I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   22 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1 ,   p p .   1520 ~ 1 5 2 8   I SS N:  2 5 02 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ee cs.v 2 2 .i 3 . pp 1 5 2 0 - 1 5 2 8       1520       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Cla ss ificatio n of  ECG  sig na ls for  d etec tion  of arrhy t h m ia  and   co ng estiv e heart  f a ilure bas ed on  c o ntinuou s w a v elet  trans for m   a nd deep  neura netw o rk s       Ra s hid a h F u n k O la nrew a j u,  S.  No o rj a nn a h Ib ra hi m ,   Ani L iza   As na w i,  H un a in Alt a f   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   I n ter n atio n al  I s la m ic  U n iv er s it y   Ma l a y s ia,   Ma la y s ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  1 6 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   J u n   6 ,   2 0 2 1   A cc ep ted   J u n   1 0 202 1       A c c o rd in g   to   W o rld   He a lt h   Org a n iza ti o n   ( W HO )   re p o r a n   e sti m a ted   1 7 . 9   m il li o n   li v e a re   b e in g   lo st  e a c h   y e a d u e   to   c a rd io v a sc u lar  d ise a se (CV Ds )   a n d   is  th e   to p   c o n tri b u t o to   t h e   d e a th   c a u se s.  8 0 %   o f   th e   c a r d io v a sc u lar  c a se in c lu d e   h e a rt  a tt a c k a n d   stro k e s.  T h is  w o rk   is  a n   e ff o rt  to   a c c u ra tel y   p re d ict  th e   c o m m o n   h e a rt  d ise a se su c h   a a rrh y th m ia  ( A RR)  a n d   c o n g e stiv e   h e a rt  f a il u re   (CHF)  a lo n g   w it h   t h e   n o rm a sin u s   rh y th m   (NSR)  b a se d   o n   t h e   in teg ra ted   m o d e d e v e lo p e d   u sin g   c o n ti n u o u s   w a v e let  tran sf o r m   (CWT a n d   d e e p   n e u ra n e tw o rk s .   T h e   p ro p o se d   m e th o d   u se d   in   t h is  re se a rc h   a n a ly se s   th e   ti m e - f re q u e n c y   fe a tu re o f   a n   e lec tro c a rd i o g ra m   ( EC G )   sig n a b y   f irst   c o n v e rti n g   th e   1 ECG   sig n a ls  to   t h e   2 D   S c a lo g ra m   i m a g e a n d   su b se q u e n tl y   th e   2 im a g e a re   b e in g   u se d   a a n   i n p u t o   t h e   2 d e e p   n e u ra n e tw o rk   m o d e l - A lex Ne t.   T h e   re a so n   b e h i n d   c o n v e rti n g   th e   ECG   sig n a ls  t o   2 im a g e is  th a it   is  e a sie to   e x trac d e e p   fe a tu re f ro m   i m a g e ra th e th a n   f ro m   th e   ra w   d a ta  f o train in g   p u rp o se in   A lex Ne t.   T h e   d a tas e u se d   f o th is   re se a rc h   w a o b tain e d   f ro m   M a s sa c h u s e tt In stit u te  o f   T e c h n o lo g y - Bo sto n ' Be th   Isra e Ho s p it a ( M IT - BIH )   a rrh y th m ia  d a tab a se ,   M IT - BIH  n o rm a sin u s   rh y th m   d a tab a se   a n d   Be th   Isr a e De a c o n e ss   M e d ica Ce n ter  ( BIDMC )   c o n g e stiv e   h e a rt  f a il u re   d a tab a se .   In   t h is  w o rk ,   w e   h a v e   id e n ti f ied   th e   b e st  f it   p a ra m e ters   f o th e   A lex Ne m o d e th a c o u l d   s u c c e ss f u ll y   p re d ict  th e   c o m m o n   h e a rt  d ise a se w it h   a n   a c c u ra c y   o f   9 8 . 7 % .   T h is  w o rk   is   a lso   b e i n g   c o m p a re d   w it h   th e   re c e n t   re se a rc h   d o n e   i n   t h e   f ield   o f   ECG   Clas sif ica ti o n   f o d e tec ti o n   o f   h e a rt  c o n d i ti o n a n d   p ro v e to   b e   a n   e ffe c ti v e   tec h n iq u e   f o th e   c las si f ica ti o n .   K ey w o r d s :   C o n v o lu tio n   Dee p   lear n in g   Neu r al  n et w o r k s   W av elet  tr an s f o r m   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sit i N o o r j an n ah   I b r ah i m     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g   I n ter n atio n al  I s la m ic  U n iv er s it y   Ma la y s ia   J alan   Go m b ak ,   5 3 1 0 0 ,   Selan g o r ,   Ma lay s ia   E m ail:  n o o r j an n ah @ ii u m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N     An   elec tr o ca r d io g r a m   also   k n o w n   as  elec tr o ca r d io g r a m   ( E C G )   is   test   t h at  m ea s u r es  t h elec tr ical   ac tiv it y   o f   t h h ea r tb ea t.  W ith   ea ch   b ea t,  an   elec tr ical  i m p u l s tr av el  t h r o u g h   t h h ea r t.  T h is   w av ca u s e s   th e   m u s cle  to   s q u ee ze   an d   r ela x   a n d   h e n ce   p u m p i n g   b lo o d   f r o m   th h ea r to   th e   w h o le   b o d y .   n o r m a h ea r tb ea t   o n   E C as  s h o w n   i n   Fi g u r 1   w il l s h o w   th t i m in g   o f   t h to p   an d   lo w er   ch a m b er s .   T h er is   P   w av e”   w h ic h   y ield s   f r o m   r ig h an d   lef a tr ia  o r   u p p er   ch a m b er s .   T h en   it  is   f o llo w ed   b y   f lat  li n w h e n   th elec tr ica l   i m p u l s g o es  to   t h b o tto m   o f   ch a m b er s .   T h Q R co m p le x ”  is   t h n e x w a v th at  i s   p r o d u ce d   b y   r ig h a n d   lef b o tto m   ch a m b er s .   T h f in al  w a v o r   T   w a v e”   r ep r ese n ts   e lectr ical  r ec o v er y   o r   r etu r n   to   r esti n g   s tate   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       C la s s i fica tio n   o f E C s ig n a ls   fo r   d etec tio n   o f   a r r h yth mia   a n d   co n g esti ve   ( R a s h id a h   F u n ke   Ola n r ewa ju )   1521   f o r   th v en tr ic les.  E C s er v es  as  th b asic  an d   ea s y   to   i m p le m en m et h o d   f o r   th d i ag n o s is   o f   ca r d iac  m al f u n ctio n i n g   ( o r   h ea r r h y t h m   d is o r d er s ) .   T h is   is   d u to   its   n o n - in v as iv a n d   s i m p le  tec h n iq u o f   r ec o r d in g   th s i g n als  w h il s t p r o v id in g   v i tal  in f o r m atio n   o n   h ea r t c o n d it io n s .   A r o u n d   1 7 . 3   m illi o n   p eo p le  d ie  ea ch   y ea r   g lo b all y   d u e   to   c ar d iac  d is e ases   w h ic h   ac co u n t s   f o r   o v er   37 o f   th to tal  w o r ld   d ea th s   [ 1 ]   an d   it  h as  also   b ee n   p r ed icted   th at  ab o u 2 3 . 6   m illi o n   m i g h d ie  d u to   h ea r t   d is ea s es  a n d   f ail u r es  [ 2 ] .   T h ad v an ce m e n ts   in   d ata  m in i n g   an d   clo u d   co m p u t in g   allo w   h u g e   a m o u n ts   o f   m ed ical  d ata  to   b ex te n s i v el y   an al y ze d   w i th o u co m p r o m i s i n g   th p r ec is io n   o f   it s   r es u lt s .   T h is   is   co n s id er ed   as  m o ti v atio n   to   co n d u ct  d ata  d r iv en   r esear ch   to   p r e d ict,   d eter m i n an d   d etec th d is ea s es  at  an   ea r l y   s tag e.   L i k e w is e,   E C s i g n al s   g en er ate  h u g ch u n k s   o f   d ata  th at  h a s   b ee n   u s ed   b y   r es e ar ch er s   to   d ev elo p   p r ed ictio n   m o d els b ased   o n   m ac h in lear n i n g   a n d   co n v o l u ti o n al  n e u r al  n et w o r k s   [ 3 ] .             Fig u r 1 .   E lectr o ca r d io g r ap h y   w a v [ 4 ]       Hea lth   ca r r esear ch   h a s   al w a y s   ai m ed   to   id en tify   th tec h n i q u es  to   r ed u ce   th m o r talit y   r ates  in   o n e   f o r m   o r   an o th er .   A p p r o p r iate   d ata  m i n i n g   an d   m ac h i n le ar n in g   al g o r ith m s   h av p la y e d   p iv o tal  r o le  in   d ev elo p in g   t h h ig h l y   ef f ic ien t p r ed ictio n   m o d els f o r   d etec ti o n   o f   d is ea s a n d   o n a m o n g   t h o s d is ea s e s   is   t h e   h ea r d is ea s [ 2 ] .   I n   r etr o s p ec t,  th er ar m a n y   t y p es   o f   h ea r d is ea s e s   a n d   t h m o s co m m o n   o f   h ea r t   co n d itio n s   ar a r r h y t h m ia  ( AR R )   a n d   co n g esti v h ea r f ail u r ( C H F)  [ 5 ] .   W h at  d if f er en tiates  b et w ee n   o n e   h ea r d is o r d er s   f r o m   an o t h er   is   th elec tr ical  ac tiv itie s   w h ich   r ef lect  in   its   E C s ig n a ls .   A   no r m a s in u s   r h y t h m   ( NS R )   r ep r esen ts   p r o p er   tr an s m is s io n   o f   elec tr ical  s ig n als  f r o m   o n e s   s i n u s   n o d es  an d   is   an   in d icatio n   o f   n o r m al  h ea r t [ 5 ] .     