输入装置和校准方法.pdf

本文提供了一种输入装置和校准方法，其中，该输入装置包括：多个电极，在与活体的肌肉纤维组织正交的方向上被布置在活体的表面上，并检测根据活体所进行的动作而从肌肉纤维组织生成的肌电信号；切换单元，在多个电极之间切换获取肌电信号的电极；以及控制单元，从多个电极中选择检测用于识别动作的肌电信号的电极。

权利要求书一种输入装置，包括：
多个电极，在与活体的肌肉纤维组织正交的方向上被布置在所述活体的表面上，并检测根据所述活体所进行的动作而从所述肌肉纤维组织生成的肌电信号；
切换单元，在所述多个电极之间切换获取肌电信号的电极；以及
控制单元，从所述多个电极中选择检测用于识别所述动作的肌电信号的电极。
根据权利要求1所述的输入装置，
其中，所述控制单元基于所述多个电极所获取的各肌电信号，选择检测用于识别所述动作的肌电信号的至少一个电极。
根据权利要求2所述的输入装置，
其中，所述控制单元从所述多个电极中选择已检测到具有预定阈值以上的信噪比的所述肌电信号的电极，以使与被用于识别其他动作的电极的混叠变小。
根据权利要求1所述的输入装置，
其中，所述控制单元根据检测用于识别所述动作的肌电信号的所述至少一个电极与所述肌肉纤维组织之间的相对位置关系的改变来校准被用作所述至少一个电极的电极。
根据权利要求2所述的输入装置，进一步包括：
存储单元，存储代表用于检测用于识别所述动作的肌电信号的电极的组合的电极选择信息。
根据权利要求5所述的输入装置，
其中，所述控制单元通过利用所述肌电信号的肌电信号评估值和所述电极选择信息估计所述电极的位置，来识别用于检测用于识别所述动作的肌电信号的所述至少一个电极与所述肌肉纤维组织之间的相对位置关系的改变量，并校准被用作所述至少一个电极的电极。
根据权利要求1所述的输入装置，进一步包括：
动作识别单元，利用由所选的电极检测到的肌电信号来识别所述活体所进行的动作。
根据权利要求1所述的输入装置，
其中，其上布置有所述多个电极的活体的表面是前臂，以及
其中，所述多个电极被布置在肌肉纤维方向和所述前臂的周向上。
根据权利要求1所述的输入装置，进一步包括：
肌电信号输出单元，将所述肌电信号输出至外部的计算处理装置。
一种校准方法，包括：
在多个电极之间切换的同时，时分地检测肌电信号，所述多个电极在与活体的肌肉纤维组织正交的方向上被布置在所述活体的表面上，并检测根据所述活体所进行的动作而从所述肌肉纤维组织生成的肌电信号；以及
基于由所述多个电极获取的各肌电信号，选择检测用于识别所述动作的肌电信号的至少一个电极。
根据权利要求10所述的校准方法，
其中，代表用于检测用于识别所述动作的肌电信号的电极的组合的电极选择信息被预先存储，以及
其中，选择所述至少一个电极包括：通过利用所述肌电信号的肌电信号评估值和所述电极选择信息估计所述电极的位置，来识别检测用于识别所述动作的肌电信号的所述至少一个电极与所述肌肉纤维组织之间的相对位置关系的改变量，以及选择被用作所述至少一个电极的电极。

说明书输入装置和校准方法
技术领域
本公开涉及输入装置和和校准方法。
背景技术
近来，对利用根据肌肉动作生成的肌电信号识别活体动作并输入设备中的装置正在进行研究。对于至今所提出的装置，需要准确地确定安装在某些所期望肌肉处的电极位置。具体地，当电极被安装在手臂或腿，厚度或肌肉附着方法根据人的不同而不同，因此，确定准确的位置是困难的问题。此外，存在由于内旋和外旋的动作而导致的电极所附着的皮肤和肌肉的相对位置彼此偏离的问题，从而动作识别的精度被降低。
对于这样的问题，日本未审查专利申请公开第2002‑287869号提出了一种基于从多个电极获得的肌电信号的分布识别活体动作的方法。
发明内容
然而，在日本未审查专利申请公开第2002‑287869号的技术中，需要处理用于动作识别的所有电极的信号，并且当大量的信号被处理时，增加了装置的负荷。
出于这个原因，本公开提出了一种能够减少参与信号处理的负荷的输入装置和校准方法。
根据本公开的实施方式，提供了一种输入装置，所述输入装置包括：多个电极，在与活体的肌肉纤维组织正交的方向上被布置在活体表面上，并检测根据活体所进行的动作从肌肉纤维组织生成的肌电信号；切换单元，在多个电极之间切换获得肌电信号的电极；以及控制单元，从多个电极之中选择检测用于识别动作的肌电信号的电极。
此外，根据本公开的其他实施方式，提出了一种校准方法，所述校准方法包括：在多个电极之间切换的同时时分检测肌电信号、以及选择检测肌电信号的至少一个电极以基于多个电极所获得的相应的肌电信号识别动作，其中，所述多个电极在与活体的肌肉纤维组织正交的方向上被布置在活体表面，并检测根据活体所进行的动作从肌肉纤维组织生成的肌电信号。
