The Journal of Neurobehavioral Sciences; 2016;3(2):59-64
Zihinsel Görev Sınıflandırma İçin Dalgacık Dönüşümü Fonksiyonlarının Karşılaştırması
Ç Uyulan, TT Ergüzel
İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul
Dalgacık dönüşümü, ham EEG (elektroensefalografi) verilerinden öznitelik çıkartma yöntemi olarak yaygın şekilde
kullanılmaktadır. EEG sinyalleri doğası gereği durağan değildir, dolayısıyla dalgacık dönüşümü, sınıflandırma performansına
katkıda bulunacak özniteliklerin çıkartılması sürecinde oldukça etkili bir yöntemdir. Diğer taraftan, uygun dalgacık fonksiyonunun
seçimi de en iyi sınıflandırma performansını elde edebilmek için önem arz etmektedir. Bu sebepten dolayı, bu çalışmada,
ayrık dalgacık dönüşümü yöntemlerinin karşılaştırılması üzerinde durarak, zihinsel görevlerin sınıflandırılmasına ilişkin en iyi
sınıflandırma performansını gösteren dalgacık fonksiyonunu bulmayı amaçladık. Sınıflandırma süreci için dört farklı zihinsel
görev seçildi ve her birinin, diğerleri ile ikili-üçlü kombinasyonları ve tüm durumlara ilişkin karşılaştırılmalı sonuçları elde
edildi. Öznitelik çıkartma aşamalarında sırasıyla, haar, coiflets (seviye 1), biortogonal (seviye 6.8), ters biortogonal (seviye 6.8),
daubechies (seviye 2) ve daubechies (seviye 4) kullanılmıştır. Sonrasında, elde edilen öznitelik kümesine, öznitelik indirgeme
formülü uygulanmış ve elde edilen öznitelik vektörü, eğitim ve test veri kümesi olarak sınıflandırma öncesinde ayrılmıştır.
Çıkartılan öznitelik kümeleri, yapay sinir ağı ile sınıflandırılmıştır. Ayrık dalgacık dönüşümü fonksiyonlarından coiflets’in, diğer
fonksiyonlara göre daha iyi sonuç verdiği gözlenmiştir.
Comparison of Wavelet Families for Mental Task Classification
Wavelet theory is a widely used feature extraction method for raw electroencephalogram (EEG) signal processing. The nature
of the EEG signal is non-stationary, therefore applying wavelet transform on EEG signals is a valuable process for extraction
promising features. On the other hand, determining the proper wavelet family is a challenging step to get the best fitted features
for high classification accuracy. In this paper, therefore, we focused on a comparative study of different Discrete Wavelet
Transform (DWT) methods to find the most convenient wavelet function of wavelet families for a non-stationary EEG signal
analysis to be used to classify mental tasks. For the classification process, four different mental tasks were selected to and
we grouped each with another one to set dual tasked sets including all possible combinations. Feature extraction steps are
performed using wavelet functions haar, coiflets (order 1), biorthogonal (order 6.8), reverse biorthogonal (order 6.8), daubechies
(order 2) and, daubechies (order 4). Later, a specific feature reduction formula is applied to the extracted feature vector.
Generated feature vector is then split into train and test data before the classification. Artificial neural network was used for
classification of the extracted feature sets. From the result of the repeated analysis for each DWT methods, Coiflets performed
relatively better compared to other wavelet families.