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研究生: 廖振瑋
Liao, Zhen-Wei
論文名稱: LSTM法則應用於連續手勢辨識之研究──訓練系統軟體及辨識系統FPGA之實作
Continuous Hand Gesture Recognition by LSTM──Development of Keras-Based Training and FPGA-Based Hardware Classification Systems
指導教授: 黃文吉
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 資訊工程學系
Department of Computer Science and Information Engineering
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 33
中文關鍵詞: 機器學習類神經網路人工智慧遞歸神經網絡長短期記憶
DOI URL: http://doi.org/10.6345/THE.NTNU.DCSIE.034.2018.B02
論文種類: 學術論文
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  • 本論文用LSTM類神經網路模型來做連續手勢之訓練及辨識系統,並且以FPGA來完成手勢辨識系統之硬體化實現。
    資料蒐集方面,我們使用智慧型手機取得其內部感應器中的三維加速度器及三維陀螺儀數值做為我們的訓練資料及辨識資料。訓練及辨識方面,透過Keras平台對手機端蒐集的資料做訓練跟辨識,接著我們以C以及JAVA重建辨識系統,來協助此系統On-line及硬體化的實現。
    辨識系統我們有著百分之九十八的辨識準確率,並且在完成的硬體電路有著低面積及低資源消耗。在高準確率跟低資源消耗的優點下,大大增加了本篇論文的應用性及實用性。例如可以與娛樂結合,讓玩家能透過感應器藉著手勢的揮舞做出移動或是攻擊的動作而不必透過按鈕,增加遊玩的真實感。

    中文摘要 I 致謝 II 目錄 III 附表目錄 IV 附圖目錄 V 第一章 緒論 1 第一節 研究背景 1 第二節 動機與目的 1 第一項 智慧型人機介面 2 第二章 基礎理論及技術背景 4 第一節 類神經網路介紹 4 第二節 Long Short-Term Memory 6 第三節 Keras 7 第四節 FPGA與SoPC系統整合設計 8 第三章 手勢訓練系統軟體實作 9 第一節 手機APP開發 9 第一項 六軸感應器 10 第二項 資料蒐集 10 第三項 資料傳輸 13 第二節 資料訓練 15 第一項 圖形處理器(Graphics Processing Unit, GPU) 15 第二項 訓練資料前處理 15 第三項 資料擴增 16 第四章 手勢辨識系統FPGA實作 17 第一節 整體電路架構 18 第二節 電路運算方式 19 第一項 參數及區塊說明 20 第二項 資料流及運算說明 21 第五章 實驗結果與數據 25 第一節 開發平台及實驗環境 25 第二節 實驗結果與分析 28 第六章 結論 32 參考文獻 33

    一、中文文獻
    鄭羽伸, Verilog數位電路設計──範例寶典(基礎篇), 儒林圖書公司, 2008.

    二、英文文獻
    S. Hochreiter and J. Schmidhuber, "LONG SHORT-TERM MEMORY," Neural Computation, pp. 1735 - 1780, 15 11 1997.
    H. P. Gupta, H. S. Chudgar, S. Mukherjee, T. Dutta 且 K. Sharma, “A Continuous Hand Gestures Recognition Technique for Human-Machine Interaction Using Accelerometer and Gyroscope Sensors,” IEEE Sensors Journal, pp. 6425 - 6432, 23 6 2016.

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