Aşırı Öğrenme Makineleri ile biyolojik sinyallerin gizli kaynaklarına ayrıştırılması

Cilt: 7 Sayı: 1 1 Haziran 2016
  • Ömer Faruk Ertuğrul
PDF İndir
TR EN

Aşırı Öğrenme Makineleri ile biyolojik sinyallerin gizli kaynaklarına ayrıştırılması

Öz

Artan teknoloji, düşen maliyetler ve küçülen donanım boyutları nedeniyle işaret işleme yöntemleri birçok alanda sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. Algılanan bazı sinyaller tek bir kaynaktan değil de birçok kaynaktan oluşan sinyallerin karışımı olabilmektedir. Bu tip durumlarda işaret işleme teknikleriyle elde edilebilecek başarı oranı düşüktür. Aynı zamanda sistemin içyapısının anlaşılması zordur. Bu tip durumlarda gizli kaynak ayrıştırma işlemi ile ölçülen sinyaller gizli kaynaklarına ayrıştırılabilmektedir. Bu amaçla yaygın olarak kullanılan temel kaynak ayrıştırma (PCA) ve bağımsız kaynak ayrıştırma (ICA) istatiksel yöntemlerinde sinyallerin ayrıştırılabileceği gizli kaynak sayısı ölçülen sinyal sayısı ile sınırlıdır. Bu sebeple karmaşık sinyallerde gizli kaynaklara ulaşmak bu yöntemlerle zordur. Bu yöntemlere alternatif olarak yapay sinir ağları (YSA) da gizli kaynak ayrıştırma amacıyla başarıyla kullanılmıştır. Bu çalışmada ise tek gizli katmanlı ileri beslemeli yapay sinir ağlarını eğitmek için kullanılan aşırı öğrenme makineleri (ELM) yöntemi klasik YSA ile gizli kaynak ayrıştırma yöntemlerinden farklı bit yaklaşım ile kullanılarak tek bir sinyal birden fazla birbirinden bağımsız gizli kaynağa ayrıştırılmıştır. Bu amaçla EEG, EMG, ECG sinyalleri ile ivmeölçer, magnetometre ve jiroskop algılayıcılarından alınan zaman sinyalleri gizli kaynaklarına ayrıştırılmıştır. Önerilen metodun başarısını eğitim başarısını gösteren ortalama hataların karekökü (RMSE) ve gizli kaynakların bağımsızlığını gösteren kovaryans kullanılmıştır. Test sinyallerinde 10-4 -64x10-4 aralığında RMSE ve 0.2x10-4 -38.3x10-4 aralığında kovaryans değerleri elde edilmiştir. Elde edilen RMSE değerleri YSA’nın başarılı olarak eğitildiğini, elde edilen kovaryans değerleri ise ayrıştırılmış sinyallerin birbirinden bağımsız olduğunu göstermiştir. Ayrıca 2 adet epileptik ve 2 adet normal EEG sinyali 16 ayrı gizli kaynağa kadar ayrıştırılmıştır. Dört örnekte de elde edilen başarı oranları önerilen metodun gizli kaynak ayrıştırmada başarıyla kullanılabileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

-

Bölüm

-

Yazarlar

Ömer Faruk Ertuğrul Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi

1 Haziran 2016

Gönderilme Tarihi

1 Haziran 2016

Kabul Tarihi

-

Yayımlandığı Sayı

Yıl 1970 Cilt: 7 Sayı: 1

Kaynak Göster

IEEE
[1]Ö. F. Ertuğrul, “Aşırı Öğrenme Makineleri ile biyolojik sinyallerin gizli kaynaklarına ayrıştırılması”, DÜMF MD, c. 7, sy 1, ss. 41–50, Haz. 2016, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA64LD36EC
DUJE tarafından yayınlanan tüm makaleler, Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır. Bu, orijinal eser ve kaynağın uygun şekilde belirtilmesi koşuluyla, herkesin eseri kopyalamasına, yeniden dağıtmasına, yeniden düzenlemesine, iletmesine ve uyarlamasına izin verir. 24456