- Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi
- Issue: 17
- Parkinson Hastalığı Tespitinde Farklı Boyutsallık İndirgeme Yöntemlerinin Karşılaştırılması...
Parkinson Hastalığı Tespitinde Farklı Boyutsallık İndirgeme Yöntemlerinin Karşılaştırılması
Authors : Hakan Gündüz
Pages : 1164-1172
Doi:10.31590/ejosat.655795
View : 28 | Download : 10
Publication Date : 2019-12-31
Article Type : Research
Abstract :Parkinson Hastalığı (PH), bireylerin çoklu motor ve motor olmayan özelliklerini doğrudan etkileyen ilerleyici bir sinir hastalığıdır. PH’nin ilk evresinde bireyler genellikle ses bozulmalarıyla karşı karşıya kalır. Bu durumda PH’nin erken tespitinde kişilerin ses kayıtlarından yararlanılır. Ses kayıtlarından sinyal işleme yöntemleriyle çıkarılan öznitelikler yapay öğrenme yöntemlerine girdi olarak verilerek bireylerin hastalığa sahip olup olmadığı tespit edilir. Bu çalışmada bireylerin ses kayıtlarından çıkarılan öznitelikler iki farklı yapay öğrenme yöntemine girdi olarak verilmiş ve bireyler Parkinson hastası veya sağlıklı olarak sınıflandırılmıştır. Oluşturulan modeller UCI Makine Öğrenmesi deposundan alınan veri kümesi ile eğitilmiştir. Hem eğitilen yapay öğrenme modellerinin karmaşıklığını azaltmak hem de modellerin aşırı öğrenmesini engellemek için öznitelikler üzerinde iki farklı boyutsallık indirgeme yöntemi uygulanmıştır. İlk yöntem olan Temel Bileşenler Analizi (TBA)’yle yeni bir öznitelik alt uzayı oluşturmak için öznitelik kümesi orijinal boyuttan daha az boyuta sahip olan yeni bir alt uzaya yansıtılır. Oluşturulan yeni öznitelik uzayında yüksek varyansa sahip bileşenler seçilirken; varyansı düşük bileşenler ihmal edilir. İkinci yöntem olan Özyinelemeli Öznitelik Eleme (ÖÖE)’de özniteliklere yapay öğrenme yöntemleri kullanılarak ilgililik puanları atanır. İlk aşamada tüm öznitelik kümesini kullanan bir model oluşturulur ve her öznitelik için bir ilgililik puanı hesaplanır. Sonraki aşamada en az ilgililik puanına sahip öznitelik ihmal edilerek model yeniden oluşturulur ve ilgililik puanları tekrar hesaplanır. Bu işlem öznitelik kümesinde istenilen sayıda öznitelik kalana kadar devam ettirilir. Kullanlan iki Boyutsallık indirgeme yöntemiyle öznitelik uzayının boyutları azaltılmış ve indirgenmiş öznitelik vektörleriyle Destek Vektör Makineleri (DVM) ve Gradyan Arttırıcı Makineler (GAM) sınıflandırıcıları eğitilmiştir. Elde edilen veri kümesinin örnek sayısı görece az olduğundan sınıflandırıcıların eğitiminde Bireyi Dışarda Bırakan Çapraz Doğrulama (BDBÇD) prosedürü kullanılmıştır. Veri kümesi aynı zamanda dengesiz sınıf dağılımına sahip olduğundan modellerin performans değerlendirmesinde doğruluk oranıyla birlikte F-ölçütü ve Matthews Korelasyon Katsayısı (MKK) ölçütleri kullanılmıştır. Alınan tüm deneysel sonuçlar irdelendiğinde en yüksek sınıflandırma başarısına sadece 13 öznitelik kullanılarak erişildiği görülmüştür. ÖÖE yöntemiyle seçilen 13 öznitelikle GAM sınıflandırıcısı eğitilerek 0,881 doğruluk oranı elde edilmiştir. Doğruluk oranı öznitelik seçimi yapılmadan elde edilen sonuçlara göre yaklaşık %2 oranında artmıştır. Aynı artış sınıfların ayırt edilebilirliğini gösteren MKK oranında da olmuştur. Boyutsallık indirgeme işlemi olmadan elde edilen MKK oranı 0,62 iken ÖÖE yöntemiyle öznitelik seçimi yapıldığında oran 0,67’ye yükselmiştir. Kullanılan diğer boyutsallık indirgeme yöntemi olan TBA ise öznitelik seçimsiz modellere göre sınıflandırma başarısı arttırmamasına rağmen, aynı başarı oranlarına daha az sayıda öznitelikle erişmiştir.Keywords : Parkinson Hastalığı Tespiti, Boyutsallık İndirgeme, Temel Bileşenler Analizi, Özyinelemeli Öznitelik Eleme, Destek Vektör Makineleri, Gradyan Arttırıcı Makineler