T h is   r esear ch   m ak e s   u s o f   th NSR ,   AR R ,   an d   C H E C d ata  f r o m   t h v er if ied   d atab ases   in   o r d er   to   b u ild   p r e d ictio n   m o d el  b ased   o n   co n v o lu tio n al  n eu r al  n et w o r k s .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   w o u ld   b ab le  to   d eter m i n w h et h er   p er s o n   h as   an y   o f   th m e n tio n ed   d is o r d er s   o r   p o s s ess e s   h e alth y   h ea r r h y th m .   A cc u r ate  d iag n o s i s   an d   p r ed ictio n   o f   a n y   d i s ea s i s   an   ex ten s i v an d   c h alle n g i n g   ta s k   a n d   n ee d s   m o r e   ac cu r ate  class if ica tio n .     A l g o r ith m s   d o   ex i s f o r   E C G   b ased   au to m a tic  ca r d iac  d is o r d er   d etec tio n   w h ic h   m ai n l y   r el y   o n   th e   m o r p h o lo g ical  f ea t u r es  o f   QR co m p le x es  o r   h ea r tb ea ts .   B u th an al y s is   o f   QR co m p lex es  is   m o r p o p u lar   in   t h s cie n ti f ic  liter at u r th a n   th E C s ig n al  f r ag m e n ts   o f   lo n g   d u r atio n s   [ 6 ] .   T h p r o b lem   w it h   s u c h   m et h o d s   ar is es  d u to   th v a r ied   b ea t - to - b ea v ar iab ilit y   a m o n g   i n d iv id u als  a n d   th i s   p r o m p ted   u s   to   lo o k   b ey o n d   th e s m o r p h o lo g ical  f ea tu r es  a n d   p er f o r m   t h at  a n al y s i s   o f   lo n g   d u r atio n   E C s i g n als  w it h   m o r d ata  an d   f ea t u r es u s i n g   d ee p   n e u r al   n et w o r k s .     Dee p   l ea r n in g ,   t y p o f   m ac h in lear n in g   m e th o d ,   co m p r i s es  h ier ar ch ica ar ch it ec tu r th at   in cl u d es  m u ltip le  la y er s   an d   s tag es  f o r   in f o r m atio n   p r o ce s s in g   [ 7 ] .   T h in n er   lay er s   ar u tili ze d   to   ex tr ac th e   d ee p   f ea tu r es  w h er ea s   th o u ter   la y er s   h elp   in   p er f o r m i n g   t h an al y s i s   an d   class if ica tio n   [ 8 ] .   T h class i f icatio n   o f   d ee p   lea r n in g   ca n   b d o n b ased   o n   th tr ain in g   m et h o d s   in v o l v ed   in   b u ild in g   u p   th e   n et w o r k s   an d   s o m e   o f   i ts   p r o m i n en t   s u b t y p es   ar e:   i)   C o n v o l u tio n al   n e u r al  n et w o r k s   ( C NNs) ,   ii)  R ec u r r en t   n eu r al  n et w o r k s   ( R NN s ) ,   iii)  Dee p   n eu r al  n e t w o r k s   ( DNN s )   T h ese  s u b t y p es  f al in   th ca teg o r y   o f   d ee p   d is cr i m in a to r y   m o d el s .   An o th er   s u ch   ca teg o r y   o f   d ee p   lear n in g   i n cl u d es  u n s u p er v i s ed /g e n er ativ m o d els  s u c h   as  d ee p   b elief   n et w o r k s   ( DB Ns),   r estricte d   B o ltzm a n n   m ac h i n es  ( R B Ms ) ,   d ee p   B o ltzm a n n   m ac h i n es   ( DB Ms) ,   an d   r eg u lar ized   a u to en co d er s .   Dee p   l ea r n in g   h as   g a in ed   p ac f r o m   t h p as 1 0   y ea r s   d u to   its   ab ilit y   to   p r o ce s s   h u g c h u n k s   o f   p r o ce s s ed   d at a   in cl u d in g   2 im a g e s   w it h   h i g h   ef f icie n c y .   W w ill  b u s i n g   th is   f ea tu r o f   d ee p   lear n in g   to   tr ain   th m o d el  w it h   2 Scalo g r a m   i m ag e s   w h ic h   h a v b ee n   d er iv ed   f r o m   1 E C s i g n al  d atasets .   T h g o al  is   to   tr ain   a   co n v o lu tio n al  n e u r al  n et w o r k   ( C NN)   s o   th at  i w ill  b ab le  to   d is tin g u i s h   b et w ee n   t h e s t h r ee   t y p es  o f   E C G   s ig n al s - N SR ,   AR R   a n d   C H F.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2502 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   1 5 2 0   -   1 5 2 8   1522   2.   RE L AT E D   WO RK   Hea r tb ea s eg m en ta tio n   i s   ess en tial  f o r   class i f ica tio n   o f   h e ar d is ea s es  as  f e w   er r o r s   m i g h h a v a   d ef in i te  i m p ac o n   th cla s s i f icatio n   r esu l ts   o f   E C s ig n al s .   Seg m en tatio n   m ain l y   i n v o l v es  d etec tio n   o f   P - QR S - T   w a v es.  R esear ch   in to   th d etec tio n   o f   Q R co m p le x es  i n   E C s i g n als  h as  b ee n   ca r r ied   f o r   y ea r s   b y   v ir tu o f   f r eq u e n tl y   u s ed   m et h o d s   s u c h   te m p late  m atc h i n g   m et h o d   [ 9 ] ,   d if f er en tial  th r es h o ld   m eth o d   [ 4 ]   an d   w a v elet  tr a n s f o r m   [ 1 0 ] .   So m e   alg o r ith m s   w er also   d ev elo p ed   to   ex tr ac f ea tu r es  f r o m   P   an d   T   w a v es  [ 1 1 ] .   R R   in ter v al s   ar o n o f   th m o s s o u g h o u f ea t u r es  o f   E C s ig n als  th a h a v b ee n   u s ed   f o r     class i f icatio n   [ 1 2 ] .   I n   ad d itio n   to   R R   in ter v als,  m o r p h o lo g ic al  f ea tu r es  s u c h   as  w a v a m p l itu d an d   p o s itiv e   n eg at iv ar ea s   h a v b ee n   u s e d .   A p ar f r o m   t h m o r p h o lo g ical  f ea t u r es  o b tain ed   f r o m   P - Q R S - T   w av e s   o f   E C s i g n als,  s ig n al  p r o ce s s i n g   m et h o d s   s u c h   as  h i g h er   o r d er   s p ec tr al  cu m u lan ts   [ 1 3 ] ,   w a v elet  tr a n s f o r m s   b o th   d is cr ete  an d   co n tin u o u s   an d   in d ep en d en co m p o n en an al y s is   ( I C A )   h av b ee n   w i d ely   u s ed   f o r   E C class i f icatio n   f o r   h ea r d is ea s e s .   A lt h o u g h ,   th ese  f ea tu r es  f o llo w   p ar ticu lar   m ath e m at ical  in ter p r etatio n ,   th e y   ce r tain l y   d o   lack   th p h y s io lo g ical  m ea n i n g   m ak in g   it  d if f i cu lt  f o r   m ed ical  p r ac titi o n er s   to   u n d er s tan d   p lu s   co m p u tatio n al  co s t to   i m p le m en t th e s m eth o d s .     T h w o r k   p r o p o s ed   Ku m ar   et   a l .   i n   [ 1 4 ]   f o r   ar r h y t h m ic  b ea class i f icat io n   u s i n g   t h E C G   d ataset  i s   b ased   o n   d is cr ete  co s in tr an s f o r m   ( DC T )   w h er th DC T   co n v er ts   ti m s er ie s   p lo o f   an   E C d ata  in to   th e   co r r esp o n d in g   f r eq u e n c y   co m p o n en ts .   I n   t h is   m eth o d o lo g y   th QR c o m p le x   o f   an   E C s i g n al  alo n g   w ith   th R R   in ter v al   ar u s ed   to   d i s tin g u is h   s i g n al s   f r o m   o n a n o th er   f o llo w ed   b y   t h cla s s i f ic atio n   u s i n g   r an d o m   tr ee   tech n iq u e.   Data   w as  o b tain ed   f r o m   t h p h y s io b an k   w e b s ite  an d   p ap er   claim s   to   ac h i ev an   ac c u r ac y   o f   9 0 %.  On o f   th b ac k d r o p s   o f   th p r o p o s ed   s tr ateg y   is   th at  t h class i f icat io n   h a s   b ee n   d o n u s in g   th r an d o m   f o r est  w h ich   w o r k s   w ell  f o r   th li m ited   d ataset  o n l y   a n d   s lo w s   d o w n   f o r   h u g ch u n k s   o f   d ata.     T h o m as   e a l .   [ 1 5 ] ,   th w o r k   p r o p o s ed   ex tr ac ts   th f ea t u r es   b ased   o n   th d u al  t r ee   co m p l ex   w av e let   tr an s f o r m   ( DT C W T )   an d   r es u lts   i n   th au to m a tic  class i f ic atio n   o f   ca r d iac  a r r h y th m ia s .   DT C W T   tech n iq u e   w a s   p r ef er r ed   o v er   DW T   d u to   th p r o p er ty   o f   s h i f i n v ar ian ce   p r ese n i n   f o r m er .   DW T   is   n o   d o u b a   p o w er f u to o f o r   E C s i g n al  an al y s is   b u s u f f er s   f r o m   p r o b le m s   l ik alia s i n g   a n d   o s cillati o n   ap ar f r o m   s h i f t   v ar ian ce .   DT C W T   tech n iq u e   p r o p o s ed   Ma n u   et  a l .   in   [ 1 5 ]   s im p l y   o v er co m es  t h li m itatio n s   o f   DW T   tech n iq u b y   i m p le m en tin g   F o u r ier   tr an s f o r m   as  t h m a g n itu d es  d o   n o o s cillate  f r o m   p o s itiv to   n eg at iv e   an d   ar p er f ec tl y   s h i f i n v ar ian t.  