동작 전환을 포함하는 표면 근전도 패턴 인식을 위한 무학습 베이지안 자가-적응형 분류 시스템 및 방법
Training-Free Bayesian Self-Adaptive Classification System and Method for sEMG Pattern Recognition Including Motion Transition
특허 요약
개시된 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 방법은, 표면 근전도(surface electromyogram, sEMG) 신호를 측정하여 표면 근전도 패턴의 정보를 얻는 제1 단계, 근육 활성화 패턴에 대하여 우도 확률 함수(likelihood probability function)를 정의하고, 상기 측정된 표면 근전도 패턴에 대해 우도 확률을 평가하는 제2 단계, 최대 우도법(Maximum Likelihood Estimation, MLE)을 수행하여 최대 우도 추정치와 최대 우도 확률을 구하고 상기 표면 근전도 패턴을 분류하는 제3 단계, 및 상기 최대 우도 확률 값을 기반으로 반복적인 자가-적응 프로세스를 수행하여 상기 분류된 표면 근전도 패턴의 우도 확률 함수를 업데이트 하거나 새로운 근육 활성화 패턴을 등록하는 제4 단계를 포함한다.
청구항
번호청구항
1

표면 근전도(surface electromyogram, sEMG) 신호를 측정하여 표면 근전도 패턴의 정보를 얻는 제1 단계;근육 활성화 패턴에 대하여 우도 확률 함수(likelihood probability function)를 다음 식으로 정의하고, ,상기 측정된 표면 근전도 패턴에 대해 우도 확률을 평가하는 제2 단계;최대 우도법(Maximum Likelihood Estimation, MLE)을 수행하여 최대 우도 추정치 와 최대 우도 확률 을 다음 식으로 산출하고 ,,상기 표면 근전도 패턴을 분류하는 제3 단계; 및상기 최대 우도 확률 값을 기반으로 반복적인 자가-적응 프로세스를 수행하여 상기 분류된 표면 근전도 패턴의 우도 확률 함수를 업데이트 하거나 새로운 근육 활성화 패턴을 등록하는 제4 단계를 포함하는 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템에 의해서 수행되는 자가-적응형 분류 방법.여기서, pn는 우도 확률 함수이고, xn는 표면 근전도 측정값이며(n=1, 2, ..., N; N은 표면 근전도 채널의 총 수임), θm는 근육 활성화 패턴을 나타내는 변수이고(m=1, 2, ..., M; M은 근육 활성화 패턴의 총 수임), k는 표면 근전도 패턴의 측정 반복 수를 나타낸다.

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삭제

3

삭제

4

제 1 항에 있어서,상기 제4 단계는,상기 우도 확률 함수에 대해 확산 방정식을 이용하는 확산 프로세스를 수행하는 과정;상기 최대 우도 확률이 미리 설정된 임계 확율보다 큰 경우 상기 우도 확률 함수를 업데이트하는 과정;상기 최대 우도 확률이 미리 설정된 임계 확률보다 작은 경우 상기 새로운 근육 활성화 패턴을 등록하는 과정을 더 포함하는, 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템에 의해서 수행되는 자가-적응형 분류 방법.

5

제 4 항에 있어서,상기 확산 프로세스를 수행하는 과정은 다음 식에 따라 확률 분포를 한 단계 확산시키는 것을 포함하는, 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템에 의해서 수행되는 자가-적응형 분류 방법.여기서, k는 표면 근전도 패턴의 측정 반복 수를 나타내고, α는 확산 계수이다.

6

제 4 항에 있어서,상기 우도 확률 함수를 업데이트하는 과정은 다음 식에 따라 수행되는 것을 포함하는, 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템에 의해서 수행되는 자가-적응형 분류 방법.,여기서, σu2은 미리 설정된 업데이트 분산(variance)이다.

7

제 4 항에 있어서,상기 새로운 근육 활성화 패턴을 등록하는 과정은 다음 식에 따라 수행되는 것을 포함하는, 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템에 의해서 수행되는 자가-적응형 분류 방법.,,,여기서, σu2은 미리 설정된 업데이트 분산(variance)이다.

8

제 1 항에 있어서,상기 제4 단계는,등록이 발생한 마지막 반복 이후 미리 설정된 반복 기간 후에 새로 등록이 발생하도록 제한하는 등록 보류 과정을 더 포함하는, 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템에 의해서 수행되는 자가-적응형 분류 방법.

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제 1 항, 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.

10

표면 근전도(surface electromyogram, sEMG)를 측정하여 표면 근전도 패턴을 얻는 표면 근전도 센서;근육 활성화 패턴에 대하여 우도 확률 함수(likelihood probability function)를 다음 식으로 정의하고, ,상기 측정된 표면 근전도 값에 대해 우도 확률을 평가하는 모델링부;최대 우도법(Maximum Likelihood Estimation, MLE)을 수행하여 최대 우도 추정치 와 최대 우도 확률 을 다음 식으로 산출하고 ,,상기 표면 근전도 패턴을 분류하는 예측부; 및상기 최대 우도 확률 값을 기반으로 반복적인 자가-적응 프로세스를 수행하여 상기 분류된 표면 근전도 패턴의 우도 확률 함수를 업데이트 하거나 새로운 근육 활성화 패턴을 등록하는 자가-적응부를 포함하는 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템.여기서, pn는 우도 확률 함수이고, xn는 표면 근전도 측정값이며(n=1, 2, ..., N; N은 표면 근전도 채널의 총 수임), θm는 근육 활성화 패턴을 나타내는 변수이고(m=1, 2, ..., M; M은 근육 활성화 패턴의 총 수임), k는 표면 근전도 패턴의 측정 반복 수를 나타낸다.

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삭제

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삭제

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제 10 항에 있어서,상기 자가-적응부는,상기 우도 확률 함수에 대해 확산 방정식을 이용하는 확산 프로세스를 수행하고,상기 최대 우도 확률이 미리 설정된 임계 확율보다 큰 경우 상기 우도 확률 함수를 업데이트하고,상기 최대 우도 확률이 미리 설정된 임계 확률보다 작은 경우 상기 새로운 근육 활성화 패턴을 등록하는, 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템.

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제 13 항에 있어서,상기 확산 프로세스를 수행하는 과정은 다음 식에 따라 확률 분포를 한 단계 확산시키는 것을 포함하는, 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템.여기서, k는 표면 근전도 패턴의 측정 반복 수를 나타내고, α는 확산 계수이다.

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제 13 항에 있어서,상기 우도 확률 함수를 업데이트하는 과정은 다음 식에 따라 수행되는 것을 포함하는, 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템.,여기서, σu2은 미리 설정된 업데이트 분산(variance)이다.

16

제 13 항에 있어서,상기 새로운 근육 활성화 패턴을 등록하는 과정은 다음 식에 따라 수행되는 것을 포함하는, 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템.,,,여기서, σu2은 미리 설정된 업데이트 분산(variance)이다.

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제 10 항에 있어서,상기 자가-적응부는,등록이 발생한 마지막 반복 이후 미리 설정된 반복 기간 후에 새로 등록이 발생하도록 제한하는 등록 보류 과정을 더 수행하는, 표면 근전도 패턴 인식을 위한 자가-적응형 분류 시스템.