根据本公开的另一实施方式，在与活体的肌肉纤维组织正交的方向上被布置在活体表面上的多个电极检测根据活体所进行的动作从肌肉纤维组织生成的肌电信号，切换单元在多个电极之间切换获得肌电信号的电极，且控制单元从多个电极中选择检测用于识别动作的肌电信号的电极。
根据本公开上述的实施方式，可以减少参与信号处理的负荷。
附图说明
图1A是代表性地示出根据本公开第一实施方式的输入装置的示意图；
图1B是代表性地示出根据同样实施方式的输入装置的示意图；
图2是示出根据同样实施方式的输入装置配置示例的框图；
图3是示出根据相同实施方式的校准方法的流程示例的流程图；
图4是示出根据相同实施方式的肌电信号检测方法的流程示例的流程图；
图5是示出根据相同实施方式的输入方法的流程示例的流程图；
图6是示出根据相同实施方式的校准方法的详细示例的示意图；
图7是示出根据相同实施方式的输入装置的详细示例的示意图；
图8是示出根据相同实施方式的输入装置的详细示例的示意图；
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开优选的实施方式。注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记标示具有大体相同功能和结构的结构元件，这些结构元件的重复说明被略去。
将以下面的顺序给出描述。
（1）第一实施方式
（1‑1）关于输入装置
（1‑2）关于校准方法和输入方法
（1‑3）校准方法和简单校准方法的详细示例
（1‑4）变形例
（2）总结
（第一实施方式）
<关于输入装置>
首先，将参照图1A到图2详细描述根据本公开的第一实施方式的输入装置。图1A和图1B是代表性地示出根据本实施方式的输入装置的示意图，图2是示出根据本实施方式的输入装置配置示例的框图。
[关于输入装置的外观]
在根据本实施方式的输入装置10中，如图1A所示，多个电极103被放置在具有柔性的基板101上，输入装置10被放置在活体表面B（图1A中的前臂部分）以使基板101的布置电极的表面面向活体表面B。可以使用具有柔性以便电极103等可被布置其上的任意的材料作为基板101。而且，还可以根据其中安装电极103的基板101的尺寸、需要的检测灵敏度等，从全部已知的电极中适当地选择电极103。
在基板101上或基板101中，存在未被示出在图中的诸如中央处理单元（CPU）、只读存储器（ROM）、随机访问存储器（RAM）、集成电路（IC）、微处理器、晶体管、电容器、电阻器、二极管等的电子装置、有线/无线通信装置、多种相互连接等，这些装置彼此交互工作，从而实现后述的输入装置10的功能。
图1B代表性地示出了在前臂的周向（环绕方向）展开的图1A的输入装置10。如图1B所示，在根据本实施方式的输入装置10中，多个电极103被布置在前臂的肌肉纤维方向和周向（换句话说，与肌肉纤维方向正交的方向）。由于多个电极被布置在与肌肉纤维方向正交的方向，所以无疑可以检测涉及前臂所进行的动作的肌电信号。而且，由于多个电极被布置在肌肉纤维方向，可以更准确地检测到沿多个电极存在的肌肉纤维组织生成的肌电信号。
在图1B所示的示例中，11个电极被放置在前臂的周向上，但布置在前臂周向的电极数量可以被设定为两个或更多的任意数量。而且，图1B中所示的示例中，四个电极被放置在肌肉纤维方向，但布置在肌肉纤维方向的电极的数量可以被设定为两个或更多的任意数量。图1B中所示的示例中，多个电极103以接近相同的间距被放置，但也可以不以相同的间距被放置。此外，图1B中所示的示例中，多个电极103被以点阵状竖直地和水平地放置，但也可以被以对角线的样式放置。
这里，如图1B所示地被布置在前臂周向和肌肉纤维方向上的多个电极中的每一个电极可以被用作一个信道、或被布置在肌肉纤维方向的多个电极中的一组电极（例如，在肌肉纤维方向相邻的两个电极等）可被用作一个信道。当多个电极中的该组电极被作为一个信道处理，可以适当地确定电极组合方法（设定信道数量的方法）。例如，如图1B所示，当四个电极被布置在肌肉纤维方向并且两个电极被处理为一个信道时，四个电极可以以由上至下的顺序被两两组合为两个信道，或可以被共用两个中间的电极而组合为三个信道。
在图1A中所示的示例中，其中输入装置10具有圆柱形的形状的情况被示出。然而，根据本实施方式的输入装置10可以具有对应所装备的身体部分的形状，并且除了圆柱形外可以具有矩形（换句话话说，平板形）的形状等。
[关于输入装置的配置]
