I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   2 A p r il   20 25 ,   p p .   1 8 8 0 ~ 1 8 8 8   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 2 . pp 1 8 8 0 - 1 8 8 8           1880       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Stress  de tec tion t hro ug h weara ble  sens o rs co nv o lutiona neura net wo rk - b a sed   a ppro a ch usi ng  heart rat e and  step data       Rif k i Wij a y a ,   G a m ma   K o s a l a   S c h o o l   o f   C o m p u t i n g ,   Te l k o m U n i v e r si t y ,   B a n d u n g ,   I n d o n e s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   1 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Oct  2 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Oct  2 3 ,   2 0 2 4       Wi th   t h e   c u rre n tec h n o l o g ica l   a d v a n c e m e n ts,  p a rti c u larl y   in   se n sin g   tec h n o l o g ies ,   m o n it o rin g   v a rio u s   h e a lt h   a sp e c ts,  in c lu d in g   h e a rt   ra te,  h a s   b e c o m e   fe a sib le.  Th e   p ro b lem   a d d re ss e d   in   th is  stu d y   is  t h e   n e e d   fo r   e ffe c ti v e   stre ss   d e tec ti o n   m e th o d s   to   m it ig a te t h e   sig n if ica n c o n se q u e n c e s o f   h ig h - in te n sity   o r   l o n g - term   stre ss ,   wh ic h   imp a c ts  sa fe ty   a n d   d isru p ts  n o rm a ro u ti n e s.  We  p ro p o se   a   stre ss   d e tec ti o n   sy ste m   d e v e l o p e d   b a s e d   o n   t h e   c o n v o lu ti o n a n e u ra n e tw o rk   ( CNN m e th o d   to   a d d re ss   t h is.  Th e   stu d y   in v o lv e u n i v e rsity   stu d e n ts  a g e d   2 0 2 2 ,   f o c u sin g   o n   m e n tal  st re ss .   Th e   d a tas e e n c o m p a ss e p a ra m e ters   su c h   a h e a rt  ra te,  f o o tstep s,   a n d   re sti n g   h e a rt  ra t e   re c o rd e d   t h ro u g h   a   sm a rtwa tch   with   1 4 9 , 7 9 7 - r o d a ta.  O u re su lt s   in d ica te  t h a th e   CNN   m o d e l   a c h iev e a n   8 4 . 5 %   a c c u ra c y ,   8 0 . 9 %   p re c isio n ,   7 9 . 8 %   re c a ll ,   a n d   a n   8 0 . 4 %   F 1 - sc o re ,   c o n firmi n g   it e ffica c y   in   stre ss   c las sifica ti o n .   T h e   c o n fu si o n   m a tri x   f u rth e r   v a li d a tes   th e   m o d e l a c c u ra c y ,   p a rti c u larly   f o c las se 1   a n d   2 .   T h is  re se a rc h   c o n tri b u tes   sig n if ica n tl y   t o   t h e   d e v e lo p m e n o a n   e ffe c ti v e   a n d   p ra c ti c a stre ss   d e tec ti o n   m e th o d ,   h o ld in g   p ro m ise   fo e n h a n c i n g   we ll - b e in g   a n d   p re v e n ti n g   stre ss - re late d   h e a lt h   issu e s .   K ey w o r d s :   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   Hea r t r ate  m o n ito r i n g   Me n tal  s tr ess   Sm ar twatch   d ata  an aly s is   Stre s s   d etec tio n   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 :   R if k i Wi jay a   Sch o o l o f   C o m p u tin g ,   T elk o m   Un iv er is ty   J l.  T elek o m u n ik asi No .   1 ,   B an d u n g ,   4 0 2 5 7 ,   I n d o n esia    E m ail: r if k iwijay a@ telk o m u n i v er s ity . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   Peo p le  g en er ally   d esire   co n tr o in   th eir   liv es,  b u t   as  th ey   ag e ,   th ey   o f ten   ex p er ien ce   m o r l o s s es  th an   g ain s   [ 1 ] W ith   ad v an ci n g   a g e,   in d iv id u als  m u s m ak e   s tr ateg ic  ch o ices  ab o u wh er e   to   in v est  th eir   en er g y   an d   r eso u r ce s .   B o th   t h eo r eti ca an d   e m p ir ical  wo r k   s u g g ests   th at  s o cial  in ter ac tio n s   ar g r ea tly   v alu ed   th r o u g h o u o n e s   life .   E r ic s   r esear ch   s h o ws  th at  wh ile  ad u l ts   p er ce iv d ec r ea s in   t h eir   co n tr o o v er   n o n - s o cial  s tr es s o r s   as   th ey   ag e,   th is   r ed u ctio n   is   n o ev id en t   in   th co n tex o f   s o cial  s tr e s s o r s .   T h is   f in d in g   im p lies   th at  s o cio em o tio n al  as p ec ts   r em ain   r o b u s t,  m ain tain i n g   th eir   s ig n if ica n ce   in   th e   liv es o f   o ld er   a d u lts .   Stre s s   co n s titu te s   u b iq u ito u s   co m p o n en o f   ev er y d ay   ex i s ten ce ,   en co u n ter e d   b y   th m ajo r ity   o f   in d iv id u als  ac r o s s   d iv er s co n tex ts   an d   m o d alities .   No n et h eless ,   ex p o s u r to   h ig h   in te n s ity   o r   p r o lo n g ed   s tr ess   ca n   co m p r o m is s af ety   an d   p er tu r b   th e   r eg u lar ity   o f   d aily   ac tiv ities .   E ar l y   id e n tific atio n   o f   m en ta l   s tr ess   i s   cr u cial  f o r   av e r tin g   p leth o r o f   h ea lth   is s u es th at  s tr ess   m ay   p r ec ip itate  [ 2 ] .   I is   cr u cial  to   d etec m e n tal   s tr ess   ea r ly ,   as  it  ca n   p r ev e n th em er g en ce   o f   n u m er o u s   h ea lth   p r o b lem s   r elate d   to   s tr ess .   Str ess   ca n   p r im ar ily   b ca teg o r iz ed   in to   ac u te  s tr ess   an d   ch r o n i s tr ess .   T h r elea s e   o f   s tr ess   h o r m o n es  s u ch   as  co r tis o ca n   lead   to   u n h ea lth y   h ab its   s u ch   as  s m o k in g   a d d ictio n ,   co n s u m in g   u n h ea lth y   f o o d ,   a n d   t h u s o f   m ed icatio n   th at  p o ten tially   i n cr ea s es  h ea lth   r is k s ,   in clu d i n g   d ec lin e   in   th e   im m u n s y s tem ,   in cr ea s ed   b lo o d   p r ess u r e,   b r ain   d is o r d er s ,   h ea r attac k s ,   s tr o k es,  v io len ce ,   s u icid e,   an d   e v en   an   elev ated   r is k   o f   ca n ce r   [ 2 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       S tr ess   d etec tio n   th r o u g h   w ea r a b le  s en s o r s :   a   co n v o lu tio n a n eu r a l n etw o r k - b a s ed     ( R ifk i Wija ya )   1881   Hea r r ate  m o n ito r in g   was  in v esti g ated   u s in g   th h ea r r ate  v ar iab ilit y   ( HR V)   tech n iq u e,   s p ec if ically   f o cu s in g   o n   m en tal  s tr ess   d etec tio n   th r o u g h   p h o to p leth y s m o g r ap h y   ( PP G) .   T h is   s tu d y   e m p lo y ed   th s u p p o r t   v ec to r   m ac h i n e   ( SVM)   f o r   c lass if icatio n ,   d r awin g   o n   lo w   f r eq u e n cy   ( L F),   h ig h   f r eq u e n cy   ( HF) ,   an d   th e   L F/HF   r atio   m etr ics  f r o m   HR V s   f r eq u en cy   d o m ai n   an al y s is .   L m etr ics  wer o b s er v ed   to   escalate   u n d e r   co n d itio n s   o f   m ild /lo s tr ess .   I n   co n tr ast,  HF  m etr ics  in cr ea s ed   d u r in g   m ild /lo an d   m o d er ate  s tr ess   lev els,  im p licatin g   b o th   th au t o n o m i n er v o u s   s y s tem   ( ANS)   an d   s y m p ath etic  n e r v o u s   s y s tem   ( SNS).   Ad d itio n ally ,   s tr ess   lev els  an d   th e   L F/HF   r atio   p r o g r ess iv ely   r o s f r o m   m ild   to   s ev er s tr ess   co n d itio n s .   