The ageing process may lead to cognitive and physical impairments, which may affect elderly everyday life. In recent years, the use of Brain Computer Interfaces (BCIs) based on Electroencephalography (EEG) has revealed to be particularly effective to promote and enhance rehabilitation procedures, especially by exploiting motor imagery experimental paradigms. Moreover, BCIs seem to increase patients' engagement and have proved to be reliable tools for elderly overall wellness improvement. However, EEG signals usually present a low signal-to-noise ratio and can be recorded for a limited time. Thus, irrelevant information and faulty samples could affect the BCI performance. Introducing a methodology that allows the extraction of informative components from the EEG signal while maintaining its intrinsic characteristics, may provide a solution to both the described issues: noisy data may be avoided by having only relevant components and combining relevant components may represent a good strategy to substitute the data without requiring long or repeated EEG recordings. Moreover, substituting faulty trials may significantly improve the classification performances of a BCI when translating imagined movement to rehabilitation systems. To this end, in this work the EEG signal decomposition by means of multivariate empirical mode decomposition is proposed to obtain its oscillatory modes, called Intrinsic Mode Functions (IMFs). Subsequently, a novel procedure for relevant IMF selection criterion based on the IMF time-frequency representation and entropy is provided. After having verified the reliability of the EEG signal reconstruction with the relevant IMFs only, the relevant IMFs are combined to produce new artificial data and provide new samples to use for BCI training.
翻译:老龄化过程可能导致认知和身体损伤,这可能会影响老年人的日常生活。近年来,使用基于电脑物理学(EEG)的脑计算机界面(BCI)发现,在促进和加强康复程序方面特别有效,特别是利用汽车图像实验范式;此外,BCI似乎增加了病人的参与,并证明是老年人整体健康改善的可靠工具;然而,EEEG信号通常显示信号对噪音的比率较低,并且只能在有限的时间内记录下来。因此,不相关的信息和错误样本可能会影响BCI的性能。引入一种方法,允许从EEG信号中提取信息性能成分,同时保持其内在特征,为上述两个问题提供解决办法:通过只使用相关组成部分和合并相关组成部分,可以避免混乱的数据,这是在不要求长期或重复EEEG记录的情况下替代数据的良好策略。此外,在将想象的运动转换为恢复系统时,替代BCI的分类性表现可能大大改进BCI的性能。为此,EEG信号从EEG信号中提取相关内容,同时保持其内在特性特征特征特征特征,IMFIMFIMF IMF IMF IMS IMF IMF IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM