基于WiFi的跨环境适应性的人体行为识别算法
作者:
作者单位:

1.五邑大学 电子与信息工程学院,广东 江门 529000;2.中山大学 电子与信息工程学院,广东 广州 510000

作者简介:

李星星(1990-),男,博士,讲师,主要研究方向为信号处理、集成电路设计与实现.email:wyuxxli@163.com.
黄景涛(2000-),男,在读硕士研究生,主要研究方向为信号处理和机器学习算法、人工智能.
陆许明(1985-),男,博士,高级工程师,主要研究方向为无线通信、物联网应用.
陈 翔(1980-),男,博士,教授,主要研究方向为5G/6G移动通信与物联网、卫星通信.

通讯作者:

陆许明(1985-),男,博士,高级工程师,主要研究方向为无线通信、物联网应用. email:luxuming@189.cn

基金项目:

广东普通高校重点领域专项资助项目(2022ZDZX1033);江门市基础与理论科学研究类科技计划资助项目(2022JC01026)

伦理声明:



Human behavior recognition algorithm based on WiFi cross-environment adaptability
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.Faculty of Electronic and Information Engineering,Wuyi University,Jiangmen Guangdong 529000,China;2.Faculty of Electronic and Information Engineering,Sun Yat-sen University,Guangzhou Guangdong 510000,China

Funding:

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    摘要:

    针对老年人跌倒等不安全行为的隐私保护识别及跨环境识别率低的问题,提出一种基于信道状态信息(CSI)的行为识别框架——单天线跨环境稳定人体活动特征提取(SSRF),并对现有ReWiS模型进行优化。通过从不同环境采集5类老年人行为数据(如跌倒、无动作等),对CSI信号进行幅值归一化、奇异值分解(SVD)和皮尔逊相关系数计算,生成带标签的CSI数据样本输入ProtoNet模型进行分类。相比ReWiS,SSRF显著减少了参数量(从111 936降至37 392),加快了训练与测试速度,所有样本训练时间从33.12 s缩短至26.8 s,每个样本测试时间从0.000 149 s减少至0.000 104 s。在公开数据集的四分类任务和自制数据集的五分类任务中,SSRF的平均跨环境准确率分别达到89%和85%,跌倒行为预测准确率为95%。实验表明,SSRF在保持高泛化性能的同时,大幅提高了效率。

    Abstract:

    To address the challenges of privacy protection in recognizing unsafe behaviors such as falls and low cross-environment recognition rates, this paper proposes a behavior recognition framework, Single-antenna Cross-environment Stable Human Activity Feature Extraction and Recognition Framework (SSRF), based on Channel State Information(CSI), optimized from the existing ReWiS model. By collecting data on five types of elderly behaviors(such as falls, no action, etc.) from different environments, the CSI signals are normalized, followed by Singular Value Decomposition(SVD) and Pearson correlation coefficient calculation to generate labeled CSI data samples, which are then fed into the ProtoNet model for classification. Compared to ReWiS, SSRF significantly reduces the number of parameters(from 111 936 to 37 392) and accelerates both training and testing speed, with total training time reduced from 33.12 s to 26.8 s, and per-sample testing time reduced from 0.000 149 s to 0.000 104 s. In the four-category task of a public dataset and the five-category task of a custom dataset, SSRF achieves average cross-environment recognition accuracies of 89% and 85%, respectively, with 95% accuracy for fall detection. Experimental results show that SSRF maintains high generalization performance while significantly improving the efficiency.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李星星,黄景涛,陆许明,陈翔.基于WiFi的跨环境适应性的人体行为识别算法[J].太赫兹科学与电子信息学报,2026,24(1):73~79

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  • 收稿日期:2024-09-20
  • 最后修改日期:2024-11-01
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  • 在线发布日期: 2026-02-04
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