EMG肌肉信号处理合集 (一）

本文归纳了常见的肌肉信号预处理流程，方便EMG信号的后续分析。使用pyemgpipeline库 来进行信号的处理。文中使用了 UC Irvine 数据库的下肢数据。

目录

[1 使用wrappers 定义数据类，来进行后续的操作](#1 使用wrappers 定义数据类，来进行后续的操作)

[2 肌电信号DC偏置去除](#2 肌电信号DC偏置去除)

[3 带通滤波器处理](#3 带通滤波器处理)

[4 对肌电信号进行全波整流](#4 对肌电信号进行全波整流)

[5 肌电信号线性包络](#5 肌电信号线性包络)

[6 幅度归一化 （已知最大收缩的幅度）](#6 幅度归一化 （已知最大收缩的幅度）)

[7 分割得到一部分时间段的信号](#7 分割得到一部分时间段的信号)

[8 得到最后处理好的数据并且保存下来](#8 得到最后处理好的数据并且保存下来)

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1 使用wrappers 定义数据类，来进行后续的操作

import os
import numpy as np
from matplotlib.figure import SubplotParams
import pyemgpipeline as pep


data_folder = 'uci_lower_limb/A_TXT'
data_filename = '3Asen.txt'
trial_name = 'Sit'
channel_names = ['rectus femoris', 'biceps femoris', 'vastus internus', 'semitendinosus']
sample_rate = 1000




def load_uci_lower_limb_txt(_filepath):
    with open(_filepath) as fp:
        collect_values = np.array([])
        lines = fp.readlines()
        for line in lines[7:]:  # first few lines are data description
            items = [float(e) for e in line.split('\t')[:4] if e != '']  # last column is not EMG data
            if len(items) != 4:  # last few rows might not have EMG data
                continue
            collect_values = np.concatenate((collect_values, np.array(items)))
    _data = collect_values.reshape(-1, 4)
    return _data

filepath = os.path.join(data_folder, data_filename)
data = load_uci_lower_limb_txt(filepath)
data


print('data shape:', data.shape)



emg_plot_params = pep.plots.EMGPlotParams(
    n_rows=4,
    fig_kwargs={
        'figsize': (8, 6),
        'dpi': 80,
        'subplotpars': SubplotParams(wspace=0, hspace=0.6),
    },
    line2d_kwargs={
        'color': 'red',
    }
)



m = pep.wrappers.EMGMeasurement(data, hz=sample_rate, trial_name=trial_name,
                                channel_names=channel_names, emg_plot_params=emg_plot_params)


m.plot()

原始肌电信号

2 肌电信号DC偏置去除

m.apply_dc_offset_remover()
m.plot()

DC偏置去除的结果图

3 带通滤波器处理

m.apply_bandpass_filter(bf_order=4, bf_cutoff_fq_lo=10, bf_cutoff_fq_hi=450)
m.plot()

带通滤波器处理的结果图

4 对肌电信号进行全波整流

m.apply_full_wave_rectifier()
m.plot()

全波整流处理肌电信号

5 肌电信号线性包络

m.apply_linear_envelope(le_order=4, le_cutoff_fq=6)
m.plot()

肌电信号线性包络处理

6 幅度归一化 （已知最大收缩的幅度）

max_amplitude = [0.043, 0.069, 0.364, 0.068]  # assume the MVC is known
m.apply_amplitude_normalizer(max_amplitude)
m.plot()

幅度归一化结果

7 分割得到一部分时间段的信号

m.apply_segmenter(20.5, 29.5)
m.plot()

分割结果

8 得到最后处理好的数据并且保存下来

m.data

m.timestamp


m.export_csv('ex1_processed.csv')