Finger pinching and imagination classification: A fusion of CNN architectures for IoMT-enabled BCI applications

计算机科学 脑-机接口 人工智能 脑电图 融合 人机交互 神经科学 心理学 语言学 哲学
作者
Giuseppe Varone,Wadii Boulila,Maha Driss,Saru Kumari,Muhammad Khurram Khan,Thippa Reddy Gadekallu,Amir Hussain
出处
期刊:Information Fusion [Elsevier BV]
卷期号:101: 102006-102006 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.inffus.2023.102006
摘要

A Brain-Computer Interface (BCI), integrated with the Internet of Medical Things (IoMT) and based on electroencephalogram (EEG) technology, allows users to control external devices by decoding brainwave patterns. Advanced deep learning-based BCIs, especially those utilizing sensorimotor rhythms (SMRs), have emerged as direct brain-device communication facilitators. SMRs involve users imagining limb motions to induce specific brain activity changes in the motor cortex. Despite progress, some users struggle with BCIs due to weak signals, individual variability, and limited task applicability. This study introduces an unsupervised EEG preprocessing pipeline for SMR-based BCIs. It evaluates an EEG dataset recorded during finger movements, employing two cleaning methods: an investigator-dependent pipeline and the proposed unsupervised method. Two distinct feature datasets are generated: one from cleaned EEG data processed into spectrogram images using supervised preprocessing, and another from data cleaned using the proposed unsupervised pipeline. The study extensively assesses five transfer learning convolutional neural network (TL-CNN) models for distinguishing Motor Imagery (MI) from finger movements (Mex) using the generated datasets. A novel probability fusion technique is developed to enhance TL-CNN classification in Mex versus MI finger-pinching actions. Results show that the fusion-based method outperforms other methods when applied to unsupervised EEG data. Achieving 97.9% accuracy, 93.4% precision, 95% recall, and an F1-score of 93.2%, the proposed approach demonstrates significant progress in distinguishing MI and Mex activities through the unsupervised pre-processing pipeline and fusion-based CNN method. This potentially leads to more effective and user-friendly BCI systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
典雅碧空发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
苗觉觉完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
yuan完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
zdjzdj发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
小蘑菇应助可爱的易文采纳,获得10
7秒前
8秒前
苹果发布了新的文献求助10
8秒前
nn发布了新的文献求助100
9秒前
科研通AI6.2应助SGLY采纳,获得100
10秒前
零零零零完成签到,获得积分10
10秒前
诚心宛筠发布了新的文献求助10
11秒前
真实的采白完成签到 ,获得积分10
11秒前
英勇的若灵完成签到,获得积分10
11秒前
nostalgic完成签到,获得积分10
13秒前
小锂故发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
hhh完成签到,获得积分10
13秒前
可爱的易文完成签到,获得积分10
15秒前
炙热老黑应助Sea_U采纳,获得10
15秒前
bkagyin应助笨笨的傲芙采纳,获得10
16秒前
16秒前
Dictator完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
小锂故完成签到,获得积分10
18秒前
lucky发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
21秒前
研友_VZG7GZ应助lei采纳,获得10
21秒前
22秒前
TYQ完成签到,获得积分10
23秒前
笨笨的傲芙完成签到,获得积分10
24秒前
学术大咖发布了新的文献求助10
24秒前
Dictator发布了新的文献求助10
25秒前
allen发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6441901
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8255853
关于积分的说明 17579255
捐赠科研通 5500618
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900336
邀请新用户注册赠送积分活动 1877230
关于科研通互助平台的介绍 1717101