7799

7799

انتخاب و استخراج ويژگي براي طبقهبندي سيگنالهاي حياتي با استفاده از اطلاعات متقابل

كارشناسي ارشد

برق

آذر 1389

آذر 1389

دكتر عباس عرفانيان اميدوار

چكيده كاهش بعد فضاي ويژگي به عنوان يك واحد پيشپردازشگر در سيستمهاي طبقهبنديكننده استفاده ميشود. به طور كلي دو روش براي كاهش بعد فضاي ويژگي وجود دارد. در روش اول كه انتخاب ويژگي ناميده ميشود تنها ويژگي- هايي كه براي واحد طبقهبندي كننده مفيد است حفظ ميشوند. در روش دوم كه استخراج ويژگي ناميده ميشود، ويژگيهاي جديدي از تركيب ويژگيها توليد ميشود. معيارهاي زيادي براي انتخاب و استخراج ويژگي وجود دارد كه از آن جمله ميتوان به معيار اطلاعات اشاره كرد. يك شاخص در نظريه اطلاعات، اطلاعات متقابل است. اطلاعات متقابل يك روش براي اندازهگيري ميزان وابستگي بين دو متغير تصادفي است. در اين تحقيق سه روش براي استخراج ويژگيها بر اساس استفاده از اطلاعات متقابل پيشنهاد شده است. در روش اول ويژگيها طوري استخراج ميشوند كه از حداكثر وابستگي با كلاس دادهها و حداقل وابستگي با ساير ويژگيها برخوردار باشند. روش استخراج ويژگي اول كارايي واحد طبقهبندي كننده را افزايش ميدهد ولي براي كاهش بعد فضاي ويژگي زياد كارا نيست. براي افزايش كارايي واحد طبقهبندي كننده و كاهش بعد فضاي ويژگي روش استخراج ويژگي دوم كه تركيبي از روشهاي استخراج ويژگي اول و تحليل مولفههاي اصلي ميباشد پيشنهاد شده است. روشهاي استخراج ويژگي اول و دوم براي پيدا كردن ماتريس تصوير از الگوريتم ژنتيك استفاده ميكنند كه اين امر سبب سرعت پايين اين دو روش براي استخراج ويژگي ميشود. براي غلبه بر اين مشكل روش استخراج ويژگي سوم پيشنهاد شده است كه ويژگيها را با استفاده از اطلاعات متقابل و معيار فيشر-رو استخراج ميكند. اين روش از سرعت بسيار بالايي در استخراج ويژگي برخوردار است و باعث افزايش كارايي واحد طبقه بندي كننده ميشود. در اين تحقيق از مجموعه داده- موجود ميباشد (دادههاي سرطان سينه، پاركينسون، ديابت، سرطان شش، تصاوير UCI هاي استاندارد كه در سايت توموگرافي هستهاي، بيماران نجات يافته از عمل جراحي، آرسن، مادلون، سونار، تپه-دره، ماسك، جيسته، يونسفر و چند استفاده شده است. BCI 2003 III ويژگي، لندست و تشخيص حرف) و مجموعه داده در اين تحقيق همچنين يك روش انتخاب ويژگي براساس استفاده از اطلاعات متقابل پيشنهاد شده است. اين روش براي انتخاب ويژگيهاي از معيار زياد بودن بودن اطلاعات متقابل بين ويژگي كانديد و كلاس، كم بودن اطلاعات متقابل بين ويژگي كانديد با ويژگيهايي كه در مراحل قبل انتخاب شده است و دور بودن ميانگين نمونههاي هر كلاس در ويژگي كانديد از ميانگين نمونههاي موجود در آن ويژگي استفاده ميكند. براي ارزيابي روشهاي پيشنهادي، عملكرد اين روشها با روشهاي متداول استخراج و انتخاب ويژگي از نظر دقت طبقهبندي مقايسه شده است. نتايج حاصل كارايي بالاي روشهاي پيشنهادي را در انتخاب و استخراج ويژگيهاي مناسب نشان ميدهد. واژه هاي كليدي: انتخاب ويژگي، استخراج ويژگي، اطلاعات متقابل، كاهش بعد، طبقهبندي، سيگنالهاي حياتي