Ho w e v er ,   li m itat io n   o f   s u ch   s tr ateg y   i s   th at  th e r is   n o   m ea n s   o f   id en ti f y i n g   w h er a n   ev e n t h a s   o cc u r r ed   as th ti m i n f o r m at io n   is   m is s in g .     Z h u   et  a l .   [ 1 6 ]   p r o p o s es  a   m et h o d   f o r   ar r h y t h m ia  r ec o g n itio n   a n d   clas s i f icatio n   u s in g   E C G   m o r p h o lo g y   a n d   Seg m e n Fea tu r An al y s i s .   I b eg in s   w ith   t h ex tr ac tio n   o f   m o r p h o lo g ic al  f ea tu r e s   f r o m   P - QR S - T   w a v e s   f o llo w ed   b y   p r in cip al  co m p o n en a n al y s is   ( P C A )   an d   d y n a m ic  ti m w ar p in g   ( DT W )   to   ex tr ac t   E C s eg m e n f ea t u r es.  I n   th last   s ec tio n   o f   th e ir   p r o p o s ed   m et h o d o lo g y   s u p p o r v ec to r   m ac h in e s   ( SVM)   h as  b ee n   ap p lied   to   th f ea tu r es   ex tr ac ted   an d   th class i f icat io n   r esu lt s   ar o b tain ed .   T h o u g h   th e f f icien c y   o b tain ed   is   h ig h er   t h an   th o th er   p r o p o s ed   m et h o d o lo g ies,  h o w e v er ,   it  is   k n o w n   f ac th at  SVM  h a s   li m ita tio n s   w h en   it  co m es  to   th s ize  o f   th d ataset  an d   is   s im p l y   n o s u itab le  f o r   lar g d at asets .   SVMs  d o   n o p er f o r m   at  p ar   w it h   o th er   h i g h l y   ef f icie n clas s if ier s   w h e n   th n o is in   th s i g n al  is   h i g h .   T h er is   n o   m e n tio n   o f   t h s ize   o f   th e   d ataset  e v en tu a ll y   u s ed   f o r   tr ain i n g   a n d   test i n g   u s in g   SVM  c lass if i er s .   W o r k   p r o p o s ed     Sain i   et  a l .   [ 1 7 ]   also   u s es   P C to   co m p u te  t h s tatis tical  f e atu r es  d ir ec tl y   f r o m   E C G   s i g n als  f o llo w ed   b y   t h e   u s o f   s u p er v i s ed   m ac h i n lea r n in g   cla s s i f ier   k - n ea r es n e ig h b o r s   ( KNN)   r esu lti n g   in   an   o v er all  ac cu r ac y   o f   8 7 . 5 % f o r   1 0   d if f er en t c la s s es.     F r o m   t h e   p a s t   f ew   y e a r s ,   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s   h a v e   s h o w n   a   p o s i t i v e   t r e n d   a n d   o u t p e r f o r m e d   t h e   t r a d i t i o n a l   E C G   c l a s s i f i c a t i o n   m e t h o d s   f o r   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   a p p l i c a t i o n s   [ 1 8 ]   a n d   a s   a   r e s u l t ,   r e s e a r c h e r s   a r f o c u s i n g   m o r e   o n   t h e   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l s   f o r   E C G   c l a s s i f i c a t i o n   p r o b l e m s   f o r   s e v e r a l   h e a r t   d i s e a s e s .   R e c u r r e n t   n e u r a l   n e t w o r k s   ( R N N s )   w e r e   p r o p o s e d   b y   S a l l o u m   a n d   K u o   [ 1 9 ]   f o r   t h e   i d e n t i f i c a t i o n   a n d   a u t h e n t i c a t i o n   p r o b l e m   i n   E C G - b a s e d   b i o m e t r i c s .   M o s t a y e d   a l s o   u s e d   R N N   f o r   t h e   d e t e c t i o n   o f   p a t h o l o g i e s   i n   1 2 - l e a d   e l e c t r o c a r d i o g r a m   s i g n a l s   t h a t   c o n s i s t e d   o f   b i - d i r e c t i o n a l   s h o r t - l o n g - t e r m - m em o r y   l a y e r s   [ 2 0 ] .   1 D   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s   ( C N N s )   w e r e   u s e d   t o   p r o p o s e   a   r e a l   t i m e   p a t i e n t   s p e c i f i c   e l e c t r o c a r d i o g r a m   c l a s s i f i c a t i o n   t e c h n i q u e   f o r   c l a s s i f y i n g   l o n g   E C G   s i g n a l   r e c o r d s   o f   p a t i e n t s   [ 2 1 ] .   L i   a l s o   p r o p o s e d   a   m o d e l   f o r   t h e   c l a s s i f i c a t i o n   o f   5   t y p e s   o f   a r r h y t h m i a s   b a s e d   o n   t h e   1 D - C N N   m e t h o d   [ 2 2 ] .   I m p u l s e   r a d i o   u l t r a - w i d e b a n d   ( I R - U W B )   r a d a r   i n t e g r a t e d   w i t h   E C G   m o n i t o r i n g   w a s   p r o p o s e d   b y   Y i n   e t   a l .   [ 2 3 ]   a n d   i m p l e m e n t s   a   c a s c a d e   C N N   f o r   a n a l y s i s   o f   E C G   s i g n a l s   a n d   r a d a r   d a t a .   T h e   o v e r a l l   a c c u r a c y   a c h i e v e d   w a s   8 8 . 8 9 %   a n d   t h e   p r o p o s e d   m o d e l   m a i n t a i n s   a   s t a b l e   a c c u r a c y   i n   c l a s s i f y i n g   n o r m a l   a n d   a b n o r m a l   h e a r t   s i g n a l s   i n   t h e   s l i g h t   m o t i o n   s t a t e .     A   r ec e n tr e n d   in   th cla s s i f ic atio n   o f   E C s ig n al s   h a s   b ee n   t h u s o f   2 C N ar ch ite ctu r es  t h a t   h av s h o w n   p r o m is i n g   r esu lts   w h e n   co m p ar ed   w it h   th r es u lts   f r o m   1 - C N N.   On s u c h   m et h o d   h as  b ee n   p r o p o s ed   E lif   et  a l .   i n   [ 2 4 ]   w h er d ee p   lear n i n g   b ased   2 - C NN  m o d el  clas s i f ies  f i v d is tin ct   ar r h y th m ia   t y p es.  I n   th i s   ap p r o ac h   ea c h   o f   th h ea r tb ea ts   th a w er co llected   f r o m   Ma s s ac h u s ett s   I n s ti tu te  o f   T ec h n o lo g y - B o s to n ' s   B eth   I s r ae Ho s p ital  ( MI T - B I H )   d atab ase  w er co n v er ted   to   2 - g r a y s ca le  i m ag e s   as  an   in p u to   th C NN  m o d el  an d   th m o d el  co u ld   r ea ch   to   an   o v er all  ac cu r ac y   o f   9 7 . 4 2 o n   th tr ain i n g   r es u lts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       C la s s i fica tio n   o f E C s ig n a ls   fo r   d etec tio n   o f   a r r h yth mia   a n d   co n g esti ve   ( R a s h id a h   F u n ke   Ola n r ewa ju )   1523   T h p r o p o s ed   C NN  ar ch itectu r in clu d ed   2   c o n v o lu tio n al  la y er s ,   2   p o o lin g   la y er s   an d   f u ll y   co n n ec ted   lay er   in   w h ich   t h f ir s t w o   la y er s   ( co n v o lu tio n al  a n d   p o o lin g )   ar r esp o n s ib le  f o r   f ea t u r ex tr a ctio n   w h er ea s   f u ll y   co n n ec ted   la y er   h elp s   in   th class i f icatio n   s tep s .   So ,   th i s   w a y   2 - i m ag e s   ar d ir ec tl y   u s ed   as  a n   i n p u a n d   th er eb y   d o   n o t   r eq u ir s ep ar ate  f ea t u r e x tr ac tio n   m et h o d s   f o r   v ar ied   f ea tu r es   o f   E C Si g n al s .   An o th er     s tu d y   [ 2 5 ]   p r o p o s es  ten - la y er   m o d el  co n s is tin g   o f   f o u r   c o n v o l u tio n al  la y er s ,   f o u r   p o o lin g   la y er s   f o llo w ed   b y   s i n g le  f u ll y   co n n ec ted   la y er   an d   an   o u tp u la y er   to   tr an s f o r m   t h E C s i g n als  i n to   2 - s p ec tr o g r a m s .   T h is   tr an s f o r m atio n   is   d o n u s in g   s h o r t - ti m Fo u r ier   T r an s f o r m   a n d   th cla s s i f icatio n   a cc u r ac y   o b tain ed   is   also   v er y   h i g h .   T h o u g h   th f i n al  av er a g ac c u r ac y   as  c lai m ed   in   t h i s   r esear ch   is   ab o v e   9 9 b u th er t w o   class es  w i th   i n d i v id u al  f r eq u e n cies o f   le s s   t h a n   9 0 % a n d   o n class   ac cu r ac y   r ea ch i n g   a s   lo w   as 7 7 . 6 %.       3.   M AT E RIAL   A ND  M E T H O DS   3 . 1 .      E CG   s ig na l da t a s et   a nd   da t a ba s pro ce s s ing   H er e,   w u s ed   th r ee   ca teg o r i es  o f   E C s ig n al s   f o r   m o d ellin g   d ee p   C NN:  i)   C ar d iac  a r r h y t h m ia   ( AR R ) ,   ii)  C o n g e s ti v h ea r f ailu r ( C H F),   iii)  No r m al  s i n u s   r h y th m   ( NS R ) .   T h ese  s i g n al s   ar o b tain ed   f r o m   1 6 2   E C r ec o r d in g s   f r o m   th r ee   P h y s io n et  d atab ases MI T - B I ar r h y th m ia  d atab ase  ( 9 6   r ec o r d in g s   o f   AR R   s ig n al s ) ,   MI T - B I n o r m al  s i n u s   r h y t h m   d atab ase  ( 3 0   R ec o r d in g s   o f   NS R   s i g n al s   a n d   B I DM C   co n g e s ti v e   h ea r f ail u r d atab ase  ( 3 6   r ec o r d in g s   o f   C HF  s ig n al s ) .   