O uso de sistemas denominados Brain Computer Interface, ou simplesmente BCI, para controle de dispositivos tem gerado cada vez mais trabalhos de análise de sinais de EEG, principalmente devido ao fato do desenvolvimento tecnológico dos sistemas de processamento de dados, trazendo novas perspectiva de desenvolvimento de equipamentos que auxiliem pessoas com debilidades motoras. Neste trabalho é abordado o comportamento dos classificadores LDA (Discriminante Linear de Fisher) e o classificador Naive Bayes para classificação de movimento de mão direita e mão esquerda a partir da aquisição de sinais eletroencefalográficos. Para análise destes classificadores foram utilizadas como características de entrada a energia de trechos do sinal filtrados por um passa banda com frequências dentro dos ritmos sensório-motor e também foram utilizadas componentes de energia espectral através do periodograma modificado de Welch. Como forma de pré-processamento também é apresentado o filtro espacial Common Spatial Pattern (CSP) de forma a aumentar a atividade discriminativa entre as classes de movimento. Foram obtidas taxas de acerto de até 70% para a base de dados geradas neste trabalho e de até 88% utilizando a base de dados do BCI Competition II, taxas de acertos compatíveis com outros trabalhos na área. / Brain Computer Interface (BCI) systems usage for controlling devices has increasingly generated research on EEG signals analysis, mainly because the technological development of data processing systems has been offering a new perspective on developing equipment to assist people with motor disability. This study aims to examine the behavior of both Fisher's Linear Discriminant (LDA) and Naive Bayes classifiers in determining both the right and left hand movement through electroencephalographic signals. To accomplish this, we considered as input feature the energy of the signal trials filtered by a band pass with sensorimotor rhythm frequencies; spectral power components from the Welch modified periodogram were also used. As a preprocessing form, the Common Spatial Pattern (CSP) filter was used to increase the discriminative activity between classes of movement. The database created from this study reached hit rates of up to 70% while the BCI Competition II reached hit rates up to 88%, which is consistent with the literature.

O uso de sistemas denominados Brain Computer Interface, ou simplesmente BCI, para controle de dispositivos tem gerado cada vez mais trabalhos de análise de sinais de EEG, principalmente devido ao fato do desenvolvimento tecnológico dos sistemas de processamento de dados, trazendo novas perspectiva de desenvolvimento de equipamentos que auxiliem pessoas com debilidades motoras. Neste trabalho é abordado o comportamento dos classificadores LDA (Discriminante Linear de Fisher) e o classificador Naive Bayes para classificação de movimento de mão direita e mão esquerda a partir da aquisição de sinais eletroencefalográficos. Para análise destes classificadores foram utilizadas como características de entrada a energia de trechos do sinal filtrados por um passa banda com frequências dentro dos ritmos sensório-motor e também foram utilizadas componentes de energia espectral através do periodograma modificado de Welch. Como forma de pré-processamento também é apresentado o filtro espacial Common Spatial Pattern (CSP) de forma a aumentar a atividade discriminativa entre as classes de movimento. Foram obtidas taxas de acerto de até 70% para a base de dados geradas neste trabalho e de até 88% utilizando a base de dados do BCI Competition II, taxas de acertos compatíveis com outros trabalhos na área. / Brain Computer Interface (BCI) systems usage for controlling devices has increasingly generated research on EEG signals analysis, mainly because the technological development of data processing systems has been offering a new perspective on developing equipment to assist people with motor disability. This study aims to examine the behavior of both Fisher's Linear Discriminant (LDA) and Naive Bayes classifiers in determining both the right and left hand movement through electroencephalographic signals. To accomplish this, we considered as input feature the energy of the signal trials filtered by a band pass with sensorimotor rhythm frequencies; spectral power components from the Welch modified periodogram were also used. As a preprocessing form, the Common Spatial Pattern (CSP) filter was used to increase the discriminative activity between classes of movement. The database created from this study reached hit rates of up to 70% while the BCI Competition II reached hit rates up to 88%, which is consistent with the literature.