An aly s is   o f   1 5   s u b jects  lab eled   3   ty p es  b aselin e,   am u s em en a n d   s tr ess   r ev e aled   d etec tio n   ac cu r ac ies  o f   7 5 . 2 1 %.   An aly s is   o f   s am d ata  with   2   clas s   ( s tr es s   an d   n o n - s tr ess )   r esu ltin g   ac cu r ac ies  o f   8 8 . 5 6 %.  3   class es   an d   2   class es  ar e   u s in g   h y b r id   co n v o l u tio n al  n e u r al  n etwo r k   ( C NN)   to   d etec s tr ess   [ 3 ] .   T h ar io n   et  a l.   [ 4 ]   d is cu s s ed   th an aly s is   o f   h ea r r ate  v ar ia b ilit y   as  s tr ess   d etec tio n   m eth o d .   T h is   r esear ch   ca lcu lated   h ea r r ate  v ar iab ilit y   u s in g   b o t h   tim e - d o m ain   an d   f r e q u en c y - d o m ain   m eth o d s .   T h r esu lts   s h o wed   th at  h ea r r ate  v ar ia b ilit y   co u ld   s er v as  a   g o o d   i n d icato r   f o r   d etec tin g   s tr ess   [ 5 ] .   Sh u   et   a l.   [ 6 ]   in v esti g ated   th u s o f   h ea r t   r ate  v ar iab ilit y   as  an   in d icato r   o f   s tr ess   in   em o tio n   r ec o g n itio n .   T h s tu d y   d em o n s tr ated   th at  ch an g es  in   h ea r r ate  co u ld   b u tili ze d   to   id en tify   em o tio n s   s u ch   as  n eu tr al,   s ad   an d   h ap p y   u s in g   em o tio n al  s tim u lu s   f r o m   v id eo   clip s .   Ov er   two   d ec ad es,   s tr ess   an d   d e p r ess io n   h a v b ee n   d ete cted   as  p r o m in e n g lo b al  p u b lic  h ea lth   co n ce r n   [ 7 ] .   I t   is   m en tal  c o n d itio n   th at  ar is es  wh en   an   in d iv id u al  e x p er ie n ce s   an   in a b ilit y   to   m ee t h ei r   n ee d s   o r   ex p ec tatio n s ,   r esu ltin g   in   p r ess u r e.   T h is   p r ess u r ca n   af f ec b o th   m en tal  an d   p h y s i ca h ea lth ,   as  well   as  in d iv id u al  p r o d u ctiv ity   [ 8 ] .   Mo r eo v er ,   s tr ess   r ef er s   to   th m en tal  im b alan ce   f ac ed   b y   a n   in d iv id u al  d u to   th p r esen ce   o f   p r ess u r e.   T h is   p r ess u r ar is es  f r o m   th in d iv id u al s   in ab ilit y   to   m ee th eir   n ee d s   o r   ex p ec tatio n s ,   wh ich   ca n   s tem   f r o m   b o th   i n ter n al  an d   ex ter n al  d em an d s .   E m o tio n al   r ea ct io n   will  co n s is o f   d en ial  s y m p to m s   an d   p a n g s   o f   s tr o n g   em o ti o n   s u ch   as tr a u m atic  im ag es   [ 9 ] .   A c c o r d i n g   t o   h e a l t h   p s y c h o l o g y   r e s e a r c h ,   t h r e e   f a c t o r s   c a n   t r ig g e r   s t r e s s ,   i n v o l v i n g   p h y s i c al - b i o l o g i c a s t r es s o r s   s u c h   a s   c h a l le n g i n g - to - t r e a t   i ll n e s s e s   o r   p h y s i c al   d i s a b i li t ie s ,   p s y c h o l o g i c al   s t r es s o r s   e n c o m p a s s i n g   n e g a t i v e   t h o u g h t s   o r   f e e l i n g s   o f   f r u s t r a t i o n ,   a n d   s o c i al   s t r e s s o r s   r el a t e d   t o   d i s h a r m o n i o u s   r e l a t i o n s h i p s   a m o n g   i n d i v i d u a l s ,   i n   s o c i et y ,   o r   w i th i n   t h e   f a m i l y .   T h e   i m p a ct s   o f   s t r e s s   o n   h e a l t h   i n c l u d e   s t r es s   h o r m o n e   r e l e as e ,   i n c r e a s e d   h e a r t   r a t e ,   a n d   r e s p i r a t o r y   r a t e   [ 1 0 ] .   S t r e s s   c a n   al s o   l e a d   t o   s y m p t o m s   s u c h   a s   h e a d a c h e s   a n d   d i f f ic u l t y   s l e e p i n g ,   as   w el l   as   a n   i n c r e as ed   r i s k   o f   h e a l t h   d is o r d e r s   s u c h   a s   h y p e r t e n s i o n   a n d   d i g e s t i v e   p r o b l e m s   [ 1 1 ] .   Stre s s   is   co m p lex   p h en o m en o n   th at  ca n   af f ec a n   in d i v id u a l s   p h y s ical  an d   m e n tal  well - b ein g   [ 1 2 ] I n   m an y   ca s es,  ac u te  s tr ess   ca n   tr ig g er   th f ig h o r   f lig h t   r esp o n s e,   wh ich   is   u s ef u f o r   d ea lin g   with   em er g en cy   s itu atio n s .   Ho we v er ,   wh e n   s tr ess   p er s is ts   in to   ch r o n icity ,   t h b o d y   ex p er ien ce s   ex ce s s iv p r ess u r e,   n eg ativ ely   im p ac tin g   th h ea lth   s y s tem .   C h r o n ic  s tr ess   ca n   im p air   th im m u n s y s tem ,   in cr ea s th e   r is k   o f   h ea r d is ea s e,   an d   ev en   ac ce ler ate  th ag in g   p r o ce s s .   Ad d itio n ally ,   s tr es s   ca n   a f f ec s leep   q u ality ,   co n ce n tr atio n ,   an d   d aily   p r o d u ctiv ity ,   lead in g   to   m en tal  h ea lt h   p r o b lem s   s u ch   as a n x iety   an d   d ep r ess io n   [ 1 3 ] .   I n   I E E E   Acc ess ,   T ask asap lid is   et  a l.   [ 1 4 ]   h as  r ev iewe d   m a n y   s tr ess   d etec tio n   m eth o d s ,   o n o f   wh ich   u s es  h ea r r ate  o n   Fit b it  wea r ab le  s en s o r .   Kh o o   et  a l.   [ 1 5 ]   r ev iewe d   all  m u ltimo d al  m en t al  h ea lth   d etec tio n ,   o n o f   th em   u s in g   HR an d   Kh o o   et  a l.   also   s h o ws  th at  m o d ality   f u s io n   tech n iq u es  f o r   c o n ca ten atin g   f ea tu r e   r ep r esen tatio n s   as  a   s in g le   in p u to   lear n   h ig h - lev el  r ep r esen tatio n s   ca n   b u s ed   in   d e n s a n d   f u lly   co n n ec ted   lay er s   with   atten tio n   m ec h an i s m s   lik C NN,   m u lti - h ea d   atten tio n   n etwo r k ,   a n d   tr a n s f o r m er .   C h alm er s   et  a l.   [ 1 6 ]   u s in g   wea r a b le  d ev ice  en titl ed   Stre s s   wa tch th u s o f   h ea r r ate  an d   h ea r r ate  v ar iab ilit y   to   d etec s tr ess p ilo s tu d y   u s in g   s m ar watc h   wea r a b les ,   h as  s i m ilar   r esear ch   with   a   d if f e r e n v ar ia b le,   wh ich   is   h ea r t r ate  v ar ia b ilit y   ( HR V)   an d   r esti n g   h ea r t r ate  ( R HR ) .   C h alm er s   et  a l.   [ 1 6 ]   h as sh o wn   th at  HR ca n n o t b m ea s u r ed   in d iv id u ally ,   it  m u s co n s id er   th R HR   b aselin wh ile  an x iety   an d   s tr ess   s tate   to   e n s u r ad d itiv e   ac u te  s tr ess .   Sim  et  a l.   [ 1 7 ]   u s es  C NN  to   d etec s tr ess   with   f iv e   class es  ( n o   r esp o n s e,   n o t   s tr ess ed ,   a   b it  s tr ess ed ,   m o d er ate,   lo t,  an d   ex tr em ely ) ,   r esu ltin g   in   7 9 . 2 5 Ad aBo o s t   ap p r o ac h   ac c u r a cy   Fo n tes  et  a l.   [ 1 8 ]   u s ed   C NN  to   im p r o v HR V - b ased   ac u te  s tr ess   d etec tio n ,   r esu ltin g   in   9 5 . 8 3 % a cc u r ac y .     C o n s id er in g   th s er io u s   im p a ct  o f   s tr ess   o n   h u m an   h ea lth ,   th au th o r   co n d u cted   r esear ch   to   d etec t   m ild   s tr ess   u s in g   th C NN  m e th o d .   T h is   ap p r o ac h   aim s   to   in teg r ate  s ev er al  r elev an d ata  la y er s ,   s u ch   as  h ea r r ate,   f o o ts tep ,   an d   r esti n g   h ea r r ate,   as  p r im ar y   p a r am eter s   i n   th e   s tr ess   d etec tio n   p r o ce s s .   