T h d ata  m atr i x   i s   o f   s ize  1 6 * 6 5 5 3 6   w h ic h   m ea n s   i ca r r ies   to tal  o f   1 6 2   E C s ig n als  o f   s ize  6 5 5 3 6   s am p les  ea ch .   E ac h   s ig n al  h a s   b ee n   lab elled   f r o m   w h ic h   th e   in f o r m atio n   ab o u t h t y p o f   th E C s ig n al  i s   g at h er ed .   R o w s   1 :9 6   o f   th e   d atab ase  ar AR R   s i g n als,  r o w s   9 7 :1 2 6   o f   th d atab ase  ar C HF sig n al s   an d   r o w s   1 2 7 :1 6 2   o f   th d atab ase  ar NSR   s i g n als.     Data   p r ep r o ce s s in g   f o r   o u r   p r o b lem   s ta te m e n is   f ir s s tar te d   at  th d atab ase  lev el.   E ac h   r ec o r d   is   o f   len g th   6 5 5 3 6   s am p les  o r   s i m p l y   d ata  p o in ts   an d   is   th er eb y   b r o k en   in to   s m all  s i g n a ls   o f   l en g t h s   5 0 0   s am p les   to   in cr ea s th s ize  o f   th d at ab ase  to   m a k it  ap p r o p r iate  t o   tr a in   co n v o lu t io n   n e u r al  n et w o r k - i n   o u r   ca s e   A le x Net.   W also   tak 3 0   r ec o r d in g s   o f   ea ch   t y p ( AR R ,   C HF,  an d   NSR )   to   h av eq u al  d is tr ib u tio n .   E ac h   r ec o r d in g   h as  b ee n   b r o k en   in t o   2 0   p iece s   o f   len g t h   5 0 0   s a m p les  an d   th er ef o r ea ch   ca teg o r y   w ill  p r o v id 6 0 0   ( 3 0 * 2 0 )   r ec o r d in g s   o f   s ize  5 0 0   s a m p les a n d   th u s   t h to tal  w il l b 1 8 0 0   r ec o r d in g s .     3 . 2 .     E CG   s ig na l t o   i m a g co nv er s io n us i ng   co ntinuo us   w a v elet   t r a ns f o r m   Her w w er ab le  to   co n v er o n e - d i m en s io n al  E C s i g n al  i n to   n e w   t w o - d i m e n s io n al  R GB   im a g e   b y   ex tr ac tin g   E C s i g n a f e atu r es  th at  ap p ea r ed   in   ce r tain   f r eq u e n c y   b an d .   T h r es u lta n i m a g es  w er e   o b tain ed   v ia  ti m e - f r eq u en c y   r ep r esen tatio n   o f   t h eir   co r r esp o n d in g   E C s i g n al s .   Sh o r ti m f o u r ier   tr a n s f o r ( ST F T )   w h ich   h as  b ee n   co m m o n l y   u s ed   f o r   th ti m e - f r eq u en c y   r ep r esen tatio n   is   les s   ef f ec tiv f o r   E C s ig n al s   d u to   ti m a n d   f r eq u en c y   tr ad e - o f f   i n   r eso lu tio n   [ 2 6 ] .   Sm all  w in d o w   s ize  in   S T F T   r esu lts   i n   g o o d   ti m b u t p o o r   f r eq u e n c y   a n d   t h r es u lts   ar e   q u ite   o p p o s ite  w h en   th e   w i n d o w   is   w id e.   T o   r eso lv t h i s   is s u e,   w e   m ak e   u s o f   co n t in u o u s   w a v el et  tr an s f o r m   ( C W T )   [ 2 7 ]   to   d e v elo p   t w o - d i m e n s io n al  R GB   i m a g o f   a n   E C s ig n al.   Fo u r ier   t r an s f o r m   ( FT )   an d   co n ti n u o u s   w av e let  tr a n s f o r m   ( C W T )   h av s i m ilar   m eth o d o lo g ies  w h er FT   g en er ates  co r r elatio n   co e f f icie n ts   b et w ee n   t h s i n u s o id al  s i g n al   an d   t h o r ig i n al  s i g n al.   Si m ilar l y ,   C W T   also   g en er ates  co ef f icie n ts   li k FT ,   h o w e v er ,   th d if f er en ce   b etw ee n   t w o   tr an s f o r m s   is   t h d o m ain s   in   w h ich   th o s co r r elatio n   co e f f ic ien ts   ar g en er ated .   W h i le  FT   d ea ls   w ith   f r eq u e n c y   d o m ai n ,   co ef f icien t s   i n   C W T   ar g en er ated   in   ti m d o m ain .   W ch o s C W T   d u to   th r ea s o n s   m an y   r elev a n u s ef u d etails  co u ld   b ex tr ac ted   f r o m   t h s i g n als  i n   t h ti m d o m a in .   T h s h ap o f   th C W T   w a v ef o r m   ca n   b ea s i l y   co n tr o lled   b y   s h if tin g   an d   s ca li n g   p ar a m eter s .   T h m ath e m atica f o r m u la  o f   C W T   f o r   f u n ctio n   x ( t)   h a s   b ee n   g iv en   in   ( 1 ) :     C W T   ( s ,   ω )   ( 1 / s )     x   ( t) .   Ψ   ( ( t - ω ) /s ) .   d t     ( 1 )     Her s   a n d   ω   a r ca lled   d ilat io n   ( s ca le)   a n d   t r an s latio n   ( p o s itio n )   p ar a m eter s ,   r esp ec tiv el y .   Sca l e   p ar am eter s   ar r esp o n s ib le  f o r   eith er   s tr etch i n g   t h w a v e let  o r   co m p r ess i n g   th w a v e let.   Ψ   r ep r esen ts   a   w a v elet  f u n ctio n   an d   in   o u r   ex p er i m e n t,  w ar u s i n g   Mo r l et  w av e let  as  g iv e n   in   ( 2 ) .   x ( t)   r ep r esen ts   th E C si g n al  i n   th is   p ap er   an d   C W T   ( s ,   ω )   d en o tes  th co ef f ici en ts   o b tain ed   b y   p er f o r m in g   co n tin u o u s   w av e let   tr an s f o r m .       ( ) =  . 2 / 2     ( 2 )     T h r esu lts   o f   C W T   ar m a n y   w av elet   co ef f icie n ts ,   w h ich   a r f u n c tio n   o f   s   ( s ca le)   a n d   ω   ( p o s itio n ) .   E C G   s ig n al   x ( t)   ca n   b r ec o v er ed   b y   p er f o r m i n g   a n   i n v er s C W T ,   as sh o w n   in   ( 3 ) .     ( ) = 1    ( , )  , ( ) | |   3 / 2  .    ( 3 )     w h er C   r ep r esen t s   th n o r m al izatio n   co n s tan t t h at  e n tire l y   d ep en d s   u p o n   t h w av ele t selec ted .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2502 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   1 5 2 0   -   1 5 2 8   1524   C W T ,   w it h   s m o o th   w a v elet,   h as  th ca p ab ilit y   o f   e x tr ac ti n g   o r   r ep r esen ti n g   t h d y n a m ic  f r eq u en c y   p r o p er ties   o f   an y   s i g n al  ap p lied   u p o n   an d   w e   w ill   b u s in g   t h is   p r o p er t y   o f   C W T   to   o b tain   i n f o r m atio n   f r o m   E C s i g n als.  Her w w ill  u s Mo r let  w a v elet  b y   ap p l y i n g   v ar io u s   s ca les  a n d   tr an s latio n s   o n   to p   o f   Mo r let.   Mo r let  w a v elet  h as  b ee n   o b tain ed   o r   d er iv ed   f r o m   Ga u s s ia n   f u n ctio n   an d   is   r ep r esen ted   b y   ( 4 ) .   P ar am e ter   σ   p lay s   p iv o tal  r o le  in   s h ap i n g   th m o t h er   w av e let.      ( ) = 2  2 2 2     =   (  2    +  2  ) 2 2 2       (4 )     A t h is   s ta g o f   p r ep r o ce s s in g   all  th o n e - d i m e n s io n al  ( 1   D)   s ig n a ls   ar co n v er ted   in to   i m ag es  u s i n g   co n tin u o u s   w a v elet  tr an s f o r m   ( C W T )   s o   th at  t h ese  i m a g es   c o u ld   later   b f ed   to   a   d ee p   C NN - A le x Net.   T h e   c o ef f icie n t s   o f   C W T   o f   ea c h   1 s i g n a ar ar r an g ed   to   f o r m   C W T   Scalo g r a m   an d   ea ch   Scalo g r a m   i s   r ep r esen ted   as  a   co lo r m ap   o f   t y p j et”  o f   1 2 8   co lo r s .   C o n v er s io n   o f   Scalo g r a m   in to   i m a g es  is   s to r ed   in   t h eir   r esp ec tiv f o ld er s   ( AR R ,   NS R ,   an d   C HF ) .   E ac h   I m ag is   r esized   to   2 2 7 * 2 2 7   as  th ese  im ag e s   ar f ed   to   a   d ee p   C NN  m o d el  A le x Net  t h at  ca n   o n l y   ac ce p i m a g es  o f   th m e n tio n ed   s ize.   B y   th e n d   o f   th is   ac ti v it y ,   a   to tal  o f   1 8 0 0   Scalo g r a m   i m ag es a r p r o d u ce d   f o r   co r r esp o n d in g   1 8 0 0   E C s i g n als - 6 0 0   f r o m   ea ch   ca te g o r y   i n   th eir   r esp ec tiv f o ld er s .   C W T   m e t h o d o l o g y   a p p l i e d   f o r   t h e   c o n v e r s i o n   o f   s i g n a l s   t o   i m a g e s   b y   v i r t u e   o f   a   c a r e f u l l y   c h o s e n   w a v e l e t   a n a l y t i c a l   m o r l e t   ( a m o r )   d u e   t o   i t s   e q u a l   v a r i a n c e   i n   t i m e   a n d   f r e q u e n cy .   T h e s e   w av e l e t s   m a k e   a   g o o d   c h o i c e   f o r   o b t a i n i n g   a   t im e - f r e q u e n c y   a n a l y s i s   u s i n g   C W T . 1 2   w a v e l e t   b a n d p a s s   f i l t e r s   a r e   u s e d   f o r   C W T   t h a t   a l l o w s   o n l y   a   c e r t a i n   r a n g e   o f   f r e q u e n c i e s   t o   p a s s   t h r o u g h   w h i l e   b l o c k i n g   e x t r e m e l y   h i g h   a n d   e x t r e m e l y   l o w   f r e q u e n c i e s .   