[发明专利]一种基于智能手表的人体手指动作识别方法

说明书

本发明公开了一种基于智能手表的手指细微动作识别方法。该应用与识别方法可以解决在操作智能手表时，因屏幕小及按键单一，使人们使用极不方便，所带来误操作和体验度问题。该应用和识别方法具体包括如下内容：1、对手指动作加速度原始数据进行分割，精确提取手指动作片段算法；2、只提取手指动作加速度信号特征值对手指动作进行精确识别，减少系统运算开支；3、根据识别结果对智能手表进行控制和操作。本发明通过智能手表内置的加速度传感器采集人体手指细微动作传感器数据，智能手表充分利用手指动作特征数据和良好的数据处理能力，可以通过识别手指细微动作方便地控制和操作智能手表，可以大大简化人机交互过程，增强智能手表的使用价值。

技术领域

本发明属于通信电子技术领域，具体涉及一种基于智能手表的人体手指细微动作识别方法。

背景技术

近年来智能可穿戴设备得到了快速的发展，以智能手表和智能手环为代表的各类民用可穿戴设备得到大力普及。然而由于智能手表屏幕很小以及单一的按键，人们在进行信息交互和使用时十分不方便。

同时，现有的基于智能手表人体活动识别研究主要集中在下肢简单行为识别上，例如计步功能，智能硬件的能力并没有得到充分发挥，导致用户粘性不足。

如果智能手表能够区分不同的手指细微动作，会给智能手表带来巨大的商业价值，丰富智能手表的功能，简化人机交互过程。早期在人体手指细微运动的研究工作主要是利用特殊的传感器和专业设备等，例如肌肉电信号传感器和定制手套，虽然这些定制设备具有很强的能力去检测手指肌肉运动，但需要额外的硬件，增加了成本。同时，介于当前智能手表大多只配备了单枚加速度传感器，研究基于单枚加速度器的人体手指细微动作识别是非常有意义的。

为此本发明提出了一种基于智能手表的人体手指动作识别方法，通过智能手表内置的加速度传感器采集手指运动数据，在智能手表上识别手指细微动作得出手指识别结果，利用识别结果来对智能手表进行操作和控制。此发明在通用的智能手表上，不增加硬件成本，将为智能手表带来更多的智能应用，提高人表交互的便捷性。

发明内容

本发明提供了一种基于智能手表的人体手指细微动作识别方法，用于解决用户与智能手表交互信息误操作以及依赖特殊设备对手指动作进行识别成本高等问题，利用通用智能手表理解识别人体手指动作，对智能手表进行操作和控制，提供了更加自然的交互方式，赋予智能手表新的应用契机。

为了精确识别理解人体手指动作和对智能手表进行正确操作，本发明利用通用的智能手表的内置加速度传感器和运算能力对数据进行采集和处理，同时设计了一套人体手指动作识别方法，来实现人体手指动作的精确识别，并对智能手表进行操作和控制，主要包含以下几个特征：

(1)精确提取手指动作片段算法。在智能手表采集人体手指细微动作过程中，通过数据预处理算法过滤原始采集数据的噪声，得到有效的手指动作产生的加速度信号数据。同时，采用数据序列分割提取动作片段算法，对手指动作产生的连续加速度信号数据序列进行分割，得到若干长度相等的数据片段，利用加速度和均值阈值过滤提取包含完整手指动作的数据片段，实现手指动作片段提取的自动化，主动让机器对动作进行认知。

(2)手指动作加速度特征值选取方法。智能手表提取到的手指动作片段仍然具有采集时的原始数据形态，要经过特征值提取获得该动作窗口内的加速度数据特征值。选取特征值算法。用于从手指运动全部加速度数据特征值中选取具有一部分优秀数据表征能力的特征值，降低系统开销。

(3)根据识别手指动作对智能手表进行控制和操作方案。在该方案中，通过大量手指动作样本训练集结合分类算法构建手指动作识别分类模型，并将该分类模型保存在智能手表应用当中。同时，将选取的数据特征值作为手指动作识别分类模型的输入，使智能手表正确理解识别不同的手指动作，得出识别结果。智能手表响应识别结果对智能手表进行相应操作和控制，达到人体手指动作控制和使用智能手表的目的。

附图说明