图2是示出根据本实施方式的输入装置10的配置示例的框图。如图2中所示例，根据本实施方式的输入装置10主要包括对应N个信道的多个电极103和多个放大单元105、切换单元107、放大单元109、A/D转换单元111、以及控制单元113。而且，根据本实施方式的输入装置10可以进一步包括动作识别单元115和存储单元117。
图2示出了一个信道包括一个电极103。但是，需要注意的是在图2中，组成一个信道的电极103可以如上所述是一个电极103，或多个电极103。
对应N个信道的多个电极103a到103n感应从其上布置相应电极103的活体表面B内的肌电纤维组织生成的肌电信号。以这种方式，可以获得电极103附近的活体表面的肌电信号的面分布。由于电极103a到103n所检测到的肌电信号是弱信号，因此检测到的肌电信号被输出至将随后进行描述的放大单元105a到105n并被放大到预定的电平。
对于相应的电极103a到103n，多个放大单元105a到105n被安装，并将相应的电极103a到103n所检测到的弱肌电信号放大到在随后的级中所进行的信号处理可以被实现的程度。当相应的电极103a到103n所检测到的弱肌电信号被对应相应电极安装的放大单元105a到105n放大时，无疑可以从活体表面B检测弱肌电信号。这些放大单元105a到105n可以是已知的放大器或放大电路。
相应的电极103a到103n所检测到的并被对应相应电极的放大单元105a到105n放大的肌电信号被输出到后述的切换单元107。
切换单元107根据来自后述的控制单元113的控制信号输出，将在来自多个放大单元105a到105n的N种肌电信号输出之中的一个肌电信号输出切换到后述的放大单元109。以这种方式，N种肌电信号（换句话说，对应于N个信道的电极或电极组获得的肌电信号之中的任意一个信道的肌电信号）被输出至后述的放大单元109。切换单元107可以利用已知的多路复用器等形成。
放大单元109将来自切换单元107的肌电信号输出放大到在随后的级中所进行的A/D转换处理（采样处理）可以被实现的足够的程度。根据需要，放大单元109可以利用高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器等对放大后的肌电信号进行滤波处理。已经被放大的并且已经通过滤波处理的肌电信号根据需要被输出至A/D转换单元111。
A/D转换单元111对放大后的肌电信号（其是输出自放大单元109的模拟信号）进行采样，并将采样后的模拟信号转换为数字信号。A/D转换单元111输出已被转换为数字信号的肌电信号至后述的动作识别单元115。同样，A/D转换单元111可以在后述的存储单元117等中存储已被转换为数字信号的肌电信号作为历史信息。
控制单元113控制切换单元107对输出自电极的肌电信号的切换处理和A/D转换单元111的采样处理彼此同步。当对应成为识别目标的每个动作进行肌电信号的检测时，控制单元113使A/D转换单元111快速地进行如信道数量那么多次的A/D转换。除此之外，控制单元113还控制切换单元107以使在A/D转换单元111进行A/D转换的时候切换单元107进行切换操作。
例如，当假设在10个信道上以1kHz进行采样处理，控制信号113使得切换单元107以10kHz的速率进行信道的切换并还使得A/D转换单元111以10kHz的速率进行采样处理，从而使得这样的电极的切换和这样的A/D转换处理重复，直至所观测的动作结束。具体地，控制单元113每个tsmp=1/n（ms）如全部信道数量那么多次（n次）重复地进行组成一个信道的电极103的切换和A/D转换直至动作结束时间（例如，tend=1000（ms））。以这种方式，在根据本实施方式的输入装置10中，时分地获得对应全部信道的肌电信号变得可能。这里，用于识别动作结束时间的参数tend的值并未被具体地限制，并可由根据本实施方式的输入装置10根据所观测的动作适当地确定。
而且，控制单元113监控校准处理，所述校准处理被进行以便选择用于基于肌电信号识别被确定为根据本实施方式的输入装置10的识别目标的动作（以下被称为识别目标动作）的最优位置电极。将在以下简短地描述被控制单元113监控并进行的校准处理。
在根据本实施方式的输入装置10中，检测用于识别诸如用户每一个手指的弯曲和伸直、内旋和外旋的动作等识别目标动作的肌电信号的至少一个信道选自被布置在与肌肉纤维方向正交的方向上的多个信道。
用于识别识别目标动作的信道的数量没有具体限制，并且可以考虑根据本实施方式的输入装置10的识别所需精度、可允许识别处理时间等被适当地确定。
