Research Article

Transformer Kodlayıcı ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması

Volume: IDAP-2023 : International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium Number: IDAP-2023 October 18, 2023
EN TR

Transformer Kodlayıcı ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması

Abstract

Bu çalışmada Polisomnografi (PSG) kayıtlarından alınan tek kanallı EEG verileri kullanarak otomatik uyku evreleri sınıflandırması yapan bir derin öğrenme modeli önerilmektedir. Önerilen model, EEG sinyallerinin kısa süreli Fourier dönüşümü (STFT) ile elde edilen zaman-frekans görüntülerinden öznitelik çıkarmak için Transformer kodlayıcı kullanmaktadır. Transformer kodlayıcının çok başlı dikkat mekanizması, zaman-frekans görüntülerindeki zaman bağımlılıklarını yakalayarak modelin uykunun sıralı doğasını anlama performansını artırmaktadır. Önerilen modelin performansı, SleepEDF Expanded adlı açık erişim veri seti üzerinde değerlendirilmiştir ve 0.84 F1 skoru ile yüksek doğruluk değerine sahip sonuç elde edilmiştir. Modelin zaman-frekans görüntüleri kullanması, EEG sinyallerinin temel zaman alanı ve frekans alanı özelliklerini yakalayarak doğru uyku evreleri sınıflandırmasına katkı sağlamaktadır. Gelecek çalışmalarda, diğer PSG kanalları da dâhil edilerek uygulamada kullanımı mümkün olabilecek bir model geliştirilebileceği değerlendirilmektedir.

Keywords

References

  1. Chen, P. C., Zhang, J., Thayer, J. F., & Mednick, S. C. (2022). Understanding the roles of central and autonomic activity during sleep in the improvement of working memory and episodic memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(44).
  2. Chriskos, P., Frantzidis, C. A., Nday, C. M., Gkivogkli, P. T., Bamidis, P. D., & Kourtidou-Papadeli, C. (2021). A review on current trends in automatic sleep staging through bio-signal recordings and future challenges. Sleep Medicine Reviews, 55.
  3. Figueiro, M. G., & Pedler, D. (2023). Cardiovascular disease and lifestyle choices: Spotlight on circadian rhythms and sleep. Progress in Cardiovascular Diseases.
  4. Fiorillo, L., Puiatti, A., Papandrea, M., Ratti, P. L., Favaro, P., Roth, C., ... & Faraci, F. D. (2019). Automated sleep scoring: A review of the latest approaches. Sleep Medicine Reviews, 48, 101204.
  5. Goldberger, A. L., Amaral, L. A. N., Glass, L., Hausdorff, J. M., Ivanov, P. C., Mark, R. G., Mietus, J. E., Moody, G. B., Peng, C. K., & Stanley, H. E. (2000). PhysioBank, PhysioToolkit, and PhysioNet - Components of a new research resource for complex physiologic signals. Circulation, 101(23): E215-E220.
  6. Hand, D. J., Till, R. J, (2001). A Simple Generalisation of the Area Under the ROC Curve for Multiple Class Classification Problems. Machine Learning, 45(2): 171-186.
  7. Iber, C. (2007). The AASM manual for the scoring of sleep and associated events: Rules, Terminology and Technical Specifications.
  8. Malekzadeh, M., Hajibabaee, P., Heidari, M., & Berlin, B. (2022, January). Review of deep learning methods for automated sleep staging. In 2022 IEEE 12th Annual Computing and Communication Workshop and Conference (CCWC), pp. 80-86.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Deep Learning, Neural Networks

Journal Section

Research Article

Publication Date

October 18, 2023

Submission Date

October 3, 2023

Acceptance Date

October 17, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: IDAP-2023 : International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium Number: IDAP-2023

APA
Özen, G. Z., & Özen, Y. (2023). Transformer Kodlayıcı ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması. Computer Science, IDAP-2023 : International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium(IDAP-2023), 103-108. https://doi.org/10.53070/bbd.1370639
AMA
1.Özen GZ, Özen Y. Transformer Kodlayıcı ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması. JCS. 2023;IDAP-2023 : International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium(IDAP-2023):103-108. doi:10.53070/bbd.1370639
Chicago
Özen, Göksu Zekiye, and Yunus Özen. 2023. “Transformer Kodlayıcı Ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması”. Computer Science IDAP-2023 : International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium (IDAP-2023): 103-8. https://doi.org/10.53070/bbd.1370639.
EndNote
Özen GZ, Özen Y (October 1, 2023) Transformer Kodlayıcı ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması. Computer Science IDAP-2023 : International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium IDAP-2023 103–108.
IEEE
[1]G. Z. Özen and Y. Özen, “Transformer Kodlayıcı ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması”, JCS, vol. IDAP-2023 : International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium, no. IDAP-2023, pp. 103–108, Oct. 2023, doi: 10.53070/bbd.1370639.
ISNAD
Özen, Göksu Zekiye - Özen, Yunus. “Transformer Kodlayıcı Ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması”. Computer Science IDAP-2023 : INTERNATIONAL ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND DATA PROCESSING SYMPOSIUM/IDAP-2023 (October 1, 2023): 103-108. https://doi.org/10.53070/bbd.1370639.
JAMA
1.Özen GZ, Özen Y. Transformer Kodlayıcı ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması. JCS. 2023;IDAP-2023 : International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium:103–108.
MLA
Özen, Göksu Zekiye, and Yunus Özen. “Transformer Kodlayıcı Ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması”. Computer Science, vol. IDAP-2023 : International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium, no. IDAP-2023, Oct. 2023, pp. 103-8, doi:10.53070/bbd.1370639.
Vancouver
1.Göksu Zekiye Özen, Yunus Özen. Transformer Kodlayıcı ve Zaman-Frekans Görüntüleri Kullanarak Otomatik Uyku Evreleri Sınıflandırması. JCS. 2023 Oct. 1;IDAP-2023 : International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium(IDAP-2023):103-8. doi:10.53070/bbd.1370639

The Creative Commons Attribution 4.0 International License 88x31.png is applied to all research papers published by JCS and

A Digital Object Identifier (DOI) Logo_TM.png is assigned for each published paper