T h e   r e s u l t   o f   c o n v e r s i o n   p r o c e d u r e s   o n   o n e   o f   t h e   t h r e e   d i f f e r e n t   c a t e g o r i e s   f o r   a   s i n g l e   s i g n a l   h a s   b e e n   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .   T h i s   c o n v e r s i o n   w a s   d o n e   f o r   a l l   t h o s e   1 8 0 0   s i g n a l s   p r e s e n t   i n   o u r   d a t a b a s e .           Fig u r 2 .   C o n v er s io n   o f   1 E C s i g n al  in to   it s   co r r esp o n d in g   2 s ca lo g r a m   i m a g [ 2 2 7 * 2 2 7 ]       3 . 3 .   Appl y   t ra ns f er   lea rning   m ec ha nis m   p r e - tr ai n ed   d ee p   n eu r al  n e t w o r k - Alex Ne h as  b ee n   u s e d .   A lex Ne h as  b ee n   tr ai n ed   o n   o v er   m illi o n   i m a g es  a n d   ca n   class i f y   i m a g es  in to   1 0 0 0   d if f er en t   o b j ec ca teg o r ies.  So   b asically ,   w w ill  b f i n e   tu n in g   p r e - tr ain ed   C NN  to   p er f o r m   t h clas s i f icatio n   o n   n e w   co llectio n   o f   i m a g es.  T h i s   m e th o d   o f   tr a n s f er   lear n in g   i s   q u ick er   th a n   tr ai n i n g   C NN  f r o m   s cr atch   w h ic h   r eq u ir es   lo o f   tr ai n in g   t i m a n d   t h o u s a n d s   o f   in p u i m a g es.  A le x Net  ar ch it ec tu r is   s h o w n   i n   Fig u r 3   w h ic h   co n s i s ts   o f   8   la y er s   o u o f   w h ich   5   ar co n v o lu tio n al  la y er s   an d   w e   h av 3   f u ll y   co n n ec ted   la y er s .   T h in p u s ize  w h ic h   A le x Net  ac ce p ts   i s   2 2 7 * 2 2 7 * 3   w h er 3   r ef er s   to   co lo r   i m ag e.   So ,   th i n p u t o   th f ir s co n v o l u tio n a is   2 2 7 * 2 2 7 * 3   w h ic h   t h en   ap p lies   9 6   f ilter s   o f   s ize  1 1 * 1 1   w it h   s tr id o f   4   p ix el s   f o llo w ed   b y   p o o lin g   la y er   o f   w i n d o w   s ize  3 * 3   t h a t   ap p lies   s tr id o f   2 .   T h o u tp u o f   f ir s co n v o lu tio n al  la y er   b ec o m e s   t h in p u o f   s ec o n d   c o n v o l u tio n al  la y er   an d   s o   o n   till   co n v o l u tio n al  la y er   5 .   T h o u tp u t   ten s o r   at  t h e   co n v o l u tio n a la y er   5   is   ( 1 3 * 1 3 * 2 5 6 )   af ter   g o in g   th r o u g h   m a x   p o o lin g   la y er   p er f o r m ed   ze r o   p ad d ed   s am p lin g   o p er atio n   w ith   s tr id o f   2   an d   w in d o r eg io n   o f   ( 3 * 3 )   an d   t h is   s u b   s a m p li n g   o p er atio n   p r o d u ce d   ten s o r   o u t p u o f   s ize  ( 6 * 6 * 2 5 6 ) .   First  F u ll y   C o n n ec ted   la y er   o f   t h ar ch ite ctu r s h o w n   i n   Fi g u r e   3   is   r ep r esen ted   as  F C 6   w h ic h   ac ce p ts   ( 6 * 6 * 2 5 6 )   ten s o r   f r o m   t h p r ev io u s   la y er   an d   p er f o r m ed   w eig h ted   s u m   o p er atio n   r esu lti n g   i n   ( 4 0 9 6 * 1 )   ten s o r   o u tp u t.  F C 7   is   y et  an o t h er   f u l l y   co n n ec ted   la y er   th at  ac ce p ts   th 4 0 9 1 * 1   ten s o r   as  an   in p u an d   af ter   p ass i n g   t h r o u g h   t h e   r ec tif ied   lin ea r   ac tiv at io n   f u n ctio n   ( R eL u )   p r o d u ce s   th o u tp u w i th   t h s a m d i m e n s io n s   ( 4 0 9 1 * 1 )   an d   th i s   l a y e r   s i m p l y   r e s u l t s   i n   t h e   g r e a t e r   n u m b e r   o f   t r a i n a b l e   p a r a m e t e r s   w h e n   c o m p a r e d   w i t h   t h e   p r e v i o u s   l a y e r   ( F C 6 ) .   F C 8   i s   t h e   l a s t   l a y e r   r e p r e s e n t s   t h e   o u t p u t   c l a s s   t h a t   u s e s   t h e   S o f t M a x   a c t i v a t i o n   f u n c t i o n   f o r   c l a s s i f i c a t i o n   a n d   p e r f o r m s   t h e   s a m e   f u n c t i o n   a s   t h a t   o f   F C 6   a n d   F C 7   a n d   h a s   b e e n   m o d i f i e d   t o   3   f o r   t h e   m o d e l   a s   w e   a r e   t r y i n g   t o   c l a s s i f y   o n   t h r e e   d i f f e r e n t   c l a s s e s   s u c h   a s   A R R ,   C H F   a n d   N S R .   A s   f a r   as   t h e   m a t h e m a t i c s   f o r   e a c h   l a y e r   o f   A l e x N e t   i s   c o n c e r n e d   t h e r e   a r e   t w o   d i s t i n c t   c a s e s ,   o n e   f o r   w i t h o u t   p a d d i n g   w h i c h   i s   r e p r e s e n t e d   b y   ( 5 )   a n d   o n e   w i t h   p a d d i n g   h a s   b e e n   p u t   i n   ( 6 ) .   T h e   s i z e   o f   t h e   i m a g e   ( I m S)   i s   c a l c u l a t e d   a f t e r   p a s s i n g   t h r o u g h   e a c h   l a y e r   a s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       C la s s i fica tio n   o f E C s ig n a ls   fo r   d etec tio n   o f   a r r h yth mia   a n d   co n g esti ve   ( R a s h id a h   F u n ke   Ola n r ewa ju )   1525   s h o w n   b y   ( 5 )   a n d   ( 6 ) ,   w h e r e   n   r e p r e s e n t s   t h e   n u m b e r   o f   s i z e s   o f   t h e   i m a g e ,   f   r e f e r s   t o   t h e   f i l t e r   s i z e   a n d   s   s t a n d s   f o r   t h e   s t r i d e .   F o r   P a d d i n g   w e   h a v e   a n   e x t r a   t e r m   P   a s   s h o w n   i n   ( 6 )           Fig u r 3 .   A le x Net  a r ch i tectu r e             ( ) =   1     ( 5 )           ( ) = + 2 + 2   +1     ( 6 )     W ch an g ed   th e   last   la y er   b e ca u s Alex Ne is   tr ain ed   f o r   1 0 0 0   d if f er en o b j ec ts   b u f o r   o u r   cu r r en t   p r o b lem ,   th to tal  class i f icatio n   o b j ec ts   o r   class es  ar o n ly   t h r ee .   T h at  m ea n s   o n l y   th r ee   t y p e s   o f   s ig n al s   m u s t   b d is tin g u i s h ed   f r o m   o n a n o th er .   Af ter   t h is   s tep ,   th d ee p   n eu r al  n e t w o r k   is   tr ai n ed   b y   f ee d in g   t h s y s te m   w it h   t h n e w   s et  o f   Scalo g r a m   i m a g es.  I n   o u r   ex p er i m en w h a v ch o s en   1 5 0 0   i m a g es   o f   tr ain in g   p u r p o s e   an d   r est  3 0 0   im ag e s   to   tes th s y s te m   f o r   its   ac cu r ac y   an d   ef f icie n c y .   T h at  m ea n s   ea ch   ca teg o r y   o f   6 0 0   i m a g es  w ill  b s u p p l y i n g   5 0 0   i m ag e s   f o r   tr ain i n g   an d   1 0 0   im ag e s   f o r   test in g .   T h ese  la y er s   ar f in e - t u n ed   as  p er   s tep s   m e n tio n ed   b elo w   a n d   th u s   t h u s o f   ap p r o p r iate  o p ti m izatio n   p ar a m eter s   i n   t h C NN  m o d el  f o r   t h class i f icatio n   o f   s i g n als  i n to   t h r ee   d if f er en t c a teg o r ies - AR R ,   C HF ,   an d   N SR .   Step w i s p r o ce d u r f o r   ap p ly i n g   th d ee p   C NN  n et w o r k   A le x Net  is   s u m m ar ized   as   s h o w n   in :   i)   R ea d   i m a g es  f r o m   d ata b ase  f o ld er   u s i n g   a   MA T L A B   f u n ctio n   i m ag eDa tast o r e ii)  Sp lit  i m ag e s   i n to   test i n g   a n d   tr ain i n g   s et s ii i)   L o ad   p r etr ain ed   n et w o r k - A le x Net i v )   P r eser v all  lay er s   o f   A le x Net  e x ce p last   3 - s in ce   w w ill  b u s in g   3   class e s   o n l y   v )   Def i n t h th r ee   la y er s v i )   Set  th tr ain i n g   o p tio n   s u c h   as  B atch Size,   Ma x E p o ch s ,   L ea r n i n g R ate,   a n d   Valid atio n R a te ; v ii)  T r ain   th C NN  f o llo w ed   b y   cla s s i f icatio n   o f   i m ag e s   an d   p lo t th co n f u s io n   m atr ix .   A   ca r e f u s elec tio n   o f   t h t w o   o p tim izatio n   p ar a m eter s   s u c h   as  b atch   s ize  an d   lea r n in g   r at p lay s   a   k e y   r o le  in   th clas s i f icatio n   ac cu r ac ies.  Dif f er e n v al u es  o f   th e s p ar am eter s   w er s et,   a n d   it  w as  o b s er v ed   th at  lear n i n g   r ate  p ar am e ter   h ad   d ir ec im p ac o n   t h s p e ed   o f   co n v er g e n ce   an d   t h lea r n in g   r ate  o f   0 . 