T h is   in teg r atio n   is   ex p ec ted   t o   p r o v id e   a   m o r e   h o lis tic  u n d er s tan d in g   o f   s tr ess   co n d itio n s   an d   ev alu ate  C NN s   p er f o r m an ce   in   m an ag in g   a n d   an aly zi n g   h ea r t   r ate  d ata.   T h r esu lts   o f   th is   s tu d y   ar an ticip ated   t o   co n tr ib u te  s ig n if ican tly   to   d ev elo p in g   m o r e f f ec tiv e   a n d   p r ac tical  s tr ess   d etec tio n   m eth o d s .   Ou r   r esear c h   ca n   b im p lem e n ted   in   wea r ab le  h ea lth   m o n ito r i n g   d ev ices  to   p r o v id u s er s   with   r ea l - tim s tr ess   d etec tio n   an d   m an ag em en t.  T h is   ca n   b e   p ar ticu lar ly   u s ef u l   in   wo r k p lace   welln ess   p r o g r am s ,   wh er e m p lo y e r s   ca n   o f f er   p er s o n alize d   s tr ess   m an ag em en s tr ateg ies  to   em p lo y ee s   b ased   o n   th eir   s tr ess   l ev els.  Ou r   ap p r o ac h   u tili ze s   c o m m o n l y   av ailab le   s en s o r s   in   wea r ab le  d e v ices,  s u ch   as  h ea r r ate   m o n ito r s   a n d   ac ce ler o m eter s .   T h is   en s u r es  th at  o u r   m eth o d   ca n   b im p lem e n ted   with o u t sig n if ican t a d d itio n al  co s ts ,   m ak in g   it a cc ess ib le  to   wid r an g o f   u s er s .   T h e   e v a l u a t i o n   o f   t h e   C N N   m o d e l   a c h i e v e s   a n   8 4 . 5 %   a c c u r a c y ,   8 0 . 9 %   p r e c i s i o n ,   7 9 . 8 %   r e c a l l ,   a n d   a n   8 0 . 4 %   F 1 - s c o r e .   T h e   c o n f u s i o n   m a t r i x   f u r t h e r   v a l i d a t es   t h e   m o d e l s   a c c u r a c y ,   p a r t ic u l a r l y   f o r   c l a s s e s   1   ( s t r e s s )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 Ap r il   20 25 :   1 8 8 0 - 1 8 8 8   1882   a n d   2   ( n o   s t r es s ) .   T h n o v e l t y   o f   t h i s   r e s e a r c h   l i es   i n   u t i li z in g   t h r e e   v a r i a b l es   t h at   h a v e   n o t   b e e n   p r e v i o u s l y   e m p l o y e d   i n   a n y   k n o w n   s t u d i e s .   S t r e s s   w il l   r e d u c e   t h e   n u m b e r   o f   f o o t s t e p s ,   as   m e n t i o n e d   b y   B r o c k m a n n   a n d   R o s s   [ 1 9 ] A l t i n i   a n d   P le w s   [ 2 0 ]   c o n d u c t e d   r e s e a r c h   i n   5   y e a r s   f o r   a   l o n g i t u d i n a l   s t u d y   o f   H R V   at   r e s t   ( R HR )   a n d   s t r e s s .   T h es e   r e s u lt s   c o n f i r m   t h e   e f f i c a c y   o f   t h e   p r o p o s e d   s t r ess   d e t e ct i o n   s y s t e m   an d   i t s   p o t e n t ia l   t o   c o n t r i b u t e   s i g n i f i c a n t l y   t o   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   m o r e   e f f e c t i v e   an d   p r a c t i c a l   s t r es s   d et e c t i o n   m et h o d s .       2.   M E T H O D   I n   th d esig n   p h ase  o f   th s y s tem   co n s tr u cted   in   th is   r esear ch ,   s y s tem   is   d ev elo p ed   to   a n aly ze   th im p lem en tatio n   o f   s tr ess   d et ec tio n   s y s tem   u s in g   th e   C NN  m eth o d .   T h is   p h ase  in v o lv es  c r ea tin g   a   s tr u ctu r ed   p lan   th at  o u tlin es  th n ec ess ar y   s tep s   f o r   b u ild in g   an d   ev alu atin g   th s tr ess   d etec tio n   s y s te m .   T h r esear ch   is   d iv id ed   in t o   s ev er al  s tag es  th at  alig n   with   th b lo ck   d iag r am   d ep icted   i n   Fig u r e   1 ,   e n s u r in g   a   s y s tem atic  ap p r o ac h   to   th d ev elo p m en p r o ce s s .             Fig u r 1 .   Data   co llectio n ,   p r e p r o ce s s in g ,   C NN  im p lem en tatio n ,   an d   ev alu atio n   p r o ce s s es       2 . 1 .     Da t a   Co llect io n   I n   th d esig n   o f   t h is   s y s tem ,   th m ain   f o cu s   is   to   d etec h ea r r ate,   f o o ts tep ,   an d   r esti n g   h ea r r ate  as  k ey   p ar a m eter s   to   id en tif y   th e   lev el  o f   s tr ess .   T h f ir s p r o c ess   in v o lv es  d ata  co llectio n .   Data   co llectio n   was  co n d u cte d   o n   1 0   p ar ticip an ts   wh o   ar T elk o m   Un iv e r s ity   s tu d en ts   ag ed   b etwe en   2 0   an d   2 2   y ea r s ,   with   th id en tifie d   ty p o f   s tr ess   b ein g   m en tal  s tr ess .   T h is   d ata   in clu d es  in f o r m atio n   o n   h ea r t   r ate,   t h n u m b er   o f   s tep s   ( f o o ts tep s ) ,   an d   r esti n g   h ea r t r ate  m ea s u r ed   u s in g   t h Fit b it C h ar g 3   s m ar t w atch .   T h is   s y s tem ,   b u ilt  o n   s m ar tw atch   tech n o lo g y ,   is   d esig n ed   to   en h an ce   o u r   u n d e r s tan d in g   o f   m en tal  s tr ess   b y   f o cu s in g   o n   th r ee   k ey   p ar am eter s .   I ca p tu r e s   r ea l - tim p h y s io lo g ical  r esp o n s es,  p r o v id in g   im m ed iate  an d   ac cu r ate  d ata  a b o u s tr ess   lev els.  T h is   ap p r o a ch   en s u r es   r esear ch er s   ca n   a n aly ze   m en tal   s tr ess   m o r ef f ec tiv el y   with in   th s tu d ied   p o p u latio n ,   lead in g   t o   b et ter   in s ig h ts   an d   p o ten tial in ter v en tio n s .       2 . 2 .     P re pro ce s s ing   T h p r ep r o ce s s in g   s tag h elp s   en s u r th at  th d ata  u s ed   to   tr ain   th m o d el  is   clea n ,   r el ev an t,  an d   r ea d y   f o r   u s in   th tr ain in g   an d   test in g   p r o ce s s es  [ 2 1 ] .   I n   th is   s tag e,   p r o ce s s es  s u ch   as   h an d lin g   m is s in g   v alu es,  lab elin g   d ata,   co n v er t in g   d ata   in to   a p p r o p r iate  f o r m ats,  d ata  n o r m aliza tio n ,   an d   s p litt in g   d ata  i n to   tr ain in g   an d   test in g   d ata  ar e   ca r r ied   o u t.  T h p r o ce s s es in   th is   s tag ca n   b s ee n   in   Fig u r 2 .           Fig u r 2 .   T h p r e p r o ce s s in g   f l o s tar ts   with   r em o v in g   n o is an d   d i v id es th d ata  in to   tr ain in g   an d   test   d ata   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       S tr ess   d etec tio n   th r o u g h   w ea r a b le  s en s o r s :   a   co n v o lu tio n a n eu r a l n etw o r k - b a s ed     ( R ifk i Wija ya )   1883   2 . 3 .     Co nv o lutio na neura l net wo rk     C o n v o lu tio n al  n eu r al   n etwo r k   ( C NN )   s tan d s   o u as  s p ec ia lized   ar ch itectu r with in   ar tifi cial  n eu r al   n etwo r k s ,   m etic u lo u s ly   c r af t ed   f o r   p r o ce s s in g   s tr u ctu r ed   d ata  [ 2 2 ] .   C o m p r is in g   d is tin ct  lay er s ,   C NN   p o s s ess es  th in n ate  ab ilit y   to   au to n o m o u s ly   a n d   h ier ar c h ically   d is ce r n   f ea t u r es  f r o m   in p u d ata.   