Em anos recentes, muitos algoritmos bio-inspirados têm surgido para resolver problemas de classificação. Em confirmação a isso, a revista Nature, em 2002, publicou um artigo que já apontava para o ano de 2003 o uso comercial de Sistemas Imunológicos Artificiais para detecção de fraude em instituições financeiras por uma empresa britânica. Apesar disso, não observamos, a luz de nosso conhecimento, nenhuma publicação científica com resultados promissores desde então. Nosso trabalho tratou de aplicar Sistemas Imunológicos Artificiais (AIS) para detecção de fraude em cartões de crédito. Comparamos AIS com os métodos de Árvore de Decisão (DT), Redes Neurais (NN), Redes Bayesianas (BN) e Naive Bayes (NB). Para uma comparação mais justa entre os métodos, busca exaustiva e algoritmo genético (GA) foram utilizados para selecionar um conjunto paramétrico otimizado, no sentido de minimizar o custo de fraude na base de dados de cartões de crédito cedida por um emissor de cartões de crédito brasileiro. Em adição à essa otimização, fizemos também uma análise e busca por parâmetros mais robustos via multi-resolução, estes parâmetros são apresentados neste trabalho. Especificidades de bases de fraude como desbalanceamento de dados e o diferente custo entre falso positivo e negativo foram levadas em conta. Todas as execuções foram realizadas no Weka, um software público e Open Source, e sempre foram utilizadas bases de teste para validação dos classificadores. Os resultados obtidos são consistentes com Maes et al. que mostra que BN são melhores que NN e, embora NN seja um dos métodos mais utilizados hoje, para nossa base de dados e nossas implementações, encontra-se entre os piores métodos. Apesar do resultado pobre usando parâmetros default, AIS obteve o melhor resultado com os parâmetros otimizados pelo GA, o que levou DT e AIS a apresentarem os melhores e mais robustos resultados entre todos os métodos testados. / In 2002, January the 31st, the famous journal Nature, with a strong impact in the scientific environment, published some news about immune based systems. Among the different considered applications, we can find detection of fraudulent financial transactions. One can find there the possibility of a commercial use of such system as close as 2003, in a British company. In spite of that, we do not know of any scientific publication that uses Artificial Immune Systems in financial fraud detection. This work reports results very satisfactory on the application of Artificial Immune Systems (AIS) to credit card fraud detection. In fact, scientific financial fraud detection publications are quite rare, as point out Phua et al. [PLSG05], in particular for credit card transactions. Phua et al. points out the fact that no public database of financial fraud transactions is available for public tests as the main cause of such a small number of publications. Two of the most important publications in this subject that report results about their implementations are the prized Maes (2000), that compares Neural Networks and Bayesian Networks in credit card fraud detection, with a favored result for Bayesian Networks and Stolfo et al. (1997), that proposed the method AdaCost. This thesis joins both these works and publishes results in credit card fraud detection. Moreover, in spite the non availability of Maes data and implementations, we reproduce the results of their and amplify the set of comparisons in such a way to compare the methods Neural Networks, Bayesian Networks, and also Artificial Immune Systems, Decision Trees, and even the simple Naïve Bayes. We reproduce in certain way the results of Stolfo et al. (1997) when we verify that the usage of a cost sensitive meta-heuristics, in fact generalized from the generalization done from the AdaBoost to the AdaCost, applied to several tested methods substantially improves it performance for all methods, but Naive Bayes. Our analysis took into account the skewed nature of the dataset, as well as the need of a parametric adjustment, sometimes through the usage of genetic algorithms, in order to obtain the best results from each compared method.

