Search

YÖK Tez No: 578342 Bu tez kapsamında, çeşitli sinyal işleme yöntemleri kullanılarak, bireyler üzerinde meydana gelen duygu durum değişimlerinin kestirimi ve duygu durumlarının birbirleriyle oluşturduğu bağlantısallık incelenmiştir. Son zamanlarda yoğun olarak incelenen bu alanda yapılan çalışmalar beyin bilgisayar ara yüzü çalışmaları için önem taşımaktadır. İlk aşamada, tezin özgünlüğüne katkıda bulunan görsel uyaranlar, güncel bir kaynak olan Nencki Duygusal Resim Sistemi (NAPS) veri setinden edinilmiş olup deney düzeneğinin tez kapsamı için oluşturulması ve EEG sinyallerinin kayıt edilmesi sağlanmıştır. Çalışmanın devamında, elde edilen EEG verilerine çeşitli sinyal işleme ve analiz yöntemleri uygulanarak duygunun tespitinin yapılabilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın ilerleyen aşamalarında, EEG veri setine güç yoğunluk spektrumu (GYS) ve Welch periyodogram yöntemleri uygulanmış ve istatistiksel analizler yapılmıştır. Güç spektrumlarından elde edilen sayısal öznitelikler hesaplanarak üç ana görsel uyaran türü için tekrarlı ölçümler Anova istatistiksel analizi yapılmıştır. Diğer bir çalışmada ortak uzamsal örüntüleme (OUÖ) yöntemi ile görsel uyaran türlerinin birbirleri ile aralarındaki uzamsal ilinti incelenmiş, EEG alt frekans bantlarındaki bağlantısallık üzerinde analizler yapılmıştır. EEG kanalları için indirgenme uygulanarak istatistiksel olarak bağlılıkları incelenmiştir. Tez kapsamında ayrıca görgül kip ayrışımı (GKA) yöntemi EEG sinyallerinden duygu durum kestirimi için kullanılmıştır. Deney sistemi ile kayıt edilen çok kanallı EEG sinyalleri, çok değişkenli görgül kip ayrışımı (ÇDGKA) yöntemi ile analiz edilmiştir. ÇDGKA ile elde edilen özgül kip işlevi (ÖKİ) her görsel uyaran türüne göre her birey için aynı sayıda belirlenmiş olup ÖKİ kullanılarak öznitelikler hesaplanmıştır. Çalışmanın sonucunda, EEG veri setinden elde edilen öznitelikler ile negatif, nötr ve pozitif uyaranlar arasındaki bağlantılar istatistiksel, çeşitli sınıflandırıcılar ve topografik haritalama ile analiz edilerek EEG sinyallerinden duygu durum kestirimi için başarım oranları elde edilmiştir. Bu çalışma kapsamında yapılan incelemelerin, beyin bilgisayar ara yüzü ve duygu durum kestirimi ile ilgili gelecek çalışmalara önemli bir altyapı oluşturması hedeflenmiştir. This thesis focuses on different types of signal processing methods, which characterizes the correlation between the emotional changes discrimination and emotional stimulation in healthy participants. In recent times, most of the studies commonly concentrated on the brain computer interface (BCI). For this purpose, first, a novel emotional EEG-based database was created by using Nencki Affective Picture System (ing. NAPS) for the scope of the thesis. Then, a number of signal processing, statistical analysis, topographical analysis and classification methods are investigated. In the following stages of thesis, power spectrum density and welch periodograms were applied to emotional EEG-based data and statistical analyses were performed. Repeated Measure Anova (RMA) analyzed the three types of emotional stimulation (negative, neutral, positive) to describe the emotional elicitation. Afterwards, common spatial pattern (CSP) was analyzed for the emotion connectivity between emotional stimuli types and spatial patterns of the sub frequency bands of the EEG data. Additionally, the EEG channels were reduced for the rapid experiment on the diagnosis of the BCI systems for a number of experiments in the thesis. Another study within the scope of the thesis represents the different aspects of analyzing emotional stimuli and Multivariate Mode Decomposition (MEMD) algorithm. The IMFs are extracted by MEMD-based feature extraction method and recommended to process emotional based EEG signals for emotional state detection. The extracted features are used for the different classifiers and topographical analysis of emotions. We hope that the studies in this thesis performed on emotional connectivity analyses based BCI systems will be valuable resources for the researchers working in this frontier.

