Research Article

EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi

Volume: 27 Number: 2 April 4, 2021
  • Gaffari Çelik
  • Muhammed Fatih Talu
TR EN

EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi

Abstract

EEG sinyalleri kullanılarak engelliler için kontrol edilebilir tekerlekli sandalyelerin üretildiği veya yapılması düşünülen aktivitenin tahmin edildiği çalışmalara literatürde sıklıkla rastlanmaktadır. Genel olarak bu çalışmalarda elektroensefalografi (EEG) sinyalinin önceden belirlenen sınıflara aktarımı gerçekleştirilir. Bu çalışmalar EEG sinyalinin sınıflandırmasından ibarettir. Ancak son yıllarda yapay öğrenme alanında yaşanan gelişmelerle sınıflandırmadan öteye gidildiği, EEG sinyalinden bakılan görselin üretilebildiği görülmektedir. Klasik çekişmeli üretici ağlar (Generative adversarial networks-GAN) ve otomatik kodlayıcı (Auto encoder-AE) yaklaşımlarının kullanıldığı sınırlı sayıdaki bu çalışmalar incelendiğinde, EEG sinyallerinden kabaca görsellerin üretilebildiği görülmektedir. Bu çalışmanın özgün yönü, görsel üretim kabiliyetini arttıracak matematiksel yaklaşımlar içermesidir. Klasik GAN mimarileri üretilen görüntülerin çeşitliliğini sağlayabilmek için rastgele vektör girişini kullanırlar. Bu yaklaşım ile EEG sinyalinden üretilen görsellerin düşük kalitede olduğu gözlemlenmiştir. Önerilen yöntemde giriş iki kısım (kodlanmış EEG ve rastgelelik) olarak düşünülmüştür. EEG’nin kodlanması için değişken oto kodlayıcı (Variational auto encoder-VAE) ve fourier dönüşümü (FD) kullanılırken, rastgelelik için iki farklı yaklaşım önerilmiştir. Bu özgün GAN kullanımı, EEG sinyallerinden daha kaliteli görsel üretilmesini sağlamıştır. Bu kalitenin sayısal olarak anlaşılabilmesi için önceden eğitilmiş evrişimsel sinir ağları (ESA) kullanılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar neticesinde, klasik GAN ile EEG’den üretilen görsellerin başarım seviyesi %93 civarındayken, önerilen yaklaşımda bu seviyenin %95-%100 aralığına çıktığı görülmektedir.

Keywords

References

  1. [1] Sampinato C, Palazzo S, Kavasidis I, Giordano D, Souly N, Shah M. "Deep learning human mind for automated visual classification". 2017 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), Honolulu, HI, USA, 21-26 July 2017.
  2. [2] Greenfield LJ, Geyer JD, Carney PR. "Reading EEGs: A Practical Approach". https://books.google.com.tr/books?hl=tr&lr=&id=DuzmRe5p7cYC&oi=fnd&pg=PR7&ots=vohxi2Wmlt&sig=asw948ngWgNjhnRbkFT9oGM0ojo&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false, (10.09.2019).
  3. [3] Pfurtscheller G, Lopes Da Silva FH. "Event-Related EEG/MEG synchronization and desynchronization: Basic principles". Clinical Neurophysiology, 110(11), 1842-1857, 1999.
  4. [4] Grosse-wentrup M, Member S, Buss M. "Multiclass Common Spatial Patterns and Information Theoretic Feature Extraction". IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 55(8), 1991-2000, 2008.
  5. [5] Amin SU, Alsulaiman M, Muhammad G, Mekhtiche MA, Hossain MS. "Deep Learning for EEG motor imagery classification based on multi-layer CNNs feature fusion". Future Generation Computer Systems, 101, 542-554, 2019.
  6. [6] Bashivan P, Rish I, Yeasin M, Codella N. "Learning representations from EEG with deep recurrent-convolutional neural networks". 4th International Conference on Learning Representations, ICLR 2016, San Juan, Puerto Rico, 2-4 May 2016.
  7. [7] Chen H, Song Y, Li X. "A deep learning framework for identifying children with ADHD using an EEG-Based brain network". Neurocomputing, 356, 83-96, 2019.
  8. [8] Tirupattur P, Spampinato C, Rawat YS, Shah M. "ThoughtViz: Visualizing human thoughts using generative adversarial network". 2018 ACM Multimedia Conference on Multimedia Conference, MM 2018, Seoul, Republic of Korea, 22-26 October 2018.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Gaffari Çelik This is me
Türkiye

Muhammed Fatih Talu This is me
Türkiye

Publication Date

April 4, 2021

Submission Date

December 29, 2019

Acceptance Date

-

Published in Issue

Year 2021 Volume: 27 Number: 2

APA
Çelik, G., & Talu, M. F. (2021). EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(2), 129-138. https://izlik.org/JA97SN22SZ
AMA
1.Çelik G, Talu MF. EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021;27(2):129-138. https://izlik.org/JA97SN22SZ
Chicago
Çelik, Gaffari, and Muhammed Fatih Talu. 2021. “EEG Sinyallerinden Bakılan Görselin üretilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27 (2): 129-38. https://izlik.org/JA97SN22SZ.
EndNote
Çelik G, Talu MF (April 1, 2021) EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27 2 129–138.
IEEE
[1]G. Çelik and M. F. Talu, “EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 27, no. 2, pp. 129–138, Apr. 2021, [Online]. Available: https://izlik.org/JA97SN22SZ
ISNAD
Çelik, Gaffari - Talu, Muhammed Fatih. “EEG Sinyallerinden Bakılan Görselin üretilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27/2 (April 1, 2021): 129-138. https://izlik.org/JA97SN22SZ.
JAMA
1.Çelik G, Talu MF. EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021;27:129–138.
MLA
Çelik, Gaffari, and Muhammed Fatih Talu. “EEG Sinyallerinden Bakılan Görselin üretilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 27, no. 2, Apr. 2021, pp. 129-38, https://izlik.org/JA97SN22SZ.
Vancouver
1.Gaffari Çelik, Muhammed Fatih Talu. EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 2021 Apr. 1;27(2):129-38. Available from: https://izlik.org/JA97SN22SZ