基于深度学习和肌电特征选取的手部动作识别研究

来源 :武汉科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:mj73182
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物电信号能够为人机交互提供更加自然、便捷以及有效的连接方式。但是,基于传统机器学习的肌电模式识别研究中,肌电特征种类和特征集维度的上升将导致分类模型的泛化性降低。并且,考虑到智能模型的识别效果过度依赖肌电特征提取方法的优劣性,而在实际应用中,由于手势类别多样化,现有手工特征提取方法结合传统机器学习模型依旧很难充分区分相似手势之间的细微差别。因此,开展结合高维特征集约简的肌电模式识别研究具有重要的意义。针对以上问题,本文以NinaPro DB1肌电数据集为研究对象,利用32种肌电特征提取方法,以肌电特征选择算法、深度学习为研究基础,开展结合最佳肌电特征集和深度卷积神经网络的肌电模式识别框架研究。本文主要研究工作包括:(1)针对肌电模式识别的原始数据来源不一、肌电特征提取种类繁多的问题,采用NinaPro DB1肌电子集作为原始肌电信号数据集,并进行信号预处理,最后提取上述数据集中32种时域及频域肌电特征,组建原始肌电特征集供后续特征选择所需。(2)针对目前肌电特征集维度较高的问题,提出双向递归特征选择算法,通过前向动态递归特征选择算法确定具有最大相关性的候选肌电特征集,并结合后向动态过滤特征选择算法进一步除去其中冗余特征,从而构建最佳肌电特征集供下文深度学习模型训练所需。(3)针对传统机器学习在肌电模式识别中逐渐体现的局限性问题,采用一种深度卷积神经网络模型替代传统机器学习模型进行肌电图像手势识别,并使用一维卷积核代替常规多维卷积核进行肌电图像和肌电特征图像深层抽象特征的提取。最后通过仿真分析表明:结合多肌电特征图像的深度卷积神经网络能够取得最高86.19%的手势识别率,比基于机器学习模型的最佳识别率提高了8.65%。
其他文献
猪瘟病毒(Classical Swine Fever Virus,CSFV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome virus,PRRSV)、猪流行性乙型脑炎病毒(Japanese Enc
兔痒螨病是由绵羊痒螨(兔亚种)(Psoropts ovis var.cuniculi)寄生于兔的外耳道皮肤表面引起的一种慢性侵袭性寄生虫病。该病传播迅速,尤其在阴暗潮湿、多雨季节蔓延很快,发病
水电站过渡过程是一种暂态现象,伴随着电站工况变化而存在。水电站一般在电网中承担基荷、调峰、调频等任务,其负荷的变化十分频繁,特别是对于可能引起严重事故的机组甩负荷,
轴流转桨式水轮机因自身诸多优点被广泛用于中低水头电站,近年新建、改造中低水头电站中,40m水头段所占比例非常大。由于这些电站建设时间早、机组效率低、稳定性较差,亟待增
在工业4.0大环境下,机器人产业蓬勃发展,为了使机器人达到更高的智能程度,就需要一种智能推理机对实时问题进行推理、求解和学习。基于案例的推理因具有推理时间短且案例容易
数据挖掘是从结构复杂的大规模数据中挖掘出有规律性的、突出意义的且不容易被人们所发现的有价值的可以理解的信息的技术。而离群点检测是数据挖掘领域中的重要课题之一,随
本文针对现有的储能系统无法满足电动汽车行驶过程中大功率以及续航里程的需求,提出一种基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的混合储能系统(Hybrid Energy Storage System,H
2020年是我国建设创新型国家的决胜之年,作为构建创新型国家的重要组成部分,区域创新对于引领创新、实现地方协调发展具有特殊意义。本文基于2008-2017年全国30个省市的面板
在经济全球化的背景下,当今社会已经跨入了以信息化为特色的知识经济时代,大力推进信息化是建立并保持竞争优势的必要条件。企业信息化成为现阶段国家信息化战略的重点。中核
民勤县生态环境问题是我国干旱地区生态环境问题的缩影,近年来,随着各级政府的高度关注及支持,民勤先后出台环境治理、环境监管、产业发展相关政策,并取得了较为明显的成效。