Ett företag har tagit fram en miljövänlig IoT produkt med sekventiell sensordata och vill genom maskininlärning kunna klassificera avvikelser i sensordatan. Det har genom åren utvecklats ett flertal väl fungerande algoritmer för klassificering men det finns emellertid ingen algoritm som fungerar bäst för alla olika problem. Syftet med det här arbetet var därför att undersöka, jämföra och utvärdera olika klassificerare inom "supervised machine learning" för att ta reda på vilken klassificerare som ger högst träffsäkerhet att klassificera avvikelser i den typ av IoT produkt som företaget tagit fram. Genom en litteraturstudie tog vi först reda på vilka klassificerare som vanligtvis använts och fungerat bra i tidigare vetenskapliga arbeten med liknande applikationer. Vi kom fram till att jämföra och utvärdera Random Forest, Naïve Bayes klassificerare och Support Vector Machines ytterligare. Vi skapade sedan ett dataset på 513 exempel som vi använde för träning och validering för respektive klassificerare. Resultatet visade att Random Forest hade betydligt högre träffsäkerhet med 95,7% jämfört med Naïve Bayes klassificerare (81,5%) och Support Vector Machines (78,6%). Slutsatsen för arbetet är att Random Forest med sina 95,7% ger en tillräckligt hög träffsäkerhet så att företaget kan använda maskininlärningsmodellen för att förbättra sin produkt. Resultatet pekar också på att Random Forest, för det här arbetets specifika klassificeringsproblem, är den klassificerare som fungerar bäst inom "supervised machine learning" men att det eventuellt finns möjlighet att få ännu högre träffsäkerhet med andra tekniker som till exempel "unsupervised machine learning" eller "semi-supervised machine learning". / A company has developed a environment-friendly IoT device with sequential sensor data and want to use machine learning to classify anomalies in their data. Throughout the years, several well working algorithms for classifications have been developed. However, there is no optimal algorithm for every problem. The purpose of this work was therefore to investigate, compare and evaluate different classifiers within supervised machine learning to find out which classifier that gives the best accuracy to classify anomalies in the kind of IoT device that the company has developed. With a literature review we first wanted to find out which classifiers that are commonly used and have worked well in related work for similar purposes and applications. We concluded to further compare and evaluate Random Forest, Naïve Bayes and Support Vector Machines. We created a dataset of 513 examples that we used for training and evaluation for each classifier. The result showed that Random Forest had superior accuracy with 95.7% compared to Naïve Bayes (81.5%) and Support Vector Machines (78.6%). The conclusion for this work is that Random Forest, with 95.7%, gives a high enough accuracy for the company to have good use of the machine learning model. The result also indicates that Random Forest, for this thesis specific classification problem, is the best classifier within supervised machine learning but that there is a potential possibility to get even higher accuracy with other techniques such as unsupervised machine learning or semi-supervised machine learning.

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行人偵測為物件偵測領域中一個極具挑戰性的議題。其主要問題在於人體姿勢以及衣著服飾的多變性，加之以光源照射狀況迥異，大幅增加了辨識的困難度。吾人在本論文中提出利用共變異矩陣描述子及結合單純貝氏分類器與級聯支持向量機的線上學習辨識器，以增進行人辨識之正確率與重現率。 實驗結果顯示，本論文所提出之線上學習策略在某些辨識狀況較差之資料集中能有效提升正確率與重現率達百分之十四。此外，即便於相同之初始訓練條件下，在USC Pedestrian Detection Test Set、 INRIA Person dataset 及 Penn-Fudan Database for Pedestrian Detection and Segmentation三個資料集中，本研究之正確率與重現率亦較HOG搭配AdaBoost之行人辨識方式為優。 / Pedestrian detection is an important yet challenging problem in object classification due to flexible body pose, loose clothing and ever-changing illumination. In this thesis, we employ covariance feature and propose an on-line learning classifier which combines naïve Bayes classifier and cascade support vector machine (SVM) to improve the precision and recall rate of pedestrian detection in a still image. Experimental results show that our on-line learning strategy can improve precision and recall rate about 14% in some difficult situations. Furthermore, even under the same initial training condition, our method outperforms HOG + AdaBoost in USC Pedestrian Detection Test Set, INRIA Person dataset and Penn-Fudan Database for Pedestrian Detection and Segmentation.

