Воронежский государственный университет (лаборатория медицинской кибернетики, заведующий лабораторией)
Воронеж, Воронежская область, Россия
Предложен способ бинарной классификации биомедицинских сигналов с применением цифровых фильтров, полученных при помощи генетического алгоритма. Представлено теоретическое описание предлагаемого способа, в котором вводятся весовые коэффициенты для пары сигнал-фильтр и специальная функция, служащая индикатором принадлежности неизвестного сигнала к определенной детерминированной группе. Результаты тестирования разработанного способа на сигналах с известными свойствами показали, что он надежно решает поставленную задачу бинарной классификации.
бинарная классификация, генетический алгоритм, цифровой фильтр.
УДК 004.5
СПОСОБ БИНАРНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ СИГНАЛОВ, ОСНОВАННЫЙ НА ГЕНЕТИЧЕСКОМ АЛГОРИТМЕ
THE METHOD FOR BINARY CLASSIFICATION OF SIGNALS BASED ON GENETIC ALGORITHM
Туровский Я.А., к.м.н., доцент,
Кургалин С.Д., д.ф.-м.н., профессор,
Белобродский В.А., аспирант
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет»
г. Воронеж, Россия
DOI: 10.12737/6398
Аннотация: Предложен способ бинарной классификации биомедицинских сигналов с применением цифровых фильтров, полученных при помощи генетического алгоритма. Представлено теоретическое описание предлагаемого способа, в котором вводятся весовые коэффициенты для пары сигнал-фильтр и специальная функция, служащая индикатором принадлежности неизвестного сигнала к определенной детерминированной группе. Результаты тестирования разработанного способа на сигналах с известными свойствами показали, что он надежно решает поставленную задачу бинарной классификации.
Summary: The paper suggests an method for binary classification of signals with the application of digital filters obtained using the genetic algorithm. The article also presents a theoretical description of the suggested approach, which introduces signal-filter pair weight coefficients as well as a special function to indicate membership of a signal in a determined group. The result of the method’s performance in harmonic signals of various frequency ranges revealed that it reliably solves the problem of a binary classification.
Ключевые слова: бинарная классификация, генетический алгоритм, цифровой фильтр.
Keywords: binary classification, genetic algorithm, digital filter.
Среди разнообразных алгоритмов, предназначенных для формирования цифровых фильтров, существует алгоритм, в котором на основе моделирования общих закономерностей эволюции создаются цифровые фильтры путём случайного подбора, комбинирования и вариации их значений с использованием механизмов, аналогичных естественному отбору, таких как наследование, мутация, отбор и кроссинговер. Каждому фильтру ставится в соответствие одно число – его эффективность (это число получается после применения специальной функции, которая носит название «фитнесс», и чем оно больше, тем лучше данный фильтр разделяет сигналы анализируемых состояний), предопределяющее его дальнейшую судьбу, а именно: участие в скрещивании для «рождения» фильтров следующего поколения или же «гибель» по причине бесперспективности.