T h e   co n v o l u tio n al  L a y er ,   with   its   co n v o lu tio n   o p er atio n s ,   ex c els  in   ex tr ac tin g   in tr icate   f ea tu r es  b y   s ca n n in g   m in u te  p o r tio n s   o f   th in p u u s in g   f ilter s   o r   k er n els.  T h is   f ac ilit ate s   th d etec tio n   o f   s p ec if ic  p atter n s ,   en ab lin g   th e   m o d el  to   ac q u i r n u a n ce d   u n d e r s tan d in g   o f   th d ata s   h ier ar c h ical  s tr u ctu r es.  T h la y er ,   in co r p o r atin g   th r ec tifie d   lin ea r   u n it  ( R eL U)   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   co n tr ib u tes  b y   elim in a tin g   n eg ativ v al u es  in   th c o n v o lu tio n   r esu lts ,   r ec o g n izin g   in tr icate   p atter n s   an d   f o r m in g   a b s tr ac d ata  r ep r esen tatio n s .   T h e   p o o lin g   lay er   s tr ateg ically   r e d u ce s   th s p atial  d im e n s io n s   o f   t h co n v o l u tio n al  lay e r   o u tp u ts ,   m itig atin g   co m p u tatio n al   co m p lex ity   a n d   p r ev en tin g   o v er f itti n g .   F in ally ,   th f u lly   co n n ec ted   lay er   am alg am ates   in f o r m atio n   f r o m   p r ec ed i n g   la y er s ,   s er v in g   as  d ec is iv class if ier   f o r   task s   lik s tr es s   clas s if icatio n   b ased   o n   h ea r r ate,   cu lm in atin g   in   c o m p r eh e n s iv an d   s o p h is ticated   d ata  an aly s is .   T h m ain   f o r m u la  r elate d   to   th e   co n v o l u tio n   o p er atio n   i n   C NN  ca n   b s ee n   in   ( 1 ) .     (  ,  ) = ( ) (  ,  ) =    (  ,  )     (       ,       )    ( 1 )     W h en ,   (  ,  )   is   th p ix el   at   p o s itio n   (  ,  )   in   t h c o n v o lu tio n   r esu lt m atr ix .   (  ,  )   is   th e   p ix el   v alu e   at   p o s itio n   (  ,  )   in   th in p u ( im ag o r   d ata  m atr i x ) .   (   ,   )   is   th v al u o f   th f ilter   ( k er n el)   at  p o s itio n   (   ,   ) .      d an      ar s y m b o ls   f o r   s u m m in g   u p   all  th e   p ix el  v alu es  in   th e   co n v o l u tio n   o p er atio n .   T h eq u atio n   ( 1 )   d escr ib es  th e   co n v o lu tio n   p r o ce s s   b etwe en   th in p u ( I )   a n d   th f ilter   ( K ) ,   r esu ltin g   in   th co n v o l u tio n   m at r ix   S .   Af ter war d ,   th is   co n v o lu ti o n   r esu lt  ca n   b o p er ated   with   an   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   s u ch   as  th R eL f u n ctio n ,   a n d   u n d er g o   la y er s   o f   p o o lin g   an d   f u lly   c o n n ec te d   lay e r s   to   g en e r ate  th e   f in al   o u tp u [ 2 3 ] .     2 . 4 .     E v a lua t io ph a s e   E v alu atin g   C NN  m o d els  in   t h co n tex o f   s p ec if ic  task   ca n   b d o n u s in g   v a r io u s   p e r f o r m a n ce   m etr ics  [ 2 3 ] .   T h ese  m etr ics   p r o v id q u an titativ f r am ewo r k   f o r   ass ess in g   th m o d el’ s   ef f ec tiv en ess ,   en ab lin g   r esear ch e r s   to   id en ti f y   s tr en g th s   an d   a r ea s   f o r   im p r o v em e n t.  B elo is   b r ief   ex p lan atio n   o f   s o m e   co m m o n l y   u s ed   ev alu atio n   m etr ics,  h ig h lig h tin g   t h eir   r e lev an ce   in   an aly zin g   m o d el  p er f o r m an ce   with in   d if f er en t ta s k s .     2 . 4 . 1 .   Co nfusi o m a t rix   co n f u s io n   m atr ix   is   m atr ix   tab le  u s ed   in   th e v alu atio n   o f   th p er f o r m an ce   o f   cla s s if icatio n   m o d el.   T h c o n f u s io n   m atr ix   p r o v id es  co m p r e h en s iv o v er v iew  o f   h o well  class i f icatio n   m o d el  ca n   p r ed ict  th co r r ec tar g et  clas s es  an d   an aly ze s   th ty p es  o f   er r o r s   m ad e   b y   t h m o d el  [ 2 4 ] T h m atr ix   is   co m p o s ed   o f   f o u r   k e y   co m p o n en ts tr u p o s itiv es  ( T P),   wh ich   r ef lect  co r r ec tly   p r ed icted   p o s itiv in s tan ce s tr u n eg ativ es  ( T N) ,   in d icatin g   in s tan ce s   ac cu r ately   i d en tifi ed   as  n eg ativ e;  f alse  p o s itiv es  ( FP ) ,   r ep r esen tin g   ca s es  in co r r ec tly   class if ied   a s   p o s itiv d esp ite  b elo n g in g   to   th n e g ativ class   ( T y p I   er r o r ) an d   f alse  n eg ativ es  ( FN) ,   w h ich   d en o te   p o s itiv in s tan ce s   m is class if ied   as  n e g ativ ( T y p e   I I   er r o r ) .   T h ese  ele m en ts   p r o v id d etailed   b r ea k d o wn   o f   th m o d el s   class if icatio n   p er f o r m an ce ,   allo win g   f o r   t h o r o u g h   a n aly s is   o f   its   ac cu r ac y   an d   th t y p es  o f   e r r o r s   it  m ak es  in   p r ed ictin g   ta r g et  class es  [ 2 5 ] .   B y   u s in g   th e s f o u r   m ain   ce lls ,   th co n f u s io n   m atr ix   ca n   b s t ated   in   T ab le  1 .       T ab le  1 .   T a b le  ex p lain in g   th co n f u s io n   m atr ix     A c t u a l   v a l u e   P o si t i v e   N e g a t i v e   P r e d i c t i v e   v a l u e   P o si t i v e   Tr u e   p o si t i v e   ( TP)   F a l se   n e g a t i v e   ( TN )   N e g a t i v e   F a l se   n e g a t i v e   (FN)   Tr u e   n e g a t i v e   ( TN )       T h co n f u s io n   m atr ix   aid s   in   ca lcu latin g   v a r io u s   class if icatio n   e v alu atio n   m etr ics  s u ch   as  ac cu r ac y ,   r ec all,   p r ec is io n ,   an d   F1 - s co r [ 2 6 ] .   B y   u tili zin g   th v alu e s   f r o m   th co n f u s io n   m atr ix   ce lls ,   we  ca n   b etter   u n d er s tan d   t h class if icatio n   m o d el s   p er f o r m an ce   ac r o s s   d if f er en asp ec ts .   T h ac cu r ac y ,   r ec all,   p r ec is io n ,   an d   F1 - s co r ca lc u latio n s   ca n   b o b s er v e d   in   ( 2 )   to   ( 5 ).         = (    +    ) (    +      +      +    )     ( 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 Ap r il   20 25 :   1 8 8 0 - 1 8 8 8   1884   Acc u r ac y   m ea s u r es  h o o f te n   th m o d el  p r o v id es  co r r ec t   p r ed ictio n s   o v er all.   I is   ex p r ess ed   as  th to tal   co r r ec t p r e d ictio n s   ( tr u e   n eg at iv an d   tr u e   p o s itiv e )   r atio   to   t h to tal  n u m b er   o f   s am p les.         =  (    +    )   ( 3 )     Pre cisi o n   m ea s u r es  h o p r ec i s th m o d el  is   in   p r ed ictin g   th p o s itiv class .   I is   ex p r es s ed   as  th r atio   o f   tr u p o s itiv to   th e   to tal  p o s itiv p r ed ictio n s   ( f alse  p o s itiv a n d   tr u p o s itiv e ).         =  (    +      )   ( 4 )     R ec all  m ea s u r es  th m o d el s   ab ilit y   to   d etec all  in s tan ce s   o f   th ac t u al  p o s itiv class .   I t   is   ex p r ess ed   as  th e   r atio   o f   tr u p o s itiv to   t h to t al  in s tan ce s   o f   th p o s itiv cla s s   ( tr u p o s itiv an d   f alse  n eg ativ e) .     1    = 2              +      ( 5 )     T h F1 - s co r r ep r esen ts   th h ar m o n ic  m ea n   b etwe en   p r ec is io n   an d   r ec all ,   o f f er in g   b ala n ce d   m ea s u r th at   en co m p ass es b o th .   