0 0 1   p r o v ed   to   b e   id ea f o r   class if icatio n .   Af ter   test i n g   th v ar i o u s   b atch   s ize  p ar a m eter s   at  f ix ed   lear n i n g   o f   0 . 0 0 1 ,   b atch   s ize  o f   2 0   alo n g   w it h   t h v alid atio n   f r eq u e n c y   o f   1 0   p r o d u ce d   th h ig h   cla s s i f icatio n   ac cu r ac y .       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   Fig u r 4   ( a)   r ep r esen ts   th e   ac c u r ac y   p lo b ased   o n   t h n u m b er   o f   iter atio n s .   Her e,   ac cu r ac y   b asicall y   r ep r esen ts   th n u m b er   o f   s u cc ess f u p r ed ictio n s   cla s s i f ied   b y   C NN.   As  ev id en f r o m   t h g r ap h   th ac c u r ac y   s tar ts   w i th   t h m o d es v alu e   o f   ab o u 3 8   at  t h s tar o f   t h iter atio n s   a n d   r ea ch e s   v al u s h o w s   a n   in cr ea s i n g   tr en d   w it h   m o r a n d   m o r iter atio n s   an d   r ea ch e s   p r o m is i n g   v al u o f   9 8 . 7 %   at  th e n d   o f   6 0 0   iter atio n s   d u r in g   8 th   ep o ch .   T h is   tr en d   i n   i n cr ea s o f   th ac c u r ac y   v al u is   b ec a u s t h C N m o d el  is   g etti n g   tr ain ed   w it h   a   g r ea ter   n u m b er   o f   s ca lo g r a m   i m a g es a n d   th er e b y   th cla s s i f icat io n   b ec o m e s   ea s ier   an d   ac cu r ate   d u r in g   th co u r s o f   ti m o r   iter atio n s .   L o s s   p lo s h o w n   in   Fi g u r 4   ( b )   as  ex p ec ted ,   s h o w s   e x ac tl y   th e   o p p o s ite  tr en d   w h en   co m p ar ed   w it h   t h ac cu r ac y   p lo t.  I n it i all y   r ate  i s   m u c h   h ig h er   a n d   g r ad u all y   d ec r ea s e s   w it h   t h in cr ea s in   t h n u m b e r   o f   iter atio n s   ( tr ain i n g ) .     F i g u r e   5   r e p r e s e n t s   t h e   c o n f u s i o n   m a t r i x   t h a t   w e   h a v e   a c h i e v e d   t h r o u g h   t h i s   r e s e a r c h .   H e r e   w e   c a n   s e e   t h e   t h r e e   c l a s s e s   s u c h   a s   a r r ,   c h f   a n d   n s r .   F o r   A R R   c l a s s ,   9 8   o u t   o f   1 0 0   a r e   s u c c e s s f u l l y   c l a s s i f i e d   a s   a r r   w h i c h   m a k es   a n   a c c u r a c y   p e r c e n t a g e   o f   9 8 %   w h e r e a s   t h e   tw o   c a s e s   o f   a r r   w e r e   m i s i n t e r p r e t e d   b y   t h e   c l a s s i f i e r   a s   n s r .   F o r   t h e   n s r   c l a s s ,   9 8   o u t   1 0 0   c a s e s   w e r e   s u c c e s s f u l l y   c l a s s i f i e d   b y   t h e   C N N   m o d e l   w h i c h   c o n t r i b u t e s   t o   t h e   s u c c e s s   p e r c e n t a g e   o f   9 8 % .   R e s u l t s   o b t a i n e d   f o r   n s r   w e r e   p r o m i s i n g   a n d   t h e   c l a s s i f i e r   c o u l d   i d e n t i f y   a l l   t h e   1 0 0   c a s e s   a s   a r r   w h i c h   m a k e s   a   s u c c e s s   p e r c e n t a g e   o f   1 0 0 % .   O v e r a l l   a v e r a g e   s u c c e s s   p e r c e n t a g e   o f   t h e   m o d e l   u s e d   t h u s   s t a n d s   a t   9 8 . 7 % .   T a b l e   1   s h o w s   t h e   c o m p a r i s o n   o u r   p r o p o s e d   s t r a t e g y   o f   c l a s s i f y i n g   t h e   E C G   s i g n a l s   w i t h   t h e   w o r k   d o n e   b y   o t h e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2502 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   1 5 2 0   -   1 5 2 8   1526   r e s e a r c h e r s   a n d   t h e   a c c u r a c y   r e s u l t   o f   9 8 . 7 %   t e s t i f i e s   t h e   f a c t   t h a t   c o n v e r s i o n   o f   1 D   s i g n a l s   t o   2 D   s c a l o g r am   i m a g e s   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   w a v e l e t   t r a n s f o r m   ( C W T )   p l a y s   a   p i v o t a l   r o l e   i n   f u r t h e r   e x t r a c t i n g   t h e   f e a t u r e s   a n d   c l a s s i f y i n g   t h e   im a g e s   a c c u r a t e l y   u s i n g   t r a n s f e r   l e a r n i n g   m o d e l .         ( a)       ( b )     Fig u r 4 .   Th ese   f ig u r e s   ar e :   ( a)   ac cu r ac y   ( % )   Vs.  n u m b er   o f   iter atio n s   p lo t   an d     ( b )   l o s s   p lo t b a s ed   o n   th n u m b er   o f   iter atio n s           Fig u r 5 .   C o n f u s io n   m atr ix   o f   th C N n et w o r k   r ep r ese n ti n g   s u cc ess   a n d   f ail u r r ates   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       C la s s i fica tio n   o f E C s ig n a ls   fo r   d etec tio n   o f   a r r h yth mia   a n d   co n g esti ve   ( R a s h id a h   F u n ke   Ola n r ewa ju )   1527   T ab le  1 .   C o m p ar is o n   w i th   o t h er   ex is ti n g   ap p r o ac h es   L i t e r a t u r e   P r e p r o c e ssi n g   F e a t u r e   Ex t r a c t i o n   C l a ssi f i c a t i o n   A c c u r a c y   Jo sh i   e t   a l .   [ 2 8 ]   W a v e l e t   P C A   +   W a v e l e t   S V M   8 6 . 4   %   Z h u   e t   a l .   [ 1 6 ]   M o r p h o l o g i c a l   F i l t e r   P C A   S V M   8 7 . 5   %   Y i n g   e t   a l   [ 2 9 ]   M o v i n g   a v e r a g e   me t h o d   w i t h   p r e d e t e r mi n e d   w i n d o w   G i b b s Sa mp l i n g   A l g o r i t h m   H i d d e n   M a r k o v   M o d e l   8 8 . 3 3 %   Jo se   e t   a l .   [ 3 0 ]   W a v e l e t   W a v e l e t   P N N   9 2 . 7   %   Z u b a i r   e t   a l .   [ 3 1 ]   B a n d p a ss   F i l t e r   C N N   S o f t M a x   9 2 . 7 %   A c h a r y a   e t   a l .   [ 3 2 ]   D a u b e c h i e s w a v e l e t   P a n   T o mp k i n s   9 - L a y e r   C N N   9 3 . 4 7 %   I smai e l   e t   a l .   [ 3 3 ]   D i g i t a l   F i l t e r s   D i scre t e   W a v e l e t   N N W s   9 4 %   Ö z a l   e t   a l [ 3 4 ]   C o n st a n t   C o mp o n e n t   R e d u c t i o n   R e sca l e d   R a w   D a t a   1 - D   C N N   9 5 . 2 0 %   El i f ,   e t   a l .   [ 2 4 ]   1 D   t o   2 D   T r a n sf o r ma t i o n   C o n v o l u t i o n   C N N   M o d e l   9 7 . 2 4 %   P r o p o se d   A n a l y t i c a l   M o r l e t   ( a mo r )   C W T   C N N - A l e x N e t   9 8 . 7 %       5.   CO NCLU SI O N   I n   t h i s   w o r k ,   w e   p r o p o s e d   a   c l a s s i f i c a t i o n   m o d e l   b a s e d   o n   c o n t i n u o u s   w a v e l e t   t r a n s f o r m   a n d   d e e p   l e a r n i n g   n e t w o r k   t h a t   c o u l d   c l a s s i f y   E C G   s i g n a l s   i n t o   t h r e e   d i s t i n c t   c l a s s e s   s u c h   a s   N S R ,   C H F   a n d   A R R .   E C G   s i g n a l s   w e r e   o b t a i n e d   f r o m   M I T - B I H   a n d   B M D M C   d a t a b a s e s   a v a i l a b l e   o n l i n e   a n d   p r e p r o c e s s e d   u s i n g   A n a l y t i c a l   M o r l e t   f i l t e r   f o l l o w e d   b y   c o n v e r s i o n   o f   a l l   9 0 0   o n e   d i m e n s i o n a l   r e c o r d i n g s   i n t o   2 D   R G B   s c a l o g r a m s .   T h e s e   r e s u l t a n t   im a g e s   w e r e   p a s s e d   t h r o u g h   a   s e r i e s   o f   c o n v o l u t i o n a l   l a y e r s   o f   a   d e e p   n e u r a l   n e tw o r k   f o l l o w e d   b y   t e s t i n g   a n d   t r a i n i n g   t h e   d a t a s e t .   R e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   d e t e c t i o n   o f   h e a r t   c o n d i t i o n s   f r o m   a n   E C G   s i g n a l s   b y   v i r t u e   o f   C W T   f o l l o w e d   b y   d e e p   n e u r a l   n e tw o r k s   m o d e l   c a n   r e a c h   a n   a v e r a g e   a c c u r a c y   o f   9 8 . 7 %   a t   a   l e a r n i n g   r a t e   o f   0 . 0 0 1 .   W e   h a v e   a l s o   c o m p a r e d   o u r   r e s u l t s   w i t h   o t h e r   r e s e a r c h e r s   a n d   t h e   c o m p a r i s o n   t a b l e   s i g n i f i e s   t h a t   t h e   f a c t   t h a t   c o n v e r s i o n   o f   1 D   i m a g e s   i n t o   2 D   s c a l o g r a m s   d u r i n g   t h e   p r e p r o c e s s i n g   s t a g e   y i e l d s   b e t t e r   r e s u l t s   t h a n   t h e   c o n v e n t i o n a l   w a y   o f   e x t r a c t i n g   t h e   m o r p h o l o g i c a l   f e a t u r e s   f r o m   E C G   s i g n a l s .   