I nte rna t io na l J o urna o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.   6 ,   No . 1 M ar ch   2 0 1 7 ,   p p .   70 ~ 76   I SS N:  2252 - 8814           70       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J AAS   Cla ss ificatio n of  H ea rt  Ra te  Da ta  Using  BF O - K FC M  Clusteri ng   a nd I m p ro v ed Ex tre m e Lea r ning   M a chine Clas sifie r       R. k a v it ha 1 T . Chri s t o ph er 2   1 De p a rtme n o f   c o m p u ter sc ien c e ,   P S G Krish n a m m a Co ll e g e   f o w o m e n ,   Co im b a to re ,   In d ia   2 De p a rtme n o f   Re se a rc h   &   P G   c o m p u ter sc ien c e ,   G o v e rn m e n A rt s Co ll e g e ,   Co im b a to re ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   1 5 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Feb   1 5 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Feb   2 2 ,   2 0 1 7       A n   El e c tro c a rd io g ra m   o ECG   is   a n   e lec tri c a re c o rd in g   o f   th e   h e a rt  a n d   is  u se d   in   t h e   in v e stig a ti o n   o f   h e a rt  d ise a se .   T h e   h e a rt  ra te  v a ries   n o o n ly   in   re latio n   t o   t h e   c a rd iac   d e m a n d   b u is  a lso   a f f e c ted   b y   th e   p re se n c e   o f   c a rd iac   d ise a se   a n d   d iab e tes .   F u rth e rm o re ,   it   h a b e e n   sh o w n   th a He a rt  Ra t e   V a riab il i ty   (HRV m a y   b e   u se d   a a n   e a rl y   in d ica to o f   c a rd iac   d ise a se   su sc e p ti b il it y   a n d   t h e   p re se n c e   o f   d iab e tes .   T h e re f o re ,   th e   h e a rt  ra te   v a riab il it y   m a y   b e   u se d   f o e a rly   c li n ica sc re e n in g   o f   th e se   d is e a se s.  T h e   g e n e ra li z a ti o n   p e rf o r m a n c e   o f   t h e   S V M   c las sif ier  is  n o su ff ici e n f o th e   c o rre c c las si f ica ti o n   o f   h e a rt  ra te  d a ta.  T o   o v e rc o m e   th is  p ro b lem   th e   Im p ro v e d   Ex tre m e   L e a rn in g   M a c h in e   (IE L M c las sif ier  is  u se d   w h ich   w o rk b y   se a r c h in g   f o th e   b e st   v a lu e   o f   th e   p a ra m e ter s,  a n d   u p stre a m   b y   lo o k in g   f o th e   b e st  su b se o f   fe a tu re u sin g   Ba c teria F o ra g in g   Op ti m iza t io n   (B F O)  th a f e e d   th e   c las sif ier.  In   th is  w o rk ,   n i n e   li n e a a n d   n o n li n e a f e a tu re a re   e x trac ted   f ro m   th e   HRV   sig n a ls.   Af ter t h e   p re p ro c e ss in g ,   fe a tu re   e x trac ti o n   is  d o n e   a lo n g   w it h   f e a tu re   se lec ti o n   u sin g   B F f o d a ta  re d u c ti o n .   T h e n ,   p ro p o se d   a   sc h e m e   to   in teg ra te  Ke rn e F u z z y   C - M e a n (KFCM c lu ste rin g   a n d   Clas sif ier t o   im p ro v e   th e   a c c u ra c y   re su lt   f o EC G   b e a c las sif i c a ti o n .   T h e   re su lt sh o w   th a t   th e   p ro p o se d   m e th o d   is  e f fe c ti v e   f o c la ss i f ica ti o n   o f   h e a rt   ra te d a ta,  w it h   a n   a c c e p tab le h ig h   a c c u ra c y .   K ey w o r d :   E C s i g n a ls   clas s i f icatio n   I m p r o v ed   E x tr e m L ea r n i n g   Ma ch i n ( E L M)   Ker n el  F u zz y   C - Me an s   Su p p o r Vec to r   Ma ch in e   ( SVM)   Co p y rig h ©   201 7   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .     Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R . k a v it h a   Dep ar t m en t o f   co m p u ter   s c ien ce ,   Kr is h n a m m a l Co lle g f o r   w o m en ,   C o i m b ato r e ,   I n d ia.   E m ail:  r k a v it h a2 5 0 9 @ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   E C is   m et h o d   to   m ea s u r an d   r ec o r d   d if f er en elec tr ical  p o ten tials   o f   th h ea r t .   W ille m   E in t h o v e n   d ev elo p ed   th E C m et h o d   in   t h ea r l y   1 9 0 0 s .   T h o r ig in   o f   t h elec tr ical  a ctiv it y   m ea s u r ed   b y   E C i s   i n   t h m u s cle  f ib er s   o f   d if f er en p ar ts   o f   t h h ea r t .   T h elec tr ical  p o ten tial  g e n er ated   b y   e lectr ical   ac tiv it y   in   ca r d iac  tis s u is   m ea s u r ed   o n   th s u r f ac o f   t h h u m a n   b o d y .   C u r r en f lo w ,   in   th f o r m   o f   io n s ,   s ig n al s   co n tr ac tio n   o f   ca r d iac  m u s c le  f ib er s   lead in g   to   th h ea r t's   p u m p i n g   ac tio n .   I is   n o n   p e r s is te n r ec o r d in g   p r o d u ce d   b y   a n   elec tr o ca r d io g r ap h ic  d ev ice.   T h r ec o g n itio n   a n d   clas s i f icatio n   o f   t h E C b ea t s   i s   v er y   i m p o r tan t ta s k   in   t h co r o n ar y   in te n s iv u n it,  w h er th class i f icatio n   o f   t h E C b ea ts   is   e s s e n tial to o l   f o r   th e   d iag n o s is .   E C G   o f f e r s   ca r d io lo g is ts   w it h   u s e f u in f o r m atio n   ab o u t h r h y th m   a n d   f u n ctio n in g     o f   th h ea r t.    T h er ef o r e,   its   an a l y s is   r ep r esen ts   an   ef f icie n t   w a y   to   d ete ct  an d   tr ea t   d if f er en t   k in d s   o f   ca r d iac  d is ea s es  u p   to   n o w m a n y   al g o r ith m s   h a v b ee n   d ev e lo p ed   f o r   th e   r ec o g n itio n   an d   c la s s i f icatio n   o f   E C G   s ig n al.   So m o f   t h e m   u s e   ti m an d   s o m u s e   f r eq u en c y   d o m ai n   f o r   d ep ictio n .   