控制单元113可以从检测具有大于等于预定阈值的信噪比（SNR）的肌电信号的信道中尽可能选择不与用于识别其他动作的信道混叠的信道。当根据本实施方式的输入装置10被安装在诸如前臂等的活体表面，电极未充分地与皮肤相接触的情况可能导致将有信道无法获得准确的肌电信号的可能。因此，通过选择检测具有大于等于预定阈值的信噪比（SNR）的肌电信号的信道（换句话说，检测不叠有过多噪声的肌电信号的信道），可以提高检测肌电信号的精确度。同样，通过选择用于识别的信道在识别目标动作（用于识别目标动作的电极）之间尽可能地不混叠，可以提高识别目标动作的识别精度。
当上述的校准处理结束时，控制单元113生成体现所选信道和基板101上的信道位置的电极选择信息。控制单元113可以在后述的存储单元117等中存储该电极选择信息。电极选择信息的形式并无具体限制，并可被以诸如查询表的形式存储于存储单元117等中或被存储在作为数据库的存储单元117中。结合被用作肌电信号的评估值（肌电信号评估值）的肌电信号的平均幅度中的最大值、多种其他信息等，控制单元113可以对涉及后述的安装位置偏差的电极校准处理（后述的简单校准处理）使用上面提到的电极选择信息。
当用于识别的信道的组合被选择，控制单元113可以将由所选信道获得的肌电信号的组合作为在动作识别处理中使用的注册模板而关联电极选择信号以存储在后述的存储单元117中。
优选地，至少当用户第一次用根据本实施方式的输入装置10装备自身时，进行校准处理。进行校准处理的时间选择并不限于前面提到的情况。每次用户用根据本实施方式的输入装置10装备自身时、以预定的周期、或在根据用户操作所选的任意时间，均可进行校准处理。而且，每次进行校准处理时，控制单元113可以更新存储于存储单元117等中的电极选择信息。
将在下面再次描述控制单元113所监控并进行的校准处理的详细示例。
根据校准处理的结果，控制单元113可以控制A/D转换单元111的工作以使未被选择的电极所检测的肌电信号不从A/D转换单元111输出至动作识别单元115。以这种方式，可以减少后述的动作识别单元115的动作识别处理所需的负荷，以便可以以更高的速度进行动作识别处理，或以便可以进一步改善动作识别的精度。
而且，控制单元113监控简单校准处理，所述简单校准处理是对当根据本实施方式的输入装置10被安装在用户身上时所进行的校准处理进行简单化的结果。将在下面简短地描述由控制单元113所监控和进行的简单校准处理。
基于根据本实施方式的输入装置的安装方法，认为每次输入装置10被安装时活体表面某点与某电极之间的相对位置关系发生变化。同样，由于用户重复动作，根据本实施方式的输入装置10发生偏差，身体表面（更具体地，某肌肉纤维组织）和电极之间的相对位置关系被认为发生变化。因此，为了校正输入装置10的安装偏差所涉及的肌肉纤维组织与电极之间的相对位置关系的改变，在根据本实施方式的输入装置10中进行用于选择用于动作识别的信道的校准处理。
此时，控制单元113可以不进行上述的校准处理但可以利用电极选择信息等这样已经在之前的校准处理中生成的信息进行下述的简单校准方法。
换句话说，控制单元113可以参考电极选择信息识别在之前所进行的校准处理中已被选择的至少一个电极103，并根据所识别的至少一个电极103和肌肉纤维组织之间的相对位置关系的改变校准至少一个电极103。
例如，上面提到的涉及安装偏差的位置关系的改变是大约几厘米，对应这样的偏差量的并被布置在与肌肉纤维组织正交的方向上的电极103的数量被认为是大约1个或2个。因此，在之前校准处理中所选的电极103和放置在电极103附近的电极（例如，在电极103的上侧、下侧、左侧和右侧彼此相邻的m个电极）之间切换的同时，控制单元113可以时分地使所述电极103和所述附近的电极检测肌电信号，并在动作识别中使用检测具有良好信噪比的肌电信号的电极。
这里，控制单元113利用关于肌电信号的肌电信号评估值和电极选择信息估计电极103的位置，从而识别在之前校准处理中所选的电极103与肌肉纤维组织之间的相对位置关系的改变量。
换句话说，控制单元113实际上是利用在电极选择信息中所记录的电极103和放置在所述电极附近的电极使得肌电信号被检测，并计算肌电信号评估值。之后，控制单元113计算所获得的肌电信号评估值与已被作为电极选择信息存储的肌电信号评估值之间的每个相关性，从而识别相关值的分布。通过参考所识别的相关值的分布识别在相关值最大处的电极的位置，控制单元113可以识别已被保存为电极选择信息的电极位置与电极实际位置之间的相对偏差量。根据所识别的偏差量，控制单元113变得能够校准在用的电极。此外，用于上述简单校准处理的肌电信号评估值并无具体限制，例如，可使用肌电信号的平均幅度的最大值等。
