Máquinas de aprendizado extremo aplicadas à identificação de pessoas através de eletrocardiograma (ECG) - Favoretto, Saulo (2016)
Esta pesquisa estuda a utilização da rede neural Máquina de Aprendizado Extremo (ELM) para identificação de pessoas (biometria) através do eletrocardiograma (ECG). Os dados biométricos oferecem um nível elevado de segurança para a identificação de pessoas, e o ECG é uma técnica emergente e em crescente desenvolvimento. A ELM foi pouco empregada em sistemas de reconhecimento de padrões que utilizam o sinal de ECG. Desta forma, foram estudadas as técnicas de processamento de sinal: a Transformada Wavelet e a Análise dos Componentes Principais (PCA), com o objetivo de tratar e reduzir a dimensionalidade dos dados de entrada, bem como, fazer um estudo comparativo entre a ELM e a Percepetron Múltiplas Camadas (Multilayer Perceptron – MLP). Os testes foram realizados com 90 pessoas, o sinal de ECG utilizado é referente à derivação I contendo 500 amostras/s e 12-bits de resolução dentro de uma faixa nominal de ±10mV de variação, o número de registros variou de 2 a 20 para cada pessoa. O tamanho de cada ciclo completo de ECG para o processo de formação do espaço amostral foi definido de duas formas: 167 amostras contendo as ondas P+QRS e 280 amostras contendo as ondas P+QRS+T, dos quais foram utilizados os 10 ciclos que possuíam o mais elevado nível de similaridade. Com a Transformada Wavelet, o sinal de ECG foi decomposto em 3 níveis, onde para as ondas P+QRS as reduções foram de 86, 45 e 25 amostras, e para as ondas P+QRS+T foram de 142, 73 e 39 amostras. Já para o PCA o sinal foi reduzido de 10 ciclos cardíacos para apenas 1. Estes foram apresentadas a rede formando os conjuntos de treinamento e teste. Foram utilizadas as Redes Neurais Artificiais ELM e MLP para classificação do ECG. Os resultados obtidos comprovaram que a ELM pode ser utilizada para identificação de pessoas.