T h e   o v e r a l l   2 - D   C N N   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l s   h a v e   h i g h   c l a s s i f i c a t i o n   a c c u r a c i e s   t h e r e b y   c a n   b e   s a f e l y   u s e d   f o r   d i a g n o s i s   o f   a r r h y t h m i a   a n d   a u t o m a t i c   c l a s s i f i c a t i o n   i n   t h e   m e d i c a l   a p p l i c a t i o n s   i n   g e n e r a l .         ACK NO WL E D G E M E NT S   W w o u ld   li k to   ac k n o w led g th s u p p o r g iv e n   b y   t h Min i s tr y   o f   H ig h er   E d u ca tio n   Ma la y s ia   ( K eme n teri a n   P en d id ika n   Tin g g i )   th r o u g h   F u n d a m e n tal  R esear ch   Gr an t   Sc h e m e.   T h is   r esear ch   is   m ad e   p o s s ib le  an d   f u n d ed   u n d er   t h FR G S1 9 - 150 - 0 7 5 9   ( FR GS/ 1 /2 0 1 9 / T K 0 4 /UI A M/0 2 /8 )   en t itled   th e   Ne w   No n - I n v a s iv T ec h n iq u v ia  P h y s i o lo g ical  Sig n al s   an d   I n telli g e n ce   Ma ch i n L ea r n i n g   f o r   R a p id   C lass i f icatio n   o f   Stre s s   L e v el  lead   b y   P r in cip al  I n v e s tig a to r ,   S.  No o r j an n ah   I b r ah i m .       RE F E R E NC E S     [1 ]   S .   P .   Ra jam h o a n a ,   C .   A .   De v i,   K.  Um a m a h e s w a ri,   R.   Kiru b a ,   K.  Ka ru n y a ,   a n d   R.   De e p ik a ,   A n a l y sis  o f   Ne u ra l   Ne tw o rk Ba se d   He a rt  Dise a s e   P re d icti o n   S y ste m ,   2 0 1 8   1 1 t h   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Hu ma n   S y ste m   In ter a c ti o n   ( HS I) ,   2 0 1 8 ,   p p .   2 3 3 - 2 3 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /HS I. 2 0 1 8 . 8 4 3 1 1 5 3 .   [2 ]   S .   Ro o sta e e   a n d   H.  R.   G h a ff a r y ,   Dia g n o sis  o f   h e a rt  d ise a se   b a se d   o n   m e ta  h e u risti c   a lg o rit h m a n d   c l u ste rin g   m e th o d s, ”  J o u r n a o El e c trica a n d   Co m p u ter   En g in e e rin g   In n o v a ti o n ( J ECE I) ,   v o l.   4 ,   n o .   2 ,   p p .   1 0 5 - 1 1 0 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 2 2 0 6 1 /JEC EI. 2 0 1 6 . 5 7 0 .     [3 ]   U.  R.   A c h a r y a ,   H.  F u ji ta,  S .   L .   O h ,   Y.  Ha g iw a ra ,   J.  H.  T a n ,   M .   A d a m ,   a n d   R.   S .   T a n ,   De e p   c o n v o lu ti o n a l   n e u ra l   n e tw o rk   f o th e   a u to m a ted   d iag n o sis  o f   c o n g e stiv e   h e a rt  f a il u re   u sin g   ECG   sig n a ls,   Ap p li e d   In tell ig e n c e ,   v o l.   4 9 ,   n o .   1 ,   p p .   16 - 27 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s1 0 4 8 9 - 0 1 8 - 1 1 7 9 - 1 .     [4 ]   D.  P a n d it ,   Z.   L i,   L .   Ch e n g y u ,   S .   Ch a tt o p a d h y a y ,   N.  A sl a m ,   a n d   L .   C.   P e n g ,   A   li g h twe ig h QRS  d e tec to f o sin g le  lea d   ECG   sig n a ls  u sin g   a   m a x - m in   d iff e re n c e   a lg o rit h m , ”  Co mp u ter   me th o d a n d   p ro g ra ms   i n   b i o me d icin e   v o l.   1 4 4 ,   p p .   61 - 75 ,   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. c m p b . 2 0 1 7 . 0 2 . 0 2 8 .     [5 ]   S .   N a h a k   a n d   G .   S a h a ,   A   F u s i o n   B a s e d   C l a ss if i c a t i o n   o f   N o rm a l ,   A r r h y t h m i a   a n d   C o n g e s t i v e   H e a r t   F a i l u r e   i n   E CG ,   2 0 2 0   N a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m m u n i c a t i o n s   ( N C C) ,   2 0 2 0 ,   p p .   1 - 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / N C C 4 8 6 4 3 . 2 0 2 0 . 9 0 5 6 0 9 5 .   [6 ]   V .   G u p ta  a n d   M .   M i tt a l,   QRS  c o m p lex   d e tec ti o n   u si n g   S T F T ,   c h a o a n a ly sis,  a n d   P CA   in   sta n d a r d   a n d   re a l - ti m e   ECG   d a tab a se s, ”  J o u rn a o f   th e   In stit u ti o n   o E n g in e e rs   ( In d i a ) S e rie B ,   v o l .   1 0 0 ,   n o .   5 ,   p p .   489 - 4 9 7 2 0 1 9 ,     d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s4 0 0 3 1 - 0 1 9 - 0 0 3 9 8 - 9.   [7 ]   J.  M .   Jo h n so n   a n d   T .   M .   K h o sh g o f taa r,   S u rv e y   o n   d e e p   lea rn i n g   w it h   c las im b a lan c e , ”  J o u rn a o Bi g   Da ta   v o l.   6 ,   n o .   1 p p .   1 - 54 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 8 6 /s 4 0 5 3 7 - 0 1 9 - 0 1 9 2 - 5.   [8 ]   U.  R.   A c h a r y a ,   H.  F u ji ta,   S.   L .   Oh a ,   Y.  Ha g i w a ra ,   J.  H.  T a n ,   a n d   M .   A d a m ,   A p p li c a ti o n   o f   d e e p   c o n v o l u ti o n a l   n e u ra n e tw o rk   f o a u to m a ted   d e tec ti o n   o f   m y o c a rd i a in f a rc ti o n   u si n g   ECG   sig n a ls, ”  In fo rm a ti o n   S c ien c e s     415 - 4 1 6 ,   1 9 0 - 1 9 8 ,   No v e m b e 2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . in s. 2 0 1 7 . 0 6 . 0 2 7 .   [9 ]   H.  L iu ,   D.  Ch e n ,   a n d   G .   S u n ,   De tec ti o n   o f   F e tal  EC G   W a v e   f ro m   S in g le - Lea d   A b d o m in a ECG   Us in g   a   Co m b in a ti o n   o f   RR  T i m e - S e r ies   S m o o th in g   a n d   T e m p late - M a tch in g   A p p ro a c h ,   IEE A c c e ss ,   v o l.   7 ,     p p .   6 6 6 3 3 - 6 6 6 4 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /A CCES S . 2 0 1 9 . 2 9 1 7 8 2 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2502 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   1 5 2 0   -   1 5 2 8   1528   [1 0 ]   T .   T u n c e r,   S .   Do g a n ,   P .   P ław iak ,   a n d   U.   R.   A c h a r y a ,   A u to m a te d   a rrh y t h m ia  d e tec ti o n   u sin g   n o v e h e x a d e c i m a lo c a p a tt e rn   a n d   m u lt il e v e w a v e let  tran sf o rm   w it h   ECG   sig n a ls, ”  Kn o wled g e - Ba se d   S y ste ms ,   v o l.   1 8 6 ,   p .   1 0 4 9 2 3 De c .   2 0 1 9 ,   d o i 1 0 . 1 0 1 6 /j . k n o sy s. 2 0 1 9 . 1 0 4 9 2 3 .   [1 1 ]   J.  P .   V.  M a d e iro ,   E.   M .   B.   S a n t o s,  P .   C.   Co rtez ,   J.  H.  S .   F e li x ,   a n d   F .   S .   S c h li n d w e in ,   Ev a lu a ti n g   Ga u ss ian   a n d   Ra y leig h - Ba s e d   M a th e m a ti c a M o d e ls  f o T   a n d   P - w a v e in   ECG,   in   IEE L a ti n   Ame ric a   T ra n sa c ti o n s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   5 ,   p p .   8 4 3 - 8 5 3 ,   M a y   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T LA . 2 0 1 7 . 7 9 1 0 1 9 7 .   [1 2 ]   A .   Ke n n e d y ,   D.  D.  F in lay ,   D.  Gu ld e n r in g ,   R.   R.   Bo n d ,   K.  M o ra n ,   a n d   J.  M c L a u g h li n A u to m a t e d   d e tec ti o n   o f   a tri a f ib ril latio n   u sin g   RR  i n terv a ls  a n d   m u lt iv a riate - b a se d   c las si fica ti o n , ”  J o u rn a o f   e lec tro c a rd i o lo g y ,   v o l.   4 9 ,   n o .   6 ,   p p .   8 7 1 - 8 7 6 ,   De c .   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . jele c tro c a rd . 2 0 1 6 . 0 7 . 0 3 3 .   [1 3 ]   H.  A lq u ra a n ,   A .   M .   A lq u d a h ,   A b u - Qa sm ieh ,   A .   A l - Ba d a rn e h ,   a n d   S .   A lm a sh a q b e h ,   ECG   c las sif ica ti o n   u sin g   h ig h e o r d e sp e c tral  e stim a ti o n   a n d   d e e p   lea rn i n g   tec h n i q u e s, ”  Ne u ra Ne tw o rk   W o rld ,   v o l.   2 9 ,   n o .   4 ,   p p .   2 0 7 - 2 1 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 4 3 1 1 /NNW . 2 0 1 9 . 2 9 . 0 1 4 .   [1 4 ]   R.   G .   Ku m a a n d   Y.  S .   K u m a ra s wa m y ,   In v e sti g a ti n g   c a r d iac   a rrh y th m ia  in   ECG   u si n g   ra n d o m   f o re st  c las si f ica ti o n , ”  In ter n a ti o n a J o u rn a o C o mp u ter   A p p li c a ti o n s ,   v o l.   37 ,   n o .   4 ,   p p .   31 - 34 ,   Ja n .   2 0 1 2 .   [1 5 ]   M .   T h o m a s,  M .   Kr.  Da s,  a n d   S .   A ri A u to m a ti c   EC G   a rrh y th m ia   c las si f ica ti o n   u sin g   d u a tree   c o m p lex   w a v e let - b a se d   f e a tu re s, ”  AEU - In ter n a t io n a J o u rn a o f   El e c tro n ics   a n d   Co mm u n ica ti o n s ,   v o l.   6 9 ,   n o .   