Neste trabalho, diversos experimentos foram realizados através da definição de diferentes conjuntos de treinamento e de teste. O propósito foi de analisar, separadamente, os sinais simulados e os sinais experimentais para, em seguida, verificar a viabilidade do uso de sinais simulado no treinamento de classificadores que objetivam a classificação de sinais experimentais.
É importante explicitar que os treinamentos dos classificadores SVM utilizados neste trabalho foram todos realizados através do algoritmo SMO, abordado na Seção 2.6. Ademais, as programações foram realizadas no ambiente MAT LAB R ver. R2018a e a função f itcsvm() foi
utilizada para realização do treinamento dos classificadores.
3.4.1 Treinamento e teste realizados com conjuntos isolados de sinais
Inicialmente, foram apresentados aos classificadores apenas os 180 sinais capturados experimentalmente apresentados na Tabela 1. 80% destes sinais fossem utilizados durante a etapa de treinamento e os 20% restante fossem utilizados na etapa de teste. As quantidades de sinais que compõem os conjuntos de treinamento e de teste desse experimento estão expressas na Tabela 4 (a).
Tanto para o classificador SVM hierárquico quanto para o classificador SVM OAA, o processo de classificação foi repetido 100 vezes e, para cada repetição, os sinais foram selecionados aleatoriamente para a composição dos conjuntos de treinamento e de teste.
Assim como feito com os sinais experimentais, os sinais simulados foram submetidos à análise dos classificadores. 80% dos 108 sinais simulados foram utilizados na etapa de
treinamento e os 20% restante foram utilizados na etapa de teste. Para ambos os classificadores (SVM hierárquico e SVM OAA) o processo de classificação foi repetido 100 vezes e, para cada repetição, os sinais foram selecionados aleatoriamente para a composição dos conjuntos de treinamento e de teste. As quantidades de sinais que compuseram esses conjuntos estão expressas na Tabela 4 (b).
Tabela 4 – Separação de treinamento e de teste no experimento realizado apenas com sinais experimentais (a) e no experimento realizado apenas com sinais simulados (b).
(a)
Conjuntos Composição
Treinamento 144 sinais experimentais Teste 36 sinais experimentais Fonte: Elaboração própria.
(b)
Conjuntos Composição Treinamento 86 sinais simulados
Teste 22 sinais simulados Fonte: Elaboração própria.
Os resultados obtidos nas classificações onde os treinamentos e testes foram realiza- dos com conjuntos isolados são apresentados nas Seções 4.1 e 4.2.
3.4.2 Treinamento realizado com sinais simulados e teste realizado com sinais experimen- tais
Após os estudos isolados dos sinais simulados e dos sinais experimentais, os clas- sificadores foram submetidos à uma etapa de treinamento onde somente sinais simulados são apresentados. Em seguida, na etapa de teste, os modelos buscaram classificar os sinais experi- mentais. Nesta análise, 80 % dos 108 sinais simulados foram utilizados para composição do conjunto de treinamento e 20% dos 180 sinais experimentais foram utilizados para composição do conjunto de teste.
Ademais, outros 20% do conjunto de sinais experimentais foram utilizados para a construção de um conjunto de validação, utilizado para a seleção dos hiperparâmetros do modelo. Detalhes a respeito da seleção são abordados na Seção 3.5.
Os processos de classificação foram repetidos 100 vezes, onde, a cada repetição, sinais simulados e experimentais foram aleatoriamente selecionados para compor os conjuntos apresentados na Tabela 5.
Os resultados obtidos nas classificações onde os treinamentos foram realizados a partir de sinais simulados e os teste realizados com sinais experimentais são apresentados na Seção 4.3.
Tabela 5 – Separação de treinamento e de teste no experimento realizado com sinais simu- lados e experimentais.
Conjuntos Composição
Treinamento 86 sinais simulados Validação 36 sinais experimentais
Teste 36 sinais experimentais Fonte: Elaboração própria.
3.4.3 Treinamento realizado com conjunto misto de sinais simulados e experimentais
Para as últimas análises realizadas foram construídos conjuntos de treinamento contendo sinais simulados e experimentais. O objetivo foi de avaliar o quanto sinais simulados podem auxiliar no treinamento de classificadores SVM utilizados na classificação de sinais experimentais.
Para esse fim, 5 separações de treinamento e de teste foram realizadas. Nessas separações, todos os 108 sinais simulados foram postos nos conjuntos de treinamento, que continham, também, sinais experimentais. A quantidade de sinais experimentais presentes em cada um dos conjuntos de treinamento construídos foi determinada de modo que X % do conjunto fosse composto por esses.
Foram construídos conjuntos de treinamento onde 10%, 20%, 30%, 40% e 50% dos sinais do conjunto tratavam-se de sinais experimentais. Esses sinais foram escolhidos de forma aleatória, mas seguindo a condição de que pelo menos um sinal de cada classe (FP, PO e TR) estivesse presente entre os escolhidos.
A respeito dos conjuntos de teste, estes eram compostos por 72 sinais experimen- tais aleatoriamente selecionado. A Tabela 6 apresenta as quantidades de sinais simulado e experimentais utilizados para construção dos conjuntos de treinamento e de teste.
Com o objetivo de avaliar o impacto, no desempenho dos classificadores, da adição de sinais simulados nos conjuntos de treinamento, foram realizadas classificações comparativas considerando conjuntos de treinamentos contendo apenas os sinais experimentais das separações apresentadas na Tabela 6.
Para cada classificação, o procedimento foi repetido 100 vezes e, para cada repe- tição, os sinais experimentais que compuseram os conjuntos de treinamento e de teste foram aleatoriamente escolhidos.
Tabela 6 – Separação de treinamento e de teste nos experimentos com conjuntos de treinamento mistos, contendo sinais simulados e experimentais.
Conjuntos Parcela do Conjunto de Treinamento Composta por Sinais Experimentais
10% 20% 30% 40% 50% Treinamento 108 sinais simulados + 12 sinais experimentais 108 sinais simulados + 27 sinais experimentais 108 sinais simulados + 46 sinais experimentais 108 sinais simulados + 72 sinais experimentais 108 sinais simulados + 108 sinais experimentais Teste 72 sinais experimentais 72 sinais experimentais 72 sinais experimentais 72 sinais experimentais 72 sinais experimentais Fonte: Elaboração própria.
Os resultados obtidos nas classificações onde os treinamentos foram realizados com conjuntos mistos de sinais simulados e de sinais experimentais são apresentados na Seção 4.4.