在这项工作中，介绍了一个内核注意模块，用于通过神经网络进行基于脑电图的情绪分类的任务。所提出的模块通过执行内核技巧来利用自我发挥的机制，要求比标准注意模块更少的可训练参数和计算。该设计还为定量检查深度精炼中分配的注意力的量提供了标量，因此有助于更好地解释训练有素的模型。使用EEGNET作为骨干模型，与其他SOTA注意模块相比，在种子数据集上进行了广泛的实验，以评估模块内部主体内分类任务的性能。仅需要一个额外的参数，插入的模块被证明可以将基本模型的平均预测精度提高到15个受试者的1 \％以上。该方法的一个关键组成部分是解决方案的解释性，该解决方案使用几种不同的技术来解决，并作为依赖性分析的一部分包含在整个过程中。

在这项工作中，使用有限或相对较少数量的脑电图（EEG）信号提出了一个有效的注意力模块，用于情绪分类。该模块被称为单调性限制的注意模块（MCAM），因为它在将特征的革兰氏矩阵转换为注意矩阵以获得更好的特征细化时，可以将先验纳入单调性上。我们的实验表明，MCAM的有效性可与最新的注意模块相媲美，这在提高骨干网络的预测性能时，同时需要更少的参数。还对受过训练的模型的有关不同攻击的预测进行了几项伴随的敏感性分析。这些攻击包括各种频域过滤水平和与多个标签相关的样品之间逐渐变形。我们的结果可以帮助更好地理解预测中不同模块的行为，并可以在数据有限且存在噪音的应用程序中提供指导。

脑电图（EEG）是情绪识别的流行和有效工具。但是，研究人员仍然晦涩难懂，人脑中脑电图中脑电图的传播机制及其与情绪的内在相关性仍然晦涩难懂。这项工作提出了四个变体变压器框架〜（空间注意力，暂时关注，顺序的时空注意力和同时的空间临时注意），以探索情感与空间 - 周期性的EEG特征之间的关系。具体而言，空间注意力和时间关注是分别学习拓扑结构信息和时间变化的脑电图特征。顺序的时空注意力在一秒钟的段中引起空间注意力，并在一个样本中依次在一个样本中注意，以探索情绪刺激对同一时间段中不同EEG电极EEG电极的EEG信号的影响程度。同时进行空间和时间关注的同时时空注意力同时进行，用于模拟不同时间段中不同空间特征之间的关系。实验结果表明，同时的时空注意力会导致设计选择中的最佳情感识别精度，这表明建模EEG信号的空间和时间特征的相关性对于情绪识别是重要的。

在情感计算领域的基于生理信号的情感识别，已经支付了相当大的关注。对于可靠性和用户友好的采集，电卸电子活动（EDA）在实际应用中具有很大的优势。然而，基于EDA的情感识别与数百个科目仍然缺乏有效的解决方案。在本文中，我们的工作试图融合主题的各个EDA功能和外部诱发的音乐功能。我们提出了端到端的多模式框架，1维剩余时间和通道注意网络（RTCAN-1D）。对于EDA特征，基于新型的基于凸优化的EDA（CVXEDA）方法被应用于将EDA信号分解为PAHSIC和TONC信号，以进行动态和稳定的功能。首先涉及基于EDA的情感识别的渠道时间关注机制，以改善时间和渠道明智的表示。对于音乐功能，我们将音乐信号与开源工具包opensmile处理，以获取外部特征向量。来自EDA信号和来自音乐的外部情绪基准的个体情感特征在分类层中融合。我们对三个多模式数据集（PMEMO，DEAP，AMIGOS）进行了系统的比较，适用于2级薪酬/唤醒情感识别。我们提出的RTCAN-1D优于现有的最先进的模型，这也验证了我们的工作为大规模情感认可提供了可靠和有效的解决方案。我们的代码已在https://github.com/guanghaoyin/rtcan-1发布。

认识到人类的感情在日常沟通中发挥着关键作用。神经科学已经证明，不同的情绪状态存在于不同脑区，脑电图频带和颞戳中不同程度的激活。在本文中，我们提出了一种新颖的结构来探索情感认可的信息脑电图。所提出的模块，由PST-Integn表示，由位置，光谱和颞件注意力模块组成，用于探索更多辨别性EEG特征。具体地，位置注意模块是捕获在空间尺寸中的不同情绪刺激的激活区域。光谱和时间注意力模块分别分配不同频带和时间片的权重。我们的方法是自适应的，也可以符合其作为插入式模块的3D卷积神经网络（3D-CNN）。我们在两个现实世界数据集进行实验。 3D-CNN结合我们的模块实现了有希望的结果，并证明了PST-关注能够从脑电图中捕获稳定的情感识别模式。

