HCNN:用于EEG情绪识别的层次卷积神经网络

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"Hierarchical Convolutional Neural Networks for EEG-Based Emotion Recognition" 这篇研究论文探讨了使用层次卷积神经网络(Hierarchical Convolutional Neural Networks,HCNN)在基于脑电图(Electroencephalogram,EEG)的情绪识别中的应用。传统的机器学习方法在处理EEG情绪识别时往往存在过拟合问题。作者通过组织不同通道的差异熵特征作为二维映射来训练HCNN,这种做法保留了电极空间拓扑的信息。 在实验中,他们将HCNN与堆叠自动编码器(Stacked Autoencoder,SAE)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和K近邻算法(K-Nearest Neighbors,KNN)作为对比方法。结果显示,HCNN获得了最高的准确性,而SAE的表现略逊一筹,但都明显优于传统的浅层模型,如SVM和KNN。这表明深度学习模型在处理复杂、高维度的EEG数据时具有显著优势。 此外,论文指出高频波段的贝塔(Beta)和伽马(Gamma)波段是进行情绪识别最合适的频段,这为EEG情绪识别提供了新的视角。为了深入了解HCNN的特征变换过程,作者还可视化了HCNN的隐藏层,揭示了特征沿着层次结构如何逐步转换和抽象,这有助于理解模型如何从原始EEG信号中提取情绪相关的特征。 通过这种层次化的方法,HCNN能够有效地捕获EEG信号中的时空模式,从而提高情绪识别的精确度。这项工作为基于EEG的情绪识别技术提供了新的方向,并强调了深度学习模型在生物信号处理中的潜力,尤其是在神经科学和情感计算领域。