B ased   o n   th at   m a n y   s p ec if ic   attr ib u tes  ar d ef in ed ,   allo w in g   th r ec o g n itio n   b et w ee n   t h b ea ts   b elo n g in g   to   d if f er e n p ath o lo g ical  clas s es .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       Tit le  o f m a n u s crip t is sh o r t a n d   clea r ,   imp lies   r esea r ch   r esu l ts   ( F i r s t A u th o r )   71   T h e   E C w a v e f o r m s   m a y   b d if f er e n f o r   t h s a m e   p atie n to   s u c h   e x te n t   th a t h e y   ar u n lik ea c h   o th er   a n d   at  th s a m ti m ali k f o r   d if f e r en t t y p es o f   b ea ts   [ 1 ] .   Hea r R ate  Var iab ilit y   i s   u s e d   to   m ea s u r th v ar iatio n s   in   h ea r s ig n als  a n d   m o r s p ec if icall y   v ar iatio n s   p er   u n it  ti m o f   t h e   n u m b er   o f   h ea r tb ea ts .   T h E lectr o ca r d io g r am   is   t h elec tr ic al  ac tiv it y   o f   h ea r t   an d   g e n er ates   elec tr ical  s ig n a ls   w h ic h   ar ca lled   a s   P QR S T   w a v es.   T h m o s i m p o r tan w av e   is   th e   QR S   co m p le x .   Hea r b ea d ep en d s   o n   th t i m in ter v al  b et w ee n   t w o   Q R co m p le x   w a v es  w h i ch   is   ca l led   as  R - in ter v a l [ 2 ] .   No r m all y   Hea lt h y   p er s o n s   p r ese n t la r g v alu e s   o f   H R V.   P r ed ictio n   o f   HR a n al y s i s   i s   o n e   o f   t h m aj o r   r esear ch   to p ics  f r o m   la s t w o   d ec ad es.  Se v er al  m et h o d s   f o r   h ea r r ate  v ar iab ilit y   w e r p r o p o s ed   am o n g   th e m ,   Sp ec tr al  Me t h o d s   b ased   o n   F FT ,   n o n li n ea r   a p p r o ac h ,   in clu d i n g   m ar k o v   ch ai n   m o d el  ar   w id el y   u s ed   [ 3 ,   4 ] .     Neu r al  Net w o r k   a n d   Ma ch i n e   L ea r n i n g   m e th o d s   ar o n o f   th p o w er f u m et h o d s   to   class i f y   a n d   p r ed ict  th Hea r t   r ate  v ar iab il it y   p atter n s .   Var io u s   s tu d ie s   h av e   b ee n   d o n e   u s i n g   d if f er en cla s s i f icatio n   m et h o d s   lik S u p p o r t V ec to r   Ma ch i n e,   Neu r al  Net w o r k ,   a n d   W av elet  T r an s f o r m   P C A   etc .     I n   th i s   w o r k ,   I E L is   u s ed   f o r   C lass i f icatio n   o f   H R d at a.   B y   u s i n g   I E L M,   n o o n l y   r ed u ce   th c lass i f icatio n   ti m e,   b u also   i m p r o v th cla s s i f icatio n   ac cu r ac y   s i g n i f ican tl y .     I n   t h is   w o r k   a f ter   f ea t u r e   ex tr ac tio n   th e   s elec tio n   o f   b es f ea t u r es   is   d o n u s i n g   B FO   w h ic h   i s   u s ed   to   r ed u ce   t h d i m en s io n   o f   f ea tu r e s   in   Hea r tb ea cla s s i f icatio n   w i th   cl u s t er i n g   u s i n g   KF C M.   T h r e m a in i n g   p ar o f   t h p ap er   is   o r g an ized   as   f o llo w s .   Sectio n   2   d escr ib es  t h p r ep r o ce s s in g   a n d   f ea t u r ex tr ac tio n   alo n g   w i th   f ea tu r s elec tio n   p r o ce s s .   Sectio n   4   d escr ib es  th I E L s y s te m   f o r   HR clas s if ica tio n .   Sectio n   5   d escr ib es  t h ex p er i m e n tal  d esi g n   in cl u d in g   th e v al u atio n   r es u lt s   o f   th is   s y s te m .   Fi n all y ,   Secti o n   7   co n clu d es t h p ap er .       2.   M AT E RIAL S AN M E T H O DS   I n   t h is   p ap er ,   th HR V   s i g n al   ex p lo r ed   as  t h e   b asic  s ig n al   t o   class i f y   ca r d iac  ar r h y t h m ias   in to   f i v e   class es No r m al   Si n u s   R h y t h m   ( NS R ) ,   P r e m atu r Ven tr ic u lar   C o n tr ac tio n   ( P VC ) ,   A tr i al  Fib r illatio n   ( A F),   Ven tr ic u lar   Fib r illatio n   ( VF)   an d   an d   2 °  Hea r B lo ck   ( B I I ) .   T h HR ar r h y t h m ia  d ata,   o b tain ed   u s in g   th e   E C d ata  f r o m   th MI T - B I A r r h y t h m ia  Data b ase.   T h e   an al y s is   is   ca r r ie d   o u in   th r ee   s tag es.  First  a   p r ep r o ce s s in g   p r o ce d u r is   u s ed   to   r em o v t h i n ter f er i n g   s ig n a ls   f r o m   t h E C G s .   I n   t h s ec o n d   s ta g e,   ti m an d   f r eq u e n c y   d o m ai n   an d   n o n li n ea r   m et h o d s   ar ap p lied   to   ex tr ac co r r esp o n d in g   f ea tu r e s .   I n   th t h ir d   s tag e   th ex tr a cted   f ea t u r es  ar r ed u ce d   to   attain   th o p tim al  f ea tu r es  u s i n g   B FO  an d   b ased   o n   th ese  th cl u s ter i n g   p r o ce s s   is   d o n u s in g   K FC M.   T h ese  r esu lts   ar g i v e n   as  in p u to   I E L clas s i f ier .   T h o v er all  ar ch itectu r e   d iag r a m   i s   ill u s tr ated   in   Fi g . 1 .   Nex m ater ials   a n d   m et h o d s   ar d escr ib ed .   T h en   t h d i f f er en s tep s   o f   t h e   p r o p o s ed   alg o r ith m   ar ex p lain ed .   Fin a ll y   r esu lts   o b t ain ed   o n   t h MI T - B I ar r h y t h m ia  d atab ase     ar p r esen ted .       a.   P re pro ce s s ing   An d F ea t ure  E x t ra ct io n Alo ng   Wit h F ea t ure  Select io n P ro ce s s   2 . 1 . 1   P re pro ce s s ing   t he  Sig na l   T h HR d ata  u s ed   in   th is   p r o j ec is   g en er ated   f r o m   th e   E C s ig n al s   p r o v id ed   b y   t h e   MI T - B I H   d atab ase.   A f ir s t,  it  is   n ec e s s ar y   to   e x tr ac t h HR s i g n al s   f r o m   t h E C s i g n al s .   