F1 - s co r a ch iev es a   h ig h   v alu if   a n d   o n l y   if   b o t h   p r ec is io n   a n d   r ec all  h av h ig h   v alu es.       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     I m plem ent a t io prepro ce s s i ng   T h o u tco m es  o f   th e   d ata  p r e p r o ce s s in g   s tag ar e   d etailed   in   s ec tio n s   3 . 1 . 1   t o   3 . 1 . 5 .   T h es s ec tio n s   co v er   th e   r esu lts   f r o m   h an d lin g   m is s in g   v alu es,  im p lem en tin g   d ata  la b elin g ,   c o n v e r tin g   d ata  f o r m ats,   n o r m alizin g   d ata,   an d   s p litt in g   th e   d ata,   wh ich   c o llectiv ely   co n s titu te  th e   p r e p r o ce s s in g   s tep s   f o r   th is   r esear ch .   E ac h   s tep   is   cr itic al  to   e n s u r in g   th e   d ataset’ s   q u ality   an d   s u itab ilit y   f o r   an aly s is ,   u ltima tely   en h an cin g   th r eliab ilit y   a n d   a cc u r ac y   o f   th r esu lts   p r esen te d   in   s u b s eq u e n t sectio n s .     3 . 1 . 1 .   Resul t s   f ro m   o v er co m i ng   m is s ing   v a lues   T h m ain   o b jectiv o f   t h is   s tag is   to   clea n   an d   p r e p ar th e   d ata  f o r   f u r th er   a n aly s is   o r   m o d elin g .   I n   th is   p h ase,   th d ataset  is   ev a lu ated   u s in g   th  ( ) . ( )   f u n ctio n   to   id en tify   th n u m b er   o f   m is s in g   v alu es  in   ea ch   c o lu m n .   Su b s e q u en tly ,   r o ws  co n tain i n g   m is s in g   v alu es  ar e   r em o v ed   u s in g   th d r o p   f u n ctio n ,   an d   th e   m o d if ied   d ataset  is   s to r ed   b ac k   in   th v ar iab le  d ata.   T h is   ac tio n   is   tak e n   to   clea n s th d ataset  f r o m   r o ws  with   m is s in g   v alu es.  A f ter   th is   p r o ce s s ,   an o th er   ev alu atio n   u s in g    ( ) . ( )   is   co n d u cted   to   en s u r th at   th e   d ataset  u s ed   i s   f r ee   f r o m   m is s in g   v alu es.  Ultim ately ,   th is   p iece   o f   co d e   aim s   to   h an d le  a n d   elim in ate  m is s in g   v alu es  in   th d ataset  b ef o r p r o ce ed in g   t o   th an aly s is   o r   m o d elin g   s tag e.   T h o u tco m es  o f   th is   s tag ca n   b o b s er v ed   in   F ig u r 3 .           Fig u r 3 .   R esu lts   o f   th m is s in g   v alu r e m o v al  s tag e       3 . 1 . 2 I m plem ent a t i o o f   la b eling   da t a   T h is   p r o ce s s   aim s   to   p r o v i d e   lab els  to   th d ata  b ased   o n   th in ter v iew  r esu lts   f r o m   p a r ticip an ts ,   ass ig n in g   th lab el  ya   ( y e s )   f o r   f ee lin g   s tr ess   an d   tid a k   ( n o )   f o r   n o f ee lin g   s tr ess ,   wh ich   will  b s u b s eq u en tly   co n v er ted   t o   ya   with   v alu o f   1   an d   tid a k   with   v alu o f   0 .   T h o u tco m es  o f   th is   lab elin g   p r o ce s s   ar p r esen ted   in   T ab le   2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       S tr ess   d etec tio n   th r o u g h   w ea r a b le  s en s o r s :   a   co n v o lu tio n a n eu r a l n etw o r k - b a s ed     ( R ifk i Wija ya )   1885   T ab le  2 .   R esu lts   f r o m   th d ata   lab elin g   ID   D a t e T i me   bpm   st e p   F e e l i n g   s t r e ss   I D 0 0 1   2 0 2 3 - 09 - 2 3   0 0 : 0 0 : 0 2   99   0   No   I D 0 0 1   2 0 2 3 - 09 - 2 3   0 0 : 0 0 : 0 7   98   0   No   I D 0 0 1   2 0 2 3 - 09 - 2 3   1 4 : 4 7 : 1 2   1 0 4   10   Y e s   I D 0 0 1   2 0 2 3 - 09 - 2 3   1 4 : 4 7 : 1 7   1 0 7   10   Y e s       3 . 1 . 3 .   Da t a   f o r m a t   c o nv er s io n   I n   th is   s tag e,   ad ju s tm en ts   to   t h d ata  f o r m at  ar m a d e.   T h e r ar s er ies  o f   d ata  ty p co n v er s io n s   ( ca s tin g )   f o r   co lu m n s   in   th d ataset.   First ly ,   th co lu m n s     ( h ea r r ate  p er   m in u te) ,      ( n u m b er   o f   s tep s ) ,        ( f atig u lab el) ,   a n d       ( tim e)   ar co n v e r ted   to   th i n teg er   d ata  ty p u s in g   th e       ( in t)   f u n ctio n .   T h is   co n v e r ts   th v alu es  in   th ese  co lu m n s   in t o   in teg er s ,   f ac ilit atin g   f u r th er   p r o ce s s in g   an d   an aly s is .   T h c o d f o r   th f o r m at  ad j u s tm en t c an   b s ee n   in   Fig u r 4 .           Fig u r 4 .   C o d f o r   t h d ata  f o r m at  co n v er s io n   s tag e       3 . 1 . 4 .   No rma lized  da t a   I n   th is   s tag e,   d ata  n o r m aliza ti o n   is   p er f o r m ed   u s in g   m in - m ax   s ca lin g .   No r m aliza tio n   is   th p r o ce s s   o f   tr a n s f o r m in g   d ata  s o   t h at  i ts   v alu es  f all  with in   s p ec if i r an g e ,   in   th is   ca s e,   t h r a n g b etwe en   0   a n d   1   [ 2 7 ] _    = ( _ ) / ( _  _ ) ,     _    =   (     _ ) ( _      _ )   ( 6 )      _    =   (       _ ) (  _       _ )   ( 7 )     3 . 1 . 5 .   Sp lit  da t a   In   th is   s tag e,   th d ataset  is   d iv id ed   in to   two   m ain   s u b s ets:   tr ain in g   d ata  ( tr ain )   a n d   test in g   d ata  ( test ) .   T h ch o s en   p r o p o r tio n   allo c ates  7 0 o f   th d ata  to   tr ai n in g   th m o d el  ( _     an d   _   )   an d   th r em ain in g   3 0 %   to   test in g   o r   ev alu atin g   th m o d el’ s   p er f o r m an ce   ( _    an d   _  ) .   T h is   s p lit  en s u r es  a   b alan ce d   a p p r o ac h ,   allo win g   th m o d el   to   lear n   ef f ec tiv el y   wh ile  p r o v id in g   s u f f icien d a ta  f o r   a n   u n b iased   ev alu atio n   o f   its   p r ed ictiv ac c u r ac y   an d   g e n er aliza tio n   ca p a b ilit ies.     3. 2   Resul t s   f ro m   t he  CNN  m o del   T h r esu lts   o f   th C NN   m o d el  im p lem en tatio n   ar v is u alize d   u s in g   g r ap h   o f   th m o d el s   lo s s ,   co n s is tin g   o f   two   lin es:  th b lu lin r ep r esen tin g   th tr ai n in g   lo s s   an d   th r ed   lin r ep r ese n tin g   th v alid atio n   lo s s .   T h tr ain in g   lo s s   is   th er r o r   v alu p r o d u ce d   b y   th m o d el  wh en   tr ain ed   with   th e   tr ain in g   d ata.   T h e   tr ain in g   lo s s   will  co n tin u t o   d ec r ea s as  th tr ain in g   i ter atio n s   p r o g r ess .   T h is   s u g g ests   th m o d el  is   im p r o v in g   its   ab ilit y   to   id en t if y   p atter n s   with in   th tr ain in g   d ataset.   T h en ,   th v alid atio n   lo s s   i s   th er r o r   v alu p r o d u ce d   b y   th m o d el  wh en   test ed   with   v alid atio n   d ata.   T h v alid atio n   lo s s   will   a ls o   d ec r ea s as  th tr ain in g   iter atio n s   p r o g r ess ,   b u th d ec r ea s will  b s lo w er   th an   th tr ain i n g   l o s s .   T h is   in d icate s   th at  th e   m o d el  is   ap p r o ac h i n g   its   lim it   in   r ec o g n izin g   p atter n s   in   th e   tr ain in g   d ata.   