Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A hybrid two-stage SqueezeNet and support vector machine system for Parkinson’s disease detection based on handwritten spiral patterns

Bernardo Lucas Salvador, Damaševičius Robertas, de Albuquerque Victor Hugo C., Maskeliūnas Rytis

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2021

|

Vol. 31, no. 4

549--561

EN

Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurological disorder in the world. Nowadays, it is estimated that it affects from 2% to 3% of the global population over 65 years old. In clinical environments, a spiral drawing task is performed to help to obtain the disease’s diagnosis. The spiral trajectory differs between people with PD and healthy ones. This paper aims to analyze differences between handmade drawings of PD patients and healthy subjects by applying the SqueezeNet convolutional neural network (CNN) model as a feature extractor, and a support vector machine (SVM) as a classifier. The dataset used for training and testing consists of 514 handwritten draws of Archimedes’ spiral images derived from heterogeneous sources (digital and paper-based), from which 296 correspond to PD patients and 218 to healthy subjects. To extract features using the proposed CNN, a model is trained and 20% of its data is used for testing. Feature extraction results in 512 features, which are used for SVM training and testing, while the performance is compared with that of other machine learning classifiers such as a Gaussian naive Bayes (GNB) classifier (82.61%) and a random forest (RF) (87.38%). The proposed method displays an accuracy of 91.26%, which represents an improvement when compared to pure CNN-based models such as SqueezeNet (85.29%), VGG11 (87.25%), and ResNet (89.22%).

2

BiLSTM with Data Augmentation using Interpolation Methods to Improve Early Detection of Parkinson Disease

Abayomi-Alli Olusola O., Damaševičius Robertas, Maskeliūnas Rytis, Abayomi-Alli Adebayo

Annals of Computer Science and Information Systems

|

2020

|

Vol. 21

371--380

EN

The lack of dopamine in the human brain is the cause of Parkinson disease (PD) which is a degenerative disorder common globally to older citizens. However, late detection of this disease before the first clinical diagnosis has led to increased mortality rate. Research effort towards the early detection of PD has encountered challenges such as: small dataset size, class imbalance, overfitting, high false detection rate, model complexity, etc. This paper aims to improve early detection of PD using machine learning through data augmentation for very small datasets. We propose using Spline interpolation and Piecewise Cubic Hermite Interpolating Polynomial (Pchip) interpolation methods to generate synthetic data instances. We further investigate on reducing dimensionality of features for effective and real-time classification while considering computational complexity of implementation on real-life mobile phones. For classification we use Bidirectional LSTM (BiLSTM) deep learning network and compare the results with traditional machine learning algorithms like Support Vector Machine (SVM), Decision Tree, Logistic regression, KNN and Ensemble bagged tree. For experimental validation we use the Oxford Parkinson disease dataset with 195 data samples, which we have augmented with 571 synthetic data samples. The results for BiLSTM shows that even with a holdout of 90%, the model was still able to effectively recognize PD with an average accuracy for ten rounds experiment using 22 features as 82.86%, 97.1\%, and 96.37% for original, augmented (Spline) and augmented (Pchip) datasets, respectively. Our results show that proposed data augmentation schemes have significantly (p < 0.001) improved the accuracy of PD recognition on a small dataset using both classical machine learning models and BiLSTM.

3

System e-środowiska dla zrównoważenia społeczno-ekonomicznego i bezpieczeństwa narodowego

Okewu Emmanuel, Misra Sanjay, Sanz Luis Fernandez, Maskeliūnas Rytis, Damaševičius Robertas