目的：脑电图（EEG）和肌电图（EMG）是两个非侵入性的生物信号，它们在人类机器界面（HMI）技术（EEG-HMI和EMG-HMI范式）中广泛用于康复，用于康复的物理残疾人。将脑电图和EMG信号成功解码为各自的控制命令是康复过程中的关键步骤。最近，提出了几个基于卷积的神经网络（CNN）架构，它们直接将原始的时间序列信号映射到决策空间中，并同时执行有意义的特征提取和分类的过程。但是，这些网络是根据学习给定生物信号的预期特征量身定制的，并且仅限于单个范式。在这项工作中，我们解决了一个问题，即我们可以构建一个单个体系结构，该架构能够从不同的HMI范式中学习不同的功能并仍然成功地对其进行分类。方法：在这项工作中，我们引入了一个称为Controanet的单个混合模型，该模型基于CNN和Transformer架构，该模型对EEG-HMI和EMG-HMI范式同样有用。 Contranet使用CNN块在模型中引入电感偏置并学习局部依赖性，而变压器块则使用自我注意机制来学习信号中的长距离依赖性，这对于EEG和EMG信号的分类至关重要。主要结果：我们在三个属于EEG-HMI和EMG-HMI范式的公开数据集上评估并比较了Contronet与最先进的方法。 Contranet在所有不同类别任务（2级，3类，4级和10级解码任务）中的表现优于其对应。意义：结果表明，与当前的最新算法状态相比，从不同的HMI范式中学习不同的特征并概述了矛盾。

目的：卷积神经网络（CNN）在脑部计算机界面（BCI）领域表现出巨大的潜力，因为它们能够直接处理无人工特征提取而直接处理原始脑电图（EEG）。原始脑电图通常表示为二维（2-D）矩阵，由通道和时间点组成，忽略了脑电图的空间拓扑信息。我们的目标是使带有原始脑电图信号的CNN作为输入具有学习EEG空间拓扑特征的能力，并改善其分类性能，同时实质上保持其原始结构。方法：我们提出了一个EEG地形表示模块（TRM）。该模块由（1）从原始脑电图信号到3-D地形图的映射块和（2）从地形图到与输入相同大小的输出的卷积块组成。我们将TRM嵌入了3个广泛使用的CNN中，并在2种不同类型的公开数据集中测试了它们。结果：结果表明，使用TRM后，两个数据集都在两个数据集上提高了3个CNN的分类精度。在模拟驾驶数据集（EBDSDD）和2.83 \％，2.17 \％和2.17 \％\％和2.17 \％和2.00 \％的紧急制动器上，具有TRM的DeepConvnet，Eegnet和ShandowConvnet的平均分类精度提高了4.70 \％，1.29 \％和0.91 \％高γ数据集（HGD）。意义：通过使用TRM来挖掘脑电图的空间拓扑特征，我们在2个数据集上提高了3个CNN的分类性能。另外，由于TRM的输出的大小与输入相同，因此任何具有RAW EEG信号的CNN作为输入可以使用此模块而无需更改原始结构。

近年来，基于脑电图的情绪识别的进步已受到人机相互作用和认知科学领域的广泛关注。但是，如何用有限的标签识别情绪已成为一种新的研究和应用瓶颈。为了解决这个问题，本文提出了一个基于人类中刺激一致的脑电图信号的自我监督组减数分裂对比学习框架（SGMC）。在SGMC中，开发了一种新型遗传学启发的数据增强方法，称为减数分裂。它利用了组中脑电图样品之间的刺激对齐，通过配对，交换和分离来生成增强组。该模型采用组投影仪，从相同的情感视频刺激触发的脑电图样本中提取组级特征表示。然后，使用对比度学习来最大程度地提高具有相同刺激的增强群体的组级表示的相似性。 SGMC在公开可用的DEAP数据集上实现了最先进的情感识别结果，其价值为94.72％和95.68％的价和唤醒维度，并且在公共种子数据集上的竞争性能也具有94.04的竞争性能。 ％。值得注意的是，即使使用有限的标签，SGMC也会显示出明显的性能。此外，功能可视化的结果表明，该模型可能已经学习了与情感相关的特征表示，以改善情绪识别。在超级参数分析中进一步评估了组大小的影响。最后，进行了对照实验和消融研究以检查建筑的合理性。该代码是在线公开提供的。

我们提出了Parse，这是一种新颖的半监督结构，用于学习强大的脑电图表现以进行情感识别。为了减少大量未标记数据与标记数据有限的潜在分布不匹配，Parse使用成对表示对准。首先，我们的模型执行数据增强，然后标签猜测大量原始和增强的未标记数据。然后将其锐化的标签和标记数据的凸组合锐化。最后，进行表示对准和情感分类。为了严格测试我们的模型，我们将解析与我们实施并适应脑电图学习的几种最先进的半监督方法进行了比较。我们对四个基于公共EEG的情绪识别数据集，种子，种子IV，种子V和Amigos（价和唤醒）进行这些实验。该实验表明，我们提出的框架在种子，种子-IV和Amigos（Valence）中的标记样品有限的情况下，取得了总体最佳效果，同时接近种子V和Amigos中的总体最佳结果（达到第二好） （唤醒）。分析表明，我们的成对表示对齐方式通过减少未标记数据和标记数据之间的分布比对来大大提高性能，尤其是当每类仅1个样本被标记时。