T h g r ap h   f o r   t h m o d el  lo s s   ca n   b s ee n   in   Fig u r e   5 .   B ased   o n   th g r ap h ,   it  ca n   b co n clu d e d   th at  th C NN  m o d el  h as  s u cc ess f u lly   ac h iev ed   g o o d   ac cu r ac y .   T h is   is   ev id en f r o m   th s ig n if ican d ec r ea s in   b o th   tr ain in g   lo s s   an d   v alid atio n   lo s s   as  th tr ain in g   iter atio n s   p r o g r ess .   At  th 6 0 th   ep o ch ,   th tr ain in g   lo s s   an d   v alid atio n   lo s s   r ea ch   v alu es  o f   0 . 1 2   an d   0 . 1 4 ,   r esp ec tiv ely .   T h ese  lo lo s s   v alu es  in d icate   th at  th C NN  m o d el  ca n   r ec o g n ize  p atter n s   in   th tr ain in g   d ata   with   h ig h   ac cu r ac y .   B ased   o n   Fig u r 6 ,   it  ca n   b co n clu d e d   th at  th r esu lts   o f   t h C NN  im p lem en tatio n   ar q u ite  g o o d .   T h is   is   ev id en f r o m   t h tr a in in g   ac cu r ac y   an d   v alid atio n   ac cu r ac y   v alu es,  r ea c h in g   8 5 an d   8 2 . 5 %,   r esp ec tiv ely .   T r ain i n g   ac c u r a cy   is   th m o d el s   ac cu r ac y   wh en   tr ain ed   with   tr ain in g   d ata  [ 2 8 ] .   Valid atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 Ap r il   20 25 :   1 8 8 0 - 1 8 8 8   1886   ac cu r ac y   is   th m o d el s   ac cu r ac y   wh en   test ed   with   v alid at io n   d ata.   Hig h   ac cu r ac y   v al u es  in d icate   th at  th C NN  m o d el  is   ca p ab le  o f   r ec o g n izin g   p atter n s   in   b o th   tr ain i n g   an d   v alid atio n   d ata  ef f ec tiv ely .           Fig u r 5 .   Mo d el  lo s s   g r ap h   o n   C NN           Fig u r 6 .   Mo d el  ac cu r ac y   g r a p h   o n   C NN       3. 3   E v a lua t io n   T h m o d el  e v alu atio n   s tag i n clu d es  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   F1 - s co r e,   an d   co n f u s i o n   m atr i x .   E ac h   o f   th ese  m etr ics  o f f er s   a   u n iq u p er s p ec tiv e   o n   th m o d el’ s   p er f o r m an ce ,   ass ess in g   its   ab ilit y   to   p r e d ict  tar g et  v alu es  ac c u r ately   an d   class if y   d ata  ef f ec tiv ely .   B y   co m b in in g   t h ese  m etr ics,  c o m p r e h en s iv e   u n d er s tan d i n g   o f   th e   m o d el s   s tr en g th s   an d   wea k n ess es  is   ac h iev ed ,   f ac ilit atin g   m o r in ter p r etatio n   o f   its   p r ed ictiv an d   g en e r aliza tio n   ca p ab ilit ies.     3. 3 . 1 .   Acc ura cy ,   re c a ll,  prec is io n,  a nd   F 1 - s co re   T h ac cu r ac y   r esu lt  i n d icate s   th at  th C NN  m o d el   ca n   c o r r ec tly   p r ed ict  t h tar g et   f o r   8 4 . 5 o f   th e   to tal  d ata.   T h e   p r ec is io n   v alu e   s h o ws  th at  th C NN  m o d el  c an   p r e d ict  th ac tu al  ta r g et  f o r   8 0 . 9 o f   th e   to tal   ac tu al  tar g ets.  T h e   r ec all  v al u in d icate s   th at  th e   C NN  m o d el  ca n   p r ed ict  all  ac t u al  tar g ets  f o r   7 9 . 8 %.  T h   F1 - s co r v alu s h o ws  th at  th C NN  m o d el  p r ed icts   th ta r g et  well,   b alan cin g   p r ec is io n   an d   r ec all,   with   a   s co r o f   8 0 . 4 %.  Fu r t h er   d etail s   ca n   b s ee n   in   Fig u r 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       S tr ess   d etec tio n   th r o u g h   w ea r a b le  s en s o r s :   a   co n v o lu tio n a n eu r a l n etw o r k - b a s ed     ( R ifk i Wija ya )   1887   3. 3 . 2 .   Co nfusi o m a t rix   B ased   o n   th e   co n f u s io n   m atr ix   p lo t   f r o m   C NN,   it  ca n   b c o n clu d e d   th at  t h C NN  m o d el   is   ca p ab l e   o f   p r ed ictin g   class es  with   g o o d   ac c u r ac y .   T h is   is   e v id en f r o m   th h ig h   d iag o n al  v alu e s   in   th e   co n f u s io n   m atr ix ,   n am ely   2 3 , 7 0 8   f o r   class   1   an d   1 4 , 2 7 4   f o r   class   2 .   T h e   d iag o n al   v alu es  i n   th e   co n f u s io n   m atr i x   r ep r esen th n u m b e r   o f   co r r e ctly   p r ed icted   in s tan ce s .   T h co m p lete  C o n f u s io n   Ma tr ix   r e s u lts   ca n   b s ee n   in   Fig u r 7 .           Fig u r 7 .   C o m p lete  c o n f u s io n   m atr ix   an d   e v alu atio n   r esu lt       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   aim s   to   d etec s tr es s   b ased   o n   h ea r r ate  u s in g   th e   C NN  m eth o d .   T h e   ev alu atio n   r esu lts   o f   th m o d el  ac h iev e d   an   ac cu r a cy   o f   8 4 . 5 %,  p r ec is io n   o f   8 0 . 9 %,  r ec all  o f   7 9 . 8 %,  an d   an   F1 - s co r o f   8 0 . 4 %.   T h co n f u s io n   m atr ix   in d icate s   th at  th m o d el  ca n   p r ed ict  class es  1   an d   2   well,   wi th   h ig h   d iag o n al  v alu es.  As   f u tu r r esear ch   d ir ec tio n ,   t h is   s tu d y   co u ld   s er v as  f o u n d atio n   f o r   f u r th e r   ex p lo r ati o n   in to   in te g r atin g   ad d itio n al  f ac t o r s   to   en r ich   h e ar r ate  d ata  an d   ad d in g   m o r e   s u b jects  an d   ty p es  o f   s tr ess .   T h is   co u ld   en h a n ce   th ac cu r ac y   a n d   a p p licab ilit y   o f   th m o d el  in   m o r c o m p lex   s tr ess   s i tu atio n s .       ACK NO WL E DG E M E NT S   T h au th o r s   wo u ld   lik to   ex p r ess   th eir   g r atitu d to   th Sch o o o f   C o m p u tin g ,   Un iv er s ity   o f   B an d u n g ,   I n d o n esia,  f o r   th eir   f in an cial  s u p p o r an d   th p r o v is io n   o f   ess en tial  in f r astru ctu r th at  m ad th is   r esear ch   p o s s ib le.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   E.   S .   C e r i n o   e t   a l . ,   P r e ser v i n g   w h a t   mat t e r s:   L o n g i t u d i n a l   c h a n g e s i n   c o n t r o l   o v e r   i n t e r p e r so n a l   st r e ss a n d   n o n i n t e r p e r so n a l   st r e ss   i n   d a i l y   l i f e ,   T h e   J o u r n a l o f   G e ro n t o l o g y ,   S e r i e B:   Psy c h o l o g i c a l   S c i e n c e a n d   S o c i a l   S c i e n c e s ,   v o l .   7 9 ,   n o .   4 ,   F e b .   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 0 9 3 / g e r o n b / g b a e 0 1 2 .   [ 2 ]   R .   B .   R a mt e k e   a n d   V .   R .   T h o o l ,   H e a r t   r a t e   v a r i a b i l i t y - b a s e d   me n t a l   st r e s d e t e c t i o n   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h ,   i n   A p p l i e d   I n f o rm a t i o n   Pr o c e ssi n g   S y st e m s ,   S p r i n g e r   S i n g a p o r e ,   2 0 2 1 ,   p p .   5 1 61 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 9 8 1 - 16 - 2 0 0 8 - 9 _ 5 .   [ 3 ]   N .   R a s h i d ,   L.   C h e n ,   M .   D a u t t a ,   A .   Ji me n e z ,   P .   Tse n g ,   a n d   M .   A .   