Clasificación de señales de imaginación motora basada en electroencefalogramas utilizando un modelo de red neuronal convolucional de múltiples ramas con bloques de atención
Autores: Altuwaijri, Ghadir Ali; Muhammad, Ghulam
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Clasificación de señales de imaginación motora basada en electroencefalogramas utilizando un modelo de red neuronal convolucional de múltiples ramas con bloques de atención
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Señales cerebrales
Electroencefalograma
Interfaz cerebro-computadora
Imaginación motora
Señales de EEG
Red neuronal convolucional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Las señales cerebrales pueden ser capturadas a través del electroencefalograma (EEG) y utilizarse en diversas aplicaciones de interfaz cerebro-computadora (BCI). La clasificación de la imaginación motora (MI) utilizando señales de EEG es una de las aplicaciones importantes que pueden ayudar a un paciente con accidente cerebrovascular a rehabilitarse o realizar ciertas tareas. El manejo de las señales EEG-MI es desafiante porque las señales son débiles, pueden contener artefactos, dependen del estado de ánimo y la postura del paciente, y tienen una relación señal-ruido baja. Este artículo propone un modelo de red neuronal convolucional de múltiples ramas llamado Multi-Branch EEGNet con Módulo de Atención de Bloque Convolucional (MBEEGCBAM) utilizando un mecanismo de atención y técnicas de fusión para clasificar las señales EEG-MI. El mecanismo de atención se aplica tanto a nivel de canal como a nivel espacial. El modelo propuesto es un modelo ligero que tiene menos parámetros y una precisión más alta en comparación con otros modelos de última generación. La precisión del modelo propuesto es del 82.85% y del 95.45% utilizando el conjunto de datos de imaginación motora BCI-IV2a y el conjunto de datos de alta gamma, respectivamente. Además, al utilizar el enfoque de fusión (FMBEEGCBAM), logra una precisión del 83.68% y del 95.74%, respectivamente.
Descripción
Las señales cerebrales pueden ser capturadas a través del electroencefalograma (EEG) y utilizarse en diversas aplicaciones de interfaz cerebro-computadora (BCI). La clasificación de la imaginación motora (MI) utilizando señales de EEG es una de las aplicaciones importantes que pueden ayudar a un paciente con accidente cerebrovascular a rehabilitarse o realizar ciertas tareas. El manejo de las señales EEG-MI es desafiante porque las señales son débiles, pueden contener artefactos, dependen del estado de ánimo y la postura del paciente, y tienen una relación señal-ruido baja. Este artículo propone un modelo de red neuronal convolucional de múltiples ramas llamado Multi-Branch EEGNet con Módulo de Atención de Bloque Convolucional (MBEEGCBAM) utilizando un mecanismo de atención y técnicas de fusión para clasificar las señales EEG-MI. El mecanismo de atención se aplica tanto a nivel de canal como a nivel espacial. El modelo propuesto es un modelo ligero que tiene menos parámetros y una precisión más alta en comparación con otros modelos de última generación. La precisión del modelo propuesto es del 82.85% y del 95.45% utilizando el conjunto de datos de imaginación motora BCI-IV2a y el conjunto de datos de alta gamma, respectivamente. Además, al utilizar el enfoque de fusión (FMBEEGCBAM), logra una precisión del 83.68% y del 95.74%, respectivamente.