مجله ماشین بینایی و پردازش تصویر

مجله ماشین بینایی و پردازش تصویر

استخراج ویژگی های بافتی طیف سیگنال های ماهیچه ای و به کارگیری ماشین بردار پشتیبان به منظور دسته بندی حرکات فیزیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه رازی
2 دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه رازی کرمانشاه
چکیده
سیگنال­های الکترومیوگرافی(EMG) با استفاده از دستگاه استخراج سیگنال­های ماهیچه­ ای (الکترومیوگراف) و به منظور تشخیص میزان اختلاف پتانسیل به ­وجود آمده در اثر تحریک عصبی سلول­های ماهیچه ­ای جهت کاربردهای گوناگون استخراج می­شوند. یک مرحله ­ی مهم در پردازش سیگنال­های استخراج شده که تأثیر بسیار اساسی در عملکرد کلی سیستم­های کنترل ماهیچه ­ای دارد استخراج ویژگی­های مؤثر از این سیگنال­ها است. در این مقاله به منظور بهبود ویژگی­های زمانی، فرکانسی و زمان-فرکانسی، روش­های استخراج خصوصیات بافت از تصاویر زمان-فرکانس سیگنال با استفاده از توصیف­گرهای الگوی دودویی محلی (LBP) و ماتریس هم­رخداد (GLCM) مورد بررسی قرار گرفته است. با تحلیل بافت تصاویر طیف سیگنال­های ماهیچه ­ای روابط بین فرکانس­های مختلف در زمان­ های مختلف استخراج می­شود. در نتیجه، روابط مابین اطلاعات زمان و فرکانس به صورت توأمان به عنوان نماینده سیگنال در نظر گرفته خواهد شد. در این تحقیق، جهت بررسی کارایی این روش استخراج خصوصیات از پایگاه داده ­ی "سیگنال­های ماهیچه ­ای حرکات فیزیکی"، استفاده شده است. همچنین، جهت دسته­ بندی بردارهای ویژگی استخراج شده، ماشین بردار پشتیبان در دو حالت کلی و با تفکیک باندهای فرکانسی بکار گرفته شده­ است. در نتیجه­ ی آزمایشات، دقت دسته ­بندی 98/75% با استفاده از روش تفکیک باندهای فرکانسی حاصل شده است که در مقایسه با نتایج به ­دست آمده از روش­های قبلی دقیق­تر است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Using textural spectral feature extraction and support vector machine for EMG physical actions classification

نویسندگان English

Sayed Mohamad Tabatabaei 1
Abdolah Chalechale 2
1 phd Student, Department of Computer Engineering, Faculty of Engineering, Razi University, Kermanshah
2 Department of Computer Engineering, Faculty of Engineering, Razi University, Kermanshah
چکیده English

Electromyographs are used for electromyography signal extraction from neurologically activated muscle cells. These signals are investigated to extract discriminating patterns to be categorized in the classification stage of myoelectric control systems (MCSs) designed for various applications. Feature extraction is a fundamental step in EMG signal processing which affects the overall performance of MCSs. To improve classification accuracy of MCSs, this paper proposes a novel approach for feature extraction from time-frequency images of EMG signals using local binary patterns and gray level co-occurrence matrices. In contrast to time alone and frequency alone approaches, by textural analysis of EMG signal spectrogram, time-frequency patterns of these signals are revealed, simultaneously. Furthermore, LBP and GLCM expose relational properties of time-frequency patterns which areexploited as the main features for classification. EMG physical action dataset is utilized in this study to evaluate the proposed method. In the classification stage, support vector machine classifiers are used in two segmented and holistic modes. The best classification accuracy of 98.75% is obtained by segmented approach which is superior to the results provided by state of the art methods.

کلیدواژه‌ها English

Time-frequency image (TFI)
Local Binary Pattern (LBP)
Gray Level Co-occurrence Matrix (GLCM)
Electromyography (EMG)
Support vector machine (SVM)
دوره 5، شماره 1
خرداد 1397
صفحه 15-28

  • تاریخ دریافت 12 آبان 1395
  • تاریخ بازنگری 12 بهمن 1395
  • تاریخ پذیرش 18 فروردین 1396