融合双层注意力与多流卷积的肌电手势识别记忆网络

Incorporating two-layer attention and multi-stream convolutional for sEMG gesture recognition memory networks

刘聪 ¹许婷婷 ²马钰同 ²刘粤 ²孔祥斌 ²胡胜²

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作者信息

1. 湖北工业大学电气与电子工程学院,湖北武汉430068;太阳能高效利用湖北省协同创新中心,湖北武汉430068;武汉华安科技有限股份有限公司,博士后科研工作站,湖北武汉430068
2. 湖北工业大学电气与电子工程学院,湖北武汉430068;太阳能高效利用湖北省协同创新中心,湖北武汉430068
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摘要

针对表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)手势识别使用卷积神经网络(convolu-tional neural network,CNN)提取特征不够充分,且忽略时序信息而导致识别精度不高的问题,本文创新性地提出了一种融合双层注意力与多流卷积神经网络(multi-stream convolutional neural network,MS-CNN)的sEMG手势识别记忆网络模型.首先,利用滑动窗口生成的表面肌电图像作为该模型的输入;然后在MS-CNN中嵌入通道注意力层(channel attention module,CAM),弱化无关信息,使网络能够更加专注sEMG的有效特征;其次,通过长短期记忆网络(long short term memory network,LSTM)对输入的特征进行时序上的激励,关注更多sEMG的时序信息,让网络在时间维度上拥有更强的学习能力;最后,采用时序注意力(time-sequence attention,TSA)层对LSTM的状态进行关注,从而更好地学习重要肌肉信息,提高手势识别精度.在NinaPro数据集上进行实验测试,结果表明,使用本文提出的网络模型在DB1数据集和DB2数据集的手势识别精度分别达到了 86.42％和80.60％,高于大多数主流模型,充分验证了模型的有效性.

关键词

表面肌电信号(sEMG)/手势识别/多流卷积神经网络(MS-CNN)/长短期记忆网络(LSTM)/注意力机制

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基金项目

国家自然科学基金(61901165)

出版年

2023

光电子·激光

天津理工大学中国光学学会

光电子·激光

CSCD北大核心

影响因子：1.437

ISSN：1005-0086

被引量3

参考文献量1

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