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Enregistrement W3000563309 · doi:10.1088/1741-2552/ab6a67

Comparing user-dependent and user-independent training of CNN for SSVEP BCI

2020· article· en· W3000563309 sur OpenAlexafffund
Aravind Ravi, Nargess Heydari Beni, Jacob Manuel, Ning Jiang

Notice bibliographique

RevueJournal of Neural Engineering · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueEEG and Brain-Computer Interfaces
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésCanonical correlationComputer scienceConvolutional neural networkBrain–computer interfaceArtificial intelligencePattern recognition (psychology)CorrelationSpeech recognitionElectroencephalographyMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

OBJECTIVE: We presented a comparative study on the training methodologies of a convolutional neural network (CNN) for the detection of steady-state visually evoked potentials (SSVEP). Two training scenarios were also compared: user-independent (UI) training and user-dependent (UD) training. APPROACH: The CNN was trained in both UD and UI scenarios on two types of features for SSVEP classification: magnitude spectrum features (M-CNN) and complex spectrum features (C-CNN). The canonical correlation analysis (CCA), widely used in SSVEP processing, was used as the baseline. Additional comparisons were performed with task-related components analysis (TRCA) and filter-bank canonical correlation analysis (FBCCA). The performance of the proposed CNN pipelines, CCA, FBCCA and TRCA were evaluated with two datasets: a seven-class SSVEP dataset collected on 21 healthy participants and a twelve-class publicly available SSVEP dataset collected on ten healthy participants. MAIN RESULTS: The UD based training methods consistently outperformed the UI methods when all other conditions were the same, as one would expect. However, the proposed UI-C-CNN approach performed similarly to the UD-M-CNN across all cases investigated on both datasets. On Dataset 1, the average accuracies of the different methods for 1 s window length were: CCA: 69.1% ± 10.8%, TRCA: 13.4% ± 1.5%, FBCCA: 64.8% ± 15.6%, UI-M-CNN: 73.5% ± 16.1%, UI-C-CNN: 81.6% ± 12.3%, UD-M-CNN: 87.8% ± 7.6% and UD-C-CNN: 92.5% ± 5%. On Dataset 2, the average accuracies of the different methods for data length of 1 s were: UD-C-CNN: 92.33% ± 11.1%, UD-M-CNN: 82.77% ± 16.7%, UI-C-CNN: 81.6% ± 18%, UI-M-CNN: 70.5% ± 22%, FBCCA: 67.1% ± 21%, CCA: 62.7% ± 21.5%, TRCA: 40.4% ± 14%. Using t-SNE, visualizing the features extracted by the CNN pipelines further revealed that the C-CNN method likely learned both the amplitude and phase related information from the SSVEP data for classification, resulting in superior performance than the M-CNN methods. The results suggested that UI-C-CNN method proposed in this study offers a good balance between performance and cost of training data. SIGNIFICANCE: The proposed C-CNN based method is a suitable candidate for SSVEP-based BCIs and provides an improved performance in both UD and UI training scenarios.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,008
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,014

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,008
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,085
Tête enseignante GPT0,273
Écart entre enseignants0,188 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations158
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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