重庆理工大学学报(自然科学) ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (3): 102-112.

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基于通道组合-数据对齐-多尺度全局 CNN的 MI-EEG分类

武 岩,满建志,宋 雨,李 奇   

  1. 1.长春理工大学 计算机科学技术学院,长春 130022; 2.长春理工大学中山研究院,广东 中山 52840
  • 发布日期:2024-04-22
  • 作者简介:武岩,女,博士,副教授,主要从事脑信息、立体视觉、脑机接口研究,Email:wuyan@cust.edu.C

  • Published:2024-04-22

摘要: 由于运动想象脑机接口(MIBCI)范式不需要视觉刺激,应用 MIBCI范式在提高人 机交互系统舒适度方面具有重要意义。为实现辅助设备的异步控制,提高模型的鲁棒性,减少 通道使用数量以降低 BCI系统输入的复杂性,提出一种基于通道组合 (channelcombination, CC)数据对齐(euclideanspacedataalignment,EA)多尺度全局卷积神经网络 (multiscaleglobal convolutionalneuralnetwork,MGCNN)的运动想象脑电分类方法。通过引入大脑静息状态下的 脑电信号,扩展 MIBCI输出指令集;利用 CC将 22通道脑电数据重构为左右对称通道加中间通 道的 3通道形式,重构后的数据经过 EA方法规范后作为网络输入;构建多尺度卷积模块与全 局卷积模块,并行提取脑电信号的局部特征和 ERS/ERD全局特征;利用迁移学习提升模型的 解码能力。结果表明:该方法在 BCICompetitionIV2a数据集上达到了 99.28%的平均准确率 和 0.99的 Kappa值,提高了运动想象脑电分类精度,为在线异步运动想象脑机接口的应用与发 展作出了贡献。

关键词: 运动想象;脑机接口;通道组合;卷积神经网络;数据对齐

中图分类号: 

  • TP39