In the last two decades, fall detection (FD) systems have been developed as a popular assistive technology. Such systems automatically detect critical fall events and immediately alert medical professionals or caregivers. To support long-term FD services, various power-saving strategies have been implemented. Among them, a reduced sampling rate is a common approach for an energy-efficient system in the real-world. However, the performance of FD systems is diminished owing to low-resolution (LR) accelerometer signals. To improve the detection accuracy with LR accelerometer signals, several technical challenges must be considered, including misalignment, mismatch of effective features, and the degradation effects. In this work, a deep-learning-based accelerometer signal enhancement (ASE) model is proposed to improve the detection performance of LR-FD systems. This proposed model reconstructs high-resolution (HR) signals from the LR signals by learning the relationship between the LR and HR signals. The results show that the FD system using support vector machine and the proposed ASE model at an extremely low sampling rate (sampling rate < 2 Hz) achieved 97.34% and 90.52% accuracies in the SisFall and FallAllD datasets, respectively, while those without ASE models only achieved 95.92% and 87.47% accuracies in the SisFall and FallAllD datasets, respectively. This study demonstrates that the ASE model helps the FD systems tackle the technical challenges of LR signals and achieve better detection performance.


翻译:在过去20年中,作为流行辅助技术,开发了秋季检测系统,作为流行的辅助技术。这种系统自动检测关键秋季事件,并立即提醒医疗专业人员或护理人员。为了支持长期的FD服务,已经实施了各种节能战略。其中,降低取样率是现实世界中节能系统的一种常见方法。然而,由于低分辨率(LR)加速度计信号,FD系统的性能降低。为了用LR加速度信号提高探测准确性,必须考虑若干技术挑战,包括错配、有效功能不匹配和退化效应。在这项工作中,提出了基于深学习的加速度信号增强(ASE)模式,以提高LR-FD系统在现实世界中的探测性能。这个拟议模式通过学习低分辨率(LR)加速度仪信号,通过学习LRL(LR)加速度仪信号与HR信号之间的关系,重建LFD系统信号的性能。结果显示,FD系统使用支持矢量仪和ASE模型,以极低的取样率(标度 < 2Hz),有效特性和降级信号的信号增强性能(A-M94%)分别显示AFD(SER)和降为A-94%)的性能(SER)的性能(SER)的性能和降为AFD)的性能(SER),而AFD)分别显示A-92%的性能的性能(SA-94%和折)。

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