数据完整性取决于将信号与噪声分离。在智能鞋步态分析中，前两步的数据被持续丢弃，因为它捕捉的是起始阶段，这是一个身体从静止加速的过渡时期。这个阶段缺乏连续行走中发现的节奏稳定性和一致的压力中心（CoP）分布，因此在统计上不能代表受试者真实、自然的步态。
行走起始是一个独特的、非稳态的机械过程，它会在数据集中引入瞬态噪声。丢弃这些初始步骤可以让分析人员分离出稳定的步态周期，确保提取的特征反映受试者的基线力学，而不是他们的加速策略。
行走起始的力学
从静态到动态的过渡
前两步构成一个非稳态过程。从静态姿势过渡到动态行走需要独特的发力方式来克服惯性。
由于身体正在积极加速，这两步的生物力学与稳态行走中看到的类似钟摆的能量守恒根本不同。
压力中心（CoP）的不稳定性
在起始阶段，压力中心分布尚未稳定。足部与地面的相互作用侧重于产生前进的动量，而不是维持平衡。
包含这些数据会扭曲对体重分布的分析，可能导致将实际上只是正常加速力学的平衡异常误判为阳性。
建立步态节奏
自然的行走状态由一致的周期性或步态节奏定义。大约需要两步才能使神经和机械系统进入这种节奏模式。
在此同步发生之前收集的数据是不规则的。它不能反映步态分析旨在测量的潜意识、重复性运动。
确保数据保真度
过滤瞬态噪声
起始阶段引入了瞬态噪声——由启动运动的努力引起的非正常数据峰值。
通过滤除前两步，系统消除了这些不规则性。这提高了信噪比，使得剩余数据更清晰，更容易解释。
捕捉代表性状态
大多数步态实验的最终目标是表征受试者的代表性自然行走状态。
如果包含起始阶段，所得的平均值将是“开始”和“行走”的混合体。丢弃开始阶段可确保提取的特征纯粹指示受试者在长距离行走的方式。
理解权衡
加速数据丢失
这种过滤技术的主要权衡是起始指标的完全丢失。
如果研究的特定目标是分析受试者如何产生启动扭矩或克服惯性，那么这种标准的过滤方法将破坏相关数据。
稳定性假设
该方法假设受试者在两步后确实会稳定下来。
虽然这对健康受试者来说是真的，但在有严重运动控制问题的群体中，“稳态”可能永远不会达到。在这些极端情况下，丢弃前两步可能只是用另一种不稳定的数据类型替换另一种。
根据您的目标做出正确的选择
为确保您的步态分析产生可操作的见解，请根据您的具体目标应用此过滤逻辑：
- 如果您的主要重点是基线分析：丢弃前两步，以确保您的指标反映受试者潜意识的、有节奏的行走习惯。
- 如果您的主要重点是特征准确性：移除起始阶段，以防止加速伪影扭曲您的压力中心和节奏平均值。
通过严格分离稳态周期，您可以将原始传感器数据转换为可靠的临床或生物特征基准。
总结表：
| 因素 | 起始阶段（前2步） | 稳态阶段（连续行走） |
|---|---|---|
| 机械状态 | 非稳态（加速以克服惯性） | 稳定（类似钟摆的能量守恒） |
| CoP稳定性 | 高变异性（侧重于动量） | 稳定（侧重于平衡） |
| 步态节奏 | 不规则/发展中 | 一致的周期性 |
| 数据影响 | 瞬态噪声和加速伪影 | 代表性基线力学 |
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参考文献
- Zhen Song, Zhuoming Chen. Fall Risk Assessment for the Elderly Based on Weak Foot Features of Wearable Plantar Pressure. DOI: 10.1109/tnsre.2022.3167473
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .