k-Fold Cross-Validation Can Significantly Over-Estimate True Classification Accuracy in Common EEG-Based Passive BCI Experimental Designs: An Empirical Investigation
Notice bibliographique
Résumé
In passive BCI studies, a common approach is to collect data from mental states of interest during relatively long trials and divide these trials into shorter "epochs" to serve as individual samples in classification. While it is known that using k-fold cross-validation (CV) in this scenario can result in unreliable estimates of mental state separability (due to autocorrelation in the samples derived from the same trial), k-fold CV is still commonly used and reported in passive BCI studies. What is not known is the extent to which k-fold CV misrepresents true mental state separability. This makes it difficult to interpret the results of studies that use it. Furthermore, if the seriousness of the problem were clearly known, perhaps more researchers would be aware that they should avoid it. In this work, a novel experiment explored how the degree of correlation among samples within a class affects EEG-based mental state classification accuracy estimated by k-fold CV. Results were compared to a ground-truth (GT) accuracy and to "block-wise" CV, an alternative to k-fold which is purported to alleviate the autocorrelation issues. Factors such as the degree of true class separability and the feature set and classifier used were also explored. The results show that, under some conditions, k-fold CV inflated the GT classification accuracy by up to 25%, but block-wise CV underestimated the GT accuracy by as much as 11%. It is our recommendation that the number of samples derived from the same trial should be reduced whenever possible in single-subject analysis, and that both the k-fold and block-wise CV results are reported.
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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 | 0,068 | 0,207 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».