Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/10724
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorZaw Zaw Htike, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorNahrul Khair Alang Md Rashid, Ph.Den_US
dc.contributor.authorNur Farahana Mohd Suhaimien_US
dc.date.accessioned2021-12-03T04:09:40Z-
dc.date.available2021-12-03T04:09:40Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/10724-
dc.description.abstractFunctional magnetic resonance imaging (fMRI) has become one means to understand the epicentre of the human nervous system, the brain. It represents intrinsic haemodynamic signals in high-dimensional data that linked to neuronal activities. Numerous studies such as statistical parametric analysis, multivariate pattern analysis and few machine learning techniques have demonstrated significant results that suggested the links between human activities and the haemodynamic signals and which sections of the brain that got activated. In this research, deep learning, a recently discovered method that broke many benchmark records in areas such as object and speech recognition, is used. One of the significant advantages of deep learning is that it avoids the problem of labourintensive work, such as feature extractions. With that, various deep learning algorithms were studied and experimented. Contribution to the knowledge sphere in this thesis revolves around the data division for deep learning approach to classify high-dimensional fMRI when a rather low volume of data was adopted in the classification approach. High dimensionality and low signal-to-noise-ratio (SNR) are the biggest challenges in fMRI classification. Using a single centre slice of data reduces the anatomical variability dependence and curse of dimensionality degree. First, a minimal preprocessing stage is proposed for the two types dataset compilations; randomised and separated validation data of 1029 control fMRI individual subjects data. Convolutional neural network (CNN), studied and chosen deep learning method, has been assessed under three aspects: convolutional layers size; feature map sizes selection, and inception model blocks insertion. These aspects are few of many uncertainties in CNN modelling. The minimal preprocessing stage was proposed as opposed to lengthy conventional methods. Division of data shows the capabilities of deep learning to overfit the classification algorithm, though many adjustments were included. Besides, the model training step in processing stage formulates the problem as a single optimisation problem in which all the components of the model share a similar goal. It is an end-to-end deep learning algorithm reliability testing. This research requires very demanding computational capabilities with any increase in data volume. As a result, high accuracy was acquired with tested CNN models but inversely proportional for validation data accuracy when separated validation set was used. Although this research is designed for one slice of 3D fMRI data, an impressive set of computation resource such as a high-performance computer with stacked of dedicated graphic cards may have the ability to analyse a much higher volume of the whole-brain fMRI data. As a conclusion, this research shows that deep learning is reliable for classification but has the tendency to overfit and overgeneralisation. This was suggested when higher validation loss acquired with low volume of high-dimensional fMRI data employment. The data division strategy proposed in this research for end-to-end deep learning solution should be one of the keypoints for the data processing model.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021en_US
dc.subject.lcshBrain -- Imagingen_US
dc.subject.lcshDeep learning (Machine learning)en_US