Bu tezde; özel veya kamusal alanların güvenliğinin sağlanması için kullanılan Geçit Tipi Metal Dedektörleri’ nin, hatalı metal tespiti ve elektromanyetik gürültülerden arındırılmalarını sağlamak amacıyla, bir Çoklu Frekans Seçimli Metal Dedektör tasarlanmıştır. Geçit Tipi Metal Dedektörleri’ n de kullanılan tekli frekans yöntemi, cihazların elektromanyetik gürültülere karşı bağışıklığını azaltmakta, hatalı metal tespitine neden olmakta ve birbirlerine yakın mesafede çalışmalarına izin vermemektedir. Birden fazla frekans ile çalışabilen metal dedektörü tasarımı için sayısal ve analog işaret işleme devreleri ile denemeler yapılmış, sonuçları karşılaştırılmış ve karşılaşılan güçlükler belirtilmiştir., In this thesis, a Multi-Frequency Selective Metal Detector is designed to ensure that the Walk-Through Metal detectors, which are used to ensure the security of public and private spaces, are free from electromagnetic noises, and faulty metal detection. The Single Frequency Method used in Walk-Through Metal Detectors reduces the immunity of the devices against electromagnetic noise, causes faulty metal detection, and does not allow them to work close to each other. For the design of the metal detector which can work with more than one frequency, experiments are made with both analog and digital signal processing circuits, the results are compared, and the difficulties encountered are discussed.

Bu tezde, istatistiksel çoklu hızlı işaret kestirimindeki mevcut yöntemlere alternatif olabilecek yeni yöntemlerin önerildiği beş çalışma gerçekleştirilmiştir. İlk çalışmada, Wiener süzgeç yapılarına dayalı mevcut çoklu hızlı işaret kestirimi yönteminin başarımını geliştirmek amacıyla, görgül kip ayrıştırma ve en küçük kareler destek vektör makineleri eğri uydurma tabanlı gürültü azaltma yapılarını Wiener süzgeç yapılarıyla birleştiren iki görgül yöntem önerilmiştir. Tezdeki ikinci çalışmada, yüksek çözünürlüklü bir işaretin kestirimini, farklı hızlarda örneklenmiş düşük çözünürlüklü gürültülü gözlemlerinden elde etmek için, mevcut en küçük ortalama kareler yaklaşımına dayalı uyarlamalı süzgeçleme yapısına alternatif olarak, bu süzgecin değiştirilmiş sürümleri olan dört adet çoklu hızlı uyarlamalı süzgeç yapısı önerilmiştir. Tezdeki üçüncü çalışma olarak, çoklu hızlı işaret kestirimi için Wiener süzgeç yapıları yerine görgül kip ayrıştırma yöntemi, Savitzky-Golay süzgeci ve ortanca (medyan) süzgeçten oluşan karma bir yapının kullanıldığı yeni bir yöntem önerilmiştir. Dördüncü çalışma olarak, yüksek çözünürlüklü bir işaretin düşük çözünürlüklü gürültülü gözlemlerinden kestirimi amacıyla, mevcut yöntemin yerine görgül kip ayrıştırma aralık eşikleme tekniği ve ortanca süzgeçleme tabanlı gürültü süzme yaklaşımını kullanan karma bir yöntem önerilmiştir. Tezdeki son çalışmada ise, çoklu hızlı işaret kestirimi için, mevcut yöntemin yerine görgül kip ayrıştırma yinelemeli aralık eşikleme tekniği tabanlı gürültü süzme yapıları kullanan bir yöntem önerilmiştir. Yapılan tüm çalışmalarda, önerilen yöntemler ile mevcut yöntemlerin karşılaştırıldığı benzetim örnekleri gerçekleştirilmiş ve önerilen yöntemlerin üstünlükleri ve olası kısıtları tüm yönleriyle ortaya konmaya çalışılmıştır. In this thesis, five studies about statistical multirate signal estimation have been performed in which new methods that could be alternative to existing methods are proposed. In the first study, to enhance the performance of the existing multirate signal estimation method that is based on Wiener filter structures, two empirical methods combining empirical mode decomposition- and least squares support vector machine regression-based noise reduction schemes with Wiener filter structures have been proposed. The second study in the thesis, to obtain an estimation of high-resolution signal from its low-resolution noisy observations sampled at different rates, as an alternative to existing multirate adaptive filter structure that is based on the least mean squares approach, four adaptive multirate filter structures which are modified versions of this structure have been proposed. As the third study in the thesis, a new method has been proposed