率誤差越小。
[0102] 本實施例中，通過獲取肌電采集設備未采集任何有效肌電信號之前所生成的第一 數(shù)字量，以及獲取肌電采集設備采集原始肌電信號之后所生成的第二數(shù)字量，使得能夠根 據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備 的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率，由于 考慮了肌電采集設備的數(shù)字量化處理相關的參數(shù)即數(shù)字量化步進電壓和肌電采集設備的 非線性偏移量，使得能夠將肌電采集設備的數(shù)字量化處理所引入的偏差消除，從而提高了 肌電采集設備的信號處理結果的可靠性。
[0103] 需要說明的是，對于前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列 的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為 依據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知 悉，說明書中所描述的實施例均屬于優(yōu)選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本發(fā)明 所必須的。
[0104] 在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部 分，可以參見其他實施例的相關描述。
[0105]圖3為本發(fā)明另一實施例提供的肌電采集設備的信號處理裝置的結構示意圖，如 圖3所示。本實施例的肌電采集設備的信號處理裝置可以包括自檢獲取單元31、采集獲取單 元32和信號處理單元33。其中，自檢獲取單元31，用于獲取肌電采集設備未采集任何有效肌 電信號之前所生成的第一數(shù)字量;采集獲取單元32,用于獲取肌電采集設備采集原始肌電 信號之后所生成的第二數(shù)字量;信號處理單元33,用于根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述 肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量 和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率。
[0106]需要說明的是，本實施例所提供的肌電采集設備的信號處理裝置的部分或全部可 以為位于本地終端的應用，或者還可以為設置在位于本地終端的應用中的插件或軟件開發(fā) 工具包(Software Development Kit，SDK)等功能單元，或者還可以為位于網(wǎng)絡側服務器中 的處理引擎，或者還可以為位于網(wǎng)絡側的分布式系統(tǒng)，本實施例對此不進行特別限定。 [0107]可以理解的是，所述應用可以是安裝在終端上的本地程序(nativeApp)，或者還可 以是終端上的瀏覽器的一個網(wǎng)頁程序(webApp)，本實施例對此不進行限定。
[0108]可選地，在本實施例的一個可能的實現(xiàn)方式中，所述信號處理單元33,具體可以用 于根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移量，獲得 數(shù)字量化引入的功率誤差;對所述第一數(shù)字量進行自相關處理，獲得第一輸出結果;對所述 第二數(shù)字量進行自相關處理，獲得第二輸出結果;根據(jù)所述第一輸出結果、所述第二輸出結 果和所述數(shù)字量化引入的功率誤差，獲得所述原始肌電信號經(jīng)過所述肌電采集設備的放大 模塊放大之后的放大肌電信號的功率；以及根據(jù)所述肌電采集設備的增益和所述放大肌電 信號的功率，獲得所述原始肌電信號的功率。
[0109] 在一個具體的實現(xiàn)過程中，所述信號處理單元33,具體可以用于根據(jù)所述肌電采 集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移量，利用公式r v=v2/12+( A VL)2/4,獲得數(shù)字量化引入的功率誤差;其中，v表示所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電 壓；A VL表示所述肌電采集設備的非線性偏移量。
[0110] 可選地，在本實施例的一個可能的實現(xiàn)方式中，所述信號處理單元33，還可以進一 步用于根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述原始 肌電信號的標準差的取值范圍，獲得比例參數(shù);若所述比例參數(shù)大于或等于1，執(zhí)行根據(jù)所 述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非 線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率。
[0111] 進一步地，所述信號處理單元33，還可以進一步用于若所述比例參數(shù)小于1，調整 所述肌電采集設備的增益和所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓中的至少一項，以獲得 大于或等于1的所述比例參數(shù)。
[0112]需要說明的是，圖2對應的實施例中方法，可以由本實施例提供的肌電采集設備的 信號處理裝置實現(xiàn)。詳細描述可以參見圖2對應的實施例中的相關內容，此處不再贅述。
[0113]本實施例中，通過自檢獲取單元獲取肌電采集設備未采集任何有效肌電信號之前 所生成的第一數(shù)字量，以及采集獲取單元獲取肌電采集設備采集原始肌電信號之后所生成 的第二數(shù)字量，使得信號處理單元能夠根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備 的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù) 字量，獲得所述原始肌電信號的功率，由于考慮了肌電采集設備的數(shù)字量化處理相關的參 數(shù)即數(shù)字量化步進電壓和肌電采集設備的非線性偏移量，使得能夠將肌電采集設備的數(shù)字 量化處理所引入的偏差消除，從而提高了肌電采集設備的信號處理結果的可靠性。
[0114] 所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)， 裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
[0115] 在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以 通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的 劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件 可以結合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或 討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦 合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
[0116]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯 示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個 網(wǎng)絡單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目 的。
[0117] 另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以 是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單 元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實現(xiàn)。
