[發明專利]一種手機端含缺失數據的通用連續行為識別應用框架

有效

• 申請號: 201810544629.0
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108763045B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 吳天珩;汪亮;陶先平;呂建
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06F11/34
• 分類號: G06F11/34;G06F11/30
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

一種手機端含缺失數據的通用連續行為識別應用框架，應用在智能手機上，包含慣性傳感器、傳感器控制單元、數據接納控制單元、數據補全單元和行為識別單元。慣性傳感器負責和環境和用戶進行交互，獲取實時數據；傳感器控制單元負責根據數據接納控制單元的反饋信息，控制傳感器的開關和采樣頻率；數據接納控制單元根據當前數據負責判斷數據是否為有效數據；數據補全單元負責將有缺失的數據進行補全，生成完整的數據供給后續的行為識別單元進行識別。本發明針對手機端行為識別中不可避免的無效數據和數據缺失問題，考慮到手機端能源受限所提出，泛用性好，易于構建，獲得數據真實可靠，適用面廣，能夠有效應用于多種場景下有關手機端的行為識別。

技術領域

本發明屬于計算機應用領域，具體涉及一種手機端含缺失數據的通用連續行為識別應用框架，針對在手機端進行行為識別時常見的由于傳感器故障導致的缺失數據和由于手機不在身邊導致的錯誤數據等問題，結合手機在使用時的特性，所提出的高效、可靠、實用的系統框架構建方法。

背景技術

行為識別領域作為一個已經發展多年，日趨成熟的領域，目前技術已經趨近成熟，可以通過有限的傳感器的信息，獲得對用戶行為準確的感知和識別。通常使用的傳感器會有：RFID傳感設備，攝像頭或特制傳感設備，通過采集和用戶相關的加速度信息，位置信息等，判斷用戶當前的行為。

隨著智能手機技術的不斷發展，手機上已經集成了越來越多的傳感器，例如攝像頭，麥克風，加速度傳感器等。可以準確的記錄用戶使用手機時的信息，通過這些信息可以反應用戶當前的狀態信息。目前現有的行為識別技術已經較好的被移植到了智能手機端，通常是通過采集手機內置的慣性傳感器（如不含重力的加速度器，陀螺儀，線性加速度器等）信息，采集到足夠的和用戶相關的信息，從而對用戶的行為進行連續的識別。

通常，智能手機端的行為識別應用通常都是運行在單個手機上，在手機本地運行。受限于手機的運行內存等硬件原因，傳感器會因為系統本身的調度等原因而停止工作，導致匯報的信息出現連續的空缺即丟失，使得采集到的信息不完整，從而無法準確的識別用戶的行為。除此以外，由于手機并不是時時刻刻都處在用戶身邊，當不在用戶身邊時，采集到的數據并不是對用戶的行為的體現，稱之為無效數據。目前的手機端的行為識別應用并沒有對手機是否在用戶身邊做出有效的處理，導致錯誤的行為識別結果的產生。

同時，由于以上應用布置在智能手機上，但是由于設備大小的限制，隨著應用的復雜性，實時性等的提高，能耗同時也在提升。手機本身的電池容量往往只能支撐手機工作極為有限的時間。并且，隨著處理的數據的規模越大和算法的復雜性提升，對手機的CPU也會產生較大的負荷，因此在設計具體的行為識別應用時，需要考慮如何應對采集到的數據中成塊的缺失數據，和數據中可能存在的不在用戶身邊的無效信息，同時盡可能的降低應用的能耗，優化系統的設計。

發明內容

針對現有技術中的不足， 為了應對現有的手機端的行為識別應用中存在的缺失數據和無效數據問題，本發明面向手機端的含缺失數據的連續行為識別應用，針對無效數據采集時手機的特點，連續數據的特性，結合對傳感器性能，能耗的研究，提出了一種包括對無效數據的判斷，對缺失數據的補全，動態調整傳感器能耗的高效，可靠的通用框架。

考慮到手機不在身邊時通常保持靜止平放（z軸重力加速度值等于重力）的姿態，通過預先訓練好的模型，在數據接納控制單元實現了對原始數據是否為無效數據的判斷。從而過濾無效數據，以便于獲取真實可靠的用戶狀態。

通過判斷手機是否在用戶身邊的信息，當手機不在用戶身邊時，因此沒有再以高能耗采集多個傳感器數據的必要，可以關閉相關的傳感器或是降低采樣頻率，只保持最低能耗的傳感器采集數據，維持對手機是否在用戶身邊的判斷。