当如所述地利用存储于存储单元117等中的电极选择信息进行电极校准处理时，可以简单地进行电极校准处理，以便进一步改善用户的方便程度。
下面将再次描述由控制单元113所监控并进行的简单校准处理的详细的示例。
在上面已经描述了根据本实施方式的输入装置10的控制单元113。
基于输出自A/D转换单元111并关于肌电信号的数字信号，动作识别单元115识别对应肌电信号的动作是何种动作。
在根据本实施方式的输入装置10中，肌电信号的组合被对应于被确定为识别目标的每一个动作，并在后述的存储单元117等中被预先存储为注册模板。当关于本实施方式的输入装置10被安装在用户身上时，上述的校准处理（或简单校准处理）被进行以校正输入装置10和用户身体表面（例如，前臂）之间的安装偏差，用于动作识别的电极103（更具体地，信道）被选择。
动作识别单元115对比上面提到的每个注册模板与输出自A/D转换单元111的电极103（信道）的所有肌电信号中的由在校准中所选电极获得的肌电信号，并识别最相似于输出自A/D转换单元111的肌电信号的注册模板。动作识别单元115将与作为这样的处理的结果的被确定为最相似的注册模板相对应的动作识别为用户所进行的动作。
动作识别单元115可以利用所识别的对应动作的肌电信号更新对应于识别结果的注册模板。以这种方式，在根据本实施方式的输入装置10中，可以进一步提升动作识别的精度。对于用于更新注册模板的方法，可采用被称为机器学习技术、多种统计处理等，或者可以应用其他已知的技术。
动作识别单元115可以将代表用户所进行动作的识别结果的信息输出至安装在输入装置10之外的多个装置。为了使用动作识别结果作为用于进行可被输入装置10提供至用户的多个功能或服务的控制参数，动作识别单元115可以将信息输出至输入装置10的各种功能控制单元或服务提供单元（未示出）。同样地，动作识别单元115可以在安装于输入装置10中的显示视窗、各种显示器（未示出）等上显示用户所进行动作的识别结果。此外，动作识别单元115可以将关于代表动作识别结果的信息被生成的日期和时间的时间信息等作为历史信息结合代表动作识别结果的信息存储在后述的存储单元117等中。
存储单元117由输入装置10中的ROM、存储装置等实现。在存储单元117中，存储了在上述校准处理中生成的电极选择信息。同样，在存储器单元117中，对应于识别目标动作的肌电信号组合可以被存储为注册模板。此外，在存储器117中，由根据本实施方式的输入装置10所运行的各种程序、当进行某处理时需要存储的各种参数等可以被适当地记录。A/D转换单元111、控制单元113、动作识别单元115等可以自由访问存储单元117并写或读数据。
根据本实施方式的输入装置10的功能的示例已在上面被示出。每一个的组件可以是通用元件或电路，或可以是专用于组件的功能的硬件。同样，每个组件的所有功能可以由CPU等进行。因此，任何本实施方式实施的时候，可以根据技术水平适当地改变使用的配置。
<关于校准方法和输入方法>
参照图3到图5，将对根据本实施方式的输入装置10所进行的校准方法的流程示例和包括校准方法的输入方法进行描述。图3是示出根据本实施方式的校准方法的流程示例的流程图；图4是示出根据本实施方式的肌电信号检测方法的流程示例的流程图；图5是根据本实施方式的输入方法的流程示例的流程图。
[关于校准方法的流程]
首先，将参照图3简要描述校准方法的流程示例。
在根据本实施方式的输入装置10中，多个电极103、放大单元105、切换单元107、放大单元109、A/D转换单元111、以及控制单元113彼此交互工作，从而肌电信号被多个电极检测到（步骤S101）。
之后，控制单元113利用检测到的肌电信号从多个电极之中选择用于动作识别的电极（步骤S103）。
当电极的选择结束，控制单元113生成关于用于识别识别目标动作的电极方面的选择信息（步骤S 105）。之后，控制单元113在存储单元117等中存储所生成的电极选择信息（步骤S107）。
[关于肌电信号检测处理的流程]
这里，多个电极103和放大单元105、切换单元107、放大单元109、A/D转换单元111、以及控制单元113彼此交互工作，肌电信号检测处理被以如图4所示那样的流程进行。
换句话说，控制单元113首先进行用于多个电极103切换的参数的初始设定（步骤S201）。参数ch被用于选择检测被切换单元107输出至放大单元109的肌电信号的电极（信道），参数t代表经过的处理时间。