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-13T17:38:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AvaliacaoDistorcaoHarmonica.pdf: 4309009 bytes, checksum: 017d26b4d8e0ce6653f66d67f13f4cb6 (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-06-13T17:39:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AvaliacaoDistorcaoHarmonica.pdf: 4309009 bytes, checksum: 017d26b4d8e0ce6653f66d67f13f4cb6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T17:39:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AvaliacaoDistorcaoHarmonica.pdf: 4309009 bytes, checksum: 017d26b4d8e0ce6653f66d67f13f4cb6 (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / In the last decades, the transformation industry has provided the introduction of increasingly faster and more energy efficient products for residential, commercial and industrial use, however these loads due to their non-linearity have contributed significantly to the increase of distortion levels harmonic of voltage as a result of the current according to the Power Quality indicators of the Brazilian electricity distribution system. The constant increase in the levels of distortions, especially at the point of common coupling, has generated in the current day a lot of concern in the concessionaires and in the consumers of electric power, due to the problems that cause like losses of the quality of electric power in the supply and in the installations of the consumers and this has provided several studies on the subject. In order to contribute to the subject, this thesis proposes a procedure based on the Knowledge Discovery in Database - KDD process to identify the impact loads of harmonic distortions of voltage at the common coupling point. The proposed methodology uses computational intelligence and data mining techniques to analyze the data collected by energy quality meters installed in the main loads and the common coupling point of the consumer and consequently establish the correlation between the harmonic currents of the nonlinear loads with the harmonic distortion at the common coupling point. The proposed process consists in analyzing the loads and the layout of the location where the methodology will be applied, in the choice and installation of the QEE meters and in the application of the complete KDD process, including the procedures for collection, selection, cleaning, integration, transformation and reduction, mining, interpretation, and evaluation of data. In order to contribute, the data mining techniques of Decision Tree and Naïve Bayes were applied and several algorithms were tested for the algorithm with the most significant results for this type of analysis as presented in the results. The results obtained evidenced that the KDD process has applicability in the analysis of the Voltage Total Harmonic Distortion at the Point of Common Coupling and leaves as contribution the complete description of each step of this process, and for this it was compared with different indices of data balancing, training and test and different scenarios in different shifts of analysis and presented good performance allowing their application in other types of consumers and energy distribution companies. It also shows, in the chosen application and using different scenarios, that the most impacting load was the seventh current harmonic of the air conditioning units for the collected data set. / Nas últimas décadas, a indústria de transformação, tem proporcionado a introdução de produtos cada vez mais rápidos e energeticamente mais eficientes para utilização residencial, comercial e industrial, no entanto essas cargas devido à sua não linearidade têm contribuído significativamente para o aumento dos níveis de distorção harmônica de tensão em decorrência da corrente conforme indicadores de Qualidade de Energia Elétrica do sistema brasileiro de distribuição de energia elétrico. O constante aumento dos níveis das distorções, principalmente no ponto de acoplamento comum, tem gerado nos dias atuais muita preocupação nas concessionárias e nos consumidores de energia elétrica, devido aos problemas que causam como perdas da qualidade de energia elétrica no fornecimento e nas instalações dos consumidores e isso têm proporcionado diversos estudos sobre o assunto. Com o intuito de contribuir com o assunto, a presente tese propõe um procedimento com base no processo Knowledge Discovery in Database - KDD para identificação das cargas impactantes das distorções harmônicas de tensão no ponto de acoplamento comum. A metodologia proposta utiliza técnicas de Inteligência computacional e mineração de dados para análise dos dados coletados por medidores de qualidade de energia instalados nas cargas principais e no ponto de acoplamento comum do consumidor e consequentemente estabelecer a correlação entre as correntes harmônicas das cargas não lineares com a distorção harmônica no ponto de acoplamento comum. O processo proposto consiste na análise das cargas e do layout do local onde a metodologia será aplicada, na escolha e na instalação dos medidores de QEE e na aplicação do processo KDD completo, incluindo os procedimentos de coleta, seleção, limpeza, integração, transformação e redução, mineração, interpretação, e avaliação dos dados. Com o propósito de contribuição foram aplicadas as técnicas de mineração de dados Árvore de Decisão e Naïve Bayes e foram testados diversos algoritmos em busca do algoritmo com resultados mais significativos para esse tipo de análise conforme apresentado nos resultados. Os resultados obtidos evidenciaram que o processo KDD possui aplicabilidade na análise da Distorção Harmônica Total de Tensão no Ponto de Acoplamento Comum e deixa como contribuição a descrição completa de cada etapa desse processo, e para isso foram comparados com diferentes índices de balanceamento de dados, treinamento e teste e diferentes cenários em diferentes turnos de análise e apresentaram bom desempenho possibilitando sua aplicação em outros tipos de consumidores e empresas de distribuição de energia. Evidencia também, na aplicação escolhida e utilizando diferentes cenários, que a carga mais impactante foi a sétima harmônica de corrente das centrais de ar condicionado para o conjunto de dados coletados.

