Classification of EEG-based motor imagery (MI) is a crucial non-invasive application in the brain-computer interface (BCI) research. This paper proposes a convolutional neural network (CNN) architecture for accurate and robust EEG-based MI classification that outperforms the state-of-the-art methods. The proposed CNN model, namely EEG-Inception, is built on the backbone of the Inception-Time network, which showed to be highly efficient and accurate for time-series classification. Also, the proposed network is an end-to-end classification, for it takes the raw EEG signals as the input and does not require complex EEG signal-preprocessing. Furthermore, this paper proposes a novel data augmentation method for EEG signals to enhance the accuracy, at least by 3%, and reduce overfitting with limited BCI datasets. The proposed model outperformed all the state-of-the-art methods by achieving the average accuracy of 88.4% and 88.6% on the 2008 BCI Competition IV 2a (four-classes) and 2b datasets (binary-classes), respectively. Furthermore, it takes less than 0.025 seconds to test a sample, which is suitable for real-time processing. Moreover, the classification standard deviation for nine different subjects achieved the lowest value of 5.5 for the 2b dataset and 7.1 for the 2a dataset, validating that the proposed method is highly robust. From the experiment results, it can be inferred that the EEG-Inception network exhibits a strong potential as a subject-independent classifier for EEG-based MI tasks.


翻译:在脑计算机界面(BCI)研究中,基于EEG的发动机图像分类(MI)是一个关键的非侵入性应用。本文建议为精确和稳健的基于EEG的MI分类建立一个革命性神经网络(CNN)结构,该结构优于最先进的方法。拟议的CNN模型,即EEEG-Inception,建在 " 感知-时间 " 网络的主干线上,该模型显示在时间序列分类方面高度高效和准确。此外,拟议的网络是一个端对端分类,因为它将原始EEEEEG信号作为输入,不需要复杂的EEEEEG信号预处理。此外,本文件建议为EEEEG信号提供新的数据增强方法,以提高准确性,至少提高3%,并减少与有限的BCI数据集的过度匹配。拟议的模型在 " 感知时时时时时 " 网络,通过在2008 BCI 4 A类(四级) 和2级(四级) 和 2b 数据设置为原始的信号信号信号信号,因为输入输入的EEEEG信号网络的信号网络的信号信号信号信号信号信号,其实际值比实际值要低值要低,其测试值为标准值为标准值。此外,其测试值为标准值为2秒,其实际值为最高值为最高值,其实际值为标准值为最高值,其测试值,其为最高值为最高值为最高值,用于数据,其测试值为最高值,其实际值为最高值为最高值为最高值,其实际值,其实际值为最高值为最高值为标准值,其实际值,其实际值为标准值,其实际值为最高值,其为最高值为最高值,其测试值。

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