Gen er all y ,   m a n y   in ter f er i n g   s ig n al s   s u c h   as   t h m ai n s   5 0   Hz,   th e lectr o m y o g r a m   ( E MG )   s i g n als   an d   also   th e   b aseli n e   w a n d er in g   ca n   af f ec t t h e x tr a ctio n   p r o ce s s .   Hen ce ,   t h e s in t er f er in g   s i g n als ar r e m o v ed   f r o m   t h i n p u t   E C s ig n al  u s i n g   5 - 1 5   Hz  b an d   p ass   f i lter .   T h en   th s i g n a is   p r o ce s s ed   u s i n g   t h r es h o ld in g   an d   th r es u lta n t   s ig n al  is   id e n ti f ied   as H R s i g n al.     2 . 1 . 2   F ea t ure  E x t ra ct io n   T h n ex s tep   i n   t h b lo ck   d iag r a m   i s   th f ea t u r ex tr ac tio n .   Gen er all y ,   t h ca r d io v ascu lar   s y s te m   d em o n s tr ate s         b o th         li n ea r         an d         n o n li n ea r   b eh a v io r .   T h er ef o r e,   in   t h is   w o r k ,   co m b i n atio n s   o f   li n ea r   a n d   n o n li n ea r   f ea t u r es a r co n s id er ed .         L inea r   a na ly s is :     T i m do m a i n f ea t ures     Fo u r   co m m o n l y   u s ed   ti m d o m ai n   p ar am e ter s   o f   th HR s ig n al  w h ich   ar d ir ec tl y   ex tr ac ted   f r o m   th R R   in ter v al  ti m s er ie s   ar e:            M e a H R:   T h m ea n   v al u o f   th h ea r r ate  w it h i n   o n m i n u te  in   ea c h   s eg m e n t.  I n s tan ta n eo u s   h ea r t   r ate  ( b ea t p er   m i n u te)   is   eq u al  to   6 0   d iv id ed   b y   ea ch   R - R   i n te r v al  ( s ec o n d ) .         ST H R:    T h s tan d ar d   d ev iatio n   o f   I n s tan tan eo u s   h ea r t r at in   ea ch   s e g m e n t.          pNN5 0 :    T h n u m b er       o f       s u cc es s iv e   d if f er en ce   o f   6 4   R - R   i n ter v al s   t h at  d i f f er s   m o r t h an   5 0   m s ,   r esp ec tiv el y ,   d i v id ed   b y   6 4 .     H RV  t ria ng ula in dex :    T h is   r ef er s   to   t h i n te g r al  o f   t h     h is to g r a m       ( i.e .       T o tal      n u m b er   o f       R R   in ter v a ls )   d iv id ed   b y   th h ei g h t o f   th h is to g r a m .   A   b in   w id t h   o f   1 /1 2 8   is   s elec ted .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.  6 ,   No .   1 ,     M ar ch   20 1 7     xx     xx   72   F re qu ency   do m a in f ea t ures       A lt h o u g h   t h ti m d o m ai n   p a r a m eter s   ar e f f ec ti v e,   t h e y   d o   n o h av e   th e   ab ilit y   o f   d is c r i m i n atio n   b et w ee n   t h s y m p at h etic   an d   p ar as y m p at h etic   co n te n ts   o f   t h H R V   s i g n al.   Hi g h - f r eq u e n c y   ( HF)   b an d   ( 0 . 2 - 0 . 5   Hz)   o f   HR s i g n al  s h o ws  th ca r d iac  v a g al  ac ti v it ies  s u c h   as  R esp ir ato r y   Si n u s   A r r h y t h m ia  ( R S A ) .   I n   f ac t,  HF  co m p o n e n t s   ar co n s id er ed   as  th o r ig in   o f   p ar as y m p a th et ic  ac tiv ities   o f   th ca r d io v ascu lar   s y s te m .     On   t h o th er   h a n d ,   th lo w - f r eq u en c y   ( L F)  b an d   ( 0 - 0 . 2   Hz)   is   r elate d   to   th b ar o r ec ep to r   co n tr o an d   is   m ed iated   b y   s y m p at h etic  s y s t e m s .     I n   th i s   p r o j ec t,   th p o w e r   s p ec tr al  d en s it y   ( P SD)   f o r   th HF  an d   L b an d s   ar ca lcu lated   an d   th r atio   o f   th L an d   HF  b an d s   p o w er   ( L F/H F)  is   co n s id er ed   as  th Fre q u en c y   d o m a i n   f ea t u r o f   th H R s i g n al.         No nli nea r   a na ly s is     T h HR s i g n al  an a l y s is   b y   u s o f   m et h o d s   o n   n o n li n ea r   d y n a m ic s   lead s   to   v er y   v a lu ab l e   in f o r m atio n   f o r   p h y s io lo g ical   in ter p r etatio n   o f   th h ea r t.  H en ce ,   f o u r   d if f er en n o n lin ea r   p ar am eter s   o f   t h e   HR s i g n al  ar u s ed   i n   th is   wo r k .         SD1 /SD2 :   P o in ca r p lo is   g r ap h ical  r ep r esen tatio n   o f   t h co r r elatio n   b et w ee n   s u cc es s i v R R   in ter v als.   T h is   is   o b tain ed   p lo ttin g   ea ch   R R   i n ter v al  ( R R   ( n +1 ) )   as  f u n ctio n   o f   t h p r ev io u s   in ter v al  ( R R   ( n ) )   in   R R   i n ter v al  t i m s er ies.  T h is   p lo is   q u an tit iv el y   a n a l y ze d   ca lcu latin g   t h s ta n d ar d   d e v iatio n   o f   th e   d is tan ce s   o f   t h ti m s er ies  p o in ts   f r o m   t h li n es  y   x   a n d   y   x   2 ,   in   w h ic h     is   th m e an   o f   all  v a lu e s   o f   R R   in ter v al  t i m e   s er ies.  T h ese   v a lu e s   ar n a m ed   SD1   an d   SD2   r esp ec ti v el y .   I n   f ac t,  S D r ep r esen ts   th f a s b ea t - to - b ea v ar iab ilit y ,   w h ile  SD2   d escr ib es  th r elativ el y   lo n g - ter m   v ar iab ilit y   in   t h e   HR s i g n a l.  I n   th is   w o r k ,   SD 1 /SD2   is   u s ed   as  th f ir s n o n lin ea r   f ea t u r w h ic h   is   ex tr ac t ed   f r o m   H R V   s eg m e n ts .       L L E :   T h L ar g est   L y ap u n o v   E x p o n e n t   p r o v id es  u s e f u l   in f o r m atio n   ab o u t h d ep en d en c y   o f   s y s te m   o n   in itial  co n d itio n s   an d   p o s iti v L y ap u n o v   e x p o n e n co n f ir m s   t h e x is te n ce   o f   c h ao s   i n   t h s y s te m .   Fo r   ca lcu lati n g   L L E ,   p o in is   s elec ted   in   t h r ec o n s tr u cted   p h ase  s p ac o f   t h s y s te m   a n d   all  n ei g h b o r   p o in ts   r esid i n g   w it h in   a   p r ed ef i n ed   r ad iu s   ar d eter m i n ed .   