随后，控制单元113控制切换单元107以切换第ch个电极（信号）的输出（步骤203）。以这种方式，切换单元107将输出自对应于信道ch的电极103的肌电信号输出至放大单元109。放大单元109放大输出自对应于信道ch的电极103的肌电信号，并将放大后的肌电信号输出至A/D转换单元111。之后，A/D转换单元111将输出自对应于信道ch的电极103的肌电信号模数转换（步骤S205）。
接着，控制单元113确定参数ch的值是否等于代表全部信道数量的值N（步骤S207）。当参数ch的值不等于全部信道的数量N时，控制单元113更新参数ch和参数t的值（步骤S209）。换句话说，控制单元113将参数ch的值增加1，并还将A/D转换单元111的采样处理所需的时间tsmp加到参数t的值中。之后，处理返回步骤S203，控制单元113继续肌电信号检测处理。
另一方面，在步骤207中当参数ch的值等于全部信道的数量N时，控制单元113确定代表时间的参数t的值是否等于动作结束时间tend（步骤S211）。当参数t的值不等于动作结束时间tend时，控制单元113更新参数ch和参数t的值（步骤S213）。换句话说，控制单元113设定参数ch的值为1，同时将A/D转换单元111的采样处理所需的时间tsmp加到参数t的值中。之后，处理返回步骤S203，控制单元113继续肌电信号检测处理。
另一方面，在步骤S211中当参数t的值等于动作结束时间tend时，控制单元113结束肌电信号检测处理。
通过以上述那样的流程进行处理，根据本实施方式的输入装置10可以从多个电极之中选择用于检测被用于识别识别目标动作的肌电信号的电极。
[关于输入方法的流程]
接着，将参照图5简短描述输入方法的流程示例。
当根据本实施方式的输入装置10被安装在用户身上时，首先，多个电极103与放大单元105、切换单元107、放大单元109、A/D转换单元111、和控制单元113彼此交互工作，从而检测肌电信号（步骤S301）。该肌电信号检测处理以如图4中所示的流程进行。之后，控制单元113利用所检测的肌电信号进行用于识别的电极的校准处理（步骤303）。
随后，动作识别单元115确定是否有肌电信号要被识别（步骤S305）。当有肌电信号要被识别时，动作识别单元115利用肌电信号识别对应于所检测的肌电信号的动作（步骤S307）。之后，动作识别单元115将关于动作的识别结果的信息输出至装置或使用识别结果的处理单元（步骤S309）。
另一方面，在步骤S305中当没有肌电信号要被识别时，动作识别单元115确定在预定的时间以上是否没有肌电信号被检测到（步骤S311）。当没有肌电信号被检测到的时间少于预定的阈值时，处理返回步骤S305，动作识别单元115等待肌电信号。当没有肌电信号被检测到的时间是预定阈值或更长，动作识别单元115结束处理。
根据本实施方式的输入装置10进行的校准方法的流程示例和包括电极校准方法的输入方法已在上面参照图3到图5进行描述。
<校准方法和简单校准方法的详细示例>
接着，将参考详细的示例描述根据本实施方式的输入装置10进行的校准方法和简单校准方法。下面所示的校准方法的详细的示例仅仅是根据本实施方式的校准方法和简单校准方法的示例，根据本实施方式的输入装置10进行的校准方法并不限于下面的示例。
[校准方法的详细示例]
首先，将参照图6简短地描述根据本实施方式的校准方法的详细示例的流程。图6是示出根据本实施方式的校准方法的详细示例的示意图。
作为识别p种识别目标动作的校准处理的示例，下面将描述从N个信道（电极）之中选择r个信道（电极）的情况。
首先，控制单元113参照关于p种动作中的每一个的由N个信道检测到的肌电信号排除检测到叠有预定阈值以上的大幅失真（artifact）的肌电信号的信道（步骤A）。失真的例子可以是由电极103从活体表面B的分离引起的肌电信号强度的减少、由安装在输入装置10中的线缆等摇摆等引起的动作失真、交流电流的混叠、心跳的混叠等。
图6中，当预定阈值以上的大幅失真与s个信道所检测到的肌电信号混叠时，控制单元113排除s个信道，并从（N‑s）个其他信道中选择用于识别处理的信道。
接着，控制单元113计算关于p种动作中的每一个的由（N‑s）个信道获得的肌电信号的诸如平均整流值（ARV）、均方根（RMS）等的平均幅度，并识别平均幅度的最大值（步骤B）。这里，通过计算幅度的绝对值（整流）并在之后将计算后的幅度绝对值在预定的时间上积分或利用低通滤波器来获得平均整流值。同样，通过解出预定时间内的肌电信号的平方的平均的平方根来获得均方根。
