Label Propagation Techniques for Artifact Detection in Imbalanced Classes Using Photoplethysmogram Signals
Notice bibliographique
Résumé
This study aimed to investigate the application of label propagation techniques to propagate labels among photoplethysmogram (PPG) signals, particularly in imbalanced class scenarios and limited data availability scenarios, where clean PPG samples are significantly outnumbered by artifact-contaminated samples. We investigated a dataset comprising PPG recordings from 1571 patients, wherein approximately 82% of the samples were identified as clean, while the remaining 18% were contaminated by artifacts. Our research compares the performance of supervised classifiers, such as conventional classifiers and neural networks (Multi-Layer Perceptron (MLP), Transformers, Fully Convolutional Network (FCN)), with the semi-supervised Label Propagation (LP) algorithm for artifact classification in PPG signals. The results indicate that the LP algorithm achieves a precision of 91%, a recall of 90%, and an F1 score of 90% for the “artifacts” class, showcasing its effectiveness in annotating a medical dataset, even in cases where clean samples are rare. Although the K-Nearest Neighbors (KNN) supervised model demonstrated good results with a precision of 89%, a recall of 95%, and an F1 score of 92%, the semi-supervised algorithm excels in artifact detection. In the case of imbalanced and limited pediatric intensive care environment data, the semi-supervised LP algorithm is promising for artifact detection in PPG signals. The results of this study are important for improving the accuracy of PPG-based health monitoring, particularly in situations in which motion artifacts pose challenges to data interpretation.
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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 | 0,005 | 0,014 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».