in which a hybrid structure that consists of the empirical mode decomposition method, Savitzky-Golay filter and median filter is used for multirate signal estimation instead of Wiener filter structures. In the fourth study, to estimate a high-resolution signal from its low-resolution noisy observations, a hybrid method employing the empirical mode decomposition interval thresholding technique- and median filtering-based denoising approach has been proposed instead of existing method. The final study in the thesis, instead of existing method, a method employing the empirical mode decomposition iterative interval thresholding technique-based denoising structures has been proposed for multirate signal estimation. In all studies, simulation examples in which proposed and existing methods are compared were carried out and advantages and potential limitations of the proposed methods have been tried to be introduced in all aspects. 100

Doktora Tezi Uykuda Periyodik Hareket Bozukluğu (UPHB) Polisomnografi (PSG) kaydındaki bacak Elektromiyografisi (EMG) haricindeki diğer kanallar kullanılarak, dijital sinyal işleme yöntemleri ve makine öğrenmesi yöntemleri ile analiz edilmiştir. Bu hastalığın belirlenen özniteliklere uygun makine öğrenmesi algoritmalarıyla sınıflandırılması amaçlanmıştır. Çalışma UPHB hastalığı teşhisi konulmuş farklı yaş ve cinsiyetten 153 bireyin, PSG kayıtları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Hasta kayıtları (PSG) ortalama 7-8 saat sürmektedir. Çalışma ekibi tarafından dijital sinyal işleme ve makine öğrenmesi yöntemlerini kullanan bir yazılım geliştirilmiştir. Bu yazılım hasta kayıtlarını (PSG) 2, 5, 30 ve 60 saniyelik epok (bölüt) sürelerine parçalayarak analiz etmekte ve elde edilen sonuçları karşılaştırmaktadır. Her epok PSG kanallarının kendine ait farklı özniteliklerini içermektedir. Bu öznitelikler dijital sinyal işleme yöntemleri (Dalgacık ve Fourier) ve istatistiksel yöntemler kullanılarak elde edilip veritabanında saklanmıştır. Veritabanında saklanan öznitelikler, farklı makine öğrenmesi algoritmaları kullanılarak UPHB sınıflandırılmıştır. 60 ve 30 saniyelik epoklar kullanılarak elde edilen sınıflandırma sonuçlarının birbirine çok yakın ve yüksek sınıflandırma oranlarına (% 79) sahip olduğu gözlemlenmiştir. 2 ve 5 saniyelik epoklar kullanılarak elde edilen sınıflandırma sonuçlarının da birbirine çok yakın olduğu ve düşük sınıflandırma oranlarına (% 63.93) sahip olduğu görülmüştür. Makine öğrenmesi algoritmalarından `lazy.Ibk' sınıflandırma algoritması diğer algoritmalara göre daha yüksek sınıflandırma oranı (% 79) ve düşük hata değerine (RMSE= 0.4652) sahiptir. Diğer yandan 'functions.Logistic' algoritması ise daha düşük sınıflandırma oranı (% 63.34) ve daha yüksek hata değerine (RMSE= 0.4741) sahiptir. Yapılan analizler sonucunda, UPHB'nin bacak EMG'si kaydı kullanılmayarak, makine öğrenmesi algoritmalarıyla, % 79 gibi yüksek bir oranla sınıflandırılabileceği tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler:Uykuda Periyodik Hareket Bozukluğu (UPHB), Sayısal İşaret İşleme, Makine Öğrenmesi, Polisomnografi (PSG) Abstract The Periodic Leg Movement Disorder (PLMD) has been analyzed with the DSP (Digital Signal Processing) and machine learning methods by means of other channels apart from the leg electromyography in records polysomnography (PSG). This study aimed to classify PLMD by means of the selected attributes in accordance with the machine learning algorithms. This study was carried out by means of PSG recordings among 153 people, defined by age and sex. PSG recordings take around 7-8 hours. A software program that uses the Digital Signal Processing (DSP) and machine learning techniques was developed by the working team. This software analyzes PSG recordings in 2, 5, 30, and 60-second epochs and compares the obtained results. Each epoch contains different attributes specific to its own. These attributes are deposited in the database with statistical and DSP analysis. The obtained attributes in the database are used to classify PLMD by using different machine learning algorithms. It is observed that classification results that obtained by using 60 and 30-second epochs are very close to each other and have high classification rates (79 %). It is also observed that classification results that obtained by using 2 and 5-second epochs are very close to each other but have low classification rates (63.93 %). lazy.Ibk' classification algorithm in machine learning algorithms has higher classification rate (79 %) and lower error value (RMSE= 0.4652) than other algorithms. On the other hand `functions.Logistic' classification algorithm has lower classification rate (63.34 %) and higher error value (RMSE= 0.4741). As a result of the analyzes, PLMD using PSG record other than the leg EMG channels, classified as high as rate (79 %) by the machine learning algorithms.Keywords: Periodic Leg Movement Disorder (PLMD), Digital Signal Processing (DSP), Machine Learning, Polysomnography (PSG)

Bu tez çalışmamın ilk bölümünde, Telefon Sistemlerinde kullanılan bağlaşma yapıları incelenerek bağlantı teknikleri, eski tip bağlaşma sistemlerin den günümüze kadar kullanılanlar ile birlikte örneklemeleri gerçeklenmiştir. Ayrıca bu bölümde sayısal işaret işleme teknikleri verilerek 24 ve 30 kanal 11 veri iletim sistemlerinde işaretleşme-Eşzamanlama prensipleri incelenerek karşılaştırmaları yapılmıştır. Daha sonra telefon haberleşmesinde kullanılan işaretleşme sistemleri analizi yapılarak, yapıların birbirlerine göre meydana getirdikleri farklilik ve avantajları belirlenmiştir. İkinci bölümde ise günümüz teknolojisinde önemli bir yer tutan ve ISDN ("Tümleştirilmiş Hizmetler Sayısal Şebekesi") bağlantısına da olanak sağlayan modüler yapıda ve merkezi işlem kontrollü sayısal santralın birim analizi yapılarak, modüler bazda işlevleri açıklanmış ve çalışma prensibi incelenmiş tir. inceleme sonuçları sayısal sistem-12 santralı üzerinde araştırma ve gözIemler sonucu elde edilmiştir. Üçüncü bölümde ise modüler yapı tasarımına uyarlanabilen sayısal santrallarda bağlaşma şebekesi ve abone işlevleri (çevir sesi alma, rakam analizi, konuşma yolları kurulması, abone kolaylıkları, veri görüntü iletimi vb.) arasında bir köprü görevi gören ve mikroişlemci kontrollü üniteler ile bağlaşma ağı arasında arabağlantı görevini üstlenen, TERI (Terminal Interface Terminal Arabirimi) ünitesi incelenmiştir. Bu yapıda mesaj iletimi kontrollü, gerekli veri yazma/okuma/kaydetme işlevleri, yazıcı (Register) konumları incelenerek, mikroişlemciden alınan komut bilgilerinin işletimi ve sayısal bağlaşma şebekesinde yol kurulması prensipleri incelenmiştir. Ünitede mesaj alış verişi esnasında kullanılan seri PCM veri iletim formatı incelenerek terminal kontrol elemanı ve terminal arabirim haberleşmesi konusunda araştırma sonuçları bir gözlem halinde verilmiştir. Son bölümde terminal arabirim geçişi ile modüler yapıların bağlantısının kurulduğu ve bir sayısal santralin ana merkezi konumundaki sayısal bağlaşma şebekesi incelenmiştir. Bu bağlaşma ağı üzerinde iletim yollarının nasıl oluşturulduğu ve santrala bağlı abonelerin görüşme trafiğini aksatmayacak bir biçimde elektronik kapı devreleri ve sayısal bağlaştırıcılardan olu şan sayısal şebekenin önce kısmi analizi yapılarak, sonuçta tüm sayısal bağlaşma şebekesinde veri iletimi yollarının nasıl seçildiği bir bütün olarak verilmiştir. Some investigations have been made on the principles of digital signalling processing in digital telephone system which takes an im portant place in developing communication technology. Exchange switching systems which came up today were investigated and the digital exchange structure was given which works due to modüler communication system of the digital exchanges of the last technological improvement's suitable production. Later, the data processing structure in the terminal interface unit as a passage which connects the modüler structure to the digital switching system was investigated and the conversion to digital network was established. The digital switching structure which is controlled by high level language and the applicability of ISDN system which establishes the communication of the sampled digital exchange's modüler communication and which is known as integrated services digital network, was investigated.