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多类运动想象脑电信号的两级特征提取方法
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:《自动化学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP[自动化与计算机技术]
  • 作者机构:杭州电子科技大学自动化学院智能控制与机器人研究所,杭州310018
  • 相关基金:国家自然科学基金(61671197,61372023),浙江省自然科学基金(LJY14F030023,LY15F010009)资助
中文摘要:

共同空间模式(Common spatial pattern,CSP)是运动想象脑机接口(Brain-computer interface,BCI)中常用的特征提取方法,但对多类任务的分类正确率却明显低于两类任务.通过引入堆叠降噪自动编码器(Stacked denoising autoencoders,SDA),提出了一种多类运动想象脑电信号(Electroencephalogram,EEG)的两级特征提取方法.首先利用一对多CSP(One versus restCSP,OVR-CSP)将脑电信号变换到使信号方差区别最大的低维空间,然后通过SDA网络提取其中可以更好表达类别属性的高层抽象特征,最后使用Softmax分类器进行分类.在对BCI竞赛IV中Data-sets2a的4类运动想象任务进行的分类实验中,平均Kappa系数达到0.69,表明了所提出的特征提取方法的有效性和鲁棒性.

英文摘要:

Common spatial pattern (CSP) is a popular method of feature extraction for motor imagery based braincomputer interface (BCI). However, the classification accuracy of multi-class tasks is obviously lower than that of two- class tasks with CSP. By employing the stacked denoising autoencoders (SDA), a two-level feature extraction method for multi-class motor imagery electroencephalogram (EEG) is proposed. Firstly, one versus rest CSP (OVR-CSP) is adopted to convert EEG into low dimensional space in which the discrimination of signal variances is maximized. Then, SDA network is used to extract the higher level abstract features which can characterize the category attributes more effectively. Finally, the motor imagery tasks are classified with Softmax classifier. In the classification experiment with four-class motor imagery tasks from Data-sets 2a of the BCI competition IV, this method achieves the average Kappa value of 0.69. The results show that the proposed method is effective and robust.

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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550