如图6中所示的示例，控制单元113关于每个动作计算对应于各（N‑s）个信道的平均幅度的最大值。
随后，关于（N‑s）个信道中的每一个信道，控制单元113计算在步骤B中所计算的相应动作的平均幅度最大值中的给出最大的值的动作的动作名称，并从给出最大的值的最大值中减去给出第二大的值的最大值（步骤C）。例如，将讨论图6最左边信道。关于该信道，给出最大的值的平均幅度最大值是对应于动作1的最大值85，给出第二大的值的最大值是对应动作p的最大值10。在这种情况中，控制单元113确定动作名称是“动作1”并且确定85‑10=75的值为该信道的评估值。以同样的方式，控制单元113计算关于（N‑s）个信道的动作名和评估值。
接着，控制单元113以递减的顺序选择在步骤C中计算的r个值。这时，控制单元113从选择中排除对应于已被确定的动作名的信道。
此外，当r>p被满足，在步骤D中控制单元113选择p个信道，并在之后在其他信道上再次进行步骤D，从而总共选择r个信道。
当这样的校准处理在控制单元113的监控下被进行时，具有预定阈值以上的信噪比的电极被选择以使每个动作的串扰尽量地小。
[简单校准方法详细示例]
接着，将简短描述根据本实施方式的简单校准方法的详细示例流程。
下面将对其中电极放置位置（用于手臂或足部等的输入装置、圆柱形输入装置的情况中、展开的电极放置位置）与之前所进行的校准处理时的安装位置的偏差在上下左右一个信道以内的情况进行描述。在下面的描述中，电极放置位置的垂直方向指示沿肌肉纤维组织的方向，电极放置位置的水平方向指示与肌肉纤维组织正交的方向。取决于电极的放置位置，可能在所观察电极的上方或下方的方向没有电极。
而且，假定关于p种识别目标动作中的每一个的对应于N个信道的肌电信号的平均幅度最大值以及r个所选信道的位置的相关信息被对应到存储于存储单元117等的电极选择信息。
首先，控制单元113从p种识别目标动作中选择任一动作，并使得所有信道的肌电信号被检测。之后，如上述的校准处理那样，控制单元113排除检测到混叠有大幅失真的信道。
接着，控制单元113计算被检测肌电信号的例如平均整流值、均方根等的平均幅度的最大值。之后，控制单元113参照已存储的电极选择信息获得关于被记录在电极选择信息中的一个所选动作的平均幅度的最大值，并找出所获得的最大值与本次计算的平均幅度的最大值之间的相关性。
以同样的方式，控制单元113还找出在被记录在电极选择信息中的关于所选的一个动作的平均幅度最大值偏移了一个上、下、左或右信道的程度的情况下的平均幅度最大值与本次所计算的平均幅度的最大值之间的相关性。以这样的方式，控制单元113可以找出相关值的分布情况。
之后，控制单元113基于相关值的分布情况识别最大相关值的位置，并找出安装偏差量（偏差量）。以这种方式，控制单元113可以校正安装偏差，并选出对应本次安装的r个电极。
根据本实施方式的输入装置10所进行的校准方法和简单校准方法的详细示例已在上面被简短地描述。
<变形例>
下面，参照图7和图8，将简短地描述根据本实施方式的输入装置10的变形例。图7和图8是示出根据本实施方式的输入装置10的变形例的示意图。
图2中示出的除电极103和放大单元105外的各处理单元的功能可以被容纳到可以经由网络彼此交换信息的相应多个硬件中的任何一个硬件中。而且，由某处理单元进行的处理可以被一个硬件或通过多个硬件的分布式的处理实现。
例如，如图7中所示，图2中所示的输入装置10的功能可以被分配到检测肌电信号的肌电信号检测装置20和进行计算处理的计算处理装置30并由此实现。肌电信号检测装置20和计算处理装置30可以如图7中所示地通过连接线缆等由线连接，或通过无线通信连接。
图8示出了当如图2中所示的动作识别单元115被容纳入有线或无线地与肌电信号检测装置20连接的计算处理装置30时肌电信号检测装置20和计算处理装置30的配置的示例。
如图7和图8中所示，肌电信号检测装置20主要包括布置在基板101上的多个电极103、多个放大单元105、切换单元107、放大单元109、A/D转换单元111、控制单元113和肌电信号输出单元201。
这里，布置在基板101上的多个电极103、多个放大单元105、切换单元107、放大单元109、A/D转换单元111和控制单元113具有与图2中所示的输入装置10中的相应处理单元相同的配置。因此，下面详细的描述将被略去。
肌电信号输出单元201将输出自A/D转换单元111的肌电信号的数字数据输出至计算处理装置30。从肌电信号检测装置20到计算处理装置30的数字数据通信可以如图7中所示地通过连接线缆进行，或通过已知的无线通信进行。
