基于深度卷积神经网络的睡眠分期模型

作者：贾子钰; 林友芳; 张宏钧; 王晶^*

来源：浙江大学学报(工学版), 2020, 54(10): 1899-1905.

• 睡眠分期
• 脑电信号
• 深度学习
• 卷积神经网络(CNN)

针对现阶段数据和特征决定睡眠分期模型的分类精度上限的问题,提出深度卷积神经网络模型.在模型主体构建方面,并行卷积网络可以自动学习原始信号的时域特征和频域特征,特征融合网络通过空洞卷积和残差连接进行多特征融合,分类网络基于融合后的特征进行睡眠分期.利用生成少数类过采样技术(SMOTE)减少类别不平衡对分类效果的影响,结合两步训练法对模型进行优化.实验使用Sleep-EDF数据集的原始单导脑电信号(Fpz-Cz通道)对模型进行20折交叉验证,得到总体精度和宏F1分别为86.73%和81.70%.提出的深度卷积模型在没有任何先验知识的情况下,对脑电信号进行端到端的学习,分类准确率优于传统的深度学习模型.

• 单位
  北京交通大学; 中国民用航空局