第9卷第4期 智能系统学报 Vol.9 No.4 2014年8月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Agu.2014 D0I:10.3969/j.issn.1673-4785.201310047 网络出版t地址：http://www.cnki.net/kcms/doi/10.3969/j.issn.1673-4785.201310047.html 基于GGA-Elman网络的头部体态 语言sEMG识别 杨钟亮1，陈育苗 (1.东华大学机械工程学院，上海201620：2.东华大学服装·艺术设计学院，上海200051) 摘要：为提高头部体态语言表达“同意”与“不同意”态度的识别效果，提出结合贪心遗传算法和lman神经网络的 表面肌电识别方法。通过前导实验分别采集8名被试者点头与摇头时颈部肌肉的表面肌电信号，利用Wilcoxo秩 和检验提取具有显著性差异的10个肌电时域特征值，进而基于贪心遗传算法优化的Elman神经网络建立体态语言 识别模型。实验结果表明，该模型能成功识别自发表达“同意”与“不同意”的头部体态语言，与标准Elman神经网络 和BP神经网络的识别模型相比，相关系数更高、均方误差更小，对测试集的正确识别率提高了3.2%以上，从而验证 了该方法的可靠性。 关键词：头部运动：体态语言：肌电：肌肉；时域分析；神经网络：遗传算法：模式识别 中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1673-4785(2014)04-385-07 中文引用格式：杨钟亮，陈育苗.基于GGA-Eman网络的头部体态语言sEMG识别[J].智能系统学报，2014,9(4)：385-391. 英文引用格式：YANG Zhongliang,CHEN Yumiao..An sEMG approach to recognize the body language of the head based on the GGA-Elman network[J].CAAI Transactions on Intelligent Systems,2014,9(4):385-391. An sEMG approach to recognize the body language of the head based on the GGA-Elman network YANG Zhongliang',CHEN Yumiao2 (1.College of Mechanical Engineering,Donghua University,Shanghai 201620,China;2.Fashion.Art Design Institute,Donghua U. niversity,Shanghai 200051,China) Abstract:In order to improve the recognition effects of the "agreement"and "disagreement"attitudes expressed by the body language of the head movements,a surface electromyography (sEMG)approach in combination with the greedy genetic algorithm (GGA)and the Elman neural network is proposed.The sEMG signals of the neck muscles were detected while eight participants were nodding and shaking their heads respectively during a pilot experiment. By means of the Wilcoxon's signed-rank test,ten features of the sEMG time domain indices were extracted with significant differences.Furthermore,the body language recognition model was constructed based on the Elman net- work optimized by GGA.Experimental results show that the model can successfully recognize the "agreement and disagreement"attitudes