如何使用生成少數(shù)類技術(shù)進(jìn)行深度自動(dòng)睡眠分期模型設(shè)計(jì)說(shuō)明

　　針對(duì)現(xiàn)階段可用睡眠腦電數(shù)據(jù)皆為類不平衡小數(shù)據(jù)集，深度學(xué)習(xí)模型的直接遷移應(yīng)用所取得的分期效果較差的問(wèn)題，分別從數(shù)據(jù)集重構(gòu)和模型訓(xùn)練優(yōu)化兩方面入手，提出可用于少量類不均衡原始睡眠腦電數(shù)據(jù)集的深度自動(dòng)睡眠分期模型。首先，從減少?zèng)Q策域的角度對(duì)修改的生成少數(shù)類過(guò)采樣技術(shù)（ MSMOTE）進(jìn)行改進(jìn)，并將其用于數(shù)據(jù)集中少數(shù)類的生成；然后，用重構(gòu)后的數(shù)據(jù)集對(duì)模型作預(yù)激活處理。15折交叉驗(yàn)證得出總體精度和宏Fl值分別為86.73%和81. 70%。應(yīng)用改進(jìn)后的MSMOTE重構(gòu)的數(shù)據(jù)集對(duì)模型作預(yù)激活，可使最小類的Fl值由45.16%增至53. 64%。實(shí)驗(yàn)表明，模型可實(shí)現(xiàn)對(duì)少量原始睡眠腦電數(shù)據(jù)的端到端學(xué)習(xí)，總體分類效果優(yōu)于近年高水平模型，適用于配備遠(yuǎn)程服務(wù)器的分體式便攜睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備。

　　近年來(lái)深度學(xué)習(xí)在圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理以及語(yǔ)音識(shí)別領(lǐng)域已有大量成熟的應(yīng)用。在經(jīng)大量注釋的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練后，基于深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，能夠接近并超過(guò)人類專家水平。尤其在醫(yī)學(xué)成像識(shí)別中，得益于可直接應(yīng)用現(xiàn)存大型圖像數(shù)據(jù)集對(duì)模型進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練，這種優(yōu)越性更為突出。在時(shí)序信號(hào)處理方面，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遞歸神經(jīng)網(wǎng)共同構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)模型已成功應(yīng)用于語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言處理中。9 -10］。雖然受限于目前包括自動(dòng)睡眠分期在內(nèi)的絕大多數(shù)領(lǐng)域都無(wú)法提供足量的數(shù)據(jù)，仍有少量團(tuán)隊(duì)將深度學(xué)習(xí)模型應(yīng)用于自動(dòng)睡眠分期，實(shí)現(xiàn)了端到端睡眠自動(dòng)分期，但是由于類不平衡小數(shù)據(jù)集在深度學(xué)習(xí)中的局限性，以及未應(yīng)用最新的深度學(xué)習(xí)優(yōu)化技術(shù)，分類精度仍有很大的提升空間。