As  t h s y s te m   e v o lv e s ,   t h m ea n   d is ta n ce s   b et w ee n   th tr aj ec to r y   o f   th i n itial  p o in a n d   th tr aj ec to r ies  o f   th n ei g h b o r   p o in ts   ar ca lcu lated .   T h en   th lo g ar it h m   o f   t h ese  m ea n   v al u es  p lo ts   a g ai n s t   th e   ti m a n d   th s lo p o f   t h r es u lti n g   li n ar co n s id er ed   as  L L E .   T h e m b ed d in g   d i m e n s io n   an d   th lag   ar s elec ted   to   b m   1 0   an d   1 ,   r esp ec tiv el y .   T h t h r esh o ld   d i s tan ce   is   s elec ted   to   b m S D,   w h er SD  i s   t h s ta n d ar d   d ev iatio n   o f   t h e   R R   ti m s er ie s .       Sp E n:    T h Sp ec tr al  E n tr o p y   s h o w s   t h co m p le x it y   o f   t h i n p u ti m s er ies  ( H R s eg m e n t)   i n   t h e   f r eq u en c y   d o m a in .   L ar g v a l u es  o f   Sp E n   s h o w   h ig h   ir r eg u lar it y   an d   s m a ller   v al u e s   o f   it  in d icate   m o r e   r eg u lar   ti m s er ie s .   T h Sh a n n o n s   c h a n n e l e n tr o p y   i s   u s ed   to   esti m ate  t h s p ec tr al  e n tr o p y   o f   th p r o ce s s   as:      = l og     w h er   is   th P DF  ( p r o b ab ilit y   d e n s i t y   f u n ctio n )   v al u at  f r eq u en c y   f .   Heu r i s ticall y ,   th e   en tr o p y   i s   en ter p r eted   as  m ea s u r o f   u n ce r tain t y   ab o u t h ev e n at   f   .   T h u s   e n tr o p y   ca n   b u s ed   a s   m ea s u r o f   s y s te m   co m p lex i t y .   T h s p ec tr al  en tr o p y   d escr ib es th co m p lex i t y   o f   th H R V.     D2 :    T h C o r r elatio n   Dim e n s io n   is   m ea s u r o f   co m p le x it y   o f   th ti m s er ies  an d   d eter m i n es  th m i n i m u m   n u m b er   o f   d y n a m ic  v ar iab les  w h ich   ca n   m o d el  t h e   s y s te m .       2 . 1 . 3   F ea t ure  Select io n Usin g   B F O   I n   th is   s ec tio n ,   f ea t u r es  o f   h e ar r ate  ar e   ex tr ac ted .   T h ex tr ac ted   f ea tu r es  ar r ed u ce d   f u r th er   b y   u s i n g   B ac ter ia  Fo r ag in g   Op ti m izatio n   to   r e m o v r ed u n d an c y   an d   ir r elev a n f ea t u r es.  T h r esu lti n g   f ea t u r e   s u b s et  ( o b tain ed   b y   B FO)   is   t h m o s t r ep r esen tati v s u b s et  a n d   is   u s ed   to   i m p r o v th cla s s if icatio n   r esu lt.     B a ct er ia   Repre s ent a t io n   E ac h   b ac ter ia’ s   p o s it io n   r e p r esen o n p o s s ib le  s o lu ti o n   ( f ea t u r s u b s et)   r eq u ir ed   f o r   f ac e   r ec o g n itio n .   T h n u m b er   o f   d i m e n s io n s   o f   s ea r c h   s p ac is   m   w h er m   is   t h len g t h   o f   f ea tu r v ec to r   ( FV)   ex tr ac ted   f r o m   s ec tio n   2 . 1 . 2 .   I n   ea ch   d i m e n s io n   o f   s ea r ch   s p ac e,   b ac ter ia  p o s itio n   i s   1   o r   0 ,   w h er e   1   o r   0   in d icate s   t h at  t h i s   f ea t u r is   s elec ted   o r   n o s elec ted ,   r esp ec tiv el y ,   as  r eq u ir ed   f ea tu r f o r   n ex g e n er atio n .   I n   th ea ch   i ter atio n   o f   c h e m o   t ax is   s tep ,   ea ch   b ac ter ia  tu m b les  to   th n e w   r an d o m   p o s iti o n .   P o s itio n   o f   th   b ac ter ia  in   th   c h e m o   ta x is   a n d   th   r ep r o d u ctio n   s tep   is   d ef i n ed   as:     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       Tit le  o f m a n u s crip t is sh o r t a n d   clea r ,   imp lies   r esea r ch   r esu l ts   ( F i r s t A u th o r )   73   (   , ) =   1 2 , . .                               ( 1 )     W h er e,   m   is   t h len g t h   o f   f e atu r v ec to r   ex tr ac ted .   E ac h     =   1   o r   0   ( = 1 , 2 , . . )   Dep en d in g   u p o n   w h e th er   zt h   f ea t u r is   s e l ec ted   o r   n o t f o r   th n ex t i ter ati o n .   Fit n e s s   F u n ctio n I n   ea ch   g e n e r atio n ,   ea ch   b ac ter iu m   i s   ev al u ated ,   an d   v alu o f   g o o d n es s   o r   f itn es s   is   r etu r n ed   b y   f it n es s   f u n ctio n .   T h is   ev o l u tio n   i s   d r iv e n   b y   th f itn e s s   f u n c tio n   [ 5 ] .   L et  1 , 2 , . . . ,   an d   1 , 2 . . .   d en o te  t h clas s es   an d   n u m b er   o f   s i g n als   w it h i n   ea ch   clas s ,   r esp ec tiv e l y .   L et   1 , 2 ,   an d   0   b th m ea n s   o f   co r r esp o n d in g   class es a n d   th g r an d   m ea n   i n   th f ea t u r s p ac e,     ca n   b ca lcu lated   as:     = 1 ( ) , = 1   = 1 , 2 , ,                                      ( 2 )     W h er ( i)     , = 1 , 2 , ,   ,   r ep r esen ts   t h s a m p le  h ea r r ate  s ig n al  f r o m   cla s s     an d   g r an d     m ea n   0   is :     0 = 1 = 1                                 ( 3 )     W h er   is   th e   to tal  n u m b er   o f   h ea r t r ate  d ata  s ig n al  o f   all   th e   class e s .   T h u s   t h b et w ee n   cla s s   s ca tte r   f it n es s   f u n ctio n     is   co m p u ted   a s   f o llo w s :     = ( 0 ) ( 0 ) = 1                                 ( 4 )     T h alg o r ith m   p r o p o s ed   f o r   f ea t u r ex tr ac tio n   u s in g   B FO .   T h er ar ce r tain   v ar iatio n s   i n   B F O   alg o r ith m   u s ed   i n   th is   w o r k .   Firstl y ,   s tep   6 . 6   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   m o v es  t h b ac ter ia  b ac k   to   its   p r ev io u s   p o s itio n   i f   c u r r en p o s itio n   i s   les s   s u itab le  ( c h ec k ed   u s i n g   f itn e s s   f u n c tio n ) .   