Title of article :
A Novel Fuzzy Based Method for Heart Rate Variability Prediction
Author/Authors :
Shafiee-Chafi, M. R Department of Electrical and Robotics - University of Shahrood, Shahrood, Iran , Gholizade-Narm, H Department of Electrical and Robotics - University of Shahrood, Shahrood, Iran
Abstract :
In this paper, a novel technique based on fuzzy method is presented for chaotic nonlinear time series prediction. Fuzzy approach with the gradient learning algorithm and methods constitutes the main components of this method. This learning process in this method is similar to conventional gradient descent learning process, except that the input patterns and parameters are stored in memory as a look-up table after upgrade. In the testing phase according to input patterns, the nearest neighbors and the weights corresponding to the test pattern, similar patterns are extracted from memory. Eventually by extracted weights and input pattern, prediction is performed. In order to validate the proposed method for predicting, the Mackey-Glass, Lorenz and biological Heart Rate Variability (HRV) time series is used. Finally, results of proposed method with the conventional methods of time-series prediction are also compared. The results demonstrate the capability of proposed method in chaotic time series prediction.
Farsi abstract :
در اين مقاله يك روش جديد بر مبناي روش فازي در پيش بيني سري هاي زماني غيرخطي آشوبي ارائه مي شود. روش فازي با الگوريتم آموزش گراديان و روش نزديكترين همسايه اجزاي اصلي اين روش را تشكيل مي دهند. فرآيند آموزش در اين روش همانند روش متداول گراديان نزولي است با اين تفاوت كه الگوي هاي ورودي و پارامترها بعد از بهنگام سازي در يك حافظه جانبي بصورت جدول جستجو ذخيره مي شوند. در مرحله ي تست با توجه به الگوي ورودي، نزديكترين همسايه به آن و وزن هاي متناظر با الگوي متشابه با الگوي آزمون از حافظه جانبي استخراج مي گردد. سرانجام توسط وزن هاي استخراجي و الگوي ورودي پيش بيني انجام مي شود. روش پيشنهادي به منظور اعتبارسنجي براي پيش بيني سري هاي زماني مكي گلاس و لورنز و همچنين سري زماني زيستي HRV مورد استفاده قرار مي گيرد. در انتها نتايج روش پيشنهادي با روشهاي متداول در پيش بيني سري زماني نيز مقايسه مي گردد. نتايج بدست آمده بيانگر توانمندي روش مذكور در پيش بيني سري هاي زماني است.
Keywords :
Fuzzy approach , Chaos , nearest neighbor , Heart Rate Variability , prediction
Journal title :
Astroparticle Physics