Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Evaluating machine learning methods for detecting sleep arousal
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2019 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Evaluering av maskininlärningsmetoder för detektion av sömnstörningar (Swedish)
Abstract [en]

Sleep arousal is a phenomenon that affects the sleep of a large amount of people. The process of predicting and classifying arousal events is done manually with the aid of certified technologists, although some research has been done on automation using Artificial Neural Networks (ANN). This study explored how a Support Vector Machine performed(SVM) compared to an ANN on this task. Polysomnography (PSG) is a sort of sleep study which produces the data that is used in classifying sleep disorders. The PSG-data used in this thesis consists of 13 wave forms sampled at or resampled at 200Hz. There were samples from 994 patients totalling approximately 6.98 1010 data points, processing this amount of data is time consuming and presents a challenge. 2000 points of each signal was used in the construction of the data set used for the models. Extracted features included: Median, Max, Min, Skewness, Kurtosis, Power of EEG-band frequencies and more. Recursive feature elimination was used in order to select the best amount of extracted features. The extracted data set was used to train two ”out of the box” classifiers and due to memory issues the testing had to be split in four batches. When taking the mean of the four tests, the SVM scored ROC AUC of 0,575 and the ANN 0.569 respectively. As the difference in the two results was very modest it was not possible to conclude that either model was better suited for the task at hand. It could however be concluded that SVM can perform as well as ANN on PSG-data. More work has to bee done on feature extraction, feature selection and the tuning of the models for PSG-data to conclude anything else. Future thesis work could include research questions as ”Which features performs best for a SVM in the prediction of Sleep arousals on PSG-data” or ”What feature selection technique performs best for a SVM in the prediction of Sleep arousals on PSG-data”, etc.

Abstract [sv]

Sömnstörningar är en samling hälsotillstånd som påverkar sömnkvaliteten hos en stor mängd människor. Ett exempel på en sömnstörning är sömnapne. Detektion av dessa händelser är idag en manuell uppgift utförd av certifierade teknologer, det har dock på senare tid gjorts studier som visar att Artificella Neurala Nätverk (ANN) klarar att detektera händelserna med stor träffsäkerhet. Denna studie undersöker hur väl en Support Vector Machine (SVM) kan detektera dessa händelser jämfört med en ANN. Datat som används för att klassificera sömnstörningar kommer från en typ av sömnstudie kallad polysomnografi (PSG). Den PSG-data som används i denna avhandling består av 13 vågformer där 12 spelats in i 200Hz och en rekonstruerats till 200Hz. Datan som används i denna avhandling innehåller inspelningar från 994 patienter, vilket ger totalt ungefär·6.98 1010 datapunkter. Att behandla en så stor mängd data var en utmaning. 2000 punkter från vare vågform användes vid konstruktionen av det dataset som användes för modellerna. De attribut som extraherades innehöll bland annat: Median, Max, Min, Skewness, Kurtosis, amplitud av EEG-bandfrekvenser m.m. Metoden Recursive Feature Elimination användes för att välja den optimala antalet av de bästa attributen. Det extraherade datasetet användes sedan för att träna två standard-konfigurerade modeller, en SVM och en ANN. På grund av en begräning av arbetsminne så var vi tvungna att dela upp träningen och testandet i fyra segment. Medelvärdet av de fyra testen blev en ROC AUC på 0,575 för en SVM, respektive 0,569 för ANN. Eftersom skillnaden i de två resultaten var väldigt marginella kunde vi inte dra slutsatsen att endera modellen var bättre lämpad för uppgiften till hands. Vi kan dock dra slutsatsen att en SVM kan prestera lika väl som ANN på PSG-data utan konfiguration. Mer arbete krävs inom extraheringen av attributen, attribut-eliminationen och justering av modellerna. Framtida avhandlingar skulle kunna göras med frågeställningarna: “Vilka attributer fungerar bäst för en SVM inom detektionen av sömnstörningar på PSG-data” eller ”Vilken teknik för attribut-elimination fungerar bäst för en SVM inom detektionen av sömnstörningar på PSG-data”, med mera.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 27
Series
TRITA-EECS-EX ; 2019:365
Keywords [en]
Machine learning, Sleep Arousal, Polysomnography, Automatic Detection, Bachelors Thesis, Big Data
Keywords [sv]
Maskininlärning, Sömnstörningar, Polysomnografi, Automatisk Detektion, Kandidatuppsats, Big Data
National Category
Computer and Information Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-259996OAI: oai:DiVA.org:kth-259996DiVA, id: diva2:1354207
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-10-02 Created: 2019-09-24 Last updated: 2019-10-02Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2848 kB)10 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2848 kBChecksum SHA-512
a620834c430daf2bfbe8be0b877265e6448b26785b60da85cd622e713123c991fd72bcb7f6707163fc091b9ca0116877e0579fa4b0c31792bd90315691ac3c7e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Computer and Information Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 10 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 47 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf