Abstract:In the pursuit of portable, efficient and effective sleep staging systems, researchers have been testing a massive number of combinations of EEG features and classifiers. State of the art sleep classification ensembles achieve accuracy in the order of 90%. However, there is presently no consensus regarding the best set of features for identifying sleep stages with a single EEG channel, leading researchers to modify the feature selection according to the number of classification stages. This paper introduces a reduced set of frequency-domain features capable of yielding high classification accuracy (90.9%, 91.8%, 92.4%, 94.3% and 97.1%) for all 6-to 2-state sleep stages. The proposed system uses fast Fourier transform (FFT) to convert data from Pz-Oz EEG channel into the frequency domain. Afterwards, eight statistical features are extracted from specific frequency ranges associated to brain rhythms, feeding a random forest classifier.
Keywords: sleep stage classification -random forest -FFT -statistical momentsResumo: Na busca por sistemas portáveis, eficientes e efetivos para classificação de sono, pesquisadores têm testado um grande número de combinações de atributos de sinais EEG e classificadores. O estado da arte dos aplicativos de classificação para estágios de sono atinge taxas de acerto na ordem de 90%. Contudo, não existe um consenso em relação ao melhor grupo de atributos para identificar estágios de sono em sinais EEG de umúnico canal, levando pesquisadores a modificar a seleção dos atributos de acordo com o número de estágios a serem classificados. Este trabalho apresenta um conjunto reduzido de atributos, capaz de produzir uma classificação com taxas elevadas de acerto (90.9%, 91.8%, 92.4%, 94.3% and 97.1%) para todos os agrupamentos de estágios de sono (de 6 a 2 estágios). O sistema proposto utiliza a transformada rápida de Fourier (FFT) para converter os dados do canal de EEG Pz-Oz para o domínio da frequência. Posteriormente, oito atributos estatísticos são extraídos de faixas de frequência específicas associadas a ritmos cerebrais, alimentando um classificador do tipo floresta aleatória. Palavras-Chave: classificação de estágios de sono -floresta aleatória -FFT -momentos estatísticos