面向肌電信號(hào)的虛擬現(xiàn)實(shí)提線(xiàn)木偶動(dòng)畫(huà)研究
關(guān)鍵詞：myo 臂環(huán) emg 信號(hào)處理 手勢(shì)識(shí)別
摘要：泉州提線(xiàn)木偶屬于首批中國(guó)非物質(zhì)文化遺產(chǎn),是中華傳統(tǒng)文化的實(shí)現(xiàn)形式之一.然而,由于木偶體積龐大,攜帶與操作不便,直接限制了其受眾群體.為了實(shí)現(xiàn)提線(xiàn)木偶的有效傳承與保護(hù),設(shè)計(jì)了基于手勢(shì)識(shí)別的虛擬現(xiàn)實(shí)提線(xiàn)木偶動(dòng)畫(huà)方案,構(gòu)建了基于 MYO 臂環(huán)肌電信號(hào)的人體生理信號(hào)控制動(dòng)畫(huà)原型系統(tǒng),應(yīng)用兩個(gè)用戶(hù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的高精確性與易操控性.首先,通過(guò)低通濾波與平滑實(shí)現(xiàn)多通道肌電信號(hào)數(shù)據(jù)的信號(hào)處理.其次,提取八通道時(shí)域特征與時(shí)頻域特征,并通過(guò)線(xiàn)性判別器將其降維為六維特征向量,實(shí)現(xiàn)特征間關(guān)聯(lián)性消除與算法魯棒性增強(qiáng).最后,構(gòu)造多分類(lèi)支撐向量機(jī)實(shí)現(xiàn)特征向量,確定手勢(shì)識(shí)別結(jié)果.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法離線(xiàn)動(dòng)作平均識(shí)別準(zhǔn)確率為 95.59%,實(shí)時(shí)動(dòng)作平均識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到 90.75%,在 1.1s 左右完成手勢(shì)識(shí)別.面向提線(xiàn)木偶任務(wù),構(gòu)造了兩個(gè)用戶(hù)體驗(yàn)任務(wù),普通用戶(hù)人群中,木偶動(dòng)作識(shí)別率較高,用戶(hù)使用意愿、易學(xué)性等方面,系統(tǒng)性能亦顯著高于真實(shí)木偶操控;專(zhuān)業(yè)用戶(hù)在承認(rèn)系統(tǒng)可用性的同時(shí),具有較高的接受度.用戶(hù)任務(wù)表明該設(shè)計(jì)滿(mǎn)足了手勢(shì)識(shí)別實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求,具有良好的交互性和趣味性.相關(guān)研究可以廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)等類(lèi)似的系統(tǒng),對(duì)于體驗(yàn)和保護(hù)提線(xiàn)木偶具有現(xiàn)實(shí)意義.
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