An efficient multi-scale CNN model with intrinsic feature integration for motor imagery EEG subject classification in brain-machine interfaces

脑-机接口 计算机科学 运动表象 卷积神经网络 人工智能 脑电图 模式识别(心理学) 支持向量机 稳健性(进化) 分类器(UML) 语音识别 机器学习 心理学 生物化学 化学 精神科 基因
作者
Arunabha M. Roy
出处
期刊:Biomedical Signal Processing and Control [Elsevier BV]
卷期号:74: 103496-103496 被引量:91
标识
DOI:10.1016/j.bspc.2022.103496
摘要

Electroencephalogram (EEG) based motor imagery (MI) classification is an important aspect in brain-machine interfaces (BMIs) which bridges between neural system and computer devices decoding brain signals into recognizable machine commands. However, the MI classification task is challenging due to inherent complex properties, inter-subject variability, and low signal-to-noise ratio (SNR) of EEG signals. To overcome the above-mentioned issues, the current work proposes an efficient multi-scale convolutional neural network (MS-CNN) which can extract the distinguishable features of several non-overlapping canonical frequency bands of EEG signals from multiple scales for MI-BCI classification. In the framework, discriminant user-specific features have been extracted and integrated to improve the accuracy and performance of the CNN classifier. Additionally, different data augmentation methods have been implemented to further improve the accuracy and robustness of the model. The model achieves an average classification accuracy of 93.74% and Cohen’s kappa-coefficient of 0.92 on the BCI competition IV2b dataset outperforming several baseline and current state-of-the-art EEG-based MI classification models. The proposed algorithm effectively addresses the shortcoming of existing CNN-based EEG-MI classification models and significantly improves the classification accuracy. The current framework can provide a stimulus for designing efficient and robust real-time human-robot interaction.

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
lmz发布了新的文献求助10
刚刚
zhangxiaoqing完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
hydroxyl完成签到,获得积分10
4秒前
A亮完成签到,获得积分10
5秒前
helen给helen的求助进行了留言
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
heavennew完成签到,获得积分10
8秒前
如意的慕灵完成签到 ,获得积分20
8秒前
9秒前
9秒前
樊孟完成签到,获得积分10
10秒前
wzk发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
隐形涵柳发布了新的文献求助10
13秒前
学渣前进完成签到,获得积分10
13秒前
Nolan发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
闪闪水云发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
谦让的安南完成签到,获得积分10
14秒前
醉爱天下发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
17秒前
科研通AI2S应助anders采纳,获得10
17秒前
科研通AI2S应助薯条采纳,获得30
17秒前
maplesirup发布了新的文献求助10
17秒前
hbu123完成签到,获得积分10
18秒前
张木木发布了新的文献求助10
18秒前
千早爱音完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
学渣前进发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
田乐天完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
迪娜完成签到,获得积分10
23秒前
畅快蓝血完成签到 ,获得积分10
23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
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6390588
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8205749
关于积分的说明 17367429
捐赠科研通 5444282
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2878576
邀请新用户注册赠送积分活动 1855003
关于科研通互助平台的介绍 1698293