Generalization of Convolutional Neural Networks for ECG Classification Using Generative Adversarial Networks

计算机科学 人工智能 卷积神经网络 模式识别(心理学) 深度学习 一般化 特征提取 特征(语言学) 人工神经网络 生成语法 机器学习 数学 哲学 数学分析 语言学
作者
Abdelrahman Shaker,Manal Tantawi,Howida A. Shedeed,Mohamed F. Tolba
出处
期刊:IEEE Access [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:8: 35592-35605 被引量:217
标识
DOI:10.1109/access.2020.2974712
摘要

Electrocardiograms (ECGs) play a vital role in the clinical diagnosis of heart diseases. An ECG record of the heart signal over time can be used to discover numerous arrhythmias. Our work is based on 15 different classes from the MIT-BIH arrhythmia dataset. But the MIT-BIH dataset is strongly imbalanced, which impairs the accuracy of deep learning models. We propose a novel data-augmentation technique using generative adversarial networks (GANs) to restore the balance of the dataset. Two deep learning approaches—an end-to-end approach and a two-stage hierarchical approach—based on deep convolutional neural networks (CNNs) are used to eliminate hand-engineering features by combining feature extraction, feature reduction, and classification into a single learning method. Results show that augmenting the original imbalanced dataset with generated heartbeats by using the proposed techniques more effectively improves the performance of ECG classification than using the same techniques trained only with the original dataset. Furthermore, we demonstrate that augmenting the heartbeats using GANs outperforms other common data augmentation techniques. Our experiments with these techniques achieved overall accuracy above 98.0%, precision above 90.0%, specificity above 97.4%, and sensitivity above 97.7% after the dataset had been balanced using GANs, results that outperform several other ECG classification methods.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xiaowang完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
4秒前
4秒前
5秒前
顾矜应助萌小豆采纳,获得10
6秒前
仰望苍穹发布了新的文献求助10
6秒前
杨羕完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Hoshieko发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
李健的小迷弟应助Sharon采纳,获得10
10秒前
奋斗的月亮完成签到 ,获得积分10
10秒前
大树梨完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
1084362021完成签到 ,获得积分10
11秒前
Fly完成签到,获得积分10
12秒前
DOUDOU发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
阿飞发布了新的文献求助10
15秒前
LLZ发布了新的文献求助10
15秒前
云间宿发布了新的文献求助10
15秒前
baiyupan发布了新的文献求助10
15秒前
hjj关闭了hjj文献求助
16秒前
专一的绿蓉完成签到,获得积分10
16秒前
郭振宇完成签到,获得积分10
16秒前
谜呀发布了新的文献求助10
17秒前
C5b6789n发布了新的文献求助20
17秒前
18秒前
19秒前
Cream完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
ChiahaoKuo完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
24秒前
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7774238
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9316144
关于积分的说明 20349706
捐赠科研通 7359972
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3317404
关于科研通互助平台的介绍 2465884
邀请新用户注册赠送积分活动 2332640