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专利号: 201610182598X
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于特征增强和决策融合的行为识别方法,其特征在于:所述行为识别方法包括以下步骤:

步骤1,对采集到的加速度传感器数据进行预处理,包括噪声处理和数据分割;

步骤2,计算预处理后传感器数据特征值,得到表征该传感器数据的多维特征矢量;

步骤3,用序列前向特征选择方法对步骤2得到的特征矢量进行选择,得到表征传感器数据的最佳特征矢量;

步骤4,对步骤3得到的最佳特征矢量使用Relief-F算法选择特征值进行特征增强处理,过程如下:

使用Relief-F算法计算每个特征值的权重,设定阈值k,权重高于该阈值的特征值进行特征增强,最终选定四个特征值,分别是:三轴加速度传感器数据在z轴的平方差,三轴加速度传感器数据x轴与y轴之间的相关系数,三轴加速度传感器数据x轴与z轴之间的相关系数,三轴加速度传感器数据y轴与z轴之间的相关系数,使用公式(1)进行特征增强处理,其中pi为特征值,m为特征增强系数;

步骤5,使用步骤4得到的数据训练四个支持向量机分类器,包括一个基础分类器和三个根据AdaBoost算法思想得到的针对走、上楼、下楼三个动作的弱分类器;

步骤6,使用步骤5得到的四个分类器分别对当前需要识别的动作进行识别,得到的四个识别结果作为四个参数,将上一个动作的识别结果作为第五个参数,将这五个参数分别记为labeli,i=1,2,3,4,5,通过训练确定这五个参数的权重wi,i=1,2,3,4,5;

步骤7,使用二层分类对人体行为动作进行识别,第一层使用步骤5得到的基础分类器识别,如果识别结果是走、上楼、下楼就进行第二层分类,第二层分类对步骤6中描述的五个参数进行加权投票决策融合,得到最终的识别结果。

2.如权利要求1所述的一种基于特征增强和决策融合的行为识别方法,其特征在于:所述步骤2中,计算多维特征矢量的过程为:计算三轴加速度传感器数据在x轴的平均值,三轴加速度传感器数据在y轴的平均值,三轴加速度传感器数据在z轴的平均值,三轴加速度传感器数据在x轴的平方差,三轴加速度传感器数据在y轴的平方差,三轴加速度传感器数据在z轴的平方差,三轴加速度传感器数据平均值的模,三轴加速度传感器数据平方差的模,三轴加速度传感器数据在x轴的偏度,三轴加速度传感器数据在y轴的偏度,三轴加速度传感器数据在z轴的偏度,三轴加速度传感器数据在x轴的均方根,三轴加速度传感器数据在y轴的均方根,三轴加速度传感器数据在z轴的均方根,三轴加速度传感器数据在x轴的能量,三轴加速度传感器数据在y轴的能量,三轴加速度传感器数据在z轴的能量,三轴加速度传感器数据在x轴的熵,三轴加速度传感器数据在y轴的熵,三轴加速度传感器数据在z轴的熵,三轴加速度传感器数据x轴与y轴之间的相关系数,三轴加速度传感器数据x轴与z轴之间的相关系数,三轴加速度传感器数据y轴与z轴之间的相关系数,信号幅度区域。

3.如权利要求1或2所述的一种基于特征增强和决策融合的行为识别方法,其特征在于:所述步骤6中,权重训练的过程为:首先设定参数alpha=1/num,num是走、上楼、下楼三个动作的训练样本总数,设定权重的初始值:wi=1,i=1,2,3,4,5,权重训练过程中只更新基础分类器识别结果label1的权重w1和上个动作识别结果label5的权重w5,其它三个弱分类器识别结果的权重设定为1不变,即w2=1,w3=1,w4=1不变;采用步骤7中的方法对训练样本进行识别,设样本的正确动作是activity,每识别一个样本就使用公式(2)对权重进行更新,当样本识别结果与样本实际类别一致时n=1,否则n=8,权重更新结束后对w5做公式(3)处理,PtA.tA表示走、上楼、下楼三个动作不转移到此三个动作之外其它动作的概率;

w5=w5*(1/PtA.tA)   (3)。

4.如权利要求1或2所述的一种基于特征增强和决策融合的行为识别方法,其特征在于:所述步骤7中,加权投票决策融合过程为:对五个参数labeli,i=1,2,3,4,5使用公式(4)计算出走、上楼、下楼三个动作的得分,其中activity_n表示当前动作,score_n表示activity_n所代表动作的得分,PA.A表示上一动作保持不变的概率,PlastA.A表示label5所属的动作转移到当前动作的概率,最终得分最高的动作类别为识别结果;