基于运动想象脑电(MI-EEG)的脑机接口(BCI)可以实现人脑与外部设备的直接信息交互。本文提出了一种基于时间序列数据增强的脑电多尺度特征提取卷积神经网络模型,用于MI-EEG信号解码。首先,提出了一种脑电信号数据增强方法,能够在不改变...基于运动想象脑电(MI-EEG)的脑机接口(BCI)可以实现人脑与外部设备的直接信息交互。本文提出了一种基于时间序列数据增强的脑电多尺度特征提取卷积神经网络模型,用于MI-EEG信号解码。首先,提出了一种脑电信号数据增强方法,能够在不改变时间序列长度的情况下,提高训练样本的信息含量,同时完整保留其初始特征。然后,通过多尺度卷积块自适应地提取脑电数据的多种整体与细节特征,再经并行残差块和通道注意力对特征进行融合筛选。最后,由全连接网络输出分类结果。在BCI Competition IV 2a和2b数据集上的应用实验结果表明,本模型对运动想象任务的平均分类正确率分别达到了91.87%和87.85%,对比现有的基准模型,该方法具有较高的正确率和较强的鲁棒性。该模型无需复杂的信号预处理操作,具有多尺度特征提取的优势,具有较高的实际应用价值。展开更多
文摘基于运动想象脑电(MI-EEG)的脑机接口(BCI)可以实现人脑与外部设备的直接信息交互。本文提出了一种基于时间序列数据增强的脑电多尺度特征提取卷积神经网络模型,用于MI-EEG信号解码。首先,提出了一种脑电信号数据增强方法,能够在不改变时间序列长度的情况下,提高训练样本的信息含量,同时完整保留其初始特征。然后,通过多尺度卷积块自适应地提取脑电数据的多种整体与细节特征,再经并行残差块和通道注意力对特征进行融合筛选。最后,由全连接网络输出分类结果。在BCI Competition IV 2a和2b数据集上的应用实验结果表明,本模型对运动想象任务的平均分类正确率分别达到了91.87%和87.85%,对比现有的基准模型,该方法具有较高的正确率和较强的鲁棒性。该模型无需复杂的信号预处理操作,具有多尺度特征提取的优势,具有较高的实际应用价值。