如图8所示，计算处理装置30主要包括肌电信号获取单元301、动作识别单元303、和存储单元305。
肌电信号获取单元301获取输出自肌电信号检测单元20的肌电信号的数字数据，并将获得的数字数据输出至动作识别单元303。
动作识别单元303和存储单元305具有与图2中所示的输入装置10中的动作识别单元115和存储单元117相同的配置并产生相同的效果。因此，下面详细的描述将被略去。
当检测肌电信号的部分和进行动作识别处理的部分如图7和图8中所示地以分布式的方式被实现时，可以减少被安装在身体表面上的肌电信号检测装置20的重量，可以提高用户的便利程度。
参考图7和图8，根据本实施方式的输入装置10的变形例已在上面被简短描述。
（总结）
如上所述，由于根据本公开实施方式的输入装置在多个电极之间切换的同时使安装在活体表面的多个电极工作，并利用获得自多个电极的肌电信号中的一些肌电信号进行动作识别处理，所以可以减少信号处理的负荷。以此方式，动作识别所需的反映时间可以进一步被减少。
由于根据本公开的实施方式的输入装置在安装时进行校准处理，所以不需要精确地确定电极的位置，并且安装更加容易。在第二次和随后的校准中，利用所存的校准信息简单地进行校准处理，并估计电极位置，使得处理可以被简化。而且，即使在动作识别期间进行内旋和外旋的动作，这样的电极校准处理也能够保持动作识别的精度。
根据本公开的实施方式的输入装置可以被应用在例如游戏控制器、诸如TV、个人电脑等固定装置的遥控器、多种便携装置的控制器等。而且，根据本公开的实施方式的输入装置可以应用到医疗或护理技术。
尽管已经参照附图详细地描述了本发明优选的实施方式，本发明并不限于此。对本领域技术人员明显的是，在所附权利要求或其等同物的技术范围内，可以进行多种变形或变化。应理解这样的变形或变化也是在本发明的技术范围内的。
此外，本技术还可以被配置如下：
（1）一种输入装置，包括：
多个电极，在与活体的肌肉纤维组织正交的方向上被布置在活体表面上，并检测根据活体所进行的动作生成自肌肉纤维组织的肌电信号；
切换单元，在多个电极之间切换获取肌电信号的电极；以及
控制单元，从多个电极之中选择检测用于识别动作的肌电信号的电极。
（2）根据（1）的输入装置，
其中，控制单元基于多个电极所获得的相应的肌电信号选择检测用于识别动作的肌电信号的至少一个电极。
（3）根据权利要求（2）的输入装置，
其中，控制单元从多个电极中选择已检测到具有预定阈值或更高的信噪比的肌电信号的电极，以使与被用于识别其他动作的电极的混叠变小。
（4）根据权利要求（1）的输入装置，
其中，控制单元根据检测用于识别动作的肌电信号的至少一个电极与肌肉纤维组织之间的相对位置关系的改变来校准被用作至少一个电极的电极。
（5）根据权利要求（2）的输入装置，进一步包括：
存储单元，存储表现用于检测用于识别动作的肌电信号的电极组合的电极选择信息。
（6）根据权利要求（5）的输入装置，
其中，控制单元通过利用肌电信号的肌电信号评估值和电极选择信息估计电极位置，来识别用于检测用于识别动作的肌电信号的至少一个电极与肌肉纤维组织之间的相对位置关系的改变量，并校准被用作至少一个电极的电极。
（7）根据权利要求（1）的输入装置，进一步包括：
动作识别单元，利用被已选的电极检测到的肌电信号识别活体所进行的动作。
（8）根据权利要求（1）的输入装置，
其中，在其上布置有多个电极的活体表面是前臂，以及
其中，多个电极被布置在肌肉纤维方向和前臂的周向。
9.一种校准方法，包括：
在与活体的肌肉纤维组织正交的方向上被布置在活体表面并检测根据活体所进行的动作生成自肌肉纤维组织的肌电信号的多个电极之间切换的同时，时分地检测肌电信号；以及
基于多个电极获得的相应的肌电信号选择检测用于识别动作的肌电信号的至少一个电极。
（10）根据权利要求（9）的校准方法，
其中，表现用于检测用于识别动作的肌电信号的电极组合的电极选择信息被预先存储，以及
其中，选择至少一个电极包括通过利用肌电信号的肌电信号评估值和电极选择信息估计电极的位置，来识别检测用于识别动作的肌电信号的至少一个电极与肌肉纤维组织之间的相对位置关系的改变量，以及选择被用作至少一个电极的电极。
本领域技术人员应理解，在所附权利要求或其等同物的范围内，根据设计要求和其他因素，可以进行多种变形、组合、子组合和改变。
本公开包括涉及2011年12月9日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2011‑269831中所公开的主题，其完整内容据此通过引用并入本文。