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基于内容自适应小波特征与判别式层次原型对齐的跨被试脑电解码网络OA

Content-adaptive wavelet features and discriminative hierarchical prototype alignment for cross-subject EEG decoding

中文摘要英文摘要

跨被试运动想象脑电信号解码受到非平稳性、特征分布不一致等因素的影响,导致模型泛化能力不足.为缓解上述问题,提出一种基于内容自适应小波特征与判别式层次原型对齐的跨被试脑电解码网络(CAWF-DHPA网络).该网络架构首先构建内容自适应小波特征提取模块(CAWFE模块),通过多尺度整合时域瞬态特征与相关频域信息提升时频表征的稳定性;随后,利用层次化原型对齐模块(DHPAN模块)实现边缘与条件分布的协同校正,以获取兼具领域不变性与类别区分性的特征表示.在BCI竞赛IV 2a与OpenBMI数据集上的实验表明,该方法分别达到了79.48%与77.42%的平均准确率.研究结果表明,所提方法能够有效缓解跨被试信号差异,提升MI-EEG解码在实际部署中的稳定性与泛化潜力.

Cross-subject decoding of motor imagery EEG signals is affected by factors such as non-stationarity and inconsistent feature distributions,leading to insufficient model generalization.To address these issues,this algorithm proposed a cross-subject EEG decoding network(CAWF-DHPA network)based on content-adaptive wavelet features and discriminative hierarchi-cal prototype alignment.The network architecture firstly constructed a content-adaptive wavelet feature extraction module(CAWFE module),which enhanced the stability of spatiotemporal representations by integrating multiscale temporal transient features with relevant frequency-domain information.Subsequently,it employed a hierarchical prototype alignment module(DHPAN module)to achieve collaborative correction of margins and conditional distributions,thereby obtaining feature repre-sentations that possessed both domain invariance and class discriminability.Experiments on the BCI competition Ⅳ 2a and OpenBMI datasets demonstrate that this method achieves average accuracy rates of 79.48%and 77.42%,respectively.The results indicate that the proposed method effectively mitigates inter-subject signal variations,thereby enhancing the stability and generalization potential of MI-EEG decoding in practical deployment.

胡欣欣;曹秒;李晓琳;彭博;周志勇;戴亚康

长春理工大学 生命科学技术学院,长春 130022长春理工大学 生命科学技术学院,长春 130022中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏 苏州 215163中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏 苏州 215163||中国科学技术大学(苏州)生物医学工程学院生命科学与医学部,江苏苏州 215163中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏 苏州 215163||中国科学技术大学(苏州)生物医学工程学院生命科学与医学部,江苏苏州 215163中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏 苏州 215163||中国科学技术大学(苏州)生物医学工程学院生命科学与医学部,江苏苏州 215163

信息技术与安全科学

跨被试运动想象脑电信号深度学习

cross-subjectmotor imageryelectroencephalogramdeep learning

《计算机应用研究》 2026 (8)

2286-2292,7

科技部-科技创新项目2030(2022ZD0208502)国家自然科学基金资助项目(62471467)中国博士后科学基金面上项目(188005063)苏州市基础研究试点项目(SSD2023008)苏州市重点实验室建设项目(SZS2024007)苏州市关键核心技术项目(SYG2025124,SYG2025100)医工所自主部署创新重点项目(E455380101)

10.19734/j.issn.1001-3695.2025.12.0515

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