A Hierarchical Neural Network for Sleep Stage Classification Based on Comprehensive Feature Learning and Multi-Flow Sequence Learning
Notice bibliographique
Résumé
Automatic sleep staging methods usually extract hand-crafted features or network trained features from signals recorded by polysomnography (PSG), and then estimate the stages by various classifiers. In this study, we propose a classification approach based on a hierarchical neural network to process multi-channel PSG signals for improving the performance of automatic five-class sleep staging. The proposed hierarchical network contains two stages: comprehensive feature learning stage and sequence learning stage. The first stage is used to obtain the feature matrix by fusing the hand-crafted features and network trained features. A multi-flow recurrent neural network (RNN) as the second stage is utilized to fully learn temporal information between sleep epochs and fine-tune the parameters in the first stage. The proposed model was evaluated by 147 full night recordings in a public sleep database, the Montreal Archive of Sleep Studies (MASS). The proposed approach can achieve the overall accuracy of 0.878, and the F1-score is 0.818. The results show that the approach can achieve better performance compared to the state-of-the-art methods. Ablation experiment and model analysis proved the effectiveness of different components of the proposed model. The proposed approach allows automatic sleep stage classification by multi-channel PSG signals with different criteria standards, signal characteristics, and epoch divisions, and it has the potential to exploit sleep information comprehensively.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».