So   in   t h i s   al g o r ith m ,   b ac ter ia  h av e   “m e m o r y ”  as   t h e y   r e m e m b er   t h eir   p r ev io u s   p o s itio n .   Seco n d l y ,   as   t h er e   ar ch a n ce s   t h at   b ac ter ia  m a y   g et  s tr u ck   i n   lo ca o p tim a,   eli m in a tio n   d is p er s al  r em o v es  b ac ter ia  f r o m   its   cu r r en p o s itio n   an d   m o v e s   it   to   r an d o m   n e w   p o s itio n .   I n   t h p r o p o s ed   alg o r it h m ,   p o s itio n   o f   b ac ter ia   is   d ec id ed   r an d o m l y   i n   th ea ch   iter atio n .   T h er is   n o   n ee d   o f   u s in g   E li m i n atio n   D is p er s al.       2 . 2 .   K er nelized  F uzzy   C - M ea ns   Alg o rit h m   T h w el l - k n o w n   C o v er s   th eo r e m   s tates  t h at  if   d ataset  is   n o lin ea r l y   s ep ar ab le;  tr an s f o r m   it  in to   h ig h er   d i m en s io n al  s p ac n o n - lin ea r l y .   T h u s ,   th n e w l y   o b tain ed   d ataset  is   m o r lik el y   to   b lin ea r l y   s ep ar ab le.   Her e,   th n o n - l in e ar   tr an s f o r m atio n   o f   t h d atas et  in to   h i g h er   d i m en s io n al  s p ac is   p er f o r m ed   w it h   s o m e   n o n - li n ea r   k er n el  f u n ctio n s .   T h co n ce p o f   k er n el”  i s   f ir s t   attr ac ted   g r ea atten tio n   w it h   t h e   in tr o d u ctio n   o f   s u p p o r t v ec to r   m ac h in e s   ( SVM)   b y   C o r tes a n d   Vap n ik   [ 6 ] .   T h is   id ea   is   th e n   u tili ze d   b y   Z h a n g   an d   C h e n   [ 7 ]   in   f u zz y   c - m ea n s   c lu s ter in g   a lg o r it h m   a n d   th e y   p r o p o s ed   th k er n eli ze d   f u zz y   c - m ea n s   alg o r ith m   ( KF C M) .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   i s   r ea lized   b y   r estatin g   th d is ta n ce   f u n ctio n   in   FC al g o r ith m   w it h   k er n el - b ased   f u n c tio n .   T h o b j ec tiv f u n ctio n   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   t h e n   ca n   b g iv e n   as  f o llo w s :     =  ( ) ( ) 2 = 1 = 1 = 2  ( 1 ( , ) ) = 1 = 1                        ( 5 )     W h er   is   th m ap p in g   f u n cti o n .   I n   [ 7 ]   u s ed   a   Gau s s ia n   k er n el  f u n ct io n   f o r   n o n - li n ea r   m a p p in g   o f   th d ataset.   A   Ga u s s ian   k er n el   f u n ctio n   ca n   b g i v e n   w it h   th f o llo w in g   f o r m u la:     ( , ) =  ( ( , ) 2 2 )                               ( 6 )     T h en   b y   s u b s tit u ti n g   E q . ( 6 )   in to   E q . ( 5 )     = 2  ( 1  ( ( , ) 2 2 ) ) = 1 = 1                           ( 7 )     B y   s etti n g   t h d er iv ati v o f   t h o b j ec tiv f u n ctio n       to   ze r o ,        an d     ca n   b f o u n d   as f o llo w s :      = ( 1 ( , ) ) 1 ( 1 ) ( 1 ( , ) ) 1 ( 1 ) = 1   =  ( ) = 1  = 1 ( )                         ( 8 )       T h u s ,   b y   ap p l y i n g   K FC cl u s ter in g   o n   HR V,   o b tain ed   cl u s t er s   w i th   i n ac ti v s tate  a n d   ac ti v s tate  r es u lt.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.  6 ,   No .   1 ,     M ar ch   20 1 7     xx     xx   74     2 . 3 .   H ea rt   Ra t e   Da t a   cl a s s if ica t io n Usin g   I E L M   E x tr e m e   lear n i n g   m ac h in e   ( E L M)   i s   a n   e f f icien t   al g o r ith m   f o r   s i n g le - h id d en   la y er   f ee d f o r w ar d   n eu r al   n et w o r k s   ( SLFNs),   wh ich   ca n   p r o d u ce   g o o d   g e n e r aliza tio n   p er f o r m a n ce   in   m o s ca s e s   a n d   lear n   th o u s an d s   o f   ti m es  f a s ter   t h an   co n v e n tio n al   p o p u lar   al g o r ith m s .   Ho w e v er ,   th e   p er f o r m an ce   o f   E L M   is   s en s iti v to   th in itialized   n u m b er   o f   h id d en   n e u r o n s .   I n   s o m tr ad itio n al  m et h o d s ,   th n u m b er   o f   h id d en   n o d es  is   g r ad u all y   in cr ea s ed   b y   f i x ed   in ter v al  to   s elec th n ea r l y   o p ti m al  n u m b er   o f   n o d es  f o r   E L M,   w h er ea s   t h ese   m et h o d s   ar o f   litt le  b it  o f   co m p le x it y   a n d   q u ite  ti m e - co n s u m i n g .   T h is   w o r k   p r o p o s es  an   i m p r o v ed   E L b ased   o n   KFC clu s ter in g ,   w h ic h   d o es  n o n ee d   to   d ef in th n u m b er   o f   h id d en   n o d es  in   ad v an ce   m a n u a ll y   an d   r a n d o m l y .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   au to m atica ll y   d eter m in e s   t h e   n u m b er   o f   h id d en   n o d es  f o r   d if f er en d ata  s ets.  E m p ir ical  s t u d y   o f   KF C M - b as ed   E L o n   s e v er al  co m m o n l y   u s ed   clas s i f icatio n   b en ch m ar k   p r o b le m s   s h o w s   t h at  it a ch ie v es b etter   p er f o r m an ce   co m p ar ed   w ith   t h s ta n d ar d   E L M.   T h m ai n   id ea   o f   t h p r o p o s ed   m et h o d   lies   in   d eter m i n i n g   t h n u m b er   o f   h id d en   n eu r o n s   i n   t h e   SLFNs.  I n   E L [ 8 ]   alg o r ith m ,   t h n u m b er   o f   h id d en   n e u r o n s   i s   r an d o m l y   c h o s e n   i n   th b eg i n n i n g   o f   lear n in g ,   r esu lti n g   i n   u n ce r ta in   n et w o r k   ar ch itect u r e.   Us u all y   is   n o k n o w n   t h at  h o w   ap p r o p r iate  it  is   to   r an d o m l y   d eter m i n t h n u m b er   o f   h id d en   n o d es   f o r   d i f f er e n d ate  s ets.  