Journal of the Korean Society of Industry Convergence
/
v.24
no.6_1
/
pp.693-698
/
2021
As technology advances, there is increasing need for research in different fields where this technology is applied. On of the most researched topic in computer vision is Human activity recognition (HAR), which has widely been implemented in various fields which include healthcare, video surveillance and education. We therefore present in this paper a human activity recognition system based on scale and rotation while employing the Kinect depth sensors to obtain the human skeleton joints. In contrast to previous approaches that use joint angles, in this paper we propose that each limb has an angle with the X, Y, Z axes which we employ as feature vectors. The use of the joint angles makes our system scale invariant. We further calculate the body relative direction in the egocentric coordinates in order to provide the rotation invariance. For the system parameters, we employ 8 limbs with their corresponding angles each having the X, Y, Z axes from the coordinate system as feature vectors. The extracted features are finally trained and tested with the Long short term memory (LSTM) Network which gives us an average accuracy of 98.3%.
Human activity recognition(HAR) using smartphones is a hot research topic in computational intelligence. Smartphones are equipped with a variety of sensors. Fusing the data of these sensors could enable applications to recognize a large number of activities. However, these devices have fewer resources because of the limited number of sensors available, and feature selection and classification methods are required to achieve optimal performance and efficient feature extraction. This paper proposes a smartphone-based HAR scheme according to these requirements. The proposed method in this paper extracts time-domain features from acceleration sensors, gyro sensors, and barometer sensors, and recognizes activities with high accuracy by applying KDA and SVM. This approach selects the most relevant feature of each sensor for each activity. Our comparison results shows that the proposed system outperforms previous smartphone-based HAR systems.
Recently, many human activity recognition(HAR) researches using smartphone sensor data have been studied. HAR can be utilized in various fields, such as life pattern analysis, exercise measurement, and dangerous situation detection. However researches have been focused on recognition of basic human behaviors or efficient battery use. In this paper, exercising activities performed indoors and outdoors were defined and recognized. Data collection and pre-processing is performed to recognize the defined activities by SVM, random forest and gradient boosting model. In addition, the recognition result is determined based on voting class approach for accuracy and stable performance. As a result, the proposed activities were recognized with high accuracy and in particular, similar types of indoor and outdoor exercising activities were correctly classified.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
/
v.12
no.2
/
pp.800-816
/
2018
In recent years, video surveillance research has been able to recognize various behaviors of pedestrians and analyze the overall situation of objects by combining image analysis technology and deep learning method. Human Activity Recognition (HAR), which is important issue in video surveillance research, is a field to detect abnormal behavior of pedestrians in CCTV environment. In order to recognize human behavior, it is necessary to detect the human in the image and to estimate the pose from the detected human. In this paper, we propose a novel approach for 2D Human Pose Estimation based on object detection using RGB-D information. By adding depth information to the RGB information that has some limitation in detecting object due to lack of topological information, we can improve the detecting accuracy. Subsequently, the rescaled region of the detected object is applied to ConVol.utional Pose Machines (CPM) which is a sequential prediction structure based on ConVol.utional Neural Network. We utilize CPM to generate belief maps to predict the positions of keypoint representing human body parts and to estimate human pose by detecting 14 key body points. From the experimental results, we can prove that the proposed method detects target objects robustly in occlusion. It is also possible to perform 2D human pose estimation by providing an accurately detected region as an input of the CPM. As for the future work, we will estimate the 3D human pose by mapping the 2D coordinate information on the body part onto the 3D space. Consequently, we can provide useful human behavior information in the research of HAR.
A key to a well-performing human activity recognition (HAR) system through machine learning technique is the availability of a substantial amount of labeled data. Collecting sufficient labeled data is an expensive and time-consuming task. To build a HAR system in a new environment (i.e., the target domain) with very limited labeled data, it is unfavorable to naively exploit the data or trained classifier model from the existing environment (i.e., the source domain) as it is due to the domain difference. While traditional machine learning approaches are unable to address such distribution mismatch, transfer learning approach leverages the utilization of knowledge from existing well-established source domains that help to build an accurate classifier in the target domain. In this work, we propose a transfer learning approach to create an accurate HAR classifier with very limited data through the multitask neural network. The classifier loss function minimization for source and target domain are treated as two different tasks. The knowledge transfer is performed by simultaneously minimizing the loss function of both tasks using a single neural network model. Furthermore, we utilize the unlabeled data in an unsupervised manner to help the model training. The experiment result shows that the proposed work consistently outperforms existing approaches.
With a widespread of sensor-rich mobile devices, the analysis of human activities becomes more general and simpler than ever before. In this paper, we propose two deep neural networks that efficiently and accurately perform human activity recognition (HAR) using tri-axial accelerometers. In combination with powerful modern deep learning techniques like batch normalization and LSTM networks, our model outperforms baseline approaches and establishes state-of-the-art results on WISDM dataset.
IEMEK Journal of Embedded Systems and Applications
/
v.18
no.6
/
pp.319-325
/
2023
In this study, we proposed a method for hyperparameter optimization in the building and training of a deep learning model designed to process point cloud data collected by a millimeter-wave radar system. The primary aim of this study is to facilitate the deployment of a baseline model in resource-constrained IoT devices. We evaluated a RadHAR baseline deep learning model trained on a public dataset composed of point clouds representing five distinct human activities. Additionally, we introduced a coarse-to-fine hyperparameter optimization procedure, showing substantial potential to enhance model efficiency without compromising predictive performance. Experimental results show the feasibility of significantly reducing model size without adversely impacting performance. Specifically, the optimized model demonstrated a 3.3% improvement in classification accuracy despite a 16.8% reduction in number of parameters compared th the baseline model. In conclusion, this research offers valuable insights for the development of deep learning models for resource-constrained IoT devices, underscoring the potential of hyperparameter optimization and model size reduction strategies. This work contributes to enhancing the practicality and usability of deep learning models in real-world environments, where high levels of accuracy and efficiency in data processing and classification tasks are required.
