Skip to content

SIGNAL_IMPROVEMENT.md

Latest commit

 

History

History
116 lines (91 loc) · 3.85 KB

SIGNAL_IMPROVEMENT.md

File metadata and controls

116 lines (91 loc) · 3.85 KB

CH1~CH8 訊號精準度改進說明

問題診斷

原程式碼的問題在於：

  1. 基線追蹤過於激進：基線會持續追蹤訊號變化，即使是其他通道的活動也會影響未觸碰通道的基線
  2. 噪音水平計算不準確：包含了變化率（change_rate），導致閾值設定不精確
  3. 閾值設定過低：2.5倍噪音就判定為活躍，容易受串擾影響

修正內容

1. 改進基線更新策略（main_window.py 第 367-377 行）

修正前：

# 自適應更新速率 - 即使中等訊號也會持續更新基線
if deviation < self._channel_noise_level[i] * 2:
    alpha = 0.02  # 快速更新
elif deviation < self._channel_noise_level[i] * 5:
    alpha = 0.002  # 中速更新
else:
    alpha = 0.0001  # 極慢更新
self._channel_baseline[i] = alpha * ch_value + (1 - alpha) * self._channel_baseline[i]

修正後：

# 只在真正待機時更新基線
if deviation < self._channel_noise_level[i] * 1.5:
    # 只有非常接近基線時才更新（1.5倍噪音以內）
    alpha = 0.01
    self._channel_baseline[i] = alpha * ch_value + (1 - alpha) * self._channel_baseline[i]
# 否則：完全不更新基線

改進效果：

  • 基線只追蹤「靜止狀態」，不會被訊號變化帶走
  • 未觸碰的通道基線保持穩定，不受其他通道影響

2. 修正噪音水平計算（main_window.py 第 315-321 行）

修正前：

deviation = abs(ch_value - self._channel_baseline[i])
change_rate = abs(ch_value - self._channel_last_values[i])
activity = (deviation * 0.7 + change_rate * 0.3)  # 混合計算
self._channel_noise_level[i] += activity

修正後：

deviation = abs(ch_value - self._channel_baseline[i])
# 只計算偏離值，不包含變化率
self._channel_noise_level[i] += deviation

改進效果：

  • 噪音水平更準確反映「待機時的自然波動」
  • 閾值設定更精確，不會被瞬間變化誤導

3. 提高活躍判定閾值（main_window.py 第 430-438 行）

修正前：

thresholds = {
    0: (0, noise_baseline * 2.5),           # 2.5倍噪音 -> 正常
    1: (noise_baseline * 2.0, noise_baseline * 4.0),
    2: (noise_baseline * 3.5, noise_baseline * 6.0),
    3: (noise_baseline * 5.5, 999999)
}

修正後：

thresholds = {
    0: (0, noise_baseline * 3.5),           # 3.5倍噪音 -> 正常（提高40%）
    1: (noise_baseline * 3.0, noise_baseline * 6.0),
    2: (noise_baseline * 5.0, noise_baseline * 10.0),
    3: (noise_baseline * 8.0, 999999)
}

改進效果：

  • 只有真正觸碰的通道才會觸發（需要超過3.5倍基線噪音）
  • 大幅降低串擾誤判

測試建議

  1. 連接裝置後等待 2.5 秒（500 個封包）讓基線初始化完成
  2. 觀察待機狀態：所有通道應顯示「待機」（灰色）
  3. 單獨觸碰 CH1：只有 CH1 應該變色，其他通道保持灰色
  4. 依序測試 CH2~CH8：每次只有被觸碰的通道有反應
  5. 查看終端輸出：活躍通道數應該是 1（除非真的同時觸碰多個電極）

預期效果

  • ✅ 只有被觸碰的通道會顯示訊號（黃色/綠色/紅色）
  • ✅ 未觸碰的通道保持灰色「待機」狀態
  • ✅ 終端輸出顯示「活躍通道數: 1」（單通道測試時）
  • ✅ 串擾警告大幅減少

如需進一步調整

如果仍有輕微串擾，可以繼續提高閾值：

  • 在 main_window.py 第 433 行，將 3.5 改為 4.0 或 4.5
  • 重新啟動程式讓基線重新初始化

技術原理

EMG 訊號的通道隔離關鍵在於：

  1. 基線穩定性：只在待機時更新，避免被訊號變化影響
  2. 閾值設定：基於「靜止時的自然噪音」而非「包含動作的整體變化」
  3. 遲滯機制：避免在閾值邊緣反覆跳動

這次修正讓程式更符合生理訊號的特性！