刘光达,董梦坤,张守伟,许蓝予,周 葛,蔡 靖.基于 KPCA-SVM 的表面肌电信号疲劳分类研究[J].电子测量与仪器学报,2021,35(10):1-8
基于 KPCA-SVM 的表面肌电信号疲劳分类研究
Research on fatigue classification of surface EMG signalbased on KPCA and SVM
  
DOI:
中文关键词:  表面肌电  特征降维  核主成分分析  支持向量机
英文关键词:surface electromyography  feature reduction  kernel principal component analysis  support vector machine
基金项目:国家重点研发计划(2018YFF0300806 1)、吉林省科技发展项目(20200404205YY)资助
作者单位
刘光达 1. 吉林大学 仪器科学与电气工程学院 
董梦坤 1. 吉林大学 仪器科学与电气工程学院 
张守伟 2. 东北师范大学 体育学院 
许蓝予 1. 吉林大学 仪器科学与电气工程学院 
周 葛 1. 吉林大学 仪器科学与电气工程学院 
蔡 靖 1. 吉林大学 仪器科学与电气工程学院 
AuthorInstitution
Liu Guangda 1. College of Instrument Science and Electrical Engineering, Jilin University 
Dong Mengkun 1. College of Instrument Science and Electrical Engineering, Jilin University 
Zhang Shouwei 2. College of Physical Education , North East Normal University 
Xu Lanyu 1. College of Instrument Science and Electrical Engineering, Jilin University 
Zhou Ge 1. College of Instrument Science and Electrical Engineering, Jilin University 
Cai Jing 1. College of Instrument Science and Electrical Engineering, Jilin University 
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中文摘要:
      为了提高手臂疲劳模型识别的准确率,本研究在常用时域、频域特征的基础上,引入了时频域、非线性和参数模型特征, 提取 3 通道的表面肌电信号,构成特征集合。 特征降维一般分为特征提取以及特征选择,分别采用特征提取中的主成分分析 (PCA),核主成分分析(KPCA)方法以及特征选择中的互信息(MI)度量方法进行特征降维,采用支持向量机( SVM)和 K 近邻 (KNN)作为分类器,通过 3 种降维方法分与 SVM 和 KNN 的不同组合构成疲劳分类模型。 结果表明,KPCA 与 SVM 的组合模型 对于疲劳的正确识别率最高达到 99%,高于其他组合算法。
英文摘要:
      In order to improve the accuracy of arm fatigue model recognition, this study introduces time-frequency domain, nonlinearity and parametric model features based on common time-domain and frequency-domain features, and extracts 3-channel surface EMG signals to form features set. Feature dimensionality reduction is generally divided into feature extraction and feature selection. This research uses principal component analysis ( PCA) in feature extraction, kernel principal component analysis ( KPCA) and mutual information (MI) measurement methods in feature selection. Feature dimensionality reduction, using support vector machine ( SVM) and K-nearest neighbor (KNN) as the classifier; three dimensionality reduction methods and different combinations of SVM and KNN constitute a fatigue classification model. Results show that the correct recognition rate of KPCA and SVM is 99%, which is higher than other combination algorithms.
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