Inertial Measurement Unit (IMU) sensors are becoming increasingly ubiquitous in everyday devices such as smartphones, fitness watches, etc. As a result, the array of health-related applications that tap onto this data has been growing, as well as the importance of designing accurate prediction models for tasks such as human activity recognition (HAR). However, one important task that has received little attention is the prediction of an individual's heart rate when undergoing a physical activity using IMU data. This could be used, for example, to determine which activities are safe for a person without having him/her actually perform them. We propose a neural architecture for this task composed of convolutional and LSTM layers, similarly to the state-of-the-art techniques for the closely related task of HAR. However, our model includes a convolutional network that extracts, based on sensor data from a previously executed activity, a physical conditioning embedding (PCE) of the individual to be used as the LSTM's initial hidden state. We evaluate the proposed model, dubbed PCE-LSTM, when predicting the heart rate of 23 subjects performing a variety of physical activities from IMU-sensor data available in public datasets (PAMAP2, PPG-DaLiA). For comparison, we use as baselines the only model specifically proposed for this task, and an adapted state-of-the-art model for HAR. PCE-LSTM yields over 10% lower mean absolute error. We demonstrate empirically that this error reduction is in part due to the use of the PCE. Last, we use the two datasets (PPG-DaLiA, WESAD) to show that PCE-LSTM can also be successfully applied when photoplethysmography (PPG) sensors are available to rectify heart rate measurement errors caused by movement, outperforming the state-of-the-art deep learning baselines by more than 30%.


翻译:惰性测量股(IMU)传感器在智能手机、健身手表等日常设备中越来越无处不在。 因此,利用这些数据的与健康有关的应用程序阵列一直在增加,并且为诸如人类活动识别(HAR)等任务设计准确的预测模型的重要性也在增加。然而,一项很少受到注意的重要任务是预测个人在使用IMU数据进行物理活动时的心率。这可以用来确定哪些活动对一个人来说是安全的,而没有让他/她实际执行这些活动。我们建议为这一任务建立一个由脉动和 LSTM 层组成的神经结构,类似于与HAR任务密切相关的状态技术。然而,我们的模型包括一个革命网络,根据先前执行的活动的感应数据,将个人的身体调节嵌入(PCE),作为LSTM的初始隐藏状态。我们评估了拟议的模型,Dubed PCE-LSTM, 具体地预测了23个实验对象的直流数据流流流率,而我们使用该数据基数的直径比数据流数据,我们用了23个实验对象的直径的直径。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
AAAI2020 图相关论文集
图与推荐
10+阅读 · 2020年7月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
gan生成图像at 1024² 的 代码 论文
CreateAMind
4+阅读 · 2017年10月31日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Neural Image Captioning
Arxiv
5+阅读 · 2019年7月2日
Video-to-Video Synthesis
Arxiv
9+阅读 · 2018年8月20日
VIP会员
相关资讯
AAAI2020 图相关论文集
图与推荐
10+阅读 · 2020年7月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
gan生成图像at 1024² 的 代码 论文
CreateAMind
4+阅读 · 2017年10月31日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员