|
|
انتخاب کانال برای سیگنال های eeg با استفاده از اطلاعات متقابل جهت دسته بندی تصور حرکات
|
|
|
|
|
نویسنده
|
کماندار مهدی ,راشدی عصمت ,صنعتی جوان آیین
|
منبع
|
پردازش علائم و داده ها - 1402 - شماره : 3 - صفحه:61 -72
|
چکیده
|
سامانه های واسط مغز و رایانه مبتنی بر دسته بندی تصور فعالیتهای حرکتی با استفاده از سیگنالهای چند کاناله eeg، نقش عمدهای در کنترل اندامهای مصنوعی و ماشین ها توسط افراد معلول دارند. مشکل اساسی این سیستم ها بیش برازش دسته بند به دلیل تعداد زیاد کانال ها و نمونه های آموزشی کم و نویزی میباشد. در این مقاله روشی برای انتخاب کانال های بهینه، مبتنی بر بیشینه سازی اطلاعات متقابل کانالهای منتخب و تصور حرکت مدنظر ارائه شده است. توان زیرباندهایی با پهنای2 هرتز در باند 8 تا 30 هرتز و در فواصل 250 میلی ثانیه ای در بازه نیم تا دو و نیم ثانیه پس از شروع تصور حرکت به عنوان ویژگی برای هر کانال استخراج شده است. بعد ویژگی های استخراج شده با ترکیب روش های l1-pca و nwfe به 10 کاهش یافته است. صحت کل دستهبند svm برای نمونه های آزمایش دو شخص aa و al از داده های مسابقات bci iii 94.87 و 96.51 درصد است در حالیکه تعداد کانالها از 118 به 7 کاهش یافته است.
|
کلیدواژه
|
سامانه های واسط مغز و رایانه، سیگنال eeg، دستهبندی تصور حرکات، انتخاب کانال، اطلاعات متقابل، تخمین آنتروپی kpn
|
آدرس
|
دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته, دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر, ایران, دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته, دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر, ایران, دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته, دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر, ایران
|
پست الکترونیکی
|
sanatijavan.aeen@yahoo.com
|
|
|
|
|
|
|
|
|
channel selection in eeg signals using mutual information for motor imagery classification
|
|
|
Authors
|
kamandar mehdi ,rashedi esmat ,sanatijavan aeen
|
Abstract
|
brain-computer interface systems based on classification of the motor imageries (mi) using multi-channel eeg signal play a major role in the control of artificial limbs and machines by people with disabilities. one of the main problems in classifying these signals to recognize different mi tasks is the large number of channels. the large number of channels causes a lot of cost and hassle during the measurement process, increasing computational load of the preprocessing, feature extraction, and classification, difficulty of interpretation of results, and over-fitting of the classifier due to the limited number and noisy training samples. since not all measured channels for classifying a particular mi task have useful information, it would be beneficial to select the optimal channels for classifying desired mi tasks. channel selection methods are categorized into wrapper, filtered, hybrid, and embedded categories. in this paper, a filtering method is used due to less computational cost and the independence of the classifier. the used criterion is very important in filtering methods. criteria based on first- and second-order data moments are less efficient for non-gaussian classes. the proposed method uses mutual information between candidate channels and class label as a comprehensive criterion and sequential forward selection search strategy. one of the problems in using this criterion is the accurate estimation of mutual information in the high dimensional spaces. the kpn entropy estimator is used to accurately estimate the mutual information in high dimensional space with limited number of training samples. the power of 2 hz non overlapping sub-bands in the 8-30 hz band and in 250 milliseconds non overlapping intervals in half to two and a half seconds after the onset of mi are extracted as features for each channel. the extracted features are reduced to 10 for each channel by combining the unsupervised l1-pca and supervised nwfe dimensionality reduction methods. the reported results show the ability of the proposed method to select effective channels for classifying left and right hand and feet mi tasks. the overall accuracy of the svm classifier on test samples for two subjects labeled aa and al from the bci iii competition dataset is 94.87% and 96.51%, respectively, while the number of channels is reduced from 118 to 7 channels.
|
Keywords
|
brain computer interface ,eeg signals ,motor imagery classification ,channel selection ,mutual information ,kpn entropy estimation
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|