电气工程与系统科学 > 信号处理
[提交于 2025年11月6日
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标题: BTTDA:用于脑机接口的块项张量判别分析
标题: BTTDA: Block-Term Tensor Discriminant Analysis for Brain-Computer Interfacing
摘要: 脑机接口(BCIs)允许大脑与外部设备直接通信,通常使用脑电图(EEG)来记录神经活动。 降维和结构正则化对于有效分类任务相关的脑信号至关重要,包括事件相关电位(ERPs)和运动想象(MI)节律。 当前基于张量的方法,如Tucker和PARAFAC分解,往往缺乏充分捕捉EEG数据复杂性的灵活性。 本研究引入了块项张量判别分析(BTTDA):一种新颖的基于张量的监督特征提取方法,旨在通过提供灵活的多线性降维来提高分类准确性。 扩展高阶判别分析(HODA),BTTDA使用一种新颖且可解释的HODA前向模型,并结合一个消去方案以迭代提取判别块项,从而改进分类的特征表示。 BTTDA及其秩-1项之和变体PARAFACDA在MOABB基准框架提供的公开ERP(二阶张量)和MI(三阶张量)EEG数据集上进行了评估。 基准测试显示,BTTDA和PARAFACDA在ERP解码中显著优于传统HODA方法,达到了最先进的性能(ROC-AUC = 91.25%)。 对于MI,HODA、BTTDA和PARAFACDA的解码结果表现不佳,但BTTDA仍然显著优于HODA(64.52% > 61.00%)。 BTTDA的块项结构实现了可解释且更高效的降维,而不会牺牲判别能力。 这为BCI以及更广泛的神经影像应用中的特征提取提供了一种有前景且适应性强的方法。
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