Problemy Ekorozwoju

|

2018

|

Vol. 13, nr 1

121--132

EN

Though there are adequate institutional frameworks and legal instruments for the protection of the Sub-Saharan African environment, their impact on the development and conservation (protection) of the environment leaves much to be desired. This assertion is substantiated by the reality that inspite of these regulatory frameworks, the environment is largely degraded with negative ramifications for the twin goals of attaining sustainable socio-economic advancement and realization of environmental rights. Both national and regional state of environment (SoE) reports show that degradation is apparent. It is worthy of mention that almost all African countries have ratified and domesticated the various regional and subregional environmental agreement. Efforts to solve the puzzle have revealed that corruption and environmental degradation in Sub-Saharan Africa are closely linked. Financial impropriety in ecological funds management, poorly equipped environmental protection institutions, and inadequate citizens' environmental management awareness campaigns are outcomes of corruption in the public sector. Since corruption thrives in the absence of transparency and accountability, this study proposes a cutting-edge technology-based solution that promotes participatory environmental accountability using an e-Environment system. The web-based multi-tier e-Environment system will empower both citizens and government officials to deliberate online real-time on environmental policies, programmes and projects to be embarked upon. Both parties will equally put forward proposals on the use of tax payers money in the environment sector while monitoring discrepancies between amount budgeted, amount released and actual amount spent. We applied design and software engineering skills to actualize the proposed solution. Using Nigeria as case study, our research methodology comprised literature review, requirements gathering, design of proposed solution using universal modelling language (UML) and development/implementation on the Microsoft SharePoint platform. In view of our determination to evolve a zero-defect software, we applied Cleanroom Software Engineering techniques. The outcome obtained so far has proved that the model supports our expectations. The system is not only practical, but ecologically sound. It is anticipated that the full-scale implementation of such an enterprise e-Environment system will decrease the current tide of corruption in the environment sector, mitigate environmental degradation and by extension, reduce social-economic tensions and guarantee national security.

PL

Chociaż w Afryce Subsaharyjskiej istnieją odpowiednie ramy instytucjonalne i instrumenty prawne dla ochrony środowiska, ich wpływ na zachowanie (ochronę) środowiska naturalnego pozostawia wiele do życzenia. Pomimo istniejących ram regulacyjnych, środowisko jest tu w dużej mierze zdegradowane, co negatywnie wpływa na możliwość osiągnięcia podwójnego celu: osiągnięcia zrównoważonego rozwoju społeczno-gospodarczego i ochrony środowiska. Zarówno krajowe, jak i regionalne raporty o stanie środowiska (SoE) pokazują, że degradacja ma miejsce. Warto wspomnieć, że prawie wszystkie kraje afrykańskie ratyfikowały i wprowadziły różne regionalne i subregionalne porozumienia dotyczące ochrony środowiska. Próby zmierzające do uporządkowania sytuacji pokazały, że korupcja i degradacja środowiska w Afryce Subsaharyjskiej są ze sobą ściśle powiązane. Niepewność finansowa odnosząca się do zarządzania funduszami ekologicznymi, słabo wyposażone instytucje ochrony środowiska oraz nieodpowiednie kampanie informacyjne na temat zarządzania środowiskiem w zakresie ochrony środowiska są wynikiem korupcji w sektorze publicznym. Ponieważ z braku przejrzystości i odpowiedzialności korupcja kwitnie, niniejsze badanie proponuje nowoczesne rozwiązanie, które promuje partycypacyjną odpowiedzialność za środowisko z wykorzystaniem e-Środowiska. Wielowarstwowy system e-Środowiska, oparty na Internecie, umożliwi zarówno obywatelom, jak i urzędnikom państwowym, dyskusję w czasie rzeczywistym odnoszącą się do polityki dotyczącej ochrony środowiska, a także wszelkich przygotowywanych programów i projektów. Obie strony będą również wysuwać propozycje dotyczące wykorzystania pieniędzy podatników w sektorze środowiskowym, przy jednoczesnym monitorowaniu rozbieżności między kwotą przewidzianą w budżecie, a faktyczną wydaną. Zastosowaliśmy umiejętności projektowe i programistyczne, aby zaktualizować proponowane rozwiązanie. Wykorzystując studium przypadku w Nigerii, nasza metodologia badań obejmowała przegląd literatury, określenie wymagań, projektowanie proponowanego rozwiązania z wykorzystaniem uniwersalnego języka modelowania (UML) oraz opracowanie / wdrożenie realizowane na platformie Microsoft SharePoint. W związku z naszą determinacją odnoszącą się do opracowania w pełni funkcjonalnego oprogramowania, zastosowaliśmy techniki Cleanroom Software Engineering. Uzyskane wyniki dowiodły, że model ten spełnia nasze oczekiwania. System jest nie tylko praktyczny, ale także ekologiczny. Przewiduje się, że pełne wdrożenie takiego systemu e-Środowiska w przedsiębiorstwie doprowadzi do zmniejszenia obecnej fali korupcji w sektorze środowiskowym, zmniejszy degradację środowiska, a poprzez to zmniejszy napięcia społeczno-gospodarcze i zapewni bezpieczeństwo narodowe.