摘要:背景:记录脑机接口的校准数据是一个费力的过程,对受试者来说是一种不愉快的体验。域自适应是一种有效的技术,它利用来自源的丰富标记数据来弥补目标数据短缺的问题。然而,大多数先前的方法都需要首先提取脑电信号的特征,这会引发 BCI 分类的另一个挑战,因为样本集较少或目标标签较少。方法:在本文中,我们提出了一种新颖的域自适应框架,称为基于核的黎曼流形域自适应 (KMDA)。KMDA 通过分析脑电图 (EEG) 信号的协方差矩阵来绕过繁琐的特征提取过程。协方差矩阵定义了一个对称正定空间 (SPD),可以用黎曼度量来描述。在 KMDA 中,协方差矩阵在黎曼流形中对齐,然后通过对数欧几里德度量高斯核映射到高维空间,其中子空间学习通过最小化源和目标之间的条件分布距离同时保留目标判别信息来执行。我们还提出了一种将 EEG 试验转换为 2D 帧(E 帧)的方法,以进一步降低协方差描述符的维数。结果:在三个 EEG 数据集上的实验表明,KMDA 在分类准确度方面优于几种最先进的领域自适应方法,BCI 竞赛 IV 数据集 IIa 的平均 Kappa 为 0.56,BCI 竞赛 IV 数据集 IIIa 的平均准确度为 81.56%。此外,使用 E 帧后整体准确度进一步提高了 5.28%。 KMDA 在解决主体依赖性和缩短基于运动想象的脑机接口校准时间方面显示出潜力。
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