I n   m o s ca s es,  t h n u m b er   o f   h id d en   n o d es  is   g r ad u all y   i n cr ea s ed   b y   f i x ed   i n ter v al   an d   t h n ea r l y   o p ti m al   n u m b er   o f   n o d es  f o r   E L M   is   th e n   s elec ted   b ased   o n   cr o s s - v alid atio n   m et h o d ,   w h ic h ,   h o w e v er ,   is   q u ite   ti m e - co n s u m in g   in   t h e x p er i m e n t.   Hu a n g   et  al.   [ 9 ]   p r o p o s ed   an   in cr e m e n tal  al g o r ith m   r ef er r e d   to   as  in cr e m en ta ex tr e m l ea r n in g   m ac h i n ( I - E L M)   b y   i n cr ea s i n g   h id d en   n o d es  o n b y   o n u n ti th n u m b er   o f   h id d en   n o d es  h as  e x c ee d ed   th p r ed ef in ed   m ax i m u m   n u m b er   o r   th r esid u al  er r o r   b ec o m es  les s   th an   th e x p ec ted   o n e.   Su b s e q u en tl y ,   co n v e x   in cr e m e n tal  e x tr e m lear n in g   m ac h in ( C I - E L M)   w a s   p r o p o s ed   in   Hu an g   et  al.   [ 1 0 ] .   Dif f er en f r o m   I - E L M,   CI - E L r ec alcu la tes  t h o u t p u w e ig h t s   o f   th e x is t in g   h id d en   n o d af ter   n e w   h id d e n   n o d is   ad d ed .   I t   o b tain s   a   f a s ter   co n v er g e n ce   r ate  w h ile  r e m ain in g   th e   I - E L M’ s   ef f icie n c y .   I n   o r d er   to   d ec r ea s th e   n e t w o r k   co m p le x it y   a n d   o b tain   m o r c o m p ac n et w o r k   ar ch itec tu r e,   Hu a n g   e al.   [ 1 1 ]   p r o p o s ed   an   en h an ce d   m et h o d   f o r   I - E L ( ca lled   E I - E L M) .   A ea c h   lear n i n g   s tep ,   s e v er al  h id d en   n o d es  ar r an d o m l y   g e n er ated   an d   a m o n g   th e m   t h h id d en   n o d lead in g   to   th e   lar g e s r esid u al   er r o r   d ec r ea s in g   w ill  o n l y   b ad d ed   to   th e     ex is t in g   n e t w o r k .     Fen g   et  al.   [ 1 2 ]   later   p r o p o s ed   an   ap p r o ac h   r ef er r ed   to   as  er r o r   m i n i m ized   ex tr e m lear n i n g   m ac h in e   (EM - E L M) ,   w h ic h   ad d s   r an d o m   h id d en   n o d es  to   S L FN s   o n b y   o n o r   g r o u p   b y   g r o u p   an d   in cr e m en ta ll y   u p d ates  t h o u tp u w eig h t s   d u r in g   th e   g r o w t h   o f   t h n et w o r k .   Ho w e v er ,   th er e x i s ts   m o r e   o r   les s   co m p lex it y   in   t h alg o r it h m s   ab o v e,   all   o f   w h ic h   g r ad u a ll y   i n cr ea s th n u m b er   o f   h id d en   n o d es  d u r in g   th d ata   p r o ce s s in g .   I n   o r d er   to   r ed u ce   th co m p le x it y   o f   d eter m i n in g   t h n u m b er   o f   h id d en   n e u r o n s ,   K FC M - b ased   E L al g o r ith m   is   p r o p o s ed   in   th is   s ec ti o n   i n   v ie w   o f   t h ad v an ta g e s   o f   A P   clu s ter in g .   Fir s tl y ,   K FC u s ed   to   clu s ter   t h g i v e n   s a m p les.  Sec o n d l y ,   th n u m b er   o f   h id d en   n o d es in   th S L FN is d eter m in e d   b y   t h n u m b er   o f   clu s ter s   af ter   th KF C clu s t er in g .   S u m m ar izi n g ,   th p r o p o s ed   KFC M - b ased   E L al g o r ith m   ca r r ies  o u t h e   f o llo w in g   p r o ce s s i n g :     KFC M - b ased   E L Alg o r it h m : G iv e n   tr ain i n g   s et    an d   ac tiv atio n   f u n ct io n   ( ) = 1 ( 1 + ( ) )   Step   1 Sep ar ate  th d ata  s et s   in to   t w o   n o n - o v er lap p in g   s u b s ets  i n cl u d in g   eq u al  n u m b er   o f   s a m p les  f o r   tr ain i n g   a n d   tes ti n g .     Step   2 : A ll t h in p u ts   ( attr ib u t es)  in   th tr ai n i n g   s u b s et  ar n o r m al ized   in to   th r a n g [ 0 ,   1 ] .     Step   3 KFC cl u s ter i n g .   C a lcu late  t h n u m b er   o f   cl u s ter s   o f   th tr ai n i n g   s u b s e an d   d eter m i n th h id d e n   n o d s ize  in   S L FN a cc o r d in g   t o   it.    Step   4 : Ran d o m l y   as s ig n   h id d en   n o d p ar a m eter s : i n p u w ei g h v ec to r     an d   h id d en   n o d b ias    Step   5 : Calcu late  t h h id d en   la y er   o u tp u m atr i x   u s in g   t h lear n in g   s u b s et.     Step   6 : Calcu late  t h o u tp u weig h m atr i x   β.       3.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S AN D I S C USS I O N   T h MI T - B I ar r h y t h m ia  d at ab ase  is   u s ed   a s   t h d ata  s o u r ce   in   th i s   s tu d y   w h ic h   i s   d ev elo p ed   b y   Ma r k   &   Mo o d y   ( 1 9 9 7 )   [ A v ailab le:  h ttp ://ec g . m it.e d u /d b i n f o . h t m l ] .   T h d atab ase  co n tain s   4 8   r ec o r d in g s .   E ac h   h as  d u r atio n   o f   3 0   m i n u tes  an d   in c lu d es  t w o   lead s t h m o d if ied   li m b   lead   I I   an d   o n o f   t h m o d if ied   lead s   V1 ,   V2 ,   V4   o r   V5 .   T h s a m p li n g   f r eq u en c y   is   3 6 0   Hz ,   th d ata   ar b an d p ass   f i lter ed   at  0 . 1 1 0 0   Hz  an d   th r eso l u tio n   is   2 0 0   s a m p l es  p er   m V.   T w e n t y - th r ee   o f   t h r ec o r d in g s   ar in te n d ed   to   s er v as  a   r ep r esen tativ e   s a m p le  o f   r o u ti n cli n ical   r ec o r d in g s   an d   2 5   r ec o r d in g s   co n tai n   co m p lex   v e n tr ic u lar ,   j u n ctio n al,   a n d   s u p r av e n tr icu lar   ar r h y t h m ias.  