Mejorando la clasificación de EEG de imágenes motoras de múltiples clases utilizando una ventana deslizante superpuesta y un modelo de aprendizaje profundo
Autores: Hwang, Jeonghee; Park, Soyoung; Chi, Jeonghee
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Mejorando la clasificación de EEG de imágenes motoras de múltiples clases utilizando una ventana deslizante superpuesta y un modelo de aprendizaje profundo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Imaginación motora
Electroencefalografía
Señales de EEG
Precisión de clasificación
Marco basado en LSTM
Sistemas de BCI
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Las señales de electroencefalografía (EEG) de imaginación motora (MI) son ampliamente utilizadas en sistemas BCI. Las tareas de MI se realizan imaginando hacer una tarea específica y clasificando la MI a través del procesamiento de señales EEG. Sin embargo, es una tarea desafiante clasificar con precisión las señales EEG. En este estudio, proponemos un marco de clasificación basado en LSTM para mejorar la precisión de clasificación de las señales MI de cuatro clases. Para obtener datos de señales EEG variables en el tiempo, se utiliza una técnica de ventana deslizante, y se aplica un FBCSP basado en bandas superpuestas para extraer las características espaciales específicas del sujeto. Los resultados experimentales en el conjunto de datos 2a de la competencia BCI IV mostraron una precisión promedio del 97% y un valor kappa de 0.95 en todos los sujetos. Se demuestra que el método propuesto supera a los algoritmos existentes para clasificar la EEG de MI de cuatro clases, y también ilustra la robustez en la variabilidad entre ensayos y entre sesiones de los datos de MI. Además, los resultados experimentales extendidos para la selección de canales mostraron el mejor rendimiento de precisión de clasificación al usar los veintidós canales con el método propuesto, pero se logró un valor kappa promedio de 0.93 con solo siete canales.
Descripción
Las señales de electroencefalografía (EEG) de imaginación motora (MI) son ampliamente utilizadas en sistemas BCI. Las tareas de MI se realizan imaginando hacer una tarea específica y clasificando la MI a través del procesamiento de señales EEG. Sin embargo, es una tarea desafiante clasificar con precisión las señales EEG. En este estudio, proponemos un marco de clasificación basado en LSTM para mejorar la precisión de clasificación de las señales MI de cuatro clases. Para obtener datos de señales EEG variables en el tiempo, se utiliza una técnica de ventana deslizante, y se aplica un FBCSP basado en bandas superpuestas para extraer las características espaciales específicas del sujeto. Los resultados experimentales en el conjunto de datos 2a de la competencia BCI IV mostraron una precisión promedio del 97% y un valor kappa de 0.95 en todos los sujetos. Se demuestra que el método propuesto supera a los algoritmos existentes para clasificar la EEG de MI de cuatro clases, y también ilustra la robustez en la variabilidad entre ensayos y entre sesiones de los datos de MI. Además, los resultados experimentales extendidos para la selección de canales mostraron el mejor rendimiento de precisión de clasificación al usar los veintidós canales con el método propuesto, pero se logró un valor kappa promedio de 0.93 con solo siete canales.