Multi-branch spatial-temporal-spectral convolutional neural networks for multi-task motor imagery EEG classification

卷积神经网络 计算机科学 运动表象 脑电图 解码方法 任务(项目管理) 人工智能 特征(语言学) 特征学习 模式识别(心理学) 特征提取 代表(政治) 二元分类 语音识别 脑-机接口 心理学 支持向量机 经济 管理 电信 语言学 哲学 精神科 政治 政治学 法学
作者
Zikun Cai,Tian-jian Luo,Xuan Cao
出处
期刊:Biomedical Signal Processing and Control [Elsevier BV]
卷期号:93: 106156-106156 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.bspc.2024.106156
摘要

Motor imagery electroencephalograph (MI-EEG) decoding plays a crucial role in developing motor imagery brain-computer interfaces (MI-BCIs). However, MI-EEG signals exhibit temporal variations and spatial coupling characteristics, necessitating effective feature representation for accurate classification. In this paper, we propose a Multi-Task Multi-Branch spatial-temporal-spectral feature representation model based on Convolutional Neural Network (MT-MBCNN) for MI-EEG classification. Our model encompasses three learning tasks: multi-branch spatial-temporal feature classification, multi-bands spectral feature contrastive learning, and class-prototype learning. These tasks are jointly learned during model training, with the losses of each task weighted and optimized to enhance MI-EEG decoding performance. To mitigate the issue of limited samples, we introduce a novel MI-EEG sample augmentation method to augment the diversity of the training set. Extensive experiments are conducted on three publicly available MI-EEG datasets, achieving outstanding average binary classification accuracies of 89.5%, 81.4%, and 70.13% for each dataset, respectively. Ablation studies demonstrate the necessity and significance of multi-task learning, multi-branch architecture, center-loss-based class-prototype learning, and sample augmentation for MI-EEG decoding using CNN models. Our MT-MBCNN model exhibits exceptional capabilities in spatial-temporal-spectral feature representations for constructing MI-BCIs. The source code of MT-MBCNN model is available at: https://github.com/my94my/MT-MBCNN.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
LLoud完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
华仔应助PXP采纳,获得10
2秒前
情怀应助西子阳采纳,获得10
3秒前
5秒前
5秒前
5秒前
笑点低虔完成签到 ,获得积分10
5秒前
呀呀呀完成签到,获得积分10
5秒前
鸣笛应助XiaodongWang采纳,获得30
5秒前
MchemG应助XiaodongWang采纳,获得10
5秒前
鸣笛应助XiaodongWang采纳,获得10
5秒前
icanccwhite应助文件撤销了驳回
5秒前
道友等等我完成签到,获得积分0
6秒前
乐乐应助旋转鸡爪子采纳,获得10
7秒前
7秒前
竹筏过海应助腾桑采纳,获得30
8秒前
斯文败类应助腾桑采纳,获得10
8秒前
yangli发布了新的文献求助20
8秒前
ai科研发布了新的文献求助10
9秒前
bmdeisler发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
ugot发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
13秒前
13秒前
dongan完成签到,获得积分10
14秒前
fengyuenanche完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
ACE发布了新的文献求助30
15秒前
赘婿应助猪猪侠采纳,获得10
16秒前
16秒前
靓丽宛亦完成签到 ,获得积分10
17秒前
思源应助bmdeisler采纳,获得10
17秒前
英姑应助西子阳采纳,获得10
18秒前
18秒前
ChengYonghui发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
少吃一口发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Problems of point-blast theory 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3998569
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3538078
关于积分的说明 11273314
捐赠科研通 3277023
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1807331
邀请新用户注册赠送积分活动 883825
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 810070