Myoelectric Control With Fixed Convolution-Based Time-Domain Feature Extraction: Exploring the Spatio–Temporal Interaction
Notice bibliographique
Résumé
The role of feature extraction in electromyogram (EMG) based pattern recognition has recently been emphasized with several publications promoting deep learning (DL) solutions that outperform traditional methods. It has been shown that the ability of DL models to extract temporal, spatial, and spatio–temporal information provides significant enhancements to the performance and generalizability of myoelectric control. Despite these advancements, it can be argued that DL models are computationally very expensive, requiring long training times, increased training data, and high computational resources, yielding solutions that may not yet be feasible for clinical translation given the available technology. The aim of this paper is, therefore, to leverage the benefits of spatio–temporal DL concepts into a computationally feasible and accurate traditional feature extraction method. Specifically, the proposed novel method extracts a set of well-known time-domain features into a matrix representation, convolves them with predetermined fixed filters, and temporally evolves the resulting features over a short and long-term basis to extract the EMG temporal dynamics. The proposed method, based on Fixed Spatio–Temporal Convolutions, offers significant reductions in the computational costs, while demonstrating a solution that can compete with, and even outperform, recent DL models. Experimental tests were performed on sparse-and high-density EMG (HD-EMG) signals databases, across a total of 44 subjects performing a maximum of 53 movements. Despite the simplification compared to deep approaches, our results show that the proposed solution significantly reduces the classification error rates by 3% to 10% in comparison to recent DL models, while being efficient for real-time implementations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».