Title: | Heart rate estimation from photoplethysmogram and accleration smartphone data based on convolutional neuralnetwork and long short time memor |
Other Titles: | Оценка частоты сердечных сокращений, основанная на объемной фотограмметрии сверточных нейронных сетей и кратковременной памяти и данных ускорения смартфонов |
Authors: | Gaowei Qie |
Keywords: | публикации ученых;PPG;LSTM;Convolution;Concatenation;Heart rate |
Issue Date: | 2023 |
Publisher: | БГУИР |
Citation: | Gaowei Qie. Heart rate estimation from photoplethysmogram and accleration smartphone data based on convolutional neuralnetwork and long short time memor / Gaowei Qie // BIG DATA и анализ высокого уровня = BIG DATA and Advanced Analytics : сборник научных статей IX Международной научно-практической конференции, Минск, 17–18 мая 2023 г. : в 2 ч. Ч. 1 / Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники ; редкол.: В. А. Богуш [и др.]. – Минск, 2023. – С. 29-34. |
Abstract: | The wearable reflective photocapacitance plethysmograph (PPG) sensor can be integrated into the watch or
strap to provide instantaneous heart rate (HRs), causing minimal inconvenience to users. However, the existence of motion
artifacts (MAs) leads to inaccurate heart rate estimation. In order to solve this problem, I propose a new deep learning neural
network to ensure accurate estimation of HR in high-intensity exercise. Methods: I propose a deep neural network based on
multi-class and non-uniform multi-label classification for HR estimation. It includes two convolution layers, two short and long
term memory (LSTM) layers, one connection layer and three full connection layers including softma,also includes a
concatenation layer. The average absolute error of the algorithm for all training data sets and test data sets is less than 1.5 bpm,
including 1.09 bpm for training data sets and 1.46 bpm for test data sets. The proposed algorithm is superior to the most
advanced methods in accurate estimation of heart rate. |
Alternative abstract: | Носимый отражательный фотоконденсаторный объемный граф (PPG) датчик может быть
интегрирован в часы или ремешок, чтобы обеспечить мгновенный сердечный ритм (HR), минимизируя неудобства для
пользователя. Однако наличие спортивных псевдотеней (МА) приводит к неточным оценкам сердечного ритма. Чтобы
решить эту проблему, я предложил новую нейронную сеть глубокого обучения для обеспечения точной оценки HR в
высокоинтенсивных упражнениях. Метод: Для оценки HR была предложена глубокая нейронная сеть, основанная на
множественной и неоднородной классификации с несколькими метками. Она включает в себя два слоя намотки, два
слоя краткосрочной и долгосрочной памяти (LSTM), соединительный слой и три полных соединения, включая софтму,
а также каскадный слой. Средняя абсолютная погрешность алгоритма для всех наборов данных обучения и наборов
тестовых данных составляет менее 1,5 bpm, из которых набор данных обучения составляет 1,09 bpm, а набор тестовых
данных - 1,46 bpm. Предложенные алгоритмы превосходят самые современные методы точной оценки частоты
сердечных сокращений. |
URI: | https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/51848 |
Appears in Collections: | BIG DATA and Advanced Analytics = BIG DATA и анализ высокого уровня : сборник научных статей (2023)
|