spontaneously expressed by the different body languages of the head.Compared with the recognition models using the standard Elman and BP network,the correlation coefficient of this present model is higher,the mean squared error is less,and the correct recognition rate of the test set is increases by over 3.2%, which demonstrate the reliability of this approach. Keywords:head movement;body language;surface electromyography;muscle;time domain analysis;neural net- work;genetic algorithm;pattern recognition 1872年达尔文[)指出非口语线索是人类信息 收稿日期：2013-10-17.网络出版日期：2014-06-21. 交流的基础。体态语言主要通过非口语线索传达情 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51305077)：中央高校基本科研 业务费专项资金资助项目(13D110318) 感状态，占人类信息交流的55%21。其中，表情、头 通信作者：杨钟亮.E-mail:yzl@dhu.edu.cn.第 怨 卷第 源 期摇摇摇摇摇摇 摇摇摇摇摇 摇摇摇 智 能 系 统 学 报摇摇摇摇摇摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 灾燥造援怨 翼援源 圆园员源 年 愿 月摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 悦粤粤陨 栽则葬灶泽葬糟贼蚤燥灶泽 燥灶 陨灶贼藻造造蚤早藻灶贼 杂赠泽贼藻皂泽 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 粤早怎援 圆园员源 阅韵陨院员园援猿怨远怨 辕 躁援蚤泽泽灶援员远苑猿鄄源苑愿缘援圆园员猿员园园源苑 网络出版地址院澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援糟灶噪蚤援灶藻贼 辕 噪糟皂泽 辕 凿燥蚤 辕 员园援猿怨远怨 辕 躁援蚤泽泽灶援员远苑猿鄄源苑愿缘援圆园员猿员园园源苑援澡贼皂造 基于 郧郧粤鄄耘造皂葬灶 网络的头部体态 语言 泽耘酝郧 识别 杨钟亮员 袁陈育苗圆 渊员援 东华大学 机械工程学院袁 上海 圆园员远圆园曰 圆援 东华大学 服装窑艺术设计学院袁上海 圆园园园缘员冤 摘 要院为提高头部体态语言表达野同意冶与野不同意冶态度的识别效果袁提出结合贪心遗传算法和 耘造皂葬灶 神经网络的 表面肌电识别方法遥 通过前导实验分别采集 愿 名被试者点头与摇头时颈部肌肉的表面肌电信号袁利用 宰蚤造糟燥曾燥灶 秩 和检验提取具有显著性差异的 员园 个肌电时域特征值袁进而基于贪心遗传算法优化的 耘造皂葬灶 神经网络建立体态语言 识别模型遥 实验结果表明袁该模型能成功识别自发表达野同意冶与野不同意冶的头部体态语言袁与标准 耘造皂葬灶 神经网络 和 月孕 神经网络的识别模型相比袁相关系数更高尧均方误差更小袁对测试集的正确识别率提高了 猿援圆豫以上袁从而验证 了该方法的可靠性遥 关键词院头部运动曰体态语言曰 肌电曰 肌肉曰 时域分析曰 神经网络曰 遗传算法曰 模式识别 中图分类号院 栽孕猿怨员 摇 文献标志码院粤摇 文章编号院员远苑猿鄄源苑愿缘渊圆园员源冤园源鄄猿愿缘鄄园苑 中文引用格式院杨钟亮袁陈育苗援 基于 郧郧粤鄄耘造皂葬灶 网络的头部体态语言 泽耘酝郧 识别咱允暂援 智能系统学报袁 圆园员源袁 怨渊源冤 院 猿愿缘鄄猿怨员援 英文引用格式院再粤晕郧 在澡燥灶早造蚤葬灶早袁 悦匀耘晕 再怎皂蚤葬燥援 粤灶 泽耘酝郧 葬责责则燥葬糟澡 贼燥 则藻糟燥早灶蚤扎藻 贼澡藻 遭燥凿赠 造葬灶早怎葬早藻 燥枣 贼澡藻 澡藻葬凿 遭葬泽藻凿 燥灶 贼澡藻 郧郧粤鄄耘造皂葬灶 灶藻贼憎燥则噪咱允暂援 悦粤粤陨 栽则葬灶泽葬糟贼蚤燥灶泽 燥灶 陨灶贼藻造造蚤早藻灶贼 杂赠泽贼藻皂泽袁 圆园员源袁 怨渊源冤 院 猿愿缘鄄猿怨员援 粤灶 泽耘酝郧 葬责责则燥葬糟澡 贼燥 则藻糟燥早灶蚤扎藻 贼澡藻 遭燥凿赠 造葬灶早怎葬早藻 燥枣 贼澡藻 澡藻葬凿 遭葬泽藻凿 燥灶 