基于相干分析的上肢肌电信号耦合方法研究

发布时间：2021-07-25 18:01

　　人体运动是在神经系统控制下通过肌肉收缩而完成的复杂过程,运动过程中产生的肌电信号（Electromyography,EMG）代表了控制终端的响应信息。在中枢神经系统的同步控制作用下,运动肌肉间产生了相互的耦合关系,这种耦合关系包含一定的中枢神经系统对运动的控制信息,同时反映不同肌肉间的相互关系,耦合的强度也反映了运动肌肉的协调性。肌电信号的耦合关系研究已经成为运动科学研究和探索运动控制机制的热点研究内容。首先,分析了肌电信号的产生机理和耦合关系,并对肌电信号耦合分析算法的研究现状进行综述,结合肌电信号耦合关系和现有肌电耦合研究方法的局限性,提出了本文的研究内容:分别针对肌间耦合的频段特征显著的特点和现有的耦合分析方法无法描述多通道耦合关系的问题,基于相干分析方法对肌电信号耦合分析算法进行改进与拓展。其次,针对肌电信号耦合关系存在的频段特征显著的现象,构建基于变分模态分解-相干分析的肌间分频耦合特征研究模型,通过对肌电信号进行频域的自适应变分模态分解,排除相邻频段的干扰,对能量集中在单一频段的肌电信息进行相干耦合分析,并利用显著相干面积定量描述特征频段耦合关系。实验数据分析结果表明,变分... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

运动控制神经系统

时间 /s0 2 4 6 8 10图 2-13 肌电信号短时傅里叶相干图时频分析法析是在相干分析基础上衍生拓展的肌电耦合分析方用小波变换完成时频尺度分解然后分析相干关系，系随运动时间在不同频段的变化特征。常用于神经let 小波。Morlet 小波属于复数小波，非有限支撑域都具有高斯形状的特点。 0220, fAexp2exp2iπft 12π f fcof N0 12π A 示 Morlet 小波的周期数。变换是 Morlet 小波与信号卷积的结果，频带内信

间t和频率 f 上的小波相干值的定义如下： SWtfSWtfSWtfWcotfxxyyxy,,,,2 ——表示信号x的小波自谱； ——表示信号 y 的小波自谱。析是在很短的时间间隔内估计平滑功率谱(自谱和互傅立叶的短时相干估计的区别在于：基于傅立叶方于小波的方法则随频率而变化。较低的变化值对应跟踪动态变化相干性的优点。如图 2-14 是两肌电信关系，图中横轴和纵轴分别代表时间和频率，并用干图能后清晰的观察信号不同频段的耦合关系随时2500.3

【参考文献】：
期刊论文
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[4]基于小波变换的肌电信号识别方法研究[J]. 蔡立羽,王志中,张海虹.  数据采集与处理. 2000(02)
[5]基于短时傅里叶变换的肌电信号识别方法[J]. 蔡立羽,王志中,张海虹.  中国医疗器械杂志. 2000(03)

硕士论文
[1]基于表面肌电信号多尺度分析的脑瘫患儿肌疲劳研究[D]. 洪彤.中国科学技术大学 2016



本文编号：3302502