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面向肌電信號的虛擬現(xiàn)實提線木偶動畫研究
關(guān)鍵詞：myo 臂環(huán) emg 信號處理 手勢識別
摘要：泉州提線木偶屬于首批中國非物質(zhì)文化遺產(chǎn),是中華傳統(tǒng)文化的實現(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.為了實現(xiàn)提線木偶的有效傳承與保護(hù),設(shè)計了基于手勢識別的虛擬現(xiàn)實提線木偶動畫方案,構(gòu)建了基于 MYO 臂環(huán)肌電信號的人體生理信號控制動畫原型系統(tǒng),應(yīng)用兩個用戶實驗驗證了算法的高精確性與易操控性.首先,通過低通濾波與平滑實現(xiàn)多通道肌電信號數(shù)據(jù)的信號處理.其次,提取八通道時域特征與時頻域特征,并通過線性判別器將其降維為六維特征向量,實現(xiàn)特征間關(guān)聯(lián)性消除與算法魯棒性增強.最后,構(gòu)造多分類支撐向量機實現(xiàn)特征向量,確定手勢識別結(jié)果.實驗驗證算法離線動作平均識別準(zhǔn)確率為 95.59%,實時動作平均識別準(zhǔn)確率達(dá)到 90.75%,在 1.1s 左右完成手勢識別.面向提線木偶任務(wù),構(gòu)造了兩個用戶體驗任務(wù),普通用戶人群中,木偶動作識別率較高,用戶使用意愿、易學(xué)性等方面,系統(tǒng)性能亦顯著高于真實木偶操控;專業(yè)用戶在承認(rèn)系統(tǒng)可用性的同時,具有較高的接受度.用戶任務(wù)表明該設(shè)計滿足了手勢識別實時性和準(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)用于計算機動畫等類似的系統(tǒng),對于體驗和保護(hù)提線木偶具有現(xiàn)實意義.
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