T h er ar o v er   1 0 9 , 0 0 0   lab elled   v en tr icu lar   b ea ts   f r o m   1 5   d if f er e n h ea r tb ea t y p es.  T h er is   lar g d if f er en ce   in   t h n u m b er   o f   ex a m p les  in   ea c h   h e ar b ea ty p e.   T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       Tit le  o f m a n u s crip t is sh o r t a n d   clea r ,   imp lies   r esea r ch   r esu l ts   ( F i r s t A u th o r )   75   lar g est  c lass   is   ―No r m al   b ea t‖   w it h   ab o u t   7 5 , 0 0 0   ex am p les  an d   th s m alles clas s   i s   ―Su p r av e n tr ic u lar   p r em at u r b ea t‖   ( SP )   w it h   j u s t w o   e x a m p les.  T h d atab ase   is   i n d ex ed   b o th   i n   ti m i n g   in f o r m at io n   a n d   b ea class i f icatio n .   Fo r   m o r d etails ab o u t M I T B I A r r h y th m ia  d atab ase  s ee   [ 1 4 ] .     to tal  o f   1 2   r ec o r d s   ar u s e d   f r o m   th e   d atab ase  a n d   a   to t al  o f   3 0 , 8 7 3   b ea ts 2 2 , 4 7 6   n o r m al  b ea ts ,   5 , 3 9 4   a b n o r m al   P VC   ar r h y t h m ia  b ea ts ,   a n d   3 , 0 0 3   o th er   ar r h y t h m ic  b ea ts   ar e x tr ac ted .   T h d atab ase  in d ex   f iles   u s ed   f r o m   d atab ase   to   lo c ate  b ea ts   i n   E C G   s i g n a ls .   Fo r   ex a m p le   t h p r o p o s ed   w o r k   cl ass i f ies   w it h   t h e s es   f i v clas s es  s u c h   a s     n o r m al  s in u s   r h y t h m   ( NS R ) ,   p r e m at u r v en tr icu lar   co n tr ac tio n   ( P V C ) ,   atr ial  f ib r illatio n   ( A F),   v e n tr ic u lar   f ib r illatio n   ( VF)   an d   an d   2 °  h ea r b lo ck   ( B I I ) .   I f   f o r   ex a m p le  s e g m e n o f   H R w it h   th e   VF  ar r h y t h m ia  is   cla s s i f ied   as   th VF,  th e n   it  i s   s aid   th at  t h s eg m en is   clas s i f ied   T P .   O n   th o t h er   h an d   i f   a   n o n - VF   s e g m e n is   cla s s i f ied   as  n o n - VF,  t h e n   it  is   s aid   t h at  t h s eg m e n i s   clas s i f ied   T N.   A n y   n o n - VF   s eg m e n w h ic h   is   c lass if ied   a   VF   s e g m e n t   b y   m is ta k w i ll   p r o d u ce   FP ,   w h ile   an y   VF   s e g m e n t   w h ich   is   class i f ied   n o n - VF  s e g m en b y   m i s ta k w i ll   p r o d u ce   FN  r esu lt.  Fo r   th ev a lu at io n   o f   p r o p o s ed   class if ier ,   to tal  o f   1 3 1 7   s eg m e n t s ,   w h ic h   ar o b tain ed   o n   th MI T - B I ar r h y th m ia  d atab ase,   w er u s ed   an d   it  co n s is ted   o f   8 3 5   NSR   s eg m e n t s ,   5 7   PVC   s e g m en t s ,   3 2 2   A s eg m e n ts ,   7 8   VF  s e g m en ts   a n d   2 5   B I I   s e g m e n ts .   T h e   i m p le m en ta tio n   w a s   ex p er i m e n ted   o n   v ar iet y   o f   d ataset s       a.   Acc ura cy   Co m pa ri s o n   T h p r o p o s ed   I E L M - P SO  alg o r ith m   p r o d u ce s   b etter   ac cu r a c y   r ate  w h ic h   i s   m u c h   g r ea ter   ac cu r ac y   r esu lt s   th a n   ex i s ti n g   al g o r ith m s   s u c h   as  SVM,   E SVM - P SO.  W h en   t h n u m b er   o f   f e atu r es  i n cr ea s es  t h e   ac cu r ac y   o f   t h r es u lt  i s   i n cr ea s es.  T h is   ap p r o ac h   p r o d u ce s   h i g h   ac c u r ac y   r ate  w h e n   co m p ar ed   to     ex is t in g   s y s te m .       b.   F1 -   m ea s ure  Co m pa ri s o   F1 -   m ea s u r is   d ef i n ed   as t h h ar m o n ic  m ea n   o f   p r ec is io n   a n d   r ec all.   A   g o o d   class i f ier   is   ass u m ed   to   h av e   h ig h   F1 -   m ea s u r e,   w h i ch   i n d icate s   t h at   th e   clas s if ier   p er f o r m s   w e ll  w i th   r e s p ec to   b o th   p r ec is io n   ( P )   an d   r ec all  ( R ) .   1      =   2 ×  + .   T h p r o p o s e d   I E L M - B F b ased   F al g o r ith m   p r o d u ce s   h i g h   F1 - m ea s u r is   h i g h er   th a n   th e x is t in g   alg o r it h m s   s u ch   a s   S VM ,   E SVM - P SO.  W h en   t h e   n u m b er   o f   f ea t u r es  in cr ea s es  th F1 - m ea s u r o f   t h r es u lt  is   in cr ea s e s .   T h is   ap p r o ac h   p r o d u ce s   ef f ec ti v F1 - m ea s u r r ate  w h e n   co m p ar ed   to   ex is t in g   s y s te m .       c.   E x ec utio n T i m Co m pa riso n     T h b est  ac cu r ac y   r ate  is   ac h i ev ed   u s i n g   th e   li n ea r   an d   n o n - lin ea r   f ea t u r v ec to r   a n d   t h B FO - b ased   f ea t u r s elec t io n   a lg o r it h m   u s in g   o n l y   les s   n u m b er   o f   s e lec ted   f ea t u r es   w h ich   is   s i g n i f ic an tl y   i m p r o v es   t h ac cu r ac y   a n d   r ed u ce s   th ti m e   co m p le x it y .       d.   M e a n Abs o lute   E rr o r   I n   s tati s tic s ,   th m ea n   ab s o lu t er r o r   ( MA E )   is   q u an tit y   u s ed   to   m ea s u r h o w   clo s f o r ec asts   o r   p r ed ictio n s   ar to   th ev en t u al   o u tco m es.  T h m ea n   ab s o lu te   er r o r   is   g iv en   b y ;     = 1 | | = 1 = 1 | | = 1     As  th n a m s u g g est s ,   th m e an   ab s o lu te  er r o r   is   an   av er a g o f   th ab s o lu te  er r o r s   | | = | | w h er e     is   t h p r ed ictio n   an d     th tr u v alu e.   Fig . 5   s h o w s   t h No .   o f   s elec te d   f ea tu r es  f o r   d if f er en f ea t u r e   v ec to r   d i m en s io n s   an d   cla s s i f icatio n   o f   h ea r r ate  d ata   is   d o n u s i n g   m et h o d s   s u c h   a s   t h I E L M - B FO  b ased   FS ,   E S VM - P SO   b ased   FS   an d   SV M   w it h o u f ea t u r s elec tio n   al g o r ith m s .   