M-FANet: Multi-Feature Attention Convolutional Neural Network for Motor Imagery Decoding

计算机科学 脑-机接口 运动表象 解码方法 特征提取 人工智能 卷积神经网络 模式识别(心理学) 辍学(神经网络) 特征(语言学) 机器学习 脑电图 算法 心理学 语言学 哲学 精神科
作者
Yi Qin,Bao Jia Yang,Shih-Wen Ke,Wang Liu,Fenqi Rong,Xinxing Xia
出处
期刊:IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:32: 401-411
标识
DOI:10.1109/tnsre.2024.3351863
摘要

Motor imagery (MI) decoding methods are pivotal in advancing rehabilitation and motor control research. Effective extraction of spectral-spatial-temporal features is crucial for MI decoding from limited and low signal-to-noise ratio electroencephalogram (EEG) signal samples based on brain-computer interface (BCI). In this paper, we propose a lightweight Multi-Feature Attention Neural Network (M-FANet) for feature extraction and selection of multi-feature data. M-FANet employs several unique attention modules to eliminate redundant information in the frequency domain, enhance local spatial feature extraction and calibrate feature maps. We introduce a training method called Regularized Dropout (R-Drop) to address training-inference inconsistency caused by dropout and improve the model’s generalization capability. We conduct extensive experiments on the BCI Competition IV 2a (BCIC-IV-2a) dataset and the 2019 World robot conference contest-BCI Robot Contest MI (WBCIC-MI) dataset. M-FANet achieves superior performance compared to state-of-the-art MI decoding methods, with 79.28% 4-class classification accuracy (kappa: 0.7259) on the BCIC-IV-2a dataset and 77.86% 3-class classification accuracy (kappa: 0.6650) on the WBCIC-MI dataset. The application of multi-feature attention modules and R-Drop in our lightweight model significantly enhances its performance, validated through comprehensive ablation experiments and visualizations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
刚刚
jiejie发布了新的文献求助20
2秒前
英姑应助小铭同学采纳,获得10
2秒前
民族风完成签到,获得积分10
2秒前
欧阳完成签到,获得积分20
2秒前
茉莉花完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
陶醉海露发布了新的文献求助10
3秒前
美女发布了新的文献求助10
3秒前
上官若男应助无辜的剑成采纳,获得10
4秒前
烤地瓜的z发布了新的文献求助10
4秒前
不再褪色完成签到,获得积分10
5秒前
LIU完成签到,获得积分10
6秒前
跟屁虫完成签到,获得积分10
6秒前
aaa发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
香蕉觅云应助鲤鱼大神采纳,获得10
9秒前
Jason应助Mxue采纳,获得10
10秒前
11秒前
LELE发布了新的文献求助10
12秒前
大个应助希音采纳,获得10
12秒前
13秒前
金虎发布了新的文献求助10
13秒前
haunge发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
yy2023发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
明亮的冰颜发布了新的文献求助200
19秒前
含蓄的问寒完成签到,获得积分10
19秒前
Ari_Kun发布了新的文献求助10
19秒前
耕耘应助haunge采纳,获得10
20秒前
十三完成签到,获得积分10
20秒前
开心尔芙发布了新的文献求助30
20秒前
榴莲完成签到,获得积分10
21秒前
CY发布了新的文献求助10
21秒前
善学以致用应助于晨欣采纳,获得10
21秒前
高分求助中
Continuum thermodynamics and material modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 2000
Applications of Emerging Nanomaterials and Nanotechnology 1111
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
工业结晶技术 880
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3489755
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3076899
关于积分的说明 9146913
捐赠科研通 2769079
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1519617
邀请新用户注册赠送积分活动 704068
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 702068