中科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院生物醫(yī)學(xué)信息技術(shù)研究中心李燁研究團(tuán)隊(duì)在老年人步態(tài)識(shí)別方法的研究取得進(jìn)展。相應(yīng)成果為“Sun FM, Zang WL, Gravina R, et al. Gait-based identification for elderly users in wearable healthcare systems [J]. Information Fusion, 2020, 53: 134-144(可穿戴健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中基于步態(tài)的老年人身份識(shí)別方法研究)”。

隨著可穿戴設(shè)備的普及其在移動(dòng)支付、健康監(jiān)護(hù)、娛樂(lè)社交等領(lǐng)域的廣泛使用，可穿戴設(shè)備的安全問(wèn)題受到越來(lái)越多的關(guān)注。與指紋、人臉、虹膜等相比，步態(tài)作為一種新發(fā)展起來(lái)的生物特征，具有易采集、不易被竊取、可連續(xù)認(rèn)證等優(yōu)點(diǎn)。然而，由于隨年齡增長(zhǎng)而出現(xiàn)的肌肉萎縮、肌力衰減等原因，老年人的步態(tài)與年輕成年人的相比在左右腳對(duì)稱性、連續(xù)性、及周期性等方面都具有較差的性能。針對(duì)該問(wèn)題，該研究提出多步態(tài)周期模板合成方法和基于決策層的數(shù)據(jù)融合身份識(shí)別方法，提升了老年人身份識(shí)別的準(zhǔn)確度。

首先，針對(duì)老年人步態(tài)一致性特性較差的問(wèn)題，提出一種基于數(shù)據(jù)級(jí)融合的步態(tài)模板生成方法，在步態(tài)周期自適應(yīng)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)融合包含時(shí)間相關(guān)步態(tài)特征的步態(tài)周期獲取能夠全面反映老年人步態(tài)特性的步態(tài)模板。然后，提出基于決策層數(shù)據(jù)融合的步態(tài)識(shí)別方法，分別利用皮爾遜相關(guān)系數(shù)、曼哈頓距離進(jìn)行初步?jīng)Q策。如果兩種方法判別結(jié)果不一致則利用歸一化交叉相關(guān)算法進(jìn)行仲裁，并給出最終的識(shí)別結(jié)果。

為對(duì)所提出的面向老年人的步態(tài)識(shí)別方法的有效性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在 64 位 50～79 歲老年人的數(shù)據(jù)集上進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示，平均識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá) 96.7%，比基于直方圖相似性的方法平均提升了 26.7%。

所提出的數(shù)據(jù)集融合的步態(tài)模板生成方法與決策級(jí)數(shù)據(jù)融合方法提升了老年人的步態(tài)識(shí)別準(zhǔn)確率，對(duì)于推動(dòng)步態(tài)識(shí)別在可穿戴健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，及提升可穿戴設(shè)備的安全性具有重要的意義。

慣性傳感器佩戴位置及步態(tài)識(shí)別準(zhǔn)確率比較