Etkin epoklar ile motor hayaline dayalı EEG işaretlerinin sınıflandırma doğruluğunun artırılması
Öz
Beyin
bilgisayar arayüzleri (BBA) sadece beyinde üretilen işaretleri kullanarak
çeşitli elektronik cihazları kullanmayı olanaklı hale getiren sistemlerdir. Bu sistemlerin yüksek başarımlı olabilmesi için bu
işaretlerden çıkarılan öznitelik yöntemleri ve bu işaretlere uygulanan
sınıflandırıcı yöntemleri önemlidir. Bu çalışma ile motor hayaline dair
kaydedilen EEG tabanlı BBA işaretlerinden yüksek sınıflandırma doğruluğu elde
edebilmek için işaretlerin etkin zaman dilimlerinden çıkarılmış özniteliklerle
sınıflandırma doğruluğunun artırılmasına yönelik bir yöntem önerilmiştir.
Öznitelikler, etkin zaman dilimleri belirlenen EEG işaretlerine Hilbert
Dönüşümü’nün uygulanması ve işaretin türevlerinin ortalamasının alınmasıyla elde
edilmiştir. BCI Competition 2003 yarışmasında kullanıma sunulmuş 2-sınıflı
motor hareketi hayaline dayalı Data Set Ia isimli veri kümesinden çıkarılan
öznitelikler destek vektör makineleri, k-en yakın komşuluk ve doğrusal ayrım
analizi ile test edilerek performans karşılaştırması yapılmıştır. Destek vektör
makineleri ile test veri kümesi üzerinde %91.46 oranında yüksek bir
sınıflandırma doğruluğu elde edilmiştir. Bu sınıflandırma doğruluğu EEG
işaretinin bir denemesine ait tüm örneklemelerin kullanılması durumunda elde
edilen sınıflandırma doğruluğundan %17.40 daha yüksektir. Elde edilen sonuçlar,
önerilen yöntemin belirlenen öznitelik çıkarma yöntemi ve destek vektör
makinaları sınıflandırıcısıyla birlikte EEG işaretlerinden elde edilen
sınıflandırma doğruluğunu dikkat çekici miktarda arttırdığını ve hesaplama
karmaşıklığını ise azalttığını göstermiştir.
Anahtar Kelimeler
References
- Ma X, Huang X, Shen Y, Qin Z, Ge Y, Chen Y. “EEG based topography analysis in string recognition task”. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 469, 531-539, 2017.
- Wolpaw JR, Birbaumer N, McFarland DJ, Pfurtscheller G, and Vaughan TM. “Brain–computer interfaces for communication and control”. Clinical Neurophysiology, 113(6), 767-791, 2002.
- Li Y, Long J, Yu T, Yu Z, Wang C, Zhang H, Guan C. “An EEG-based BCI system for 2-D cursor control by combining Mu/Beta rhythm and P300 potential”. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 57(10), 2495-2505, 2010.
- Lotte F, Congedo M, Lécuyer A, Lamarche F, and Arnaldi B. “A review of classification algorithms for EEG-based brain–computer interfaces”. Journal of Neural Engineering, 4(2), 1-13, 2007.
- Kübler A, Nijboer F, Mellinger J, Vaughan TM, Pawelzik H, Schalk G and Wolpaw JR. “Patients with ALS can use sensorimotor rhythms to operate a brain-computer interface”. Neurology, 64(10), 1775-1777, 2005.
- Oh SH, Lee YR, Kim HN. “A novel EEG feature extraction method using Hjorth parameter”. International Journal of Electronics and Electrical Engineering, 2(2), 106-110, 2014.
- Jenke R, Peer A, Buss M. “Feature extraction and selection for emotion recognition from EEG”. IEEE Transactions on Affective Computing, 5(3), 327-339.
- Siuly S, Li Y. “Designing a robust feature extraction method based on optimum allocation and principal component analysis for epileptic EEG signal Classification”. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 119(1), 29-42, 2015.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Publication Date
October 12, 2018
Submission Date
September 11, 2017
Acceptance Date
-
Published in Issue
Year 2018 Volume: 24 Number: 5