A l   F a r u q u e ,   F e a t u r e   a u g m e n t e d   h y b r i d   C N N   f o r   st r e ss   r e c o g n i t i o n   u si n g   w r i st - b a s e d   p h o t o p l e t h y s mo g r a p h y   se n s o r ,   i n   2 0 2 1   4 3 r d   A n n u a l   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o f   t h e   I EEE   En g i n e e ri n g   i n   Me d i c i n e   & B i o l o g y   S o c i e t y   ( E MB C ) ,   N o v .   2 0 2 1 ,   p p .   2 3 7 4 2 3 7 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / E M B C 4 6 1 6 4 . 2 0 2 1 . 9 6 3 0 5 7 6 .   [ 4 ]   E.   T h a r i o n ,   U .   K a c h r o o ,   J .   N o e l ,   a n d   P .   S a mu e l ,   C a r d i a c   a u t o n o m i c   a c t i v i t y ,   p e r so n a l i t y   t r a i t s,   a n d   a c a d e m i c   p e r f o r m a n c e   i n   f i r st - y e a r   m e d i c a l   s t u d e n t s:   a   g e n d e r - s p e c i f i c   r e l a t i o n ,   C u re u s ,   N o v .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 7 7 5 9 / c u r e u s . 4 9 0 8 7 .   [ 5 ]   K .   M .   D a l me i d a   a n d   G .   L .   M a sal a ,   H R V   f e a t u r e s   a s   v i a b l e   p h y s i o l o g i c a l   mar k e r s   f o r   st r e ss   d e t e c t i o n   u si n g   w e a r a b l e   d e v i c e s ,   S e n so rs ,   v o l .   2 1 ,   n o .   8 ,   A p r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 1 0 8 2 8 7 3 .   [ 6 ]   L.   S h u   e t   a l . ,   W e a r a b l e   e mo t i o n   r e c o g n i t i o n   u si n g   h e a r t   r a t e   d a t a   f r o m   a   sm a r t   b r a c e l e t ,   S e n s o rs ,   v o l .   2 0 ,   n o .   3 ,   J a n .   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 0 3 0 7 1 8 .   [ 7 ]   G .   Li me n i h ,   A .   M a c D o u g a l l ,   M .   W e d l a k e ,   a n d   E.   N o u v e t ,   D e p r e ss i o n   a n d   g l o b a l   me n t a l   h e a l t h   i n   t h e   G l o b a l   S o u t h :   A   c r i t i c a l   a n a l y si s   o f   p o l i c y   a n d   d i s c o u r se,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   S o c i a l   D e t e rm i n a n t s   o f   H e a l t h   a n d   H e a l t h   S e rv i c e s ,   v o l .   5 4 ,   n o .   2 ,     p p .   9 5 1 0 7 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 2 7 5 5 1 9 3 8 2 3 1 2 2 0 2 3 0 .   [ 8 ]   T.   C a ssi d y ,   S t r e ss,  c o g n i t i o n   a n d   h e a l t h :   Re a l   w o rl d   e x a m p l e a n d   p r a c t i c a l   a p p l i c a t i o n s .   R o u t l e d g e ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 4 3 2 4 / 9 7 8 1 0 0 3 0 9 8 7 3 7 .   [ 9 ]   M .   J .   H o r o w i t z ,   T re a t m e n t   o f   st r e ss r e sp o n s e   sy n d ro m e s ,   2 n d   e d .   A m e r i c a n   P sy c h i a t r i c   A ss o c i a t i o n   P u b l i s h i n g ,   2 0 2 0 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 Ap r il   20 25 :   1 8 8 0 - 1 8 8 8   1888   [ 1 0 ]   R .   T i w a r i ,   R .   K u m a r ,   S .   M a l i k ,   T.   R a j ,   a n d   P .   K u m a r ,   A n a l y s i o f   h e a r t   r a t e   v a r i a b i l i t y   a n d   i m p l i c a t i o n   o f   d i f f e r e n t   f a c t o r s   on  h e a r t   r a t e   v a r i a b i l i t y ,   C u rre n t   C a r d i o l o g y   Re v i e w s ,   v o l .   1 7 ,   n o .   5 ,   S e p .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 2 1 7 4 / 1 5 7 3 4 0 3 x 1 6 9 9 9 2 0 1 2 3 1 2 0 3 8 5 4 .   [ 1 1 ]   B .   A .   O r o i a n ,   A .   C i o b i c a ,   D .   T i mo f t e ,   C .   S t e f a n e sc u ,   a n d   I .   L.   S e r b a n ,   N e w   me t a b o l i c ,   d i g e st i v e ,   a n d   o x i d a t i v e   s t r e ss - r e l a t e d   man i f e st a t i o n a ss o c i a t e d   w i t h   p o s t t r a u ma t i c   s t r e ss  d i s o r d e r ,   O x i d a t i v e   Me d i c i n e   a n d   C e l l u l a L o n g e v i t y ,   n o .   1 ,   J a n .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 1 / 5 5 9 9 2 6 5 .   [ 1 2 ]   A .   M e n s a h ,   Jo b   s t r e ss   a n d   me n t a l   w e l l - b e i n g   a m o n g   w o r k i n g   me n   a n d   w o me n   i n   E u r o p e :   T h e   me d i a t i n g   r o l e   o f   s o c i a l   su p p o r t ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E n v i ro n m e n t a l   Re s e a r c h   a n d   P u b l i c   H e a l t h ,   v o l .   1 8 ,   n o .   5 ,   M a r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / i j e r p h 1 8 0 5 2 4 9 4 .   [ 1 3 ]   B .   T h i e l m a n n ,   R .   S .   S c h i e r h o l z ,   a n d   I .   B ö c k e l ma n n ,   S u b j e c t i v e   a n d   o b j e c t i v e   c o n se q u e n c e s   o f   s t r e ss  i n   s u b j e c t w i t h   su b j e c t i v e l y   d i f f e r e n t   s l e e p   q u a l i t y A   c r o s s - sec t i o n a l   st u d y ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E n v i ro n m e n t a l   R e s e a r c h   a n d   P u b l i c   H e a l t h ,   v o l .   1 8 ,   n o .   1 9 ,   S e p .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / i j e r p h 1 8 1 9 9 9 9 0 .   [ 1 4 ]   G .   T a sk a sa p l i d i s,   D .   A .   F o t i a d i s,   a n d   P .   D .   B a mi d i s,   R e v i e w   o f   s t r e ss   d e t e c t i o n   met h o d s   u si n g   w e a r a b l e   s e n so r s ,   I E EE   Ac c e ss v o l .   1 2 ,   p p .   3 8 2 1 9 3 8 2 4 6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / a c c e s s. 2 0 2 4 . 3 3 7 3 0 1 0 .   [ 1 5 ]   L.   S .   K h o o ,   M .   K .   Li m ,   C .   Y .   C h o n g ,   a n d   R .   M c N a n e y ,   M a c h i n e   l e a r n i n g   f o r   mu l t i mo d a l   me n t a l   h e a l t h   d e t e c t i o n :   A   sy s t e mat i c   r e v i e w   o f   p a ssi v e   se n si n g   a p p r o a c h e s ,   S e n so rs ,   v o l .   2 4 ,   n o .   2 ,   Ja n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 4 0 2 0 3 4 8 .   [ 1 6 ]   T.   C h a l mers   e t   a l . ,   S t r e ss   w a t c h :   T h e   u se   o f   h e a r t   r a t e   a n d   h e a r t   r a t e   v a r i a b i l i t y   t o   d e t e c t   st r e ss:   A   p i l o t   s t u d y   u si n g   sm a r t   w a t c h   w e a r a b l e s ,   S e n s o rs ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 ,   D e c .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 2 0 1 0 1 5 1 .   [ 1 7 ]   S. - H .   S i m,  Ex p l o r a t i o n   o f   e d g e   m a c h i n e   l e a r n i n g - b a se d   s t r e ss  d e t e c t i o n   u si n g   w e a r a b l e   d e v i c e s,   M . S .   t h e si s,  A r i z o n a   S t a t e   U n i v e r si t y ,   2 0 2 2 .   [ 1 8 ]   L.   F o n t e s ,   P .   M a c h a d o ,   D .   V i n k e m e i e r ,   S .   Y a h a y a ,   J .   J .   B i r d ,   a n d   I .   K .   I h i a n l e ,   En h a n c i n g   st r e ss  d e t e c t i o n :   A   c o mp r e h e n s i v e   a p p r o a c h   t h r o u g h   r P P G   a n a l y s i a n d   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s ,   S e n s o rs ,   v o l .   2 4 ,   n o .   4 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 4 0 4 1 0 9 6 .   [ 1 9 ]   A .   N .   B r o c k m a n n   a n d   K .   M .   