La place importante du tutorat dans la réussite d'un dispositif de formation en ligne a ouvert un nouvel axe de recherche dans le domaine des EIAH (Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain). Nos travaux se situent plus particulièrement dans le champ de recherches des ACAO. Dans un contexte collaboratif, le tutorat et les outils « d'awareness » constituent des solutions admises pour faire face à l'isolement qui très souvent, mène à l'abandon de l'apprenant. Ainsi, du fait des difficultés rencontrées par le tuteur pour assurer un encadrement et un suivi appropriés à partir des traces de communication (en quantités conséquentes) laissées par les apprenants, nous proposons une approche multi-agents pour analyser les conversations textuelles asynchrones entre apprenants. Ces interactions sont révélatrices de comportements sociaux-animateur, indépendant, etc... qu'il nous paraît important de pouvoir repérer lors d'une pédagogie de projet pour permettre aux apprenants de situer leurs travaux par rapport aux autres apprenants et situer leur groupe par rapport aux autres groupes d'une part, et d'autre part permettre au tuteur d'accompagner les apprenants dans leur processus d'apprentissage, repérer et soutenir les individus en difficulté pour leur éviter l'abandon. Ces indicateurs seront déduits à partir des grands volumes d'échanges textuels entre apprenants.L'approche a été ensuite testée sur une situation réelle, qui a montré une parfaite concordance entre les résultatsobservés par des tuteurs humains et ceux déterminés automatiquement par notre système. / The growing importance of online training has put emphasis on the role of remote tutoring. A whole new area of research, dedicated to environment for human learning (EHL), is emerging. We are concerned with this field. More specifically, we will focus on the monitoring of learners.The instrumentation and observation of learners activities by exploiting interaction traces in the EHL and the development of indicators can help tutors to monitor activities of learners and support them in their collaborative learning process. Indeed, in a learning situation, the teacher needs to observe the behavior of learners in order to build an idea about their involvement, preferences and learning styles so that he can adapt the proposed activities. As part of the automatic analysis of collaborative learner¿s activities, we describe a multi agent approach for supporting learning activities in a Virtual Learning Environment context. In order to assist teachers who monitor learning processes, viewed as a specific type of collaboration, the proposed system estimates a behavioral (sociological) profile for each student. This estimation is based on automatic analysis of students textual asynchronous conversations. The determined profiles are proposed to the teacher and may provide assistance toteacher during tutoring tasks. The system was experimented with students of the master "software quality" of the Ibn Tofail University. The results obtained show that the proposed approach is effective and gives satisfactory results.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:06:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4338.pdf: 1335557 bytes, checksum: 8e0bef5711ff8c398be194e335deecec (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / Classification consists in the discovery of rules of prediction to assist with planning and decision-making, being a continuously indispensable tool and a highly discussed subject in literature. As a special case in classification, we have the process of credit risk rating, within which there is interest in identifying good and bad paying customers through binary classification methods. Therefore, in many application backgrounds, as in financial, several techniques can be utilized, such as discriminating analysis, probit analysis, logistic regression and neural nets. However, the Probabilistic Nets technique, also known as Bayesian Networks, have showed itself as a practical convenient classification method with successful applications in several areas. In this paper, we aim to display the appliance of Probabilistic Nets in the classification scenario, specifically, the