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Design and Implementation of a Two-Phase Activity Recognition System Using Smartphone's Accelerometers

스마트폰 내장 가속도 센서를 이용한 2단계 행위 인식 시스템의 설계 및 구현

  • 김종환 (경기대학교 컴퓨터과학과) ;
  • 김인철 (경기대학교 컴퓨터과학과)
  • Received : 2013.12.09
  • Accepted : 2014.01.03
  • Published : 2014.02.28

Abstract

In this paper, we present a two-phase activity recognition system using smartphone's accelerometers. To consider the unique temporal pattern of accelerometer data for each activity, our system executes the decision-tree(DT) learning in the first phase, and then, in the second phase, executes the hidden Markov model(HMM) learning based on the sequences of classification results of the first phase classifier. Moreover, to build a robust recognizer for each activity, we trained our system using a large amount of data collected from different users, different positions and orientations of smartphone. Through experiments using 6720 examples collected for 6 different indoor activities, our system showed high performance based on its novel design.

본 논문에서는 스마트폰 내장 가속도 센서를 이용한 2단계 행위 인식 시스템을 제안한다. 제안하는 행위 인식 시스템에서는 각 행위 별 가속도 데이터의 시간적 변화 패턴을 충분히 반영하기 위해, 1단계에서는 결정트리(DT) 학습을 수행하고, 2단계에서는 1단계 분류 결과들의 시퀀스를 이용하여 은닉 마코프 모델(HMM) 학습을 수행한다. 또한, 견고한 행위 인식기를 얻기 위해, 동일한 행위에 대해 서로 사용자와 서로 다른 스마트폰 위치와 방향으로부터 수집한 다양한 대용량 데이터를 이용하여 본 시스템을 훈련하였다. 6가지 실내 행위들에 대해 수집한 6720개의 가속도 센서 데이터를 이용한 실험을 통해, 본 시스템은 앞서 설명한 설계 방식을 기초로 높은 인식 성능을 보여주었다.

Keywords

References

  1. N. Gyorbiro, A. Fabian, and G. Homanyi, "An Activity Recognition System for Mobile Phones", Mobile Networks and Applications, Vol.14, No.1, pp.82-91, 2008.
  2. J. R. Kwapisz, G. M. Weiss and S. A. Moore, "Activity Recognition Using Cell Phone Accelerometers", ACM SIGKDD Explorations Newsletter, Vol.12, No.2, pp.74-82, 2010.
  3. E. Miluzzo, N. Lane, K. Peterson, et al., "Sensing Meets Mobile Social Networks: The Design, Implementation and Evaluation of the CenceMe Application", Proc. of ACM Conf. on Embedded Networked Sensor Systems, pp.337-350, 2008.
  4. J. Yang, "Toward Physical Activity Diary: Motion Recognition Using Simple Acceleration Features with Mobile Phones", Proc. of Int. Workshop on Interactive Multimedia for Consumer Electronics, 2009.
  5. T. Scott, J. Lester, J. E. Froehlich, et al., "iLearn on the iPhone: Real-Time Human Activity Classification on Commodity Mobile Phones", CSE Technical Report, University of Washington, 2008.
  6. B. Najafi, K. Aminian, A. Paraschiv, et al., "Ambulatory System for Human Motion Analysis Using a Kinematic Sensor: Monitoring of Daily Physical Activity in the Elderly", IEEE Trans. on Biomedical Engineering, Vol.50, No.6, 2003.
  7. L. Sun, D. Zhang, B. Lin, B. Guo and S. Li, "Activity Recognition on an Accelerometer Embedded Mobile Phone with Varying Positions and Orientations", Lecture Notes in Computer Science Vol.6406, pp.548-562, 2010.
  8. H. Lu, J. Yang, Z. Liu, N. D. Lane, T. Choudhury and A. T. Campbell, "The Jigsaw Continuous Sensing Engine for Mobile Phone Applications", Proc. of SenSys-10, pp.71-84, 2010.
  9. M. D. Tundo, E. Lemaire, N. Baddour, "Correcting Smartphone Orientation for Accelerometer-Based Analysis", IEEE Int. Symposium on Medical Measurements and Applications(MeMeA), 2013.