Abstract: J. Yu, J. Cao, W. Wang, W.-H. Liao (2017)

Hsi-An Chiao Tung Ta Hsueh/Journal of Xi'an Jiaotong University, 51(10), 47–52p. (2017) DOI:10.7652/xjtuxb201710008

Recurrence Plot and Recurrence Quantification Analysis of Human Gait Complexity

To accurately classify and identify different human gait signals, recurrence plot and recurrence quantification analysis are proposed to calculate the complexity of nonlinear time series underlying human gait stride interval. The appropriate delay time and embedding dimension are respectively calculated by methods of the mutual information and the false nearest neighbours. One dimension time series is extended to high dimension phase space by employing phase space reconstruction principle for studying the distribution regularity and movement characteristic of neighboring points in time series. The recurrence plots of gait signals from Parkinson's disease elders, healthy elders and youth are established for intuitively and qualitatively analyzing and evaluating their distribution state. It is observed that the space distribution of healthy subjects is more complex than others. Moreover, the complexity of human gait is quantified by recurrence quantification analysis. The computation results show that gait complexity of subjects with Parkinson's disease is less than healthy youth and elders, and independent sample t-test also exhibits their significant difference for distinct classification. Consequently, the proposed method is easy and feasible for classifying the subjects with different ages and Parkinson's disease. It is also helpful to human health monitoring and diagnosis.

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