[0118] 上述以軟件功能單元的形式實現(xiàn)的集成的單元，可以存儲在一個計算機可讀取存 儲介質中。上述軟件功能單元存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機 設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個 實施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲介質包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(Read-Only Memory ，R0M)、隨機存取存儲器 (Random Access Memory ，RAM)、磁碟或者光盤等各種 可以存儲程序代碼的介質。
[0119] 最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制;盡管 參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可 以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和 范圍。
【主權項】
1. 一種肌電采集設備的信號處理方法，其特征在于，包括： 獲取肌電采集設備未采集任何有效肌電信號之前所生成的第一數(shù)字量； 獲取肌電采集設備采集原始肌電信號之后所生成的第二數(shù)字量； 根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采 集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功 率。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述 肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量 和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率，包括： 根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移量，獲 得數(shù)字量化引入的功率誤差； 對所述第一數(shù)字量進行自相關處理，獲得第一輸出結果； 對所述第二數(shù)字量進行自相關處理，獲得第二輸出結果； 根據(jù)所述第一輸出結果、所述第二輸出結果和所述數(shù)字量化引入的功率誤差，獲得所 述原始肌電信號經(jīng)過所述肌電采集設備的放大模塊放大之后的放大肌電信號的功率； 根據(jù)所述肌電采集設備的增益和所述放大肌電信號的功率，獲得所述原始肌電信號的 功率。3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步 進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移量，獲得數(shù)字量化引入的功率誤差，包括： 根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移量，利 用公式rv=v2/12+( Δ VL)2/4,獲得數(shù)字量化引入的功率誤差;其中， v表示所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓； Δ VL表示所述肌電采集設備的非線性偏移量。4. 根據(jù)權利要求1~3任一權利要求所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述肌電采集 設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、 所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率之前，還包括： 根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述原始肌 電信號的標準差的取值范圍，獲得比例參數(shù)； 若所述比例參數(shù)大于或等于1，執(zhí)行根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備 的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù) 字量，獲得所述原始肌電信號的功率。5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述 肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量 和所述第二數(shù)字量，獲得所述原始肌電信號的功率之前，還包括： 若所述比例參數(shù)小于1，調整所述肌電采集設備的增益和所述肌電采集設備的數(shù)字量 化步進電壓中的至少一項，以獲得大于或等于1的所述比例參數(shù)。6. -種肌電采集設備的信號處理裝置，其特征在于，包括： 自檢獲取單元，用于獲取肌電采集設備未采集任何有效肌電信號之前所生成的第一數(shù) 乎里； 采集獲取單元，用于獲取肌電采集設備采集原始肌電信號之后所生成的第二數(shù)字量； 信號處理單元，用于根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步 進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù)字量，獲得所述 原始肌電信號的功率。7. 根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述信號處理單元，具體用于 根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移量，獲 得數(shù)字量化引入的功率誤差； 對所述第一數(shù)字量進行自相關處理，獲得第一輸出結果； 對所述第二數(shù)字量進行自相關處理，獲得第二輸出結果； 根據(jù)所述第一輸出結果、所述第二輸出結果和所述數(shù)字量化引入的功率誤差，獲得所 述原始肌電信號經(jīng)過所述肌電采集設備的放大模塊放大之后的放大肌電信號的功率;以及 根據(jù)所述肌電采集設備的增益和所述放大肌電信號的功率，獲得所述原始肌電信號的 功率。8. 根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述信號處理單元，具體用于 根據(jù)所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述肌電采集設備的非線性偏移量，利 用公式rv=v2/12+( Δ VL)2/4,獲得數(shù)字量化引入的功率誤差;其中， v表示所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓； Δ VL表示所述肌電采集設備的非線性偏移量。9. 根據(jù)權利要求6~8任一權利要求所述的裝置，其特征在于，所述信號處理單元，還用 于 根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備的數(shù)字量化步進電壓和所述原始肌 電信號的標準差的取值范圍，獲得比例參數(shù)； 若所述比例參數(shù)大于或等于1，執(zhí)行根據(jù)所述肌電采集設備的增益、所述肌電采集設備 的數(shù)字量化步進電壓、所述肌電采集設備的非線性偏移量、所述第一數(shù)字量和所述第二數(shù) 字量，獲得所述原始肌電信號的功率。10. 根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述信號處理單元，還用于 若所述比例參數(shù)小于1，調整所述肌電采集設備的增益和所述肌電采集設備的數(shù)字量 化步進電壓中的至少一項，以獲得大于或等于1的所述比例參數(shù)。
【文檔編號】A61B5/00GK105852857SQ201610286599
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】唐宇欣, 閆文聞
【申請人】北京銀河潤泰科技有限公司