Research Article

MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI

Volume: 30 Number: 3 December 19, 2025
EN TR

MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI

Abstract

Elektroansefalogram (EEG) tabanlı beyin-bilgisayar arayüzlerinin (BBA) performansı, sistem tasarımında kullanılan sinyal işleme yöntemlerine doğrudan bağlıdır. EEG sinyal işleme süreci; önişleme, öznitelik çıkarma, seçme ve sınıflandırma adımlarını içerir. EEG verilerinden öznitelik çıkarımı genellikle sabit uzunlukta pencerelere ayrıldıktan sonra yapılmaktadır. Bu çalışmada özniteliklerin veri temsiliyetini artırmak için değişim noktası tespitine (change point detection, CPD) dayalı adaptif bir segmentasyon yaklaşımı önerilmiştir. Bu amaçla budanmış kesin doğrusal zaman (pruned exact linear time, PELT) algoritması kullanılmıştır. Bu yöntem, değişim noktalarını uygun bir maliyet fonksiyonu ile duyarlılık parametresinin belirlenmesi yoluyla tespit etmektedir. Önerilen yöntemin, sabit segmentasyona kıyasla etkinliği, BCI Competition IV 2a veri seti kullanılarak değerlendirilmiştir. Bu veri seti, 9 katılımcının sol el, sağ el, ayak ve dil imgeleme görevlerini gerçekleştirirken kaydedilmiş EEG verilerini içermektedir. Sonuçlar, CPD tabanlı yöntemin hem ikili hem de dört sınıflı sınıflandırmada test verisi üzerindeki sınıflandırma başarımını artırdığını göstermiştir. İkili sınıflandırma senaryosunda, önerilen yöntemin performans artışı %5,81 ile %8,72 arasında değişmiştir. En yüksek sınıflandırma performansı, sol el ve dil görevleri arasında gözlemlenmiş; katılımcı bazında performans artışları %4,16 ve %12,73 aralığında değişmiştir. Dört sınıflı sınıflandırma görevinde ise ortalama %7,5 oranında bir başarı artışı sağlanmış olup, katılımcı bazlı performans artışları %3,93 ile %11,11 aralığında değişmiştir.

Keywords

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

124E057

Thanks

This study was supported by the Scientific and Technological Research Council of Türkiye (TÜBİTAK) under Project No. 124E057.

References

  1. Abbas, W., & Khan, N. A. (2018, July). FBCSP-based multi-class motor imagery classification using BP and TDP features. In 2018 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC) (pp. 215-218). IEEE. Doi: 10.1109/EMBC.2018.8512238
  2. Al-Saegh, A., Dawwd, S. A., & Abdul-Jabbar, J. M. (2021). Deep learning for motor imagery EEG-based classification: A review. Biomedical Signal Processing and Control, 63, 102172. Doi: 10.1016/j.bspc.2020.102172
  3. Allison, B. Z., & Neuper, C. (2010). Could anyone use a BCI?. In Brain-computer interfaces: Applying our minds to human-computer interaction (pp. 35-54). London: Springer London. Doi: 10.1007/978-1-84996-272-8_3
  4. Altaheri, H., Muhammad, G., Alsulaiman, M., Amin, S. U., Altuwaijri, G. A., Abdul, W., Bencherif, M.A. & Faisal, M. (2023). Deep learning techniques for classification of electroencephalogram (EEG) motor imagery (MI) signals: A review. Neural Computing and Applications, 35(20), 14681-14722. Doi: 10.1007/s00521-021-06352-5
  5. Amer, N. S., & Belhaouari, S. B. (2023). Eeg signal processing for medical diagnosis, healthcare, and monitoring: A comprehensive review. IEEE Access, 11, 143116-143142. Doi: 10.1109/ACCESS.2023.3341419
  6. Ang, K. K., Chin, Z. Y., Wang, C., Guan, C., & Zhang, H. (2012). Filter bank common spatial pattern algorithm on BCI competition IV datasets 2a and 2b. Frontiers in neuroscience, 6, 39. Doi: 10.3389/fnins.2012.00039
  7. Azami, H., Anisheh, S. M., & Hassanpour, H. (2013, December). An Adaptive Automatic EEG Signal Segmentation Method Based on Generalized Likelihood Ratio. In International Symposium on Artificial Intelligence and Signal Processing (pp. 172-180). Cham: Springer International Publishing. Doi: 10.1007/978-3-319-10849-0_18
  8. Bentlemsan, M., Zemouri, E. T., Bouchaffra, D., Yahya-Zoubir, B., & Ferroudji, K. (2014, January). Random forest and filter bank common spatial patterns for EEG-based motor imagery classification. In 2014 5th International conference on intelligent systems, modelling and simulation (pp. 235-238). IEEE. Doi: 10.1109/ISMS.2014.46

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Computer Software, Software Engineering (Other)

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

December 11, 2025

Publication Date

December 19, 2025

Submission Date

May 13, 2025

Acceptance Date

September 24, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 30 Number: 3

APA
Ballı, T. (2025). MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 30(3), 711-730. https://doi.org/10.17482/uumfd.1698204
AMA
1.Ballı T. MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI. UUJFE. 2025;30(3):711-730. doi:10.17482/uumfd.1698204
Chicago
Ballı, Tuğçe. 2025. “MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 30 (3): 711-30. https://doi.org/10.17482/uumfd.1698204.
EndNote
Ballı T (December 1, 2025) MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 30 3 711–730.
IEEE
[1]T. Ballı, “MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI”, UUJFE, vol. 30, no. 3, pp. 711–730, Dec. 2025, doi: 10.17482/uumfd.1698204.
ISNAD
Ballı, Tuğçe. “MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 30/3 (December 1, 2025): 711-730. https://doi.org/10.17482/uumfd.1698204.
JAMA
1.Ballı T. MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI. UUJFE. 2025;30:711–730.
MLA
Ballı, Tuğçe. “MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, vol. 30, no. 3, Dec. 2025, pp. 711-30, doi:10.17482/uumfd.1698204.
Vancouver
1.Tuğçe Ballı. MOTOR İMGELEME EEG SİNYALLERİNDE SINIFLANDIRMA PERFORMANSINI ARTTIRMAYA YÖNELİK ADAPTİF SEGMENTASYON YAKLAŞIMI. UUJFE. 2025 Dec. 1;30(3):711-30. doi:10.17482/uumfd.1698204

Announcements:

30.03.2021-Beginning with our April 2021 (26/1) issue, in accordance with the new criteria of TR-Dizin, the Declaration of Conflict of Interest and the Declaration of Author Contribution forms fulfilled and signed by all authors are required as well as the Copyright form during the initial submission of the manuscript. Furthermore two new sections, i.e. ‘Conflict of Interest’ and ‘Author Contribution’, should be added to the manuscript. Links of those forms that should be submitted with the initial manuscript can be found in our 'Author Guidelines' and 'Submission Procedure' pages. The manuscript template is also updated. For articles reviewed and accepted for publication in our 2021 and ongoing issues and for articles currently under review process, those forms should also be fulfilled, signed and uploaded to the system by authors.