[發(fā)明專利]一種基于1D-CNN的智能手機(jī)按鍵檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011430630.4
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112560629A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申興發(fā);倪振賢
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

1.一種基于1D-CNN的智能手機(jī)按鍵檢測方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟1：數(shù)據(jù)采集

使用CSI Tool工具從無線網(wǎng)卡采集不同按鍵的CSI數(shù)據(jù)；

步驟2：基于Hampel算法去除異常點(diǎn)；

步驟3：基于巴特沃斯低通濾波去噪；

步驟4：基于主成分分析去噪和降維；

通過主成分分析方法保留CSI中最具有代表性的部分，去除冗余部分，實(shí)現(xiàn)了去噪和降維的效果；

步驟5：在完成CSI數(shù)據(jù)的預(yù)處理后，選出具有代表性的特征；

應(yīng)用預(yù)處理后的波形，基于方差的算法進(jìn)行提取高能部分，作為具有代表性的特征；

步驟6：在獲取了不同按鍵的高能CSI段后進(jìn)行模型訓(xùn)練；

使用1D-CNN對數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，假設(shè)根據(jù)步驟5得到的高能CSI段長度為N，在1D-CNN中的卷積核大小一定要小于N，步長為l，過濾器數(shù)量為n_filter；因此表示為

其中N為高能段長度，kernel_length為卷積核大小，stride為卷積步長，n_out為輸出維度，最后通過十倍交叉驗(yàn)證方式驗(yàn)證模型檢測按鍵的準(zhǔn)確率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于1D-CNN的智能手機(jī)按鍵檢測方法，其特征在于：所述步驟2中，使用中位值和絕對中位差找到數(shù)據(jù)的異常點(diǎn)，具體使用滑動窗口中數(shù)據(jù)的中位值替換掉這些異常值，假設(shè)數(shù)據(jù)集X＝{x₁，x₂，x₃，...，x_n}以及滑動窗口的步長為l，滑動窗口長度為2l，則有m_i＝medium(x_i-l，x_i-l+1，x_i-l+2，...，x_i，x_i+l-2，x_i+l-1，x_i+l)，根據(jù)正態(tài)分布常量值k＝1.4826，得到標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)：

σ_i＝k×medium(|x_i-l-m_i|，...，|x_i+l-m_i|)

對于給定一個閾值n_σ，如果有|x_i-m_i|＞n_σσ_i，則將x_i視為異常點(diǎn)，通過中位值m_i替換異常點(diǎn)數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于1D-CNN的智能手機(jī)按鍵檢測方法，其特征在于：所述步驟3中，由于手指按鍵頻率在3-30Hz之間，因此根據(jù)通帶截止頻率公式求解：

其中F_s為采樣頻率，設(shè)置階數(shù)n＝5即可求出截止頻率。