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基于动态图卷积神经网络的EEG情感识别

Peng Song Zhen Cui Wenming Zheng Zhenyang Zhang

摘要

本文提出了一种基于新型动态图卷积神经网络(DGCNN)的多通道脑电情绪识别方法。该方法的核心思想是利用图结构对多通道脑电(EEG)特征进行建模,并基于该图模型实现情绪分类。与传统的图卷积神经网络(GCNN)方法不同,所提出的DGCNN方法能够通过神经网络训练,动态学习不同脑电通道之间的内在关联关系,并以邻接矩阵的形式进行表示,从而有助于提取更具判别性的脑电特征。随后,通过学习得到的邻接矩阵进一步优化特征表示,提升情绪识别性能。我们在SJTU情绪脑电数据集(SEED)和DREAMER数据集上开展了大量实验。实验结果表明,所提方法在多个指标上均优于现有最先进方法:在SEED数据集上,针对受试者相关实验,平均识别准确率达到90.4%;在受试者无关的交叉验证实验中,平均准确率为79.95%;在DREAMER数据集上,对愉悦度(valence)、唤醒度(arousal)和支配度(dominance)三类情绪维度的分类,平均准确率分别达到86.23%、84.54%和85.02%。


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