[发明专利]一种基于信道状态信息的陌生人手势识别方法及系统

说明书

本发明属于人工智能领域，具体涉及到一种面向基于无线网络中的信道状态信息的陌生人手势识别方法及系统。该系统包括有原始数据的采集及预处理模块、有效数据去噪模块、手势异常数据提取模块、特征值提取及分类器分类模块四个模块。本发明将时域特征中的波峰值之中的最大值和小波方差作为特征值，通过随机森林分类器去完成陌生人与非陌生人的分类。该方法具有较高的识别准确率，可以使用它对实际使用环境中的人员进行分类。本发明的是一种能在商用无线网络环境下使用基于信道状态信息的方法，从不同人的同一种手势动作的细微区别本身对陌生人的手势进行识别，还可以通过对陌生人的手势动作的识别确保智能家居使用人员的安全性得到保障。

技术领域

本发明属于人工智能领域，具体涉及到一种面向基于无线网络中的信道状态信息的陌生人手势识别方法及系统。

背景技术

随着互联网技术的不断成熟，网络硬件设备和网络软件设备的成本逐步降低，手机、微型笔记本电脑等智能移动终端设备的产量逐年上升，从而在很大程度上带动了无线WiFi的飞速发展。无论是在餐厅、大型综合商场、连锁酒店等商业场所，还是在火车站、综合医院、学校等公共场所，无线WiFi的身影随处可见。它的普及无论是在工作上，还是在生活上都为我们带来了很大的便利。

在无线通信领域中的信道状态信息是指已知的通信链路的信道特性。信道状态信息不仅可以被用来描述信号在发射端和接收端之间的传播过程，还可以被用来表示信号的散射、信号的衰落和随着距离的增大而导致的功率的衰减等信号的复合效应，所以信道状态信息也被称为信道估计。由于信道状态信息可以使信号的传输适应当前的信道状态，从而使信号能够达到在高数据率的多天线系统中可靠传输的目的。

虽然目前的一些存在的方法能够对现实中的陌生人加以识别，但它们区分的依据多是基于不同人的大幅度人体运动及为不同人定义的不同手势动作，没有从不同人的同种手势动作本身去解决该问题，更重要的是在现实生活中不可能为每一个被识别者去定义不同的手势动作或者要求被识别者进行大量的人体运动。所以寻找不同人的同种手势动作本身所具有的差别，并通过这些差别进一步识别出陌生人就成为了一种全新的陌生人识别方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一种基于信道状态信息的陌生人手势识别方法。

本发明的目的在于提供一种一种基于信道状态信息的陌生人手势识别系统。

本发明的目的是这样实现的，该方法包括以下步骤：

(1)首先使用华盛顿大学发布的一款运行于商用802.11n网卡上的工具，该工具运行在Intel 5300无线网卡上配备有3根天线的Linux操作系统下，收集基于802.11标准的无线信道状态信息。

(2)将收集到的信息经过预处理操作后提取出对应的90个子载波的信息，并提取出其中的相位信息；

(3)对提取到的子载波中的相位数据做线性变换，分离出其中有效的相位数据；

(4)对经过线性变换后的相位数据做高斯滤波去噪处理；

(5)对经过去噪操作之后的某一个子载波的数据使用改进的滑动四分位距法提取出异常值；

(6)对提取到的异常值数据计算出每组异常数据中的最大波峰的值，并计算出每组异常数据中小波方差的值，将它们作为时域上的特征值；

(7)按照步骤(6)中的方法将剩余数据中的特征值提取出来，形成测试集的特征值数据矩阵；

(8)将作为训练集的特征值数据矩阵中的每个人手势动作的数据分别放入随机森林分类器中进行训练，确保训练集中的不同手势的特征值之间没有交集；

(9)将测试集和训练集特征矩阵带入随机森林分类器中进行分类，通过对陌生人识别准确率的数据折线图，显示实验的结果。