Araştırma Makalesi

EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi

Cilt: 27 Sayı: 2 4 Nisan 2021
  • Gaffari Çelik
  • Muhammed Fatih Talu
PDF İndir
TR EN

EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  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.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Gaffari Çelik Bu kişi benim
Türkiye

Muhammed Fatih Talu Bu kişi benim
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

4 Nisan 2021

Gönderilme Tarihi

29 Aralık 2019

Kabul Tarihi

-

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Cilt: 27 Sayı: 2

Kaynak Göster

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, ve 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 (01 Nisan 2021) EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27 2 129–138.
IEEE
[1]G. Çelik ve M. F. Talu, “EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 27, sy 2, ss. 129–138, Nis. 2021, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA97SN22SZ
ISNAD
Çelik, Gaffari - Talu, Muhammed Fatih. “EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27/2 (01 Nisan 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, ve Muhammed Fatih Talu. “EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 27, sy 2, Nisan 2021, ss. 129-38, https://izlik.org/JA97SN22SZ.
Vancouver
1.Gaffari Çelik, Muhammed Fatih Talu. EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 01 Nisan 2021;27(2):129-38. Erişim adresi: https://izlik.org/JA97SN22SZ