Analyzing Classification Performance of fNIRS-BCI for Gait Rehabilitation Using Deep Neural Networks
Notice bibliographique
Résumé
This research presents a brain-computer interface (BCI) framework for brain signal classification using deep learning (DL) and machine learning (ML) approaches on functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) signals. fNIRS signals of motor execution for walking and rest tasks are acquired from the primary motor cortex in the brain's left hemisphere for nine subjects. DL algorithms, including convolutional neural networks (CNNs), long short-term memory (LSTM), and bidirectional LSTM (Bi-LSTM) are used to achieve average classification accuracies of 88.50%, 84.24%, and 85.13%, respectively. For comparison purposes, three conventional ML algorithms, support vector machine (SVM), k-nearest neighbor (k-NN), and linear discriminant analysis (LDA) are also used for classification, resulting in average classification accuracies of 73.91%, 74.24%, and 65.85%, respectively. This study successfully demonstrates that the enhanced performance of fNIRS-BCI can be achieved in terms of classification accuracy using DL approaches compared to conventional ML approaches. Furthermore, the control commands generated by these classifiers can be used to initiate and stop the gait cycle of the lower limb exoskeleton for gait rehabilitation.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».