technique named K-dependence Bayesian Networks also known as KDB nets, as well as compared its performance with conventional techniques applied within context of the Credit Scoring and Medical diagnosis. Applications of the technique based in real and artificial datasets and its performance assisted by the bagging procedure will be displayed as results. / A classificação consiste na descoberta de regras de previsão para auxílio no planejamento e tomada de decisões, sendo uma ferramenta indispensável e um tema bastante discutido na literatura. Como caso especial de classificação, temos o processo de avaliação de risco de crédito, no qual temos o interesse de identificar clientes bons e maus pagadores através de métodos de classificação binária. Assim, em diversos enredos de aplicação, como nas financeiras, diversas técnicas podem ser utilizadas, tais como análise discriminante, análise probito, regressão logística e redes neurais. Porém, a técnica de Redes Probabilísticas, também conhecida como Redes Bayesianas, tem se mostrado um método prático de classificação e com aplicações bem sucedidas em diversos campos. Neste trabalho, visamos exibir a aplicação das Redes Probabilísticas no contexto de classificação, em específico, a técnica denominada Redes Probabilísticas com K-dependência, também conhecidas como redes KDB, bem como comparar seu desempenho com as técnicas convencionais aplicadas no contexto de Credit Scoring e Diagnose Médica. Exibiremos como resultado aplicações da técnica baseadas em conjuntos de dados reais e artificiais e seu desempenho auxiliado pelo procedimento de bagging.

[ES] Las enfermedades cardiovasculares son una de las principales causas de mortalidad y morbilidad en el mundo. Entre las arritmias más comunes en adultos destaca la Fibrilación Auricular (FA), presentando una tendencia de crecimiento muy significativa, sobre todo en población de edad avanzada o con trastornos de obesidad. En el otro extremo, nos encontramos con la Miocardiopatía Arritmogénica (MCA), considerada una enfermedad rara con una prevalencia de 1:2000-5000 pero con gran afectación entre familiares directos, causante de muerte súbita cardiaca (MSC), y con un diagnóstico clínico complicado. Más allá de la FA o la MCA, existe una amplia variedad de patologías derivadas de una disfunción en la activación y conducción eléctrica del corazón. Para todas ellas, el electrocardiograma (ECG) continúa figurando como la primera y principal técnica de diagnóstico clínico, siendo una herramienta fundamental de cribado y detección de patologías relativamente económica y ampliamente accesible. Sin embargo, el diagnóstico preciso a partir de la interpretación del ECG requiere de médicos experimentados, siendo ésta una tarea que consume recursos, tiempo y que además está sujeta a la variabilidad entre observadores. Respecto a las afecciones cardiacas más comunes, conseguir un diagnóstico de forma automática que sea fiable, utilizando tanto 12 como un número reducido o único de derivaciones, sigue presentándose como un desafío. Este aspecto cobra especial relevancia con el uso cada vez más extendido de dispositivos portátiles o wearables, los cuales están ganando un gran interés para la detección temprana y preventiva de enfermedades cardiacas, registrando normalmente un número reducido de derivaciones ECG. Dicho uso masivo les confiere un gran potencial para facilitar el cribado y seguimiento de distintas afecciones en una amplia variedad de escenarios, a pesar de registrar señales de peor calidad en comparación con equipos certificados para uso clínico. El principal reto con estos dispositivos es encontrar un equilibrio adecuado entre la sensibilidad y la especificidad en la detección de ritmos cardiacos susceptibles de ser patológicos. En consecuencia, es indispensable diseñar e implementar algoritmos precisos adecuados para dispositivos móviles o portátiles capaces de detectar distintas afecciones cardiacas en registros de ECG. Respecto las afecciones cardiacas menos comunes como el caso de la MCA, es necesario incrementar la sensibilidad en la detección durante los cribados intra-familiares realizados tras una MSC. Para ello, sería posible explorar biomarcadores propios a esta