16、可穿戴相机实现自动跌倒检测与活动分类

可穿戴相机实现跌倒检测与活动分类

可穿戴相机实现自动跌倒检测与活动分类

1. 引言

随着科技和医疗的进步,老年人的生活质量有所提高,但老年群体数量也在不断增加。据预测,到2050年,65岁及以上人口占15 - 64岁人口的比例将增至37%。因此,开发可靠且强大的老年人活动自动监测系统变得至关重要。

老年人的活动大致可分为两类:
- 关键事件:如跌倒,需要立即的医疗响应。
- 非关键事件:如行走、坐立和躺下等,有助于对关节炎和神经退行性疾病等慢性病进行长期的姿势和运动分析。

一个强大的自主监测系统应具备准确实时的监测能力,并能根据事件的关键程度合理分配资源。

目前用于活动监测的传感器主要分为可穿戴传感器和环境传感器:
|传感器类型|优点|缺点|
| ---- | ---- | ---- |
|可穿戴传感器|不受限于特定环境|计算和电力资源有限,易产生误报,分类细微活动困难|
|环境传感器|使用方便|监测范围局限于特定区域,部分传感器的鲁棒性有待验证|

相机作为环境视觉传感器很受欢迎,但存在隐私问题。近年来,结合加速度计和相机的混合传感器系统被认为是有效的可穿戴系统。加速度计提供活动信息,相机提供上下文信息以验证检测到的活动,有助于减少误报。

智能相机在处理能力和低功耗方面不断改进,能够实时处理场景中的足够特征。本文介绍了一种将智能相机作为可穿戴传感器的新方法,该系统不仅能在不受限的环境中监测受试者,还能及时提供上下文信息,一定程度上缓解了隐私问题。

2. 提出的方法

所开发的系统由两层组成:
- 第一层:检测用户发起的事件。
- 第二

深度学习作为人工智能的关键分支,依托多层神经网络架构对高维数据进行模式识别函数逼近,广泛应用于连续变量预测任务。在Python编程环境中,得益于TensorFlow、PyTorch等框架的成熟生态,研究者能够高效构建面向回归分析的神经网络模型。本资源库聚焦于通过循环神经网络及其优化变体解决时序预测问题,特别针对传统RNN在长程依赖建模中的梯度异常现象,引入具有门控机制的长短期记忆网络(LSTM)以增强序列建模能力。 实践案例涵盖从数据预处理到模型评估的全流程:首先对原始时序数据进行标准化处理滑动窗口分割,随后构建包含嵌入层、双向LSTM层及全连接层的网络结构。在模型训练阶段,采用自适应矩估计优化器配合早停策略,通过损失函数曲线监测过拟合现象。性能评估不仅关注均方根误差等量化指标,还通过预测值真实值的轨迹可视化进行定性分析。 资源包内部分为三个核心模块:其一是经过清洗的金融时序数据集,包含标准化后的股价波动记录;其二是模块化编程实现的模型构建、训练验证流程;其三是基于Matplotlib实现的动态结果展示系统。所有代码均遵循面向对象设计原则,提供完整的类型注解异常处理机制。 该实践项目揭示了深度神经网络在非线性回归任务中的优势:通过多层非线性变换,模型能够捕获数据中的高阶相互作用,而Dropout层正则化技术的运用则保障了泛化能力。值得注意的是,当处理高频时序数据时,需特别注意序列平稳性检验季节性分解等预处理步骤,这对预测精度具有决定性影响。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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