【摘 要】
:
癫痫是一种常见的精神疾病,全球约有七千万患者。癫痫脑电信号是判断癫痫发作的重要手段,癫痫脑电信号需要神经科医生的先验知识进行人工标记,这种标记方法费时费力。癫痫脑电信号的自动检测对癫痫患者的治疗具有重要的意义。近年来,深度学习在癫痫脑电信号检测中成为研究热点,并且取得了十分优异的检测效果,其中最为突出的是卷积神经网络CNN与长短期记忆网络LSTM相结合的混合模型,该模型在波恩大学数据集中能够达到1
论文部分内容阅读
癫痫是一种常见的精神疾病,全球约有七千万患者。癫痫脑电信号是判断癫痫发作的重要手段,癫痫脑电信号需要神经科医生的先验知识进行人工标记,这种标记方法费时费力。癫痫脑电信号的自动检测对癫痫患者的治疗具有重要的意义。近年来,深度学习在癫痫脑电信号检测中成为研究热点,并且取得了十分优异的检测效果,其中最为突出的是卷积神经网络CNN与长短期记忆网络LSTM相结合的混合模型,该模型在波恩大学数据集中能够达到100%的检测准确率。然而这些研究中并没有使用新的临床患者数据对模型进行测试,当建立模型时,该数据集具有一定的局限性。本文实现了CNN与LSTM相结合的混合模型对癫痫脑电信号的分类,在使用新的患者临床数据进行测试时,该模型的精度会急剧下降至近50%。在实际的临床诊断中,我们的模型往往要面对新的患者,提高模型的泛化能力使模型在面对新患者时也能保持较高的检测正确率具有重要的意义。针对以上问题,为了提高模型的稳定性和泛化能力,本文提出一种对不同分类器加权的多层加权集成算法以及基于混合高斯模型的置信度评估方法。主要工作如下:(1)提出了一种对不同分类器加权的多层加权集成算法,该算法先将不同的分类器对诊断结果进行加权投票,然后将投票的结果再次进行加权投票,从而产生最后的诊断结果。该算法改善了传统自学习算法受数据噪声影响较大的问题,在不同数据集间以及临床癫痫脑电信号数据的检测中都表现出较强的稳定性,大大减少了神经科医生的工作量,为癫痫的诊断和治疗提供支持和帮助。实验结果表明,该算法能够提高癫痫脑电信号自动检测的稳定性以及可靠性,在两个不同公开数据集和临床数据分类的准确率和AUC面积均能够达到0.80-0.95。(2)在多层加权集成算法的基础上提出了一种基于高斯混合模型的置信度评估方法。在多层加权集成分类器对大量无标记癫痫脑电信号数据进行标记后,该方法将标记后的数据采用多个高斯分布的高斯混合模型进行数据分布的拟合,然后将各个高斯模型中置信度高的数据挑选出来。通过使用该评估方法筛选出高置信度数据,增大深度学习中训练数据的数量,提高模型的泛化能力。该方法充分利用了未标记数据,在增加大量训练数据进行训练后,CNN与LSTM相结合的混合模型使用未训练过的新的患者临床数据进行测试时准确率提升了16-48%。
其他文献
随着汽车保有量的增加,汽车在给人们带来方便之时,也带来了能源危机和环境污染两大问题。面对日益加剧的环境污染和能源危机问题,缸内直喷(GDI)发动机凭借着其低排放性和优异的动力性应运而生。由于GDI发动机的高压泵和喷油器均与共轨管道相连,且高压泵泵油波动大、发动机工作周期频率高,导致GDI发动机轨压波动大不易控制。而GDI发动机轨压直接影响着喷油压力,如轨压波动大会导致喷油压力的不稳定,会降低GDI
量子保密通信是基于量子力学的原理通过量子密钥分发(QKD)系统来进行保密通信,量子密钥分发是一个通信双方基于QKD协议协商产生共享密码的过程,所产生的密码在理论上具有无条件安全的特点。量子保密通信技术的研究是量子力学与信息科学相结合产生的新兴交叉学科的一个重点发展方向。通过使用量子保密通信技术实现信息的安全应用正逐步呈现出需求牵引、政策驱动、快速发展的特点。当前量子保密通信技术逐步走出实验室,并发
