Parkinson is a
disease caused by the loss of dopamine-producing brain cells. There are many
diagnostic methods of this disease, and the analysis of audio signals is one of
them. For this purpose, the features obtained by using the tunable Q-factor
wavelet transform (TQWT) method were used for the recorded audio signals of a
total of 252 people including 188 Parkinson's disease and 64 healthy subjects.
Three different feature reduction (dimensionality reduction) methods as fast
ICA (FICA), max-kurtosis ICA (KICA) and reconstruction ICA (RICA) which are one
of the independent component analysis (ICA) were applied to these properties.
As a result of these processes, the maximum success rate was tried to be
obtained with the minimum number of features. For this purpose, firstly k-fold
cross validation method is applied to the data group created with new features
and the data are divided into train-test. In the next step, the prepared data
were classified by Random Forest (RO) algorithm and the results were
interpreted by various statistical criteria. When the results are evaluated;
the most successful method was the RICA with 82.01 classification accuracy and
the ROC and PRC values of about 0.85. This situation has proved almost perfect
separation of the patient and the healthy class. The performance results of
this study which is suitable for real life applications and the high number of
data used reveal the importance of the study in the literature. Moreover, the
analysis of dimensionality reduction methods used in the study can lead to
studies that can be done in this area.
Parkinson's disease audio signal analysis dimensionality reduction methods TQWT
Parkinson hastalığı dopamin
üreten beyin hücrelerinin kaybı sonucunda oluşan bir hastalıktır. Bu hastalığın
birçok teşhis yöntemi bulunmakta olup ses sinyallerinin analizi de bunlardan
birisidir. Bu çalışmada daha önceden 188 Parkinson hastası ve 64 sağlıklı olmak
üzere toplam 252 kişiye ait kaydedilmiş ses sinyallerinden ayarlanabilir
Q-faktör dalgacık dönüşümü (AQDD) metodu kullanılarak elde edilen özellikler
kullanılmıştır. Bu özelliklere bağımsız bileşen analizi (BBA) çeşitlerinden
olan hızlı BBA (HBBA), max-kurtosis BBA (KBBA) ve yeniden yapılanma BBA (YBBA)
olmak üzere üç farklı özellik azaltma (boyut indirgeme) yöntemi uygulanmıştır.
Bu işlemler sonucunda minimum özellik sayısıyla maksimum başarı oranı elde
edilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, öncelikle yeni özellikler ile oluşturulan
veri grubuna ayrı ayrı k-kat çapraz doğrulama yöntemi uygulanarak veriler
eğitim-test olarak ayrılmıştır. Sonraki aşamada, hazırlanan veriler rastgele orman
(RO) algoritması ile sınıflandırılmış ve sonuçlar çeşitli istatistiksel
ölçütlerle yorumlanmıştır. Sonuçlar değerlendirildiğinde; kullanılan boyut
indirgeme yöntemleri içerisinde en başarılı yöntem %82.01 sınıflandırma
doğruluk oranı ve yaklaşık 0.85 ROC ve PRC değerleri ile YBBA olmuştur. Bu
durum hasta ve sağlıklı sınıf ayrışımının mükemmele yaklaştığını kanıtlamıştır.
Gerçek yaşam uygulamalarına uygun olan bu çalışmanın performans sonuçları ve
kullanılan veri sayısının yüksek oluşu çalışmanın literatürdeki önemini ortaya
koymaktadır. Ayrıca, çalışma kapsamında kullanılan özellik indirgeme
yöntemlerinin analizi, bu alanda yapılabilecek çalışmalara yol gösterebilecek
niteliktedir.
Parkinson hastalığı ses sinyali analizi boyut indirgeme metodları AQDD
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Mühendislik |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 30 Eylül 2019 |
Gönderilme Tarihi | 17 Mayıs 2019 |
Kabul Tarihi | 5 Temmuz 2019 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2019 |