dc.titleImproving deep learning approach for FMRI dataen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityt11100393423NurFarahanaMohdSuhaimien_US
dc.description.identifierThesis : Improving deep learning approach for FMRI data /by Nur Farahana Mohd Suhaimien_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy (Engineering)en_US
dc.description.abstractarabicأصبح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي أحد وسائل فهم مركزالجهاز العصبي البشري ، (fMRI) الدماغ. وهو يمثل إشارات الدورة الدموية الفعلية على شكل بيانات كثيرة الأبعاد مرتبطة بالأنشطة العصبية. أظهرت العديد من الدراسات مثل التحليل البارامتري الإحصائي وتحليل الأنماط متعدد المتغيرات و بعض تقنيات التعلم الآلي ، نتائج في غاية الأهمية تشير إلى الروابط بين الأنشطة البشرية وإشارات الدورة الدموية وأجزاء الدماغ التي تم تنشيطها. تم في هذا البحث استخدام التعلم العميق وهو منهج تم اكتشافه مؤخر ا وقد تفوق على العديد من السجلات القياسية في مجالات التعرف على الأشياء والكلام. أحد المزايا المهمة في التعلم العميق هي تجنب مشكلة العمل كثيف الجهد كاستخراج الميزات. وبذلك ، تمت دراسة وتجريب خوارزميات مختلفة للتعلم العميق. في هذه الأطروحة ، تدور المساهمة في مجال المعرفة حول ت قسيم البيانات في نهج التعلم العميق لتصنيف التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي كثير الأبعاد ب استخدام حجم بيانات منخفض نو عا ما في التصنيف. إن التحديات الأكبر في تصنيف التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ه ي الأبعاد الكثيرة والنسبة المنخفضة للإشارة بالنسبة للضجيج يؤدي استخدام شريحة مركزية واحدة من البيانات إلى تقليل الاعتماد على التباين التشريحي . (SNR) ولعنة درجة الأبعاد. تم في البداية اقتراح الحد الأدنى من مرحلة المعالجة المسبقة لنوعين من مجموعات البيانات : البيانات العشوائية و بيانات منفصلة للتحقق ل 1029 موضوع فردي متحكم بها للت صوير التي تم دراستها واختيارها ، )CNN( بالرنين المغناطيسي الوظيفي. تم تقييم الشبكة العصبونية التلافيفية كطريقة ل لتعلم العميق من خلال ثلاثة جوانب: حجم الطبقات التلافيفية ، اختيار أحجام خريطة الميزات ، إن هذه الجوانب هي بعض من العديد من أوجه عدم اليقين .inception وإدخال كتل من نموذج ال بداية في نمذجة الشبكة العصبون ية التلافيفية. تم اقتراح الحد الأدنى من مرحلة المعالجة المسبقة كبديل للطرق التقليدية الطويلة. يُظهر تقسيم البيانات قدرات التعلم العميق في الإفراط بملائمة خوارزمية التصنيف على الرغم من تضمين العديد من التعديلات. إلى جانب ذلك ، فإن خطوة تدريب النموذج في مرحلة المعالجة تعمل على صياغة المشكلة كمشكلة وحيدة للأمثلة بحيث تتشارك جميع مكونات النموذج بهدف مماثل. إنه اختبار موثوقية لخوارزمية التعلم العميق من نهاية إلى نهاية. يتطلب هذا البحث قدرات حسابية متطلبة للغاية مع أي زيادة في حجم البيانات. نتيجة لذلك ، تم الحصول على دقة عالية مع نماذج الشبكة العصبون ية التلافيفية المختبرة ولكنها تتناسب عكسيا مع دقة بيانات التحقق عند استخدام مجموعة منفصلة من بيانات التحقق. على الرغم من أن هذا البحث مصمم لشريحة واحدة من البيانات ثلاثية الأبعاد للتصوير ب الرنين المغناطيسي الوظيفي ، إلا أن تواجد مجموعة كبيرة من الموارد الحسابية مثل جهاز كمبيوتر عالي الأداء مزود ببطاقات رسومية مخصصة قد يكون لديها القدرة على تحليل حجم أكبر بكثير من بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لكامل للدماغ. في الختام ، يوضح هذا البحث أن التعلم العميق جدير بالثقة في التصنيف ولكنه يميل إلى الإفراط في الملائمة و الإفراط في التعميم. تم اقتراح هذا عندما تم الحصول على خسارة تحقق أكبر بعد توظيف حجم قليل من البيانات كثيرة الأبعاد للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. لذا ينبغي على استراتيجية تقسيم البيانات المقترحة في هذا البحث لحلول التعلم العميق من نهاية إلى نهاية أن تكون أحد النقاط الرئيسية لنموذج معالجة البيانات .en_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.callnumbert RC 386.6 D52 N9742I 2021en_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxiv, 123 leaves : illustrations ; 30cm.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100393423NurFarahanaMohdSuhaimi_24.pdf24 pages file289.17 kBAdobe PDFView/Open
t11100393423NurFarahanaMohdSuhaimi_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file7.35 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.