Performance Evaluation of Convolutional Neural Network for Hand Gesture Recognition Using EMG
Notice bibliographique
Résumé
Electromyography (EMG) is a measure of electrical activity generated by the contraction of muscles. Non-invasive surface EMG (sEMG)-based pattern recognition methods have shown the potential for upper limb prosthesis control. However, it is still insufficient for natural control. Recent advancements in deep learning have shown tremendous progress in biosignal processing. Multiple architectures have been proposed yielding high accuracies (>95%) for offline analysis, yet the delay caused due to optimization of the system remains a challenge for its real-time application. From this arises a need for optimized deep learning architecture based on fine-tuned hyper-parameters. Although the chance of achieving convergence is random, however, it is important to observe that the performance gain made is significant enough to justify extra computation. In this study, the convolutional neural network (CNN) was implemented to decode hand gestures from the sEMG data recorded from 18 subjects to investigate the effect of hyper-parameters on each hand gesture. Results showed that the learning rate set to either 0.0001 or 0.001 with 80-100 epochs significantly outperformed (p < 0.05) other considerations. In addition, it was observed that regardless of network configuration some motions (close hand, flex hand, extend the hand and fine grip) performed better (83.7% ± 13.5%, 71.2% ± 20.2%, 82.6% ± 13.9% and 74.6% ± 15%, respectively) throughout the course of study. So, a robust and stable myoelectric control can be designed on the basis of the best performing hand motions. With improved recognition and uniform gain in performance, the deep learning-based approach has the potential to be a more robust alternative to traditional machine learning algorithms.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».