近年来,基于多生理信号的情绪识别技术已经逐渐成熟,对情绪生理数据的要求也逐渐提高,由于生理信号属于微弱的生物低频电信号,因此在采集与存放的过程中极易受到各种噪声的干扰,为了得到标准的情绪生理数据以及更好的对情绪生理数据进行保存与处理,本文研究了情绪生理数据的获取与预处理方法,并搭建了一个情绪生理数据库管理平台。本文的主要研究内容如下:1.情绪生理数据的预处理方法研究:通过分析心电、皮电和呼吸3种生
过去的几年中,随着移动终端的飞速发展,相关的产业链,例如微控制器、惯性传感器、通信芯片等已经发展成熟。无人机凭借其机动灵活的特点已从原本的战斗、巡逻、侦查等领域延伸至诸多工业及民用场景。随着无人机应用行业的日益普及,自然的导航环境变得越来越复杂,如何确保无人机的安全,成功完成工作目标以及如何防止无人机撞机或交通事故安全事故的发生,无人驾驶飞机的避障变得越来越重要,已成为无人机研究的热点。本文研究以
随着科技发展和民众财富增加,车辆日益增多的同时也造成了频发的交通事故,给人民生命和财产安全造成了严重危害。因此,开发汽车智能辅助驾驶技术和无人驾驶技术成了重要研究方向,其中基于可见光和红外图像的深度学习目标检测技术研究具有重大价值,由于车辆行人目标的多样化,道路环境的复杂使得车辆和行人检测技术非常具有挑战性。本文对车辆行人目标的检测进行了比较系统的分析和研究,提出了基于红外和可见光图像融合的检测框
汽车高压油路密封件作为汽车发动机油路安全运行的关键部件,采用精准且高效的检测技术,对工业生产和汽车出行安全有着重要作用。本文提出基于机器视觉的汽车发动机高压油路密封件缺陷检测系统,解决汽车发动机油路密封件在传统检测方法中耗费大量人力、准确率低和生产效率低等问题,对密封件的工厂生产具有重要的应用价值。本文完成了密封件缺陷视觉检测系统的构建,通过搭建视觉检测系统硬件图像采集平台和软件图像处理及结果显示
光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)技术能够对生物组织进行高分辨率实时成像,以其无损、分辨率高、成像速度快,制造成本相对较低等特点,拥有广阔的临床应用前景,基于内窥扫频OCT(SS-OCT)技术在消化道早期肿瘤检测具有重要的应用价值。内窥SS-OCT系统由于其探测灵敏度高、成像速度快且能够对消化道进行旋转扫描成像,有利于临床治疗的术前术后病情检测,因
高速公路是维系国家交通运输的重要命脉,在国家发展中有着重要作用。高速公路的定期检测是保养维护过程中的第一步,传统的利用人眼进行路面病害的检测方法具有劳动强度大、耗时长的缺点。而随着图像处理技术的进步,多种多样的检测系统被开发出来,不断向自动化智能化方向发展。但现有的检测策略普遍摆脱不了硬件要求高的缺点,而且普遍利用的是数据标签的形式进行分割,导致数据集的训练时间较长。因此本文提出了一种基于神经网络
面部表情在人类进行非语言交流时,承担着十分重要的角色,是一个很常见的情感表达方式。面部表情识别可以在不同场合有应用场景,这里的面部表情泛指宏表情,即动作幅度较大,区域特征明显的表情。宏表情的识别在目前研究技术的支持下已经达到较为理想的效果,但存在的干扰因素如图像分辨率、光照影响、面部图像遮挡等是表情识别领域中共同存在的问题。表情的范畴较为广泛,通常肉眼可以进行清晰识别的如‘喜怒哀乐’情绪的面部表情
作为图像融合领域的一个重要分支,红外和可见光图像融合已被广泛应用于工程技术和科学研究中。红外和可见光图像来源于不同的成像传感器,对同一场景采集不同特性的图像,红外和可见光图像融合技术既解决单一红外传感器背景模糊、细节缺失的问题,又克服了可见光传感器对环境条件的依赖性,构造出同时存在热辐射源和多光谱信息的图像。融合后的图像更符合人眼视觉,便于后续的研究,故更具有实用价值。本文主要研究高性能的红外和可