افزایش صحت طبقه‌بندی سیگنال‌های EEG تصور حرکتی با ترکیب منطقی طبقه‌بندها و با به‌کارگیری الگوریتم ژنتیک و درختان تصمیم کوچک

نویسندگان

دانشگاه زنجان - دانشکده مهندسی

چکیده

در این مقاله به ارائه روشی دومرحله‌ای برای بهبود دقت طبقه‌بندی سیگنال EEG می‌پردازیم. هدف اصلی این مقاله، بهبود طبقه‌بندی تصورات حرکتی نشأت گرفته از سیگنال مغز است. در این راستا یک طبقه‌بند ترکیبی مبتنی بر قوانین جبر بول و الگوریتم ژنتیک ارائه شده است که برای استخراج ویژگی از سیگنال EEG، از ویژگی‌های حوزه زمان-فرکانس استفاده می‌کند که شامل شاخص‌های آماری و غیرآماری به‌دست آمده از تبدیل بسته موجک است. در این مقاله برای بهبود نتایج طبقه‌بندی، در مرحله اول یک مجموعه از درخت‌های تصمیم با خطاهای متفاوت ایجاد می‌شوند سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک این درخت‌ها هرس شده و ارتفاع آن‌ها کاهش می‌یابد و ویژگی‌های استخراج‌شده به طبقه‌بند درخت تصمیم به‌عنوان طبقه‌بند پایه داده می‌شود. در مرحله دوم با استفاده از الگوریتم ژنتیک قاعده ترکیب بهینه برای ترکیب نتایج طبقه‌بندها به‌دست می‌آید. قاعده ترکیب بر اساس قوانین جبر بول ارائه شده است. برای داده‌های موردنیاز از نسخه دوم مجموعه داده‌های BCI Competition و مجموعه داده سوم استفاده شده است. نتایج پیاده‌سازی روش پیشنهادی دقت 96.43% را به همراه داشته است که به‌نسبت روش‌های موجود در طبقه‌بندی سیگنال EEG، 6.43% عملکرد بهتری را داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Increasing Classification Accuracy of Motor Imagery EEG Signals with Logical Combination of Classifiers and by Applying Genetic Algorithm and Small Decision Trees

نویسندگان [English]

  • M. Jahantigh
  • M. Charmi
Faculty of Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran
چکیده [English]

In this paper we present a two-step method to improve classification accuracy of EEG signal. The main objective of this paper is to improve the classification of motor imagery derived from brain signals. In this regard a hybrid classifier based on Boolean rules and genetic algorithm is presented that uses the features of time-frequency domains for feature extraction of EEG signal which contains statistical and non-statistical indicators obtained from the wavelet packet transform. In this paper in order to improve the classification results, in the first step a set of classifiers with different errors is created. At this point the extracted features are given to the decision tree classifier as base classifier. In the second step using genetic algorithms, optimal combination rule to combine the results of the classifiers is obtained. Combination rule is proposed according to the Boolean rules. For required data, third data set from second version of BCI competition data sets is used. Implementation results of the proposed method have shown accuracy of 96.43% which compared to the existing methods in EEG signal classification, have 6.43% better performance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Brain-computer interface
  • classifiers combination
  • boolean algebra
  • genetic algorithm
  • wavelet transform