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一维卷积神经网络在癫痫脑电分类中的应用:以CHB-MIT美国儿童医院数据集为例的训练实例

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简介:
本文通过使用一维卷积神经网络对CHB-MIT数据库中的癫痫脑电数据进行分类研究,展示了该模型在疾病诊断中的高效性和准确性。 癫痫脑电分类在生物医学信号处理和机器学习领域非常热门。该资源使用了美国儿童医院的CHB-MIT数据集,因此首先需要下载这个数据集。由于文件较大,存储可能会成为一个问题。 此资源涵盖了从头到尾的癫痫分类流程,包括从CHB-MIT数据集中提取所需的数据、进行var异常检验、利用低通滤波器和归一化函数对原始信号预处理、特征提取以及构建1D-CNN卷积神经网络模型。通过训练这些模型并展示其效果,该资源非常适合希望在这一领域开展研究的同学参考使用,并且可以视作人工智能入门的教程之一。

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客服
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  • CHB-MIT
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    本文通过使用一维卷积神经网络对CHB-MIT数据库中的癫痫脑电数据进行分类研究,展示了该模型在疾病诊断中的高效性和准确性。 癫痫脑电分类在生物医学信号处理和机器学习领域非常热门。该资源使用了美国儿童医院的CHB-MIT数据集,因此首先需要下载这个数据集。由于文件较大,存储可能会成为一个问题。 此资源涵盖了从头到尾的癫痫分类流程,包括从CHB-MIT数据集中提取所需的数据、进行var异常检验、利用低通滤波器和归一化函数对原始信号预处理、特征提取以及构建1D-CNN卷积神经网络模型。通过训练这些模型并展示其效果,该资源非常适合希望在这一领域开展研究的同学参考使用,并且可以视作人工智能入门的教程之一。
  • CHB-MIT波士顿EEG析-2D-CNN(四):repat_file模块代码、提取及块处理
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    本篇文章介绍了在CHB-MIT波士顿儿童医院癫痫项目中,利用2D-CNN技术对EEG脑电数据进行分析的方法。重点讲解了如何通过Python编程中的repat_file模块实现数据的提取和分块处理,为后续的数据训练与模型构建奠定基础。 CHB-MIT波士顿儿童医院癫痫EEG脑电数据处理-2D-CNN(四)repat_file模块代码,用于实现数据提取与分块操作,适用于作为2D-CNN神经网络模型的输入。
  • CNNs-on-CHB-MIT: 利CNNCHB-MIT EEG预测发作
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    本文介绍了一种基于CNN的模型,用于分析CHB-MIT数据库中的EEG信号,以有效预测癫痫发作,为临床诊断提供新的方法。 CNNs-CHB-MIT 项目旨在将卷积神经网络(CNN)应用于来自 CHB-MIT 的 EEG 数据以预测癫痫发作。这是由 UNIVERSITA DI CAMERINO 分配给计算机科学学士学位的小组项目,目标是复制论文中获得的结果。 该算法包括创建数据的频谱图,并将其与 CNN 模型结合使用来预测癫痫发作。 该项目使用的软件包如下:keras 2.2.2, python 3.6.6, tensorflow 1.10.0, matplotlib 和 pyedflib。为了评估网络、训练和测试,项目中使用了 GPU 来加快处理速度。与 CPU 相比,在 GPU 上进行操作可以显著减少训练时间。 对于在 GPU 上运行的软件包,需要安装相应的驱动程序以支持 tensorflow 的使用。
  • 使TensorFlowMNIST
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    本项目利用TensorFlow框架,在经典的MNIST手写数字数据集上训练了一个卷积神经网络模型,实现了高精度的手写数字识别。 这是训练的完整代码,具体的文档说明请参阅本人博客中的相关介绍。
  • 演示
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    本示例演示如何使用一维卷积神经网络处理序列数据,如时间序列或文本。通过简单的代码实现,展示模型构建、训练及评估过程。 1维CNN示例代码可以在本地运行。这是初学者写的代码,规范性有待提高。
  • 信号信号
