Objective: The use of deep learning for electroencephalography (EEG) classification tasks has been rapidly growing in the last years, yet its application has been limited by the relatively small size of EEG datasets. Data augmentation, which consists in artificially increasing the size of the dataset during training, can be employed to alleviate this problem. While a few augmentation transformations for EEG data have been proposed in the literature, their positive impact on performance is often evaluated on a single dataset and compared to one or two competing augmentation methods. This work proposes to better validate the existing data augmentation approaches through a unified and exhaustive analysis. Approach: We compare quantitatively 13 different augmentations with two different predictive tasks, datasets and models, using three different types of experiments. Main results: We demonstrate that employing the adequate data augmentations can bring up to 45% accuracy improvements in low data regimes compared to the same model trained without any augmentation. Our experiments also show that there is no single best augmentation strategy, as the good augmentations differ on each task. Significance: Our results highlight the best data augmentations to consider for sleep stage classification and motor imagery brain-computer interfaces. More broadly, it demonstrates that EEG classification tasks benefit from adequate data augmentation


翻译:目标:过去几年来,电脑造影(EEG)分类任务的深层学习使用量迅速增加,但其应用却因EEG数据集规模较小而受到限制。数据增强(包括培训期间人工增加数据集规模)可以用来缓解这一问题。虽然文献中提出了对电子脑造影(EEG)数据进行一些增强转换,但其对性能的积极影响往往由一个数据集来评价,与一两个相互竞争的增强方法相比较。这项工作提议通过统一和详尽的分析来更好地验证现有的数据增强方法。方法:我们用三种不同的实验将13种不同的增强方法与两种不同的预测任务、数据集和模型进行定量比较。主要结果:我们证明,使用适当的数据增强可以使低数据系统的精确度提高45%,而没有增强任何增强的模型则可以提高45%。我们的实验还表明,没有一种最佳的增强战略,因为每个任务都有不同的良好增强能力。 说服力:我们的结果突出了最佳的数据增强能力,可以用来考虑睡眠阶段分类和汽车图像脑-计算机界面的增强能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

数据增强在机器学习领域多指采用一些方法(比如数据蒸馏,正负样本均衡等)来提高模型数据集的质量,增强数据。
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
1+阅读 · 2023年1月12日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
14+阅读 · 2020年2月25日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员