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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,設計了基于手勢識別的虛擬現(xiàn)實提線木偶動畫方案,構建了基于 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)特征間關聯(lián)性消除與算法魯棒性增強.最后,構造多分類支撐向量機實現(xiàn)特征向量,確定手勢識別結果.實驗驗證算法離線動作平均識別準確率為 95.59%,實時動作平均識別準確率達到 90.75%,在 1.1s 左右完成手勢識別.面向提線木偶任務,構造了兩個用戶體驗任務,普通用戶人群中,木偶動作識別率較高,用戶使用意愿、易學性等方面,系統(tǒng)性能亦顯著高于真實木偶操控;專業(yè)用戶在承認系統(tǒng)可用性的同時,具有較高的接受度.用戶任務表明該設計滿足了手勢識別實時性和準確性的要求,具有良好的交互性和趣味性.相關研究可以廣泛地應用于計算機動畫等類似的系統(tǒng),對于體驗和保護提線木偶具有現(xiàn)實意義.
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