enfermedad obtenidos mediante técnicas de procesado de señales ECG, además de modelos de clasificación que hagan uso de ellos, contribuyendo así a reducir el número de casos de muerte súbita. En base a lo descrito anteriormente, la presente tesis estudia las posibilidades de diagnóstico basadas en técnicas de aprendizaje y clasificación automática en dos escenarios principales. El primero aborda la detección de la FA, así como un amplio abanico de otras patologías cardiacas comunes, donde proponemos y validamos distintos modelos de clasificación de bajo consumo computacional. Todo esto, utilizando extensas bases de datos de acceso abierto, y haciendo énfasis en enfoques de derivación única, ya que son los más utilizados en dispositivos móviles e inteligentes. El segundo escenario se centra en la detección de MCA mediante las 12 derivaciones estándar del ECG, donde proponemos y validamos nuevos biomarcadores y modelos de clasificación que tratan de incrementar la sensibilidad de los cribados intra-familiares realizados tras una MSC. Para ello, utilizamos una base de datos específica de la Unidad de Cardiopatías Familiares del Hospital Universitario y Politécnico La Fe de València. / [CA] Les malalties cardiovasculars són una de les principals causes de mortalitat i morbiditat en el món. Entre les arrítmies més comunes en adults destaca la Fibril·lació Auricular (FA), presentant una tendència de creixement molt significativa, sobretot en població d'edat avançada o amb trastorns d'obesitat. En l'altre extrem, ens trobem amb la Miocardiopatia Arritmogènica (MCA), considerada una malaltia rara amb una prevalença de 1:2000-5000 però amb gran afectació entre familiars directes, causant de mort sobtada cardíaca (MSC), i amb un diagnòstic clínic complicat. Més enllà de la FA o la MCA, existeix una àmplia varietat de patologies derivades d'una disfunció en l'activació i conducció elèctrica del cor. Per a totes elles, l'electrocardiograma (ECG) continua figurant com la primera i principal tècnica de diagnòstic clínic, sent una eina fonamental de cribratge i detecció de patologies relativament econòmica i àmpliament accessible. No obstant això, el diagnòstic precís a partir de la interpretació del ECG requereix de metges experimentats, sent aquesta una tasca que consumeix recursos, temps i que a més està subjecta a la variabilitat entre observadors. Respecte a les afeccions cardíaques més comunes, aconseguir un diagnòstic de manera automàtica que siga fiable, utilitzant tant 12 com un número reduït o únic de derivacions, continua presentant-se com un desafiament. Aquest aspecte cobra especial rellevància amb l'ús cada vegada més estés de dispositius portàtils o wearables, els quals estan guanyant un gran interés per a la detecció precoç i preventiva de malalties cardíaques, registrant normalment un nombre reduït de derivacions ECG. Aquest ús massiu els confereix un gran potencial per a facilitar el cribratge i seguiment de diferents afeccions en una àmplia varietat d'escenaris, malgrat registrar senyals de pitjor qualitat en comparació amb equips certificats per a ús clínic. El principal repte amb aquests dispositius és trobar un equilibri adequat entre la sensibilitat i l'especificitat en la detecció de ritmes cardíacs susceptibles de ser patològics. En conseqüència, és indispensable dissenyar i implementar algorismes precisos adequats per a dispositius mòbils o portàtils capaços de detectar diferents afeccions cardíaques en registres de ECG. Respecte les afeccions cardíaques menys comunes com el cas de la MCA, és necessari incrementar la sensibilitat en la detecció durant els cribratges intra-familiars realitzats després d'una MSC. Per a això, seria possible explorar biomarcadors propis a aquesta malaltia obtinguts mitjançant tècniques de processament de senyals ECG, a més de models de classificació que facen ús d'ells, contribuint així a reduir el nombre de casos de mort sobtada. Sobre la base del descrit anteriorment, la present tesi estudia les possibilitats de diagnòstic basades en tècniques d'aprenentatge i classificació automàtica en dos escenaris principals. El primer aborda la detecció de la FA, així com un ampli ventall d'altres patologies cardíaques comunes, on