Comparing user-dependent and user-independent training of CNN for SSVEP BCI
Notice bibliographique
Résumé
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 enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».