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    本项目聚焦于癫痫患者的脑电波数据分析,旨在通过深入研究癫痫发作期间特有的脑电信号模式,开发更精准的诊断与预测模型。 标题中的“癫痫脑电信号”指的是医学领域用于研究癫痫的一种重要数据源。癫痫是一种慢性神经系统疾病,常表现为反复发作的不自主运动或感觉异常。脑电图(EEG)是通过在头皮上放置电极来记录大脑电活动的方法,是诊断癫痫的主要手段之一。 文中提到的“一组癫痫脑电信号数据”,通常是指一系列来自不同状态下的患者EEG记录,包括发作期和非发作期等。这些数据对于科学家和临床医生来说非常重要,因为它们可以帮助理解癫痫发作时的大脑异常电活动模式及其相关的神经网络变化。通过分析这些数据,研究人员可以探索新的诊断方法、发展更有效的治疗策略,并预测癫痫的发作。 标签中的“脑电”指的是记录大脑神经元群体电活动的方法——即脑电信号(EEG)。它反映了大脑的不同状态,如清醒、睡眠或癫痫发作等。而与癫痫疾病相关的特定数据集则包含在“癫痫脑电信号”中,可能包括正常背景活动、先兆期的异常信号以及癫痫发作期间的各种特征性变化。 进一步强调,“癫痫信号数据”指的是多时段、多通道记录的数据集合,用于分析个体差异和共性特征。这些时间序列数据通常还附带有患者的基本信息、病情描述及临床评估等详细资料。 “癫痫_脑电信号”的标签再次确认了该压缩包文件专注于研究与癫痫相关的脑电活动。这个压缩包可能包含了大量患者的EEG记录,为研究人员提供了丰富的资源来深入分析,以增进对癫痫发病机制的理解并开发新的诊断工具或优化现有治疗方法。这些数据集通常需要通过专业软件进行处理和解析,例如使用MATLAB、Python的科学计算库(如scipy和numpy)或者专门的EEG分析工具(如EEGLAB、BESA等)。数据分析可能涉及各种技术,包括滤波、功率谱分析、事件相关电位(ERP)分析以及连接性分析,以揭示脑电信号中的隐藏模式和异常特征。
  • 5.6 深度AlexNet
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    本节将介绍深度学习中的重要模型——深度卷积神经网络,并通过经典案例AlexNet来详细讲解其架构及在图像识别领域的突破性贡献。 自LeNet提出后的近20年间,神经网络的表现一度被其他机器学习方法超越,如支持向量机。尽管在早期的小数据集上LeNet取得了不错的效果,但在更大的真实数据集中其表现并不理想。由于计算复杂性高,虽然20世纪90年代有一些为加速神经网络设计的硬件设备出现过,但这些技术并未像后来的GPU那样得到广泛应用。因此,在当时训练包含多个通道、多层和大量参数的卷积神经网络是非常困难的任务。 此外,当时的科研人员对诸如参数初始化与非凸优化算法等领域的研究还不够深入,这使得复杂结构的神经网络难以有效训练。在前一节中我们了解到,基于图像原始像素进行分类是可能直接通过神经网络实现的,这种端到端的方法省去了许多中间步骤。然而,在很长一段时间里,这一技术并未得到广泛应用和发展。
  • 基于PytorchResNet50CIFAR-100与图像
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    本研究利用Pytorch框架实现了ResNet50模型对CIFAR-100数据集的图像分类任务,探讨了卷积神经网络的有效性及优化策略。 使用PyTorch调用CIFAR-100数据集进行训练,并且首次运行代码会自动下载该数据集。在训练过程中,采用ResNet50模型并利用交叉熵损失函数与SGD优化器来提升性能。经过为期50个epoch的训练后,所得到的模型能够在CIFAR-100测试集中达到约62%的准确率。 此外,在完成上述步骤之后还提供了两版可视化推理代码:一是通过matplotlib库展示图片、真值标签以及预测结果;二是利用tkinter创建图形界面来显示同样的信息。这两部分帮助用户更直观地理解训练模型的表现情况和工作原理。
  • 波恩——公开
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    波恩癫痫脑电数据集是一套广泛使用的公开资源,包含从癫痫患者获取的大量脑电信号记录。该数据库为研究癫痫发作机制及开发相关诊断工具提供了宝贵的数据支持。 该数据集由5名健康人和5名癫痫患者的脑电数据组成,包含五个子集:F、S、N、Z 和 O。每个子集中有100个数据片段,每个片段的时间长度为23.6秒,共有4097个数据点。信号的分辨率为12位,采样频率为173.61Hz。 每一个子集包含100段持续时间为23.6秒、采样频率为173.61Hz的单通道EEG片段。这些片段是从长时间多通道EEG数据中人工剪切出来的,在此过程中去除了肌电伪迹和眼动伪迹等可能存在的干扰信号。
  • (CNN)车牌识别(CNN)车牌识别(CNN)车牌识别(CNN)车牌识别
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    本文探讨了卷积神经网络(CNN)技术在车牌自动识别系统中的应用,分析其有效性和优越性,并展示了如何通过深度学习方法提高车辆管理系统的智能化水平。 卷积神经网络(CNN)在车牌识别领域有着广泛的应用。通过利用其强大的特征提取能力,CNN可以有效地区分不同的字符并识别出完整的车牌号码。这种方法不仅提高了识别的准确性,还提升了系统的鲁棒性,在各种复杂环境下都能保持较高的识别率。