proposem i validem diferents models de classificació de baix consum computacional. Tot això, utilitzant extenses bases de dades d'accés obert, i fent èmfasi en enfocaments de derivació única, ja que són els més utilitzats en dispositius mòbils i intel·ligents. El segon escenari se centra en la detecció de MCA mitjançant les 12 derivacions estàndard de l'ECG, on proposem i validem nous biomarcadors i models de classificació que tracten d'incrementar la sensibilitat dels cribratges intra-familiars realitzats després d'una MSC. Per a això, utilitzem una base de dades específica de la Unitat de Cardiopaties Familiars de l'Hospital Universitari i Politècnic La Fe de València. / [EN] Cardiovascular diseases are one of the leading causes of mortality and morbidity worldwide. Atrial Fibrillation (AF) stands out among adults' most common arrhythmias, presenting a very significant growth trend, especially in the elderly population or those with obesity disorders. At the other extreme, we find Arrhythmogenic Cardiomyopathy (ACM), a rare disease with a prevalence of 1:2000-5000 but great affectation among direct relatives, causing sudden cardiac death (SCD), and with a complicated clinical diagnosis. Beyond AF or ACM, there is a wide variety of pathologies derived from dysfunctions in the activation or electrical conduction of the heart. For all of them, the electrocardiogram (ECG) continues to appear as the first and foremost clinical diagnostic technique, being a fundamental tool for screening and detecting pathologies that is relatively cheap and widely accessible. However, accurate diagnosis based on ECG interpretation requires experienced physicians, as this task consumes resources, time and is subject to variability between observers. For the most common cardiac conditions, achieving a reliable diagnosis automatically, using either 12 or a smaller or single number of leads, remains a challenge. This aspect is especially relevant with the increasingly widespread use of portable or wearable devices, which are gaining significant interest for the early and preventive detection of heart disease, typically recording a reduced number of ECG leads. Such massive use gives them great potential to facilitate screening and monitoring different conditions in different scenarios, despite registering signals of lower quality compared to equipment certified for clinical use. The main challenge with these devices is finding the right balance between sensitivity and specificity in detecting pathologic heart rhythms. Consequently, designing and implementing accurate algorithms suitable for mobile or portable devices capable of detecting different cardiac conditions in ECG recordings is essential. Concerning less common cardiac conditions such as the case of ACM, it is necessary to increase the sensitivity in detection during intra-family screenings carried out after an SCD. Hence, it would be possible to explore specific biomarkers to this disease obtained through ECG signal processing techniques, as well as classification models that use them, thus contributing to reduce the number of cases of sudden death. Based on the previously described, this thesis studies the diagnostic possibilities based on machine learning and classification techniques in two main scenarios. The first deals with detecting AF and a wide range of other common cardiac pathologies, where we propose and validate different classification models with low computational consumption. All this, using extensive open access databases, and emphasizing single-lead approaches, since they are the most used in mobile and smart devices. The second scenario focuses on detecting ACM using the standard 12-lead ECG, where we propose and validate new biomarkers and classification models that try to increase the sensitivity of intra-family screenings carried out after an MSC. For this task, we used a specific database of the Familial Cardiopathies Unit of the Hospital Universitario y Politécnico La Fe de València. / Jiménez Serrano, S. (2023). Desarrollo de nuevos marcadores y clasificadores de bajo coste computacional para identificar afecciones cardiacas en registros ECG [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/196826