Research Article

EEG ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi

Volume: 16 Number: 3 September 1, 2026
EN TR

EEG ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi

Abstract

Elektroansefalografi (EEG) sinyalleri insanların zihinsel ve duygusal durumlarını analiz etmede yaygın olarak kullanılan nörofizyolojik bir ölçüm yöntemidir. EEG tabanlı duygu tanıma sistemleri sayesinde insan-bilgisayar etkileşimi ve sağlık teknolojileri alanlarında önemli bulguların elde edilmesi mümkün olmuştur. Fakat literatürde farklı türdeki özniteliklerin birlikte kullanıldığı ve bireyler arası genellenebilirliğin değerlendirildiği çalışmalar oldukça sınırlıdır. Bu nedenle bu çalışmada öznitelik çıkarımı, seçimi ve değerlendirmesi bütüncül biçimde ele alınarak, farklı doğrulama yöntemleriyle çeşitli makine öğrenmesi modellerinin performanslarının karşılaştırılması amaçlanmıştır. Çalışmamızda GAMEEMO veri setinde yer alan 28 katılımcıya ait 14 kanallı EEG sinyallerinden, zaman ve frekans bileşenlerinin çıkarımı gerçekleştirilmiştir. Sonrasında ise, ANOVA yöntemi ile en etkili öznitelikler seçilerek, özniteliklerin frekans ve zaman düzeyinde yorumlanması sağlanmıştır. Sınıflandırma aşamasında, hem ikili (pozitif/negatif duygu) hem de çok sınıflı (Sıkıcı – Sakin – Korkunç – Eğlenceli) duygu sınıflandırma görevleri ele alınmış; çeşitli makine öğrenmesi algoritmaları hem 5 katlı çapraz doğrulama (5-fold CV) hem de birey-dışı bırakmalı çapraz doğrulama (LOSOCV) stratejileri altında karşılaştırılmıştır. İkili duygu sınıflandırma görevinde, 5-fold CV altında en yüksek sınıflandırma doğruluğu %94.70, LOSOCV senaryosunda ise %96.43 olarak elde edilmiştir. Çoklu duygu sınıflandırma görevinde, 5-fold CV yöntemiyle en yüksek doğruluk %96.44, LOSOCV stratejisi altında ise %98.21 olarak ölçülmüştür. Çalışma sonunda, zaman ve frekans temelli özniteliklerin birlikte kullanılmasının EEG tabanlı duygu tanıma sistemlerinde yalnızca yüksek sınıflandırma doğruluğu değil, aynı zamanda güçlü bireyler arası genellenebilirlik sunduğu görülmüştür.

Keywords

References

  1. Abdulrahman, A., Baykara, M., & Alakus, T. B. (2022). A novel approach for emotion recognition based on EEG signal using deep learning. Applied Sciences, 12(19), 10028. https://doi.org/10.3390/app121910028
  2. Alakus, T. B., Gonen, M., & Turkoglu, I. (2020). Database for an emotion recognition system based on EEG signals and various computer games – GAMEEMO. Biomedical Signal Processing and Control, 60, 101951. https://doi.org/10.1016/j.bspc.2020.101951
  3. Aslan, M., Baykara, M., & Alakuş, T. B. (2023). Analysis of brain areas in emotion recognition from EEG signals with deep learning methods. Multimedia Tools and Applications, 83(11), 32423-32452. https://doi.org/10.1007/s11042-023-16696-w
  4. Assunção, G., Patrão, B., Castelo-Branco, M., & Menezes, P. (2022). An overview of emotion in artificial intelligence. IEEE Transactions on Artificial Intelligence, 3(6), 867-886. https://doi.org/10.1109/TAI.2022.3159614
  5. Bayat, S., & Işık, G. (2022). Aras kuş türlerinin ses özellikleri bakımından derin öğrenme yöntemleriyle tanınması. Journal of the Institute of Science and Technology, 12(3), 1250-1263. https://doi.org/10.21597/jist.1124674
  6. Bayat, S., & Işık, G. (2023). Evaluating the effectiveness of different machine learning approaches for sentiment classification. Journal of the Institute of Science and Technology, 13(3), 1496-1510. https://doi.org/10.21597/jist.1292050
  7. Bergstra, J., & Bengio, Y. (2012). Random search for hyper-parameter optimization. Journal of Machine Learning Research, 13(Feb), 281-305.
  8. Bhattacharyya, A., Tripathy, R. K., Garg, L., & Pachori, R. B. (2021). A novel multivariate-multiscale approach for computing EEG spectral and temporal complexity for human emotion recognition. IEEE Sensors Journal, 21(3), 3579-3591. https://doi.org/10.1109/JSEN.2020.3027181

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Computer Software

Journal Section

Research Article

Publication Date

September 1, 2026

Submission Date

October 13, 2025

Acceptance Date

March 31, 2026

Published in Issue

Year 2026 Volume: 16 Number: 3

APA
Susam, B. T., Kurt, M. S., Yaşar, E., & Baydilli, Y. Y. (2026). EEG ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi. Journal of the Institute of Science and Technology, 16(3), 870-888. https://doi.org/10.21597/jist.1800619
AMA
1.Susam BT, Kurt MS, Yaşar E, Baydilli YY. EEG ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi. J. Inst. Sci. and Tech. 2026;16(3):870-888. doi:10.21597/jist.1800619
Chicago
Susam, Büşra Tuğçe, Mehmet Salih Kurt, Erkan Yaşar, and Yusuf Yargı Baydilli. 2026. “EEG Ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi”. Journal of the Institute of Science and Technology 16 (3): 870-88. https://doi.org/10.21597/jist.1800619.
EndNote
Susam BT, Kurt MS, Yaşar E, Baydilli YY (September 1, 2026) EEG ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi. Journal of the Institute of Science and Technology 16 3 870–888.
IEEE
[1]B. T. Susam, M. S. Kurt, E. Yaşar, and Y. Y. Baydilli, “EEG ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi”, J. Inst. Sci. and Tech., vol. 16, no. 3, pp. 870–888, Sept. 2026, doi: 10.21597/jist.1800619.
ISNAD
Susam, Büşra Tuğçe - Kurt, Mehmet Salih - Yaşar, Erkan - Baydilli, Yusuf Yargı. “EEG Ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi”. Journal of the Institute of Science and Technology 16/3 (September 1, 2026): 870-888. https://doi.org/10.21597/jist.1800619.
JAMA
1.Susam BT, Kurt MS, Yaşar E, Baydilli YY. EEG ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi. J. Inst. Sci. and Tech. 2026;16:870–888.
MLA
Susam, Büşra Tuğçe, et al. “EEG Ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi”. Journal of the Institute of Science and Technology, vol. 16, no. 3, Sept. 2026, pp. 870-88, doi:10.21597/jist.1800619.
Vancouver
1.Büşra Tuğçe Susam, Mehmet Salih Kurt, Erkan Yaşar, Yusuf Yargı Baydilli. EEG ile Duygu Sınıflandırmasında Zaman-Frekans Tabanlı Özniteliklerin Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Değerlendirilmesi. J. Inst. Sci. and Tech. 2026 Sep. 1;16(3):870-88. doi:10.21597/jist.1800619