基于维度注意力与多尺度卷积网络的脑电分类方法研究
CSTR:
作者:
作者单位:

(1. 华北理工大学 电气工程学院, 河北 唐山 063210;2. 唐山市数字媒体工程技术研究中心, 河北 唐山 063000;3. 华北理工大学 机械工程学院, 河北 唐山 063210)

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TN911.73

基金项目:

河北省自然科学基金高端钢铁冶金联合研究基金专项项目(F2017209120);唐山市沉浸式虚拟环境基础创新团队项目(18130221A).通信作者:杨赵辉


EEG Classification Based on Dimensional Attention and Multi-scale Convolutional Networks
Author:
Affiliation:

(1. College of Electrical Engineering, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, CHN;2. Tangshan Digital Media Engineering Technology Research Center, Tangshan 063000, CHN;3. College of Mechanical Engineering, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, CHN)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    针对脑电信号的非平稳性、时变复杂和分类准确率较低的问题,以及传统机器学习方法在提取复杂特征方面的不足,提出了一种基于维度注意力机制的多尺度时空卷积神经网络分类模型(DIMS-CNN),旨在提高分类准确率,以更好地适用于实际应用场景。首先,对数据进行带通滤波和去伪迹,并进行了降采样和通道选择等预处理;随后,将经过处理的数据输入构建的时空卷积模型中,为了进一步增强网络的特征提取能力,加入了时序和通道的多维度注意力机制以及正则化技术;对于数据量不足的问题,采用了频带互换的方法进行数据增强,且提高了模型的泛化性能。分别在HGD数据集和实验室自采集数据集上进行验证,获得了90.97%和90.21%的平均分类准确率,发现所提方法在分类准确率上有显著提高。

    Abstract:

    This study proposes a spatio-temporal dynamic multiscale convolutional neural network (DMS-CNN) classification model based on a dimensional attention mechanism to improve classification accuracy and applicability to practical scenarios, in order to address the problems of non-stationarity, time-varying complexity, and low classification accuracy of electroencephalogram (EEG) signals, as well as the shortcomings of traditional machine learning methods in extracting complex features. First, the data are bandpass-filtered to eliminate artifacts and pre-processed using downsampling and channel selection. The processed data are then input into the constructed spatiotemporal convolution model, to further enhance the feature extraction capability of the network and multidimensional attention mechanisms of timing. This is followed by the incorporation of channel and regularization technology. To address the problem of insufficient data, a frequency-band exchange method is used to enhance the data, thereby improving the generalization performance of the model. Average classification accuracies of 90.97% and 90.21% were obtained for the HGD and self-collected laboratory datasets, respectively. Compared with other algorithms, the classification accuracy of this method was significantly improved.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

谷学静,杨赵辉,郭宇承,许金钢.基于维度注意力与多尺度卷积网络的脑电分类方法研究[J].半导体光电,2024,45(1):152-158. GU Xuejing, YANG Zhaohui, GUO Yucheng, XU Jingang. EEG Classification Based on Dimensional Attention and Multi-scale Convolutional Networks[J].,2024,45(1):152-158.

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2023-09-06
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2024-04-03
  • 出版日期:
文章二维码

漂浮通知

①《半导体光电》新近入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版),这是本刊自1992年以来连续第10次被《中文核心期刊要目总览》收录。
②目前,《半导体光电》已入编四个最新版高质量科技期刊分级目录,它们分别是中国电子学会《电子技术、通信技术领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国图象图形学学会《图像图形领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国电工技术学会《电气工程领域高质量科技期刊分级目录》(T3)和中国照明学会《照明领域高质量科技期刊分级目录》(T2)。
③关于用户登录弱密码必须强制调整的说明
④《半导体光电》微信公众号“半导体光电期刊”已开通,欢迎关注