tailieunhanh - Nhận dạng cử chỉ tay bằng ra-đa FMCW dựa trên mạng nơ ron tích chập kết nối chéo

Nghiên cứu này đề xuất sử dụng mạng nơ-ron tích chập kết nối chéo (CrossCNN: Cross-connection Convolutional Neural Network) để nhận dạng cử chỉ tay dựa trên dữ liệu phân tích phổ Doppler vi mô (micro-Doppler) của ra-đa FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave). Thêm vào đó, các mức nhiễu khác nhau được thêm vào dữ liệu để đánh giá đầy đủ hơn đối với mô hình đề xuất. | Nghiên cứu khoa học công nghệ NHẬN DẠNG CỬ CHỈ TAY BẰNG RA-ĐA FMCW DỰA TRÊN MẠNG NƠ-RON TÍCH CHẬP KẾT NỐI CHÉO Lê Hải1 Hoàng Văn Phúc1 Đoàn Văn Sáng2 Lê Thị Trang3 Lê Đại Phong1 Tóm tắt Nghiên cứu này đề xuất sử dụng mạng nơ-ron tích chập kết nối chéo Cross- CNN Cross-connection Convolutional Neural Network để nhận dạng cử chỉ tay dựa trên dữ liệu phân tích phổ Doppler vi mô micro-Doppler của ra-đa FMCW Frequency Modulated Continuous Wave . Thêm vào đó các mức nhiễu khác nhau được thêm vào dữ liệu để đánh giá đầy đủ hơn đối với mô hình đề xuất. Kết quả thử nghiệm cho thấy mô hình được huấn luyện với dữ liệu có nhiễu cho chất lượng nhận dạng tốt hơn mô hình được huấn luyện với dữ liệu không có nhiễu. Sau đó mô hình Cross-CNN được phân tích đánh giá khi thay đổi các tham số cấu trúc từ đó chọn ra bộ tham số phù hợp nhất cho bài toán đề ra. Cuối cùng mô hình Cross-CNN được đánh giá so sánh với các mô hình hiện có khác khi thực hiện trên cùng một tập dữ liệu. Kết quả là mạng Cross-CNN cho khả năng nhận dạng cử chỉ tay tốt hơn các mô hình khác nhờ vào các kết nối chéo cho phép sử dụng kết hợp các đặc tính cũ với đặc tính mới trong quá trình huấn luyện mạng. Từ khóa Mạng nơ-ron tích chập Nhận dạng cử chỉ tay Ra đa FMCW Phổ micro-Doppler. 1. GIỚI THIỆU Hiện nay với sự phát triển bùng nổ của các hệ thống và thiết bị thông minh việc điều khiển không tiếp xúc các thiết bị điện tử gia dụng đang trở nên phổ biến. Theo đó sự chuyển động của tay chân cơ thể hoặc sự thay đổi nét mặt sẽ là những dấu hiệu để các mô-đun giao tiếp người- máy HMI human-machine interface thực hiện việc nhận dạng hoặc phân loại 1 . Các mô-đun HMI thường sử dụng camera quang học để nhận dạng là chủ yếu. Nhưng tính bảo mật riêng tư của dữ liệu hình ảnh lại trở thành vấn đề thách thức đối với các nhà phát triển thiết bị. Một giải pháp thay thế cho camera quang học đó là ra-đa FMCW Frequency Modulated Continuous Wave vì nó có tính bảo mật xử lý nhanh và tiết kiệm năng lượng 2 . Nắm bắt được lợi thế đó hiện