M-FANet: Multi-Feature Attention Convolutional Neural Network for Motor Imagery Decoding

计算机科学 脑-机接口 运动表象 解码方法 特征提取 人工智能 卷积神经网络 模式识别(心理学) 辍学(神经网络) 特征(语言学) 机器学习 脑电图 算法 心理学 语言学 哲学 精神科
作者
Yiyang Qin,Banghua Yang,Sixiong Ke,Peng Liu,Fenqi Rong,Xinxing Xia
出处
期刊:IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:32: 401-411 被引量:7
标识
DOI:10.1109/tnsre.2024.3351863
摘要

Motor imagery (MI) decoding methods are pivotal in advancing rehabilitation and motor control research. Effective extraction of spectral-spatial-temporal features is crucial for MI decoding from limited and low signal-to-noise ratio electroencephalogram (EEG) signal samples based on brain-computer interface (BCI). In this paper, we propose a lightweight Multi-Feature Attention Neural Network (M-FANet) for feature extraction and selection of multi-feature data. M-FANet employs several unique attention modules to eliminate redundant information in the frequency domain, enhance local spatial feature extraction and calibrate feature maps. We introduce a training method called Regularized Dropout (R-Drop) to address training-inference inconsistency caused by dropout and improve the model's generalization capability. We conduct extensive experiments on the BCI Competition IV 2a (BCIC-IV-2a) dataset and the 2019 World robot conference contest-BCI Robot Contest MI (WBCIC-MI) dataset. M-FANet achieves superior performance compared to state-of-the-art MI decoding methods, with 79.28% 4-class classification accuracy (kappa: 0.7259) on the BCIC-IV-2a dataset and 77.86% 3-class classification accuracy (kappa: 0.6650) on the WBCIC-MI dataset. The application of multi-feature attention modules and R-Drop in our lightweight model significantly enhances its performance, validated through comprehensive ablation experiments and visualizations.
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
科研通AI5应助灰灰灰采纳,获得10
3秒前
3秒前
zgzz完成签到 ,获得积分10
3秒前
fanfan完成签到,获得积分10
4秒前
此时此刻完成签到 ,获得积分10
5秒前
疯狂的沛岚完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
lml520完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
8秒前
orixero应助西卡诺采纳,获得10
9秒前
唐瑞玖发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI5应助灰灰灰采纳,获得20
9秒前
10秒前
10秒前
笑笑的妙松完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
叉叉茶完成签到,获得积分10
12秒前
凯当以慷完成签到,获得积分10
12秒前
kero完成签到,获得积分10
12秒前
Sindy发布了新的文献求助10
12秒前
黄慧慧完成签到,获得积分20
12秒前
insissst发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
郦稀发布了新的文献求助10
15秒前
小橙子完成签到 ,获得积分10
16秒前
JXL发布了新的文献求助20
17秒前
20秒前
乐乐应助Sindy采纳,获得30
20秒前
xxiao完成签到 ,获得积分10
20秒前
22秒前
宣灵薇完成签到 ,获得积分10
24秒前
西卡诺发布了新的文献求助10
24秒前
insissst完成签到,获得积分10
25秒前
唐瑞玖完成签到,获得积分10
26秒前
酷波er应助端庄谷南采纳,获得10
26秒前
喜悦冰烟完成签到 ,获得积分10
27秒前
Sjingjia完成签到,获得积分10
28秒前
喜悦的秋柔完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3782938
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3328272
关于积分的说明 10235420
捐赠科研通 3043338
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1670491
邀请新用户注册赠送积分活动 799731
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759033