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你真的需要多少个脑电图通道?

Towards Data Science •
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机器学习流程通常假定测量越多,结果越好,但在基于传感器的系统中,每增加一个脑电通道,都会增加电极、信号流、设置复杂度和处理成本。本分析测试了公开心算数据集中全部19个头皮脑电通道是否都是跨受试者分类所必需的,在保持相同预处理、频谱特征、模型类型和留出受试者评估的前提下,将导联减至12、8、4、2和1个通道。

来自PhysioNet的EEGMAT数据集包含36名受试者,每人都有一段背景记录和一段连续心算记录。分类目标是记录条件,而不是经过验证的通用认知负荷指标。信号经过1至40 Hz滤波,切分为四秒窗口,并计算theta、alpha、beta和低伽马频段的相对功率,共2,134个窗口,每个窗口得到76个特征。

通道数量大幅减少,但对未见受试者的表现只产生了很小的变化。更具启发性的是,几个电极在几乎每一折训练中都排名靠前,但在留出受试者上,它们的表现并不优于随机选取的通道子集。因此,实验的重点从寻找最优脑电导联转向了一个更广泛的结论:特征重要性稳定,并不一定意味着样本外更有用。

这项工作建立在早期研究的发现之上,即验证方法在很大程度上决定了所报告的性能。以整个受试者而非单个窗口作为留出对象,能更真实地反映模型在从未见过的人身上的表现,而这正是实际部署的核心要求。

来源: Towards Data Science · 由HeadlinesBriefing整理摘要