論文の概要: GCCRR: A Short Sequence Gait Cycle Segmentation Method Based on Ear-Worn IMU
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.00983v2
- Date: Mon, 30 Sep 2024 10:17:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-01 21:58:55.603716
- Title: GCCRR: A Short Sequence Gait Cycle Segmentation Method Based on Ear-Worn IMU
- Title（参考訳）: GCCRR:Ear-Worn IMUに基づく短周期歩行周期分割法
- Authors: Zhenye Xu, Yao Guo,
- Abstract要約: 本稿では,耳鳴りIMUの短いシーケンスを用いた歩行周期のセグメンテーションの重要課題について述べる。
歩行特性曲線回帰再生法 (GCCRR) を導入する。
提案手法では,Bi-LSTMに基づく深層学習アルゴリズムを用いて,短い歩数列に対して信頼性の高いセグメンテーションを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2428847882267404
- License:
- Abstract: This paper addresses the critical task of gait cycle segmentation using short sequences from ear-worn IMUs, a practical and non-invasive approach for home-based monitoring and rehabilitation of patients with impaired motor function. While previous studies have focused on IMUs positioned on the lower limbs, ear-worn IMUs offer a unique advantage in capturing gait dynamics with minimal intrusion. To address the challenges of gait cycle segmentation using short sequences, we introduce the Gait Characteristic Curve Regression and Restoration (GCCRR) method, a novel two-stage approach designed for fine-grained gait phase segmentation. The first stage transforms the segmentation task into a regression task on the Gait Characteristic Curve (GCC), which is a one-dimensional feature sequence incorporating periodic information. The second stage restores the gait cycle using peak detection techniques. Our method employs Bi-LSTM-based deep learning algorithms for regression to ensure reliable segmentation for short gait sequences. Evaluation on the HamlynGait dataset demonstrates that GCCRR achieves over 80\% Accuracy, with a Timestamp Error below one sampling interval. Despite its promising results, the performance lags behind methods using more extensive sensor systems, highlighting the need for larger, more diverse datasets. Future work will focus on data augmentation using motion capture systems and improving algorithmic generalizability.
- Abstract（参考訳）: 運動機能障害患者の在宅モニタリングとリハビリテーションのための実践的,非侵襲的アプローチとして,耳鳴IMUの短いシーケンスを用いた歩行周期セグメンテーションの重要課題について述べる。
以前の研究では下肢に位置するIMUに焦点が当てられていたが、耳を縫ったIMUは、最小限の侵入で歩行動態を捉えるのにユニークな利点がある。
短周期を用いた歩行周期のセグメンテーションの課題に対処するために、我々は、微細な歩行位相セグメンテーションのために設計された新しい2段階アプローチである、歩行特性曲線回帰再生法(GCCRR)を導入する。
第1段階は、セグメント化タスクを周期情報を組み込んだ1次元の特徴系列である歩行特性曲線(GCC)の回帰タスクに変換する。
第2段階はピーク検出技術を用いて歩行周期を復元する。
提案手法では,Bi-LSTMに基づく深層学習アルゴリズムを用いて,短い歩数列に対して信頼性の高いセグメンテーションを実現する。
HamlynGaitデータセットの評価では、GCCRRは80\%以上の精度を実現しており、Timestamp Errorは1回のサンプリング間隔以下である。
その有望な結果にもかかわらず、より広範なセンサーシステムを使用する方法の遅れは、より大きな、より多様なデータセットの必要性を強調している。
今後の研究は、モーションキャプチャシステムによるデータ拡張とアルゴリズムの一般化性の改善に焦点を当てる予定である。
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