Classification of EEG-based motor imagery (MI) is a crucial non-invasive application in brain-computer interface (BCI) research. This paper proposes a novel 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, as 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 outperforms 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 suitable for real-time processing. Moreover, the classification standard deviation for nine different subjects achieves the lowest value of 5.5 for the 2b dataset and 7.1 for the 2a dataset, which validates 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:以EEG为基础的马达图像分类(MI)是脑计算机界面(BCI)研究中关键的非侵入性应用。本文提出一个新的进化神经网络架构,用于精确和稳健的EEG型MI分类,该架构优于最先进的方法。拟议的CNN模型,即EEG-Inception,建在 " 感知时间 " 网络的骨干上,这显示在时间序列分类方面效率很高和准确性。此外,拟议的网络是一个端对端分类,因为它将原始EEEEG信号作为输入,不需要复杂的EEEEG信号预处理。此外,本文还提出了一个新的数据增强方法,使EEEG信号的精确性至少提高3%,并减少与有限的BCI数据集的过度匹配。拟议的模型在 " 感知时间 " 网络中超越了所有最先进的方法,在2008 BCI 4 A类中实现了88.4%和88.6%的平均准确性,在EG 4 A 和 2b 类中将原始EEG信号作为原始信号处理的精准性信号信号信号交换。此外,EEEEEEG 的精度测试中,其实际值为最低的精度值为标准值的精度值为最低值,其测试值为每秒值,该方法的精度值为最低值。此外的精度数据测试值。

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