4 ,   p p .   7 1 5 - 7 2 1 ,   A p r .   2 0 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. a e u e . 2 0 1 4 . 1 2 . 0 1 3 .   [1 6 ]   W .   Zh u ,   X .   C h e n ,   Y.  W a n g ,   a n d   L .   Wan g ,   A rrh y th m ia  R e c o g n it io n   a n d   Clas sif ica ti o n   Us in g   EC G   M o rp h o l o g y   a n d   S e g m e n F e a tu re   A n a l y sis,   IEE E/ ACM   T ra n sa c ti o n o n   C o mp u ta ti o n a l   Bi o lo g y   a n d   Bi o i n f o rm a ti c s ,   v o l.   1 6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 1 - 1 3 8 ,   1   Ja n . - F e b .   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T CBB.2 0 1 8 . 2 8 4 6 6 1 1 .   [1 7 ]   R.   S a in i,   N .   Bin d a l,   a n d   P .   Ba n sa l,   Clas sif ic a ti o n   o f   h e a rt  d ise a se f ro m   EC G   sig n a ls  u sin g   w a v e le tran sf o rm   a n d   k NN   c las si f ier,   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   C o mp u ti n g ,   Co mm u n ica ti o n   &   Au to ma ti o n ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 2 0 8 - 1 2 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /CCA A . 2 0 1 5 . 7 1 4 8 5 6 1 .   [1 8 ]   X in - Ch e n g   Ca o ,   Bin - Qia n g   Ch e n ,   B.   Ya o ,   a n d   W a n g - P e n g   He ,   Co m b in in g   tran sla ti o n - i n v a rian w a v e let  f ra m e a n d   c o n v o l u ti o n a n e u ra n e tw o rk   f o in telli g e n t   to o w e a sta te  id e n ti f ica ti o n , ”  C o mp u ter in   In d u stry ,   v o l.   1 0 6 ,     pp.   71 - 84 ,   A p ril   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . c o m p in d . 2 0 1 8 . 1 2 . 0 1 8 .   [1 9 ]   R.   S a ll o u m   a n d   C .   J.   Ku o ,   EC G - b a se d   b io m e tri c u sin g   re c u rre n n e u ra n e tw o rk s,   2 0 1 7   IEE In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Aco u stics ,   S p e e c h   a n d   S i g n a Pr o c e ss in g   ( ICAS S P) ,   2 0 1 7 ,   p p .   2 0 6 2 - 2 0 6 6 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICA S S P . 2 0 1 7 . 7 9 5 2 5 1 9 .   [2 0 ]   A .   M o sta y e d ,   J.   L u o ,   X .   S h u ,   a n d   W .   W e e Clas sif ic a ti o n   o f   1 2 - lea d   ECG   sig n a ls  w it h   Bi - d ir e c ti o n a L S T M   n e tw o rk , ”  a rXiv p re p rin a rXiv:1 8 1 1 . 0 2 0 9 0 ,   No v .   2 0 1 8 .   [2 1 ]   S .   Kira n y a z ,   T .   In c e ,   a n d   M .   Ga b b o u j,   Re a l - T i m e   P a ti e n t - S p e c if ic  EC G   Cla ss i f ica ti o n   b y   1 - Co n v o l u t io n a l   Ne u ra Ne tw o rk s,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Bi o me d ica En g in e e rin g ,   v o l.   6 3 ,   n o .   3 ,   p p .   6 6 4 - 6 7 5 ,   M a r .   2 0 1 6 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T BM E. 2 0 1 5 . 2 4 6 8 5 8 9 .   [2 2 ]   D.  L i,   J.  Zh a n g ,   Q.  Z h a n g ,   a n d   X.  W e i,   Clas si f ica ti o n   o f   ECG   si g n a ls  b a se d   o n   1 c o n v o l u ti o n   n e u ra n e tw o rk ,   2 0 1 7   I EE 1 9 th   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   e - He a lt h   Ne two rk in g ,   Ap p li c a ti o n a n d   S e rv ice ( He a lt h c o m) ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 6 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /He a lt h C o m . 2 0 1 7 . 8 2 1 0 7 8 4 .   [2 3 ]   W .   Yin ,   X .   Ya n g ,   L .   Z h a n g ,   a n d   E.   Ok i,   ECG   M o n it o rin g   S y ste m   In teg ra ted   w it h   IR - UW Ra d a Ba se d   o n   C NN,   IEE Acc e ss ,   v o l.   4 ,   p p .   6 3 4 4 - 6 3 5 1 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /A CCES S . 2 0 1 6 . 2 6 0 8 7 7 7 .   [2 4 ]   E.   Iz c i,   M .   A .   Oz d e m ir,   M .   De g irme n c i ,   a n d   A .   Ak a n ,   Ca rd iac   A rrh y th m ia  De te c ti o n   f ro m   2 ECG   I m a g e b y   Us in g   De e p   L e a rn in g   Tec h n iq u e ,   2 0 1 9   T IPT EKNO ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T I P T EKNO . 2 0 1 9 . 8 8 9 5 0 1 1 .   [2 5 ]   A .   Ullah ,   S.   M .   A n w a r ,   M .   Bil a l,   a n d   R.   M .   M e h m o o d ,   Clas sif ica t io n   o f   a rrh y th m ia b y   u sin g   d e e p   lea rn in g   w it h   2 - D E C G   sp e c tral  i m a g e   re p re se n ta ti o n , ”  Rem o te S e n sin g ,   v o l.   1 2 ,   n o .   10 ,   p .   1 6 8 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 3 3 9 0 / rs1 2 1 0 1 6 8 5 .   [2 6 ]   C.   M a teo   a n d   J.  A .   T a lav e r a ,   S h o rt - ti m e   F o u rier   tran sf o rm   w it h   t h e   w in d o w   siz e   f ix e d   in   th e   f re q u e n c y   d o m a in , ”  Dig it a l   S i g n a Pr o c e ss in g ,   v o l.   77 ,   p p .   1 3 - 2 1 ,   J u n 2 0 1 8 ,   d o i 1 0 . 1 0 1 6 /j . d sp . 2 0 1 7 . 1 1 . 0 0 3 .   [2 7 ]   L .   Zh a o ,   Q.  L i Y.  Zh a n g ,   H.  W a n g ,   a n d   X .   Du ,   In teg ra ti n g   th e   Co n ti n u o u W a v e let  T r a n sf o r m   a n d   a   Co n v o l u ti o n a Ne u ra Ne tw o rk   to   Id e n ti f y   V in e y a rd   Us in g   T i m e   S e ries   S a telli te  I m a g e s ,   Rem o te  S e n sin g ,   v o l.   1 1 ,   n o .   2 2 p .   2 6 4 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 3 3 9 0 /rs1 1 2 2 2 6 4 1 .   [2 8 ]   N.  P .   Jo sh a n d   P .   S .   T o p a n n a v a r,   S u p p o rt   v e c to m a c h in e - b a se d   h e a rtb e a c las sif ica ti o n , ”  Pro c .   o f   4 t h   IRF   In t .   Co n f ,   2 0 1 4 ,   p p .   1 4 0 - 1 4 4 .   [2 9 ]   Y.  L iao ,   Y.   X ian g ,   a n d   D.  D u ,   A u to m a ti c   Clas si f ica ti o n   o f   He a rtb e a ts  Us in g   ECG   S ig n a ls  v ia  Hig h e Ord e r   Hid d e n   M a rk o v   M o d e l ,   2 0 2 0   IEE 1 6 th   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   A u to m a ti o n   S c ien c e   a n d   En g i n e e rin g   ( CAS E) ,   2 0 2 0 ,   p p .   6 9 - 7 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /CA S E4 8 3 0 5 . 2 0 2 0 . 9 2 1 6 9 5 6 .   [ 3 0 ]   J .   A .   G u t i é r r e z - G n e c c h i e t   a l D S P - b a s e d   a r r h y t h m i a   c l a s s i f i c a t i o n   u s i n g   w a v e l e t   t r a n s f o r m   a n d   p r o b a b i l i s t i c   n e u r a l   n e t w o r k ,   B i o m e d i c a l   S i g n a l   P r o c e s s i n g   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   32 ,   p p .   44 - 56 ,   F e b r u a r y   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b s p c . 2 0 1 6 . 1 0 . 0 0 5 .   [3 1 ]   M .   Z u b a ir,   J.   Kim ,   a n d   C .   Y o o n ,   A n   A u to m a ted   ECG   Be a Cla ss if ic a ti o n   S y ste m   Us in g   Co n v o lu ti o n a Ne u ra l   Ne tw o rk s,   2 0 1 6   6 th   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   IT   Co n v e rg e n c e   a n d   S e c u rity  ( ICIT CS ) ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 5 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICIT CS . 2 0 1 6 . 7 7 4 0 3 1 0 .   [3 2 ]   U.  R.   A c h a r y a e a l . ,   d e e p   c o n v o l u ti o n a n e u ra n e tw o rk   m o d e to   c las sify   h e a rtb e a ts, ”  Co mp u ter in   b io l o g y   a n d   me d icin e ,   v o l.   8 9 ,   p p .   3 8 9 - 3 9 6 ,   Oc t .   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . c o m p b io m e d . 2 0 1 7 . 0 8 . 0 2 2 .   [3 3 ]   F .   O.   M .   Ism a iel,   Clas si f ica ti o n   o f   Ca rd iac   A rrh y th m ia Ba se d   o n   W a v e let  T ra n sf o r m   a n d   Ne u ra Ne tw o rk s ,   P h D   T h e sis ,   S u d a n   U n iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   2 0 1 5 .   [3 4 ]   Ö.  Yıld ır ım ,   P .   P ław iak ,   Ru - S a n   T a n ,   a n d   U.   R.   A c h a ry a A rrh y t h m ia  d e tec ti o n   u sin g   d e e p   c o n v o lu ti o n a n e u ra l   n e tw o rk   w it h   lo n g   d u ra ti o n   ECG   sig n a ls, ”  Co mp u ter in   b io l o g y   a n d   m e d icin e ,   v o l.   1 0 2 p p .   4 1 1 - 4 2 0 ,   No v .   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . c o m p b io m e d . 2 0 1 8 . 0 9 . 0 0 9 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.