Continuous wave (CW) Doppler radar has the advantage of being able to solve the privacy problem unlike camera and obtains signals in a non-contact manner. Therefore, this paper proposes a human activity recognition (HAR) system using CW Doppler radar, and presents the hardware design and implementation results for acceleration. CW Doppler radar measures signals for continuous operation of human. In order to obtain a single motion spectrogram from continuous signals, an algorithm for counting the number of movements is proposed. In addition, in order to minimize the computational complexity and memory usage, binarized neural network (BNN) was used to classify human motions, and the accuracy of 94% was shown. To accelerate the complex operations of BNN, the FPGA-based BNN accelerator was designed and implemented. The proposed HAR system was implemented using 7,673 logics, 12,105 registers, 10,211 combinational ALUTs, and 18.7 Kb of block memory. As a result of performance evaluation, the operation speed was improved by 99.97% compared to the software implementation.
Kim, Kilho;Choi, Sangwoo;Chae, Moon-jung;Park, Heewoong;Lee, Jaehong;Park, Jonghun
Journal of Intelligence and Information Systems
/
v.25
no.1
/
pp.163-177
/
2019
As smartphones are getting widely used, human activity recognition (HAR) tasks for recognizing personal activities of smartphone users with multimodal data have been actively studied recently. The research area is expanding from the recognition of the simple body movement of an individual user to the recognition of low-level behavior and high-level behavior. However, HAR tasks for recognizing interaction behavior with other people, such as whether the user is accompanying or communicating with someone else, have gotten less attention so far. And previous research for recognizing interaction behavior has usually depended on audio, Bluetooth, and Wi-Fi sensors, which are vulnerable to privacy issues and require much time to collect enough data. Whereas physical sensors including accelerometer, magnetic field and gyroscope sensors are less vulnerable to privacy issues and can collect a large amount of data within a short time. In this paper, a method for detecting accompanying status based on deep learning model by only using multimodal physical sensor data, such as an accelerometer, magnetic field and gyroscope, was proposed. The accompanying status was defined as a redefinition of a part of the user interaction behavior, including whether the user is accompanying with an acquaintance at a close distance and the user is actively communicating with the acquaintance. A framework based on convolutional neural networks (CNN) and long short-term memory (LSTM) recurrent networks for classifying accompanying and conversation was proposed. First, a data preprocessing method which consists of time synchronization of multimodal data from different physical sensors, data normalization and sequence data generation was introduced. We applied the nearest interpolation to synchronize the time of collected data from different sensors. Normalization was performed for each x, y, z axis value of the sensor data, and the sequence data was generated according to the sliding window method. Then, the sequence data became the input for CNN, where feature maps representing local dependencies of the original sequence are extracted. The CNN consisted of 3 convolutional layers and did not have a pooling layer to maintain the temporal information of the sequence data. Next, LSTM recurrent networks received the feature maps, learned long-term dependencies from them and extracted features. The LSTM recurrent networks consisted of two layers, each with 128 cells. Finally, the extracted features were used for classification by softmax classifier. The loss function of the model was cross entropy function and the weights of the model were randomly initialized on a normal distribution with an average of 0 and a standard deviation of 0.1. The model was trained using adaptive moment estimation (ADAM) optimization algorithm and the mini batch size was set to 128. We applied dropout to input values of the LSTM recurrent networks to prevent overfitting. The initial learning rate was set to 0.001, and it decreased exponentially by 0.99 at the end of each epoch training. An Android smartphone application was developed and released to collect data. We collected smartphone data for a total of 18 subjects. Using the data, the model classified accompanying and conversation by 98.74% and 98.83% accuracy each. Both the F1 score and accuracy of the model were higher than the F1 score and accuracy of the majority vote classifier, support vector machine, and deep recurrent neural network. In the future research, we will focus on more rigorous multimodal sensor data synchronization methods that minimize the time stamp differences. In addition, we will further study transfer learning method that enables transfer of trained models tailored to the training data to the evaluation data that follows a different distribution. It is expected that a model capable of exhibiting robust recognition performance against changes in data that is not considered in the model learning stage will be obtained.
Compared to sensors mainly used in human activity recognition (HAR) systems, inertial measurement unit (IMU) sensors are small and light, so can achieve lightweight system at low cost. Therefore, in this paper, we propose a binary neural network (BNN) based gait pattern analysis system using IMU sensor, and present the design and implementation results of an FPGA-based accelerator for computational acceleration. Six signals for gait are measured through IMU sensor, and a spectrogram is extracted using a short-time Fourier transform. In order to have a lightweight system with high accuracy, a BNN-based structure was used for gait pattern classification. It is designed as a hardware accelerator structure using FPGA for computation acceleration of binary neural network. The proposed gait pattern analysis system was implemented using 24,158 logics, 14,669 registers, and 13.687 KB of block memory, and it was confirmed that the operation was completed within 1.5 ms at the maximum operating frequency of 62.35 MHz and real-time operation was possible.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.