Geri Dön

Decoding cognitive states using the bag of words model on fMRI time series

fMRI zaman serileri üzerinde kelime torbası modeli kullanılarak bilişsel durumların kodunun çözülmesi

  1. Tez No: 474930
  2. Yazar: GÜNEŞ SUCU
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. EMRE AKBAŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 84

Özet

Kelime torbası modellemesi döküman ve imge sınıflandırması çalışmalarında başarılı sonuçlar ortaya koymuştur. Bu çalışmada, algısal durumların sınıflandırması için Kelime Torbası yönteminin kullanımı incelenmektedir. Üç boyutlu voksel koordinatlarında kaydedilen Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme (fMRG) zaman serisinde gömülü yaygın bir dizi küme, Kan Oksijen Seviyesine Bağımlı (KOSB) yanıtlar kümelenerek hesaplanmaktadır. Hem bireysel voksellerin hem de voksel gruplarının faaliyetlerini kodlamak için kod kelimeleri adı verilen bu yaygın kalıplar kullanılmaktadır ve üzerinde doğrusal sınıflandırıcılar eğittiğimiz Kelime Torbası gösterimleri elde edilmektedir. Çalışmamızda, uzaysal ve fonsiyonel komşuları kodlama, konumsal havuzlama ve hafif ve ağır kodlama gibi farklı Kelime Torbası gösterimleri denenmiştir. Deneysel sonuçlarımız, bireysel voksellere uygulandığında ağır Kelime Torbası kodlamasının klasik bir çoklu voksel desen analizi (ÇVDA) yöntemine göre çok sınıflı bir veri setinde sınıflandırma doğruluğunu önemli ölçüde geliştirdiğini göstermektedir (voksel başına ortalama yoğunlukta uygulandığında ortalama % 7.22 artış ve voksel başına ham zaman serisi yoğunluğuna uygulandığında ortalama % 15.52 artış). Bu ön sonuç, fMRG verisiyle insan beynini incelemek için çeşitli algısal durumları gösterecek bir kod kitabı üretmek adına bir ipucu vermektedir.

Özet (Çeviri)

Bag-of-words (BoW) modeling has yielded successful results in document and image classification tasks. In this study, we explore the use of BoW for cognitive state classification. We estimate a set of common patterns embedded in the Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) time series recorded in three dimensional voxel coordinates by clustering the Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) responses. We use these common patterns, called the code-words, to encode activities of both individual voxels and group of voxels, and obtain BoW representations on which we train linear classifiers. We experimented with a number of different BoW representations such as encoding spatial and functional neighbors, spatial pooling, and soft and hard encoding. Our experimental results show that, on a multiclass fMRI dataset, the hard BoW encoding, when applied to individual voxels, significantly improves the classification accuracy (an average 7.22 % increase when applied on average intensity per voxel and an average 15.52 % increase when applied to raw intensity time series per voxel) compared to a classical multi voxel pattern analysis (MVPA) method. This preliminary result gives us a clue to generate a code-book for fMRI data which may be used to represent a variety of cognitive states to study the human brain.

Benzer Tezler

  1. Modeling brain networks with artificial neural networks

    Beyin ağlarının yapay sinir ağlarıyla modellenmesi

    BARAN BARIŞ KIVILCIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATOŞ TUNAY YARMAN VURAL

    DR. ITIR ÖNAL ERTUĞRUL

  2. Learning transferability of cognitive tasks by graph generation for brain decoding

    Beyin çözümlemesi için bilişsel görevlerin aktarılabilirliğinin grafik üretimi ile öğrenimi

    BİLGİN COŞKUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATOŞ TUNAY YARMAN VURAL

  3. Multi-subject brain decoding using deep learning techniques

    Derin öğrenme yöntemlerini kullanarak çok denekli beyin okuma

    BURAK VELİOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATOŞ TUNAY YARMAN VURAL

    YRD. DOÇ. DR. ŞEYDA ERTEKİN BOLELLİ

  4. An information-theoretic representation of human brain for decoding mental states of complex problem solving

    Karmaşık Problem Çözmenin Zihinsel Durumlarının Bilgi Teorisiyle Temsili

    GÖNÜL GÜNAL DEĞİRMENDERELİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilişsel Bilim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATOŞ TUNAY YARMAN VURAL

  5. Supervised and unsupervised models of brain networks for brain decoding

    Beyin durumu tanıma için gözetimli ve gözetimsiz olarak oluşturulan beyin ağları

    ABDULLAH N.A. ALCHIHABI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATOŞ TUNAY YARMAN VURAL