2025年06月01日 星期日 首页   |    期刊介绍   |    编 委 会   |    投稿指南   |    期刊订阅   |    统合信息   |    联系我们
计量学报  2023, Vol. 44 Issue (7): 1147-1153    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2023.07.22
  电离辐射、标准物质与生物计量 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
基于改进Transformer模型的运动想象脑电分类方法研究
刘月峰,刘好峰,王越,刘博,暴祥
内蒙古科技大学,内蒙 古包头 014000
Research on Motor Imagery EEG Classification Method based on Improved Transformer
LIU Yue-feng,LIU Hao-feng,WANG Yue,LIU Bo,BAO Xiang
Inner Mongolia University of Science & Technology, Baotou, Inner Mongolia 014000, China
全文: PDF (47348 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 运动想象(MI)脑电信号本身是由一组较长且连续的特征值组成的信号序列,传统Transformer模型无法捕捉较长序列之间的依赖,设置固定长度的序列又会产生碎片化问题,因此有待进一步调整和优化。针对上述问题,在传统Transformer模型中加入了片段重用的循环机制和重用之前片段信息的相对位置编码机制,使Transformer模型能够学习更长特征序列的特征信息,同时解决重用片段之间的位置编码信息错乱和重用等问题。然后,通过并行多分支CNN进一步捕捉脑电局部特征。最后,利用竞赛数据集2008 BCI-Competition 2A对改进的Transformer模型性能进行评估。结果表明,在不做任何人工特征提取的前提下,对于四分类数据集,改进Transformer模型的平均准确率和kappa值分别为94.27%和87.34%。
服务
把本文推荐给朋友
加入我的书架
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
刘月峰
刘好峰
王越
刘博
暴祥
关键词 计量学脑电信号运动想象脑机接口卷积神经网络Transformer模型片段循环机制相对位置编码    
Abstract:The motor imagery (MI) EEG signal itself is a signal sequence consisting of a set of long and continuous feature values. Traditional Transformers cannot capture dependencies between longer sequences, and setting fixed length sequences can lead to fragmentation issues, so further adjustments and optimization are needed. To address the above issues, a fragment reuse loop mechanism and a relative position encoding mechanism for fragment information have been added to traditional Transformers. This can enable the Transformer to learn feature information from longer feature sequences. At the same time, it can also solve problems such as confusion and reuse of positional encoding information between reused fragments. Subsequently, parallel multi branch CNN was used to further capture local EEG features. Finally, the performance of the improved Transformer model was evaluated using the competition dataset 2008 BCI-Competition 2A. The results showed that, without any manual feature extraction, the average accuracy and kappa value of the improved Transformer model for the four classification dataset were 94.27% and 87.34%, respectively.
Key wordsmetrology    EEG signal    motor lmagery    BCI    convolutional neural networks    transformer model    loop mechanism for segment    relative position encoding
收稿日期: 2022-12-28      发布日期: 2023-07-17
PACS:  TB99  
  TB973  
基金资助:内蒙古自然科学基金(2022MS06008)
通讯作者: 刘好峰(1998-),男,内蒙古呼和浩特人,内蒙古科技大学研究生,研究方向为脑机接口。Email: 410244038@qq.com     E-mail: 410244038@qq.com
作者简介: 刘月峰(1977-),男,内蒙古包头人,副教授,博士,硕士生导师,主要从事知识图谱,大数据分析与应用方面的研究。Email: liuyuefeng@imust.edu.cn
引用本文:   
刘月峰,刘好峰,王越,刘博,暴祥. 基于改进Transformer模型的运动想象脑电分类方法研究[J]. 计量学报, 2023, 44(7): 1147-1153.
LIU Yue-feng,LIU Hao-feng,WANG Yue,LIU Bo,BAO Xiang. Research on Motor Imagery EEG Classification Method based on Improved Transformer. Acta Metrologica Sinica, 2023, 44(7): 1147-1153.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.07.22     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2023/V44/I7/1147
京ICP备:14006989号-1
版权所有 © 《计量学报》编辑部
地址:北三环东路18号(北京1413信箱)  邮编:100029 电话:(010)64271480
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发  技术支持:support@magtech.com.cn