發(fā)布時間：2021-03-08 04:17

　　基于無線信號的手勢識別是一種新型的人機(jī)交互手段,具有廣泛的應(yīng)用場景。然而,目前基于無線信號的連續(xù)手勢識別仍然是一個研究難點(diǎn)。本文借鑒生物序列比對思想,研究基于WiFi無線信號的連續(xù)手勢識別算法。本文的主要研究工作如下:本文先對連續(xù)手勢和單獨(dú)手勢的特性進(jìn)行研究,借鑒語音識別中將聲音信號分解成音節(jié)再進(jìn)行識別的處理方式,將單位信道狀態(tài)信息（Channel State Information,CSI）處理時間長度設(shè)定為0.1秒,確定出欲識別手勢在實(shí)際連續(xù)手勢中的起始時間,為連續(xù)手勢識別算法提供準(zhǔn)確的手勢啟動時刻。進(jìn)而,本文設(shè)計(jì)了CSI手勢數(shù)據(jù)序列的動靜分離方法,以解決訓(xùn)練樣本存在訓(xùn)練數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)無法統(tǒng)一的問題。該方法使用基于經(jīng)驗(yàn)知識分離出的數(shù)據(jù)來訓(xùn)練支持向量機(jī)（Support Vector Machine,SVM）,再對全部訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行動靜分離制作出標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明了動靜分離方法可以將算法的識別正確率提高20%。在以上研究基礎(chǔ)上,基于對生物信息序列比對中Smith-Waterman算法,本文設(shè)計(jì)了WScg序列比對方法實(shí)現(xiàn)精確手勢識別。WScg序列比對方法對每一時刻綜合其前后時刻的信息進(jìn)... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)據(jù)手套示意

機(jī)計(jì)算能力的提升和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)快速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)視覺的手勢感知技術(shù)在非接觸式人機(jī)交互方面發(fā)展的越發(fā)完善，其識別準(zhǔn)確率完全可以使其應(yīng)用于生活。不過基于計(jì)算機(jī)視覺的感知技術(shù)仍然有很多局限之處。計(jì)算機(jī)視覺的研究對光線的要求很高，在實(shí)際生活中有很多光線不滿足其要求的場景。其次，基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的手勢感知要求圖像捕捉設(shè)備和人手之間不能有任何的遮擋物，現(xiàn)實(shí)中的有些環(huán)境不能滿足這個需求。更深層次的問題是，圖像捕捉設(shè)備帶來的人的隱私泄露是無法解決的。目前這種技術(shù)只適用一些光線充足的公共場所。圖1-2基于計(jì)算機(jī)視覺的手勢識別基于超聲波的手勢識別技術(shù)是一項(xiàng)發(fā)展時間相對較少的技術(shù)。由于超聲波在空間中對人類的行為十分敏感，可以感受到很細(xì)微的人類活動，近些年有一些科學(xué)家將其運(yùn)用在了手勢識別上。YSang等[22]使用超聲波技術(shù)和HMM分類方法對手指的7種細(xì)微手勢進(jìn)行識別研究，其識別正確率可以達(dá)到96.34%。MSaad等[23]使用支持向量機(jī)對使用超聲波識別的7種手勢進(jìn)行分類，識別正確率也可以達(dá)到96%。由于超聲波本身的頻率很高，其能捕捉到的人的行為的細(xì)微特征很多，所以它在手勢識別上的性能表現(xiàn)很好。不過因?yàn)槌暡ㄌ綔y設(shè)備本身十分昂貴，同時設(shè)備部署十分不便，其在生活中的應(yīng)用場景幾乎沒有�；跓o線射頻信號的手勢識別技術(shù)利用無線設(shè)備發(fā)出的信號進(jìn)行手勢識別[24]。其中基于Wi-Fi設(shè)備的識別研究受關(guān)注度最高。一是因?yàn)閃i-Fi信號有能力捕捉空間中人行為的變化，二是因?yàn)閃i-Fi設(shè)備價格便宜，廣泛存在且方便部署。同時，使用Wi-Fi信號進(jìn)行人體行為識別還能有效解決人的隱私問題。基于Wi-Fi

第2章相關(guān)理論與技術(shù)9第2章相關(guān)理論與技術(shù)2.1無線感知理論模型無線感知指的是基于無線信號對人體行為進(jìn)行感知識別。無線感知的基本原理是人的行為和無線信號之間建立著映射，后者會隨著前者的變化而變化。在一個室內(nèi)空間中，無線信號的傳播狀態(tài)如圖2-1所示。圖2-1空間中無線信號的傳播狀態(tài)可以看出，空間中發(fā)射端發(fā)出的無線信號經(jīng)過多條路徑傳送到接收端。天花板、地板、墻壁和靜止的家具會反射無線信號，人類的活動會折射無線信號，通過各種路徑的無線信號最終在信號接收端疊加在一起形成最終接收到的無線信號。這種現(xiàn)象被稱為多徑傳播。室內(nèi)環(huán)境的變化會造成多徑傳播的變化，進(jìn)一步造成無線信號的變化。反過來看，最終接受到無線信號中包含了室內(nèi)環(huán)境變化的信息[33]。在一個實(shí)際的室內(nèi)空間中，地板、墻壁、家具等靜態(tài)物體的位置一般很少發(fā)生變化。人的行為成為整個環(huán)境中的主要變量。人的行為會持續(xù)影響最終接收到的無線信號。所以收集這些無線信號，再運(yùn)用復(fù)雜的技術(shù)加以分析后就可以預(yù)測出人在室內(nèi)的行為和位置。以上為基于經(jīng)驗(yàn)性觀察的分析，從理論上看，基于路徑衰減的RF傳播模型[34]可以作為這種分析的理論支持。下面具體闡述一下這個模型。圖中LOS指的是信號發(fā)射端和信號接收端之間的一條直達(dá)路徑(lineofsight,LOS)。在一個室內(nèi)

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3070396