R o ss,  B i d i r e c t i o n a l   a sso c i a t i o n   b e t w e e n   st r e ss  a n d   p h y si c a l   a c t i v i t y   i n   a d u l t w i t h   o v e r w e i g h t   a n d   o b e si t y ,   J o u r n a l   o f   B e h a v i o r a l   M e d i c i n e ,   v o l .   4 3 ,   n o .   2 ,   p p .   2 4 6 2 5 3 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 8 6 5 - 020 - 0 0 1 4 5 - 2.   [ 2 0 ]   M .   A l t i n i   a n d   D .   P l e w s ,   W h a t   i b e h i n d   c h a n g e i n   r e s t i n g   h e a r t   r a t e   a n d   h e a r t   r a t e   v a r i a b i l i t y ?   A   l a r g e - sca l e   a n a l y si s   o f   l o n g i t u d i n a l   m e a s u r e m e n t s a c q u i r e d   i n   f r e e - l i v i n g ,   S e n s o rs ,   v o l .   2 1 ,   n o .   2 3 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 1 2 3 7 9 3 2 .   [ 2 1 ]   Y .   Z h a n g ,   M .   S a f d a r ,   J.   X i e ,   J .   Li ,   M .   S a g e ,   a n d   Y .   F .   Zh a o ,   A   sy s t e m a t i c   r e v i e w   o n   d a t a   o f   a d d i t i v e   m a n u f a c t u r i n g   f o r   m a c h i n e   l e a r n i n g   a p p l i c a t i o n s :   t h e   d a t a   q u a l i t y ,   t y p e ,   p r e p r o c e ss i n g ,   a n d   ma n a g e men t ,   J o u r n a l   o f   I n t e l l i g e n t   M a n u f a c t u r i n g ,   v o l .   3 4 ,     n o .   8 ,   p p .   3 3 0 5 3 3 4 0 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 8 4 5 - 0 2 2 - 0 2 0 1 7 - 9.   [ 2 2 ]   R .   K h a n a m,  M .   H u ssa i n ,   R .   H i l l ,   a n d   P .   A l l e n ,   A   c o mp r e h e n s i v e   r e v i e w   o f   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 f o r   d e f e c t   d e t e c t i o n   i i n d u st r i a l   a p p l i c a t i o n s ,   I E EE  Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   9 4 2 5 0 9 4 2 9 5 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / a c c e s s. 2 0 2 4 . 3 4 2 5 1 6 6 .   [ 2 3 ]   Y .   W a n g ,   Y .   Li ,   Y .   S o n g ,   a n d   X .   R o n g ,   T h e   i n f l u e n c e   o f   t h e   a c t i v a t i o n   f u n c t i o n   i n   a   c o n v o l u t i o n   n e u r a l   n e t w o r k   m o d e l   o f   f a c i a l   e x p r e ss i o n   r e c o g n i t i o n ,   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   5 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 0 0 5 1 8 9 7 .   [ 2 4 ]   D .   K r st i n i ć ,   M .   B r a o v i ć ,   L .   Š e r i ć ,   a n d   D .   B o ž i ć - Š t u l i ć ,   M u l t i - l a b e l   c l a ssi f i e r   p e r f o r ma n c e   e v a l u a t i o n   w i t h   c o n f u si o n   m a t r i x ,   i n   C o m p u t e r   S c i e n c e   & In f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   J u n .   2 0 2 0 ,   p p .   1 14 ,   d o i :   1 0 . 5 1 2 1 / c si t . 2 0 2 0 . 1 0 0 8 0 1 .   [ 2 5 ]   M .   H e y d a r i a n ,   T.   E.   D o y l e ,   a n d   R .   S a ma v i ,   M L C M :   M u l t i - l a b e l   c o n f u s i o n   m a t r i x ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   1 9 0 8 3 1 9 0 9 5 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / a c c e ss . 2 0 2 2 . 3 1 5 1 0 4 8 .   [ 2 6 ]   J.  C .   O b i ,   A   c o m p a r a t i v e   s t u d y   o f   s e v e r a l   c l a ssi f i c a t i o n   m e t r i c a n d   t h e i r   p e r f o r m a n c e s   o n   d a t a ,   Wo rl d   J o u r n a l   o f   A d v a n c e d   En g i n e e ri n g   T e c h n o l o g y   a n d   S c i e n c e s ,   v o l .   8 ,   n o .   1 ,   p p .   3 0 8 3 1 4 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 0 5 7 4 / w j a e t s . 2 0 2 3 . 8 . 1 . 0 0 5 4 .   [ 2 7 ]   D .   S i n g h   a n d   B .   S i n g h ,   I n v e s t i g a t i n g   t h e   i m p a c t   o f   d a t a   n o r ma l i z a t i o n   o n   c l a ss i f i c a t i o n   p e r f o r ma n c e ,   A p p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g v o l .   9 7 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a so c . 2 0 1 9 . 1 0 5 5 2 4 .   [ 2 8 ]   B .   M i r z a s o l e i m a n ,   J.   B i l m e s,  a n d   J .   Le s k o v e c ,   C o r e se t f o r   d a t a - e f f i c i e n t   t r a i n i n g   o f   m a c h i n e   l e a r n i n g   mo d e l s ,   i n   3 7 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Ma c h i n e   L e a r n i n g ,   I C ML   2 0 2 0 ,   2 0 2 0 ,   p p .   6 9 0 6 6 9 1 6 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         Rifk Wija y a           re c e iv e d   th e   b a c h e lo d e g re e   i n   m a th e m a ti c s ,   a   m a ste d e g re e   in   d ig it a l   m e d ia  g a m e   a n d   tec h n o lo g y ,   a n d   a   P h . D.   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   a n d   i n fo rm a ti c fro m   th e   Ba n d u n g   In st it u te   o f   Tec h n o l o g y .   C u rre n tl y   se rv in g   a s   a   lec tu r e a n d   re se a rc h e a Telk o m   Un iv e rsity ,   h is  re se a rc h   a n d   d e v e lo p m e n f o c u e n c o m p a ss e a re a su c h   a d a ta  s c ien c e ,   a rti ficia in telli g e n c e ,   b i o m e d ica in fo rm a ti c s,  b ig   d a ta,  a n d   Io T .   H e   h a a c ti v e ly   p lay e d   a   r o le  in   t h e   a c a d e m ic  c o m m u n it y ,   se rv in g   a a   sp e a k e a v a rio u c o n fe re n c e a n d   p u b li s h in g   in flu e n ti a wo rk i n   p re stig io u jo u r n a ls  a n d   c o n fe re n c e s.  Wi t h   a   c o m m it m e n to   h ig h e r   e d u c a ti o n   a n d   t h e   in teg ra ti o n   o th e o ry   a n d   p ra c ti c e ,   a lo n g   wit h   h is  d e d ica ti o n   t o   in n o v a ti v e   tea c h in g   m e th o d s,  h e   b r in g v a lu a b le  c o n t rib u ti o n to   a d v a n c in g   th e se   field s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il rif k iwij a y a @t e lk o m u n iv e rsit y . a c . id .         G a m m a   K o s a la           e a rn e d   h is  b a c h e l o d e g re e   (B . Sc . )   in   e lec tro n ics   a n d   in stru m e n tati o n   fr o m   G a d jah   M a d a   Un iv e rsity ,   m a ste r’s  d e g re e   (M . Sc . in   a rti ficia l   in telli g e n c e   fro m   G a d jah   M a d a   Un iv e rsity ,   a n d   D o c to ra te  (P h . D . in   ima g e   p ro c e ss in g   fr o m   G a d jah   M a d a   Un i v e rsity .   Cu rre n tl y ,   h e   tea c h e a n d   c o n d u c ts  re se a rc h   a Telk o m   Un i v e rsity ,   fo c u sin g   o n   th e   field o c o m p u ter  v isio n ,   m a c h in e   lea rn in g ,   a rti ficia in telli g e n c e .   As   a n   a c ti v e   m e m b e o f   th e   c o m m u n it y ,   h e   f re q u e n tl y   sp e a k s   a c o n fe re n c e a n d   p u b li sh e a rt icle in   p re stig i o u j o u r n a ls,  d ri v in g   i n n o v a t io n   th r o u g h   h is  d e d ica ti o n   to   h i g h e e d u c a ti o n   a n d   c u tt in g - e d g e   tea c h in g   m e th o d s.  H e   c a n   b e   c o n tac ted   a t g a m m a k o sa la@ telk o m u n iv e rsity . a c . id .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.