T h b est  ac cu r ac y   r a te  is   ac h ie v ed   u s i n g   t h li n ea r   an d   n o n - li n ea r   f ea t u r v ec to r   an d   th B FO - b a s ed   f ea tu r s elec tio n   alg o r it h m   u s in g   o n l y   less   n u m b er   o f   s elec ted   f ea tu r es  a n d   th cla s s i f icatio n   is   d o n u s i n g   KF C b ased   I E L M   is   s ig n if ican t l y   r ed u ce s   t h M AE   an d   r ed u ce s   t h e   co m p u tatio n al  co m p le x it y .         4.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   w o r k ,   K FC M - b ased   E L al g o r ith m   i s   p r o p o s ed   t o   au to m atica l l y   d eter m i n th e   n u m b er   o f   n eu r o n s   i n   t h h id d en   la y er   o f   S L FN.  KF C c lu s ter in g   m et h o d   ap p lied   in   t h a lg o r ith m   p r o v id es  t h e   r elativ el y   r ea s o n ab le  n u m b er   o f   h id d en   n o d es  b ef o r tr ain i n g   t h g i v e n   h ea r r ate  d ata.   T h B FO  h as  b ee n   u s ed   f o r   th e   f ea tu r es   s elec t io n .   A   p er f o r m an ce   co m p ar is o n   o f   t h p r o p o s ed   alg o r ith m   with   t h E SVM - P SO  an d   SVM  m et h o d s   h as b ee n   c ar r ied   o u t o n   h ea r t r ate  d ata.   T h ex p er i m e n tal  r es u lt s   i n d icat th at  t h p r o p o s ed   m et h o d   ac h iev e s   i m p r o v ed   tes tin g   ac cu r ac y   co m p ar ed   to   th E SVM - P SO a n d   SVM.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.  6 ,   No .   1 ,     M ar ch   20 1 7     xx     xx   76   RE F E R E NC E S   [1 ]   Oso w s k i,  S.,   L in h ,   T . H.   ( 2 0 0 1 ) .   E C b ea t   r ec o g n itio n   u s in g   f u zz y   h y b r id   n eu r al  n e t w o r k .   I E E E   Tr a n s .   B io med .   E n g .   4 8   ( 1 1 ) ,   1 2 6 5 1 2 7 1 .   [2 ]   A r g y r o   Ka m p o u r ak i,  Geo r g Ma n is ,   a n d   C h r is to p h o r o s   Ni k o u ,   Me m b er ,   I E E E , ”  Hea r tb ea T im Ser ies  C las s i f icatio n   W ith   S u p p o r Vec to r   Ma ch i n es”,   I E E E   T r a n s a ctio n s   On   I n fo r ma tio n   Tech n o lo g I n   B io med icin e ,   VOL .   1 3 ,   NO  4   J u le  2 0 0 9     [3 ]   M.   Ka m a th   an d   E .   Falle n ,   P o w er   s p ec tr al  a n al y s is   o f   HR V:   A   n o n i n v asi v s i g n at u r o f   ca r d iac  au to n o m ic  f u n ctio n s , ” C r it.  R ev .   B io med .   E n g . , v o l.  2 1 ,   p p .   2 4 5 3 1 1 ,   1 9 9 3 .     [4 ]   R .   Sil ip o ,   G.   Dec o ,   R .   Ver g a s s o la,   an d   C .   Gr e m i g n i,  “A   c h ar ac ter izatio n   o f   H R V s   n o n lin ea r   h id d en   d y n a m ics   b y   m ea n s   o f M ar k o v m o d els,”   I E E E   Tr a n s .   B io m ed .   E n g . ,   v o l.  4 6 ,   n o .   8 ,   p p .   9 7 8 9 8 6 ,   A u g .   1999.   [5 ]   C .   L iu   an d   H.   W ec h s ler ,   E v o lu tio n ar y   P u r s u it  a n d   I ts   A p p licatio n   to   Face   R ec o g n itio n , ”  I E E E   Tr a n s .   P a tter n   A n a lysi s   a n d   Ma ch i n e   I n tellig en ce ,   v o l.  2 2 ,   n o .   6 ,   p p .   5 7 0 - 5 8 2 ,   2 0 0 0   [6 ]   C .   C o r tes,  V.   Vap n i k ,   Ma ch i n L ea r n i n g   2 0   ( 1 9 9 5 )   2 7 3 2 9 3 .   [7 ]   Dao - Qia n g   Z h a n g ,   So n g - C an   C h e n ,   n o v el  k er n e lized   f u z z y   C - m ea n s   al g o r ith m     w it h   ap p licatio n   i n   m ed ical  i m ag s eg m e n tatio n ,   A r tifi cia l I n tellig en ce   in   Med i cin 3 2   ( S ep temb er ( 1 ) )   ( 2 0 0 4 )   3 7 50,   [8 ]   Kar p a g ac h el v i,  S.,   A r t h an ar i,  M. ,   &   Si v a k u m ar ,   M.   ( 2 0 1 1 ) .   C las s i f icatio n   o f   E C s i g n als  u s i n g   ex tr e m e   L ea r n i n g   Ma ch in e.   co mp u ter a n d   in f o r ma tio n   s cien ce ,   4 ( 1 ) ,   p 4 2 .   [9 ]   Gu a n g - B in   H u a n g ,   L ei  C h e n ,   C h ee - Kh eo n g   S ie w ,   " Un iv er s al  A p p r o x i m a tio n   U s in g   I n cr e m en tal   C o n s tr u c ti v Feed f o r w ar d   N et w o r k s   w i th   R a n d o m   Hid d en   No d es" ,   I E E E   Tr a n s a ctio n s   o n   N eu r a l   N etw o r k s ,   v o l.  1 7 ,   n o .   4 ,   p p .   8 7 9 - 8 9 2 ,   2 0 0 6 .   [1 0 ]   Gu a n g - B in   H u an g ,   L ei   C h e n ,   " C o n v ex   I n cr e m en ta E x tr e m e   L ea r n i n g   Ma ch in e" ,   N eu r o co mp u tin g ,   v o l.  7 0 ,   n o .   1 6 - 1 8 ,   p p .   3 0 5 6 - 3 0 6 2 ,   2 0 0 7 .     [1 1 ]   Gu a n g - B in   H u a n g ,   L ei  C h e n ,   " E n h an ce d   R a n d o m   Sear ch   B ased   I n cr e m en ta E x tr e m L ea r n i n g   Ma ch i n e" ,   N eu r o co mp u tin g ,   v o l.  7 1 ,   n o .   1 6 - 1 8 ,   p p . 3 4 6 0 - 3 4 6 8 ,   2 0 0 8 .     [1 2 ]   Gu o - R u Fe n g ,   G u a n g - B i n   H u an g ,   Qi n g - P in g   L i n ,   R o b er Ga y .   " E r r o r   Min i m ized   E x tr e m L ea r n i n g   Ma ch i n w it h   Gr o w t h   o f   Hi d d en   No d es  an d   I n cr e m en tal   L ea r n in g " ,   I E E E   Tr a n s a ctio n s   o n   N eu r a l   N etw o r k s ,   v o l.  2 0 ,   n o .   8 ,   p p .   1 3 5 2 - 1 3 5 7 ,   2 0 0 9 .   [1 3 ]   G.   B .   M o o d y ,   an d   R .   G.   Ma r k ,   T h i m p ac o f   th MI T /B I ar r h y t h m ia  d atab ase ,   I E E E   E n g .   Med .   B i o l.   Ma g . ,   v o l.  2 0 ,   n o .   3 ,   p p .   45 5 0 ,   Ma y -   J u n .   2 0 0 1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.