贼澡藻 郧郧粤鄄耘造皂葬灶 灶藻贼憎燥则噪 再粤晕郧 在澡燥灶早造蚤葬灶早员 袁 悦匀耘晕 再怎皂蚤葬燥圆 渊 员援 悦燥造造藻早藻 燥枣 酝藻糟澡葬灶蚤糟葬造 耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早袁 阅燥灶早澡怎葬 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁 杂澡葬灶早澡葬蚤 圆园员远圆园袁 悦澡蚤灶葬曰 圆援 云葬泽澡蚤燥灶窑粤则贼 阅藻泽蚤早灶 陨灶泽贼蚤贼怎贼藻袁 阅燥灶早澡怎葬 哉鄄 灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁 杂澡葬灶早澡葬蚤 圆园园园缘员袁 悦澡蚤灶葬冤 粤遭泽贼则葬糟贼院陨灶 燥则凿藻则 贼燥 蚤皂责则燥增藻 贼澡藻 则藻糟燥早灶蚤贼蚤燥灶 藻枣枣藻糟贼泽 燥枣 贼澡藻 寓 葬早则藻藻皂藻灶贼寓 葬灶凿 寓 凿蚤泽葬早则藻藻皂藻灶贼寓 葬贼贼蚤贼怎凿藻泽 藻曾责则藻泽泽藻凿 遭赠 贼澡藻 遭燥凿赠 造葬灶早怎葬早藻 燥枣 贼澡藻 澡藻葬凿 皂燥增藻皂藻灶贼泽袁 葬 泽怎则枣葬糟藻 藻造藻糟贼则燥皂赠燥早则葬责澡赠 渊 泽耘酝郧冤 葬责责则燥葬糟澡 蚤灶 糟燥皂遭蚤灶葬贼蚤燥灶 憎蚤贼澡 贼澡藻 早则藻藻凿赠 早藻灶藻贼蚤糟 葬造早燥则蚤贼澡皂 渊郧郧粤冤 葬灶凿 贼澡藻 耘造皂葬灶 灶藻怎则葬造 灶藻贼憎燥则噪 蚤泽 责则燥责燥泽藻凿援 栽澡藻 泽耘酝郧 泽蚤早灶葬造泽 燥枣 贼澡藻 灶藻糟噪 皂怎泽糟造藻泽 憎藻则藻 凿藻贼藻糟贼藻凿 憎澡蚤造藻 藻蚤早澡贼 责葬则贼蚤糟蚤责葬灶贼泽 憎藻则藻 灶燥凿凿蚤灶早 葬灶凿 泽澡葬噪蚤灶早 贼澡藻蚤则 澡藻葬凿泽 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠 凿怎则蚤灶早 葬 责蚤造燥贼 藻曾责藻则蚤皂藻灶贼援 月赠 皂藻葬灶泽 燥枣 贼澡藻 宰蚤造糟燥曾燥灶爷 泽 泽蚤早灶藻凿鄄则葬灶噪 贼藻泽贼袁 贼藻灶 枣藻葬贼怎则藻泽 燥枣 贼澡藻 泽耘酝郧 贼蚤皂藻 凿燥皂葬蚤灶 蚤灶凿蚤糟藻泽 憎藻则藻 藻曾贼则葬糟贼藻凿 憎蚤贼澡 泽蚤早灶蚤枣蚤糟葬灶贼 凿蚤枣枣藻则藻灶糟藻泽援 云怎则贼澡藻则皂燥则藻袁 贼澡藻 遭燥凿赠 造葬灶早怎葬早藻 则藻糟燥早灶蚤贼蚤燥灶 皂燥凿藻造 憎葬泽 糟燥灶泽贼则怎糟贼藻凿 遭葬泽藻凿 燥灶 贼澡藻 耘造皂葬灶 灶藻贼鄄 憎燥则噪 燥责贼蚤皂蚤扎藻凿 遭赠 郧郧粤援 耘曾责藻则蚤皂藻灶贼葬造 则藻泽怎造贼泽 泽澡燥憎 贼澡葬贼 贼澡藻 皂燥凿藻造 糟葬灶 泽怎糟糟藻泽泽枣怎造造赠 则藻糟燥早灶蚤扎藻 贼澡藻 寓 葬早则藻藻皂藻灶贼 葬灶凿 凿蚤泽葬早则藻藻皂藻灶贼寓 葬贼贼蚤贼怎凿藻泽 泽责燥灶贼葬灶藻燥怎泽造赠 藻曾责则藻泽泽藻凿 遭赠 贼澡藻 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 遭燥凿赠 造葬灶早怎葬早藻泽 燥枣 贼澡藻 澡藻葬凿援 悦燥皂责葬则藻凿 憎蚤贼澡 贼澡藻 则藻糟燥早灶蚤贼蚤燥灶 皂燥凿藻造泽 怎泽蚤灶早 贼澡藻 泽贼葬灶凿葬则凿 耘造皂葬灶 葬灶凿 月孕 灶藻贼憎燥则噪袁 贼澡藻 糟燥则则藻造葬贼蚤燥灶 糟燥藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼 燥枣 贼澡蚤泽 责则藻泽藻灶贼 皂燥凿藻造 蚤泽 澡蚤早澡藻则袁 贼澡藻 皂藻葬灶 泽择怎葬则藻凿 藻则则燥则 蚤泽 造藻泽泽袁 葬灶凿 贼澡藻 糟燥则则藻糟贼 则藻糟燥早灶蚤贼蚤燥灶 则葬贼藻 燥枣 贼澡藻 贼藻泽贼 泽藻贼 蚤泽 蚤灶糟则藻葬泽藻泽 遭赠 燥增藻则 猿援圆豫袁 憎澡蚤糟澡 凿藻皂燥灶泽贼则葬贼藻 贼澡藻 则藻造蚤葬遭蚤造蚤贼赠 燥枣 贼澡蚤泽 葬责责则燥葬糟澡援 运藻赠憎燥则凿泽院澡藻葬凿 皂燥增藻皂藻灶贼曰 遭燥凿赠 造葬灶早怎葬早藻曰 泽怎则枣葬糟藻 藻造藻糟贼则燥皂赠燥早则葬责澡赠曰 皂怎泽糟造藻曰 贼蚤皂藻 凿燥皂葬蚤灶 葬灶葬造赠泽蚤泽曰 灶藻怎则葬造 灶藻贼鄄 憎燥则噪曰 早藻灶藻贼蚤糟 葬造早燥则蚤贼澡皂曰 责葬贼贼藻则灶 则藻糟燥早灶蚤贼蚤燥灶 收稿日期院圆园员猿鄄员园鄄员苑援 摇 网络出版日期院圆园员源鄄园远鄄圆员援 基金项目院国家自然科学基金资助项目渊缘员猿园缘园苑苑冤 曰中央高校基本科研 业务费专项资金资助项目渊员猿阅员员园猿员愿冤援 通信作者院杨钟亮援 耘鄄皂葬蚤造院赠扎造岳 凿澡怎援藻凿怎援糟灶援 摇 摇 员愿苑圆 年达尔文咱员暂 指出非口语线索是人类信息 交流的基础遥 体态语言主要通过非口语线索传达情 感状态袁占人类信息交流的 缘缘豫咱圆暂 遥 其中袁表情尧头