Dergiler / Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi / 2023 / Cilt: 15 - Sayı: 1

Radar Teknolojisi ile Hayati Sinyallerin Tespitinde Geç Füzyon Tabanlı Evrişimsel Sinir Ağı Modeli

Late Fusion Based Convolutional Network Model in Detection of Vital Signals with Radar Technology

Sayfa
248–255
Yayın Tarihi
2023-01-31
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Önerilen yöntem sayesinde tahribatsız algılama teknolojilerinden biri olan radar teknolojisi giyilebilir teknolojilere göre daha ön plana çıkmaktadır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada hayati sinyallerin sınıflandırılması için Evrişimsel Sinir Ağları (ESA) ve füzyon teknolojine dayalı bir yöntem önerildi.
📊
Temel Bulgular & Veri:Tek boyutlu radar sinyallerinden daha fazla bilgi edinmek amacıyla spektrogram tekniği ile 2 boyutlu veriler elde edildi.
💡
Sonuç & Katkı:Önerilen yöntem sayesinde tahribatsız algılama teknolojilerinden biri olan radar teknolojisi giyilebilir teknolojilere göre daha ön plana çıkmaktadır.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Radar · Vital Sign · Deep Learning

Özet

Bu çalışmada hayati sinyallerin sınıflandırılması için Evrişimsel Sinir Ağları (ESA) ve füzyon teknolojine dayalı bir yöntem önerildi. Tek boyutlu radar sinyallerinden daha fazla bilgi edinmek amacıyla spektrogram tekniği ile 2 boyutlu veriler elde edildi. GoogleNet, VGG-16 ve ResNet-50 ön eğitimli ESA kullanılarak otomatik bir sınıflandırma çerçevesi uygulanmıştır. En yüksek performansa sahip VGG-16 ve GoogleNet ESA yapılarına geç füzyon işlemi uygulanarak test verilerindeki performans artırılmıştır. Önerilen yöntemin performans 92.54% Doğruluk (DOĞ), 92.41% Duyarlılık (DUY), 97.18% Özgüllük (ÖZG), 93.54% Hassasiyet (HAS), 92.66% F1-Skoru ve 90.25% Matthews Korelasyon Sabiti (MKS)’dir. Önerilen yöntem sayesinde tahribatsız algılama teknolojilerinden biri olan radar teknolojisi giyilebilir teknolojilere göre daha ön plana çıkmaktadır.

Abstract

In this study, a method based on Convolutional Neural Networks (CNN) and fusion technology was proposed for the classification of vital signals. In order to obtain more information from 1-D radar signals, 2-D data were obtained with the spectrogram technique. An automated classification framework has been implemented by using pre-trained Google Net, VGG-16 and ResNet-50 models. The performance in the test data is increased by applying late fusion process to the highest performing VGG-16 and GoogleNet CNN structures. The performance of the proposed method is 92.54% Accuracy (ACC), 92.41% Sensitivity (SEN), 97.18% Specificity (SPE), 93.54% Precision (PRE), 92.66% F1-Score, and 90.25% Matthews Correlation Constant (MCC). Thanks to the proposed method, radar technology, which is one of the non-destructive detection technologies, comes to the forefront compared to wearable technologies

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ÖZKAYA, U. (2023). Radar Teknolojisi ile Hayati Sinyallerin Tespitinde Geç Füzyon Tabanlı Evrişimsel Sinir Ağı Modeli. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, Cilt: 15 - Sayı: 1, 248–255. https://ajindex.com/articles/889053

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (12)

  1. Baldoumas G., Peschos D., Tatsis G., Christofilakis V., Chronopoulos S. K., Kostarakis P., Varotsos P. A., Sarlis N. V., Skordas E. S., Bechlioulis A., Michalis L. K., Naka K. K. (2021). Remote sensing natural time analysis of heartbeat data by means of a portable photoplethysmography device, International Journal of Remote Sensing, 42 (6): 2292-2302.
  2. Cardillo E., Li C., Caddemi A. (2021). Vital sign detection and radar self-motion cancellation through clutter identification, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 69 (3): 1932-1942.
  3. Chang H., Lin C., Lin Y., Chung W., Lee T. (2020). DL-Aided NOMP: a deep learning-based vital sign estimating scheme using FMCW radar, IEEE 91st Vehicular Technology Conference (VTC2020-Spring), Antwerp, Belgium, 1-7.
  4. Erdoğan S., Yılmaz Ş., Öncü A. (2019) Microwave noncontact vital sign measurements for medical applications, IEEE International Symposium on Medical Measurements and Applications (MeMeA), Istanbul, Turkey, 1-5.
  5. Fulton L.V., Dolezel D., Harrop J., Yan Y., Fulton C.P. (2019). Classification of Alzheimer’s disease with and without imagery using gradient boosted machines and ResNet-50, Brain sciences, 9 (9): 212. Giv H.H. (2013). Directional short-time Fourier transform, Journal of Mathematical Analysis and Applications, 399 (1): 100-107.
  6. Jaderberg, M., Simonyan, K., Zisserman, A. (2015).
  7. Spatial transformer networks, Advances in neural information processing systems, 28: 2017-2025.
  8. Kagawa, M., Ueki, K., Tojima, H., Matsui, T. (2013). Noncontact screening system with two microwave radars for the diagnosis of sleep apnea-hypopnea syndrome, In Proceedings of the 35th Annual International Conference of the IEEE EMBS, Osaka, Japan, 3–7 July, 2052–2055.
  9. Kagawa, M., Yoshida, Y., Kubota, M., Kurita, A., Matsui, T. (2011). An overnight vital signs monitoring system for elderly people using dual microwave radars, In Proceedings of the Asia-Pacific Microwave Conference, Melbourne, Australia, 5–8 December, 590–593.
  10. Lai W. C. (2020). Design of receiver frontend with deep neural network for doppler radar heart rate detection, IEEE 5th International Conference on Integrated Circuits and Microsystems (ICICM), Nanjing, China, 121-124.
  11. Leung, R.S.T., Bradley, T.D. (2001). Sleep apnea and cardiovascular disease, Am. J. Respir. Crit. Care Med., 164: 2147–2165.
  12. Lie, D.Y.C., Ichapurapu, R., Jain, S., Lopez, J., Banister, R.E., Nguyen, T., Griswold, J. A. (2011). 2.4 GHz Non-Contact biosensor system for continuous monitoring