論文の概要: You Don't Need Attention: Gated Convolutional Modeling for Watch-Based Fall Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.20275v1
- Date: Tue, 19 May 2026 03:44:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.259982
- Title: You Don't Need Attention: Gated Convolutional Modeling for Watch-Based Fall Detection
- Title(参考訳): 注意不要:時計による転倒検出のためのゲート付き畳み込みモデリング
- Authors: Sana Alamgeer, Ronish Kumar, Awatif Yasmin, Muhammad Irshad, Anne H. H. Ngu,
- Abstract要約: Gated-CNNは、独立の一次元畳み込み特徴抽出器を介して加速度計とジャイロスコープストリームを処理する軽量なデュアルストリームアーキテクチャである。
オフライン評価では,5つの手首搭載慣性測定ユニット(IMU)データセットを用いて,平均F1スコアが93%,93%,90%,91%,90%を達成した。
リアルタイム評価のために、Google Pixel Watch 3にモデルをデプロイし、12人の参加者を対象にテストしました。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.2611915110827585
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Existing deep learning approaches for wearable fall detection systems rely on self-attention mechanisms that impose quadratic computational overhead, distributing weights across all time steps. This global weight distribution impairs the precise localization of the brief impact signatures that characterize falls within short, fixed-length windows. To overcome this challenge, we propose Gated-CNN, a lightweight dual-stream architecture that processes accelerometer and gyroscope streams through independent one-dimensional convolutional feature extractors, followed by (i) a sigmoid gating module that selectively suppresses uninformative background activations while amplifying fall-discriminative features, (ii) a global average pooling layer that compresses each stream into a compact fixed-length descriptor, and (iii) a shared classification head that fuses both descriptors for binary fall prediction. For offline evaluation, we evaluate the model across five wrist-mounted inertial measurement unit (IMU) datasets, achieving average F1-scores of 93%, 93%, 90%, 91%, and 90% on SmartFallMM, WEDA-Fall, FallAllD, UMAFall, and UP-Fall, outperforming Transformer baselines. For real-time evaluation, we deployed the model on a Google Pixel Watch 3 and tested across 12 participants. The model achieves an average F1-score of 97% and an accuracy of 98% with zero missed falls, showing that sigmoid gating offers a more structurally aligned and computationally efficient alternative to attention for commodity smartwatch-based fall detection.
- Abstract(参考訳): ウェアラブルの落下検知システムに対する既存のディープラーニングアプローチは、2次計算オーバーヘッドを課し、すべての時間ステップに重みを分散する自己注意機構に依存している。
このグローバルな重量分布は、短い、固定長の窓に収まると特徴付けられる短い衝撃信号の正確な位置決めを損なう。
この課題を克服するために、独立して1次元畳み込み特徴抽出器を介して加速度計とジャイロスコープストリームを処理する軽量なデュアルストリームアーキテクチャであるGated-CNNを提案する。
一 転倒識別特性を増幅しつつ、不定形背景活性化を選択的に抑制するシグモイドゲーティングモジュール
(ii)各ストリームをコンパクトな固定長ディスクリプタに圧縮するグローバル平均プール層
三 二分転予測のために両記述子を融合させる共有分類ヘッド。
オフライン評価では, 平均F1スコアは93%, 93%, 90%, 91%, SmartFallMM, WEDA-Fall, FallAllD, UMAFall, UP-Fallの5つの手首搭載慣性測定ユニット(IMU)データセットで評価し, トランスフォーマーベースラインを上回った。
リアルタイム評価のために、Google Pixel Watch 3にモデルをデプロイし、12人の参加者を対象にテストしました。
このモデルでは、平均F1スコアが97%、精度が98%で落差ゼロであり、Sigmoid Gatingは、コモディティスマートウォッチによる落差検出に注目するよりも、より構造的に整列し、計算的に効率的な代替手段を提供することを示している。
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