Neuropsychological studies suggest that co-operative activities among different brain functional areas drive high-level cognitive processes. To learn the brain activities within and among different functional areas of the brain, we propose LGGNet, a novel neurologically inspired graph neural network, to learn local-global-graph representations of electroencephalography (EEG) for Brain-Computer Interface (BCI). The input layer of LGGNet comprises a series of temporal convolutions with multi-scale 1D convolutional kernels and kernel-level attentive fusion. It captures temporal dynamics of EEG which then serves as input to the proposed local and global graph-filtering layers. Using a defined neurophysiologically meaningful set of local and global graphs, LGGNet models the complex relations within and among functional areas of the brain. Under the robust nested cross-validation settings, the proposed method is evaluated on three publicly available datasets for four types of cognitive classification tasks, namely, the attention, fatigue, emotion, and preference classification tasks. LGGNet is compared with state-of-the-art methods, such as DeepConvNet, EEGNet, R2G-STNN, TSception, RGNN, AMCNN-DGCN, HRNN and GraphNet. The results show that LGGNet outperforms these methods, and the improvements are statistically significant (p<0.05) in most cases. The results show that bringing neuroscience prior knowledge into neural network design yields an improvement of classification performance. The source code can be found at https://github.com/yi-ding-cs/LGG

与经典信号处理和基于机器学习的框架相比，基于深度学习的方法基于深度学习的方法显着提高了分类准确性。但大多数是由于脑电图数据中存在的受试者间可变性而无法概括对象无关的任务的主题依赖性研究。在这项工作中，提出了一种新的深度学习框架，其能够进行独立的情感识别，由两部分组成。首先，提出了具有通道关注自动泊车的无监督的长短期存储器（LSTM），用于获取主体不变的潜航向量子空间，即每个人的EEG数据中存在的内部变量。其次，提出了一种具有注意力框架的卷积神经网络（CNN），用于对从提出的LSTM获得的编码的较低的潜在空间表示对具有通道 - 注意自身形拓的编码的低潜空间表示的任务。通过注意机制，所提出的方法可以突出EEG信号的显着时间段，这有助于所考虑的情绪，由结果验证。已经使用公共数据集进行了验证的方法，用于EEG信号，例如Deap DataSet，SEED数据集和CHB-MIT数据集。所提出的端到端深度学习框架消除了不同手工工程特征的要求，并提供了一个单一的全面任务不可知性EEG分析工具，能够对主题独立数据进行各种EEG分析。

人们对人类情感状态的稀疏代表性格式的需求日益增长，这些格式可以在有限的计算记忆资源的情况下使用。我们探讨了在潜在矢量空间中代表神经数据对情绪刺激的响应是否可以用于预测情绪状态，并生成参与者和/或情绪特定于情绪的合成EEG数据。我们提出了一个有条件的基于变异自动编码器的框架EEG2VEC，以从脑电图数据中学习生成歧视性表示。关于情感脑电图记录数据集的实验结果表明，我们的模型适用于无监督的脑电图建模，基于潜在表示的三个不同情绪类别（正，中性，负）的分类，可实现68.49％的稳健性能，并产生的合成eeg序列共同存在于真实的脑电图数据输入到特别重建低频信号组件。我们的工作推进了情感脑电图表示可以在例如生成人工（标签）训练数据或减轻手动功能提取的领域，并为记忆约束的边缘计算应用程序提供效率。

A lack of driver's vigilance is the main cause of most vehicle crashes. Electroencephalography(EEG) has been reliable and efficient tool for drivers' drowsiness estimation. Even though previous studies have developed accurate and robust driver's vigilance detection algorithms, these methods are still facing challenges on following areas: (a) small sample size training, (b) anomaly signal detection, and (c) subject-independent classification. In this paper, we propose a generalized few-shot model, namely EEG-Fest, to improve aforementioned drawbacks. The EEG-Fest model can (a) classify the query sample's drowsiness with a few samples, (b) identify whether a query sample is anomaly signals or not, and (c) achieve subject independent classification. The proposed algorithm achieves state-of-the-art results on the SEED-VIG dataset and the SADT dataset. The accuracy of the drowsy class achieves 92% and 94% for 1-shot and 5-shot support samples in the SEED-VIG dataset, and 62% and 78% for 1-shot and 5-shot support samples in the SADT dataset.

Future surveys such as the Legacy Survey of Space and Time (LSST) of the Vera C. Rubin Observatory will observe an order of magnitude more astrophysical transient events than any previous survey before. With this deluge of photometric data, it will be impossible for all such events to be classified by humans alone. Recent efforts have sought to leverage machine learning methods to tackle the challenge of astronomical transient classification, with ever improving success. Transformers are a recently developed deep learning architecture, first proposed for natural language processing, that have shown a great deal of recent success. In this work we develop a new transformer architecture, which uses multi-head self attention at its core, for general multi-variate time-series data. Furthermore, the proposed time-series transformer architecture supports the inclusion of an arbitrary number of additional features, while also offering interpretability. We apply the time-series transformer to the task of photometric classification, minimising the reliance of expert domain knowledge for feature selection, while achieving results comparable to state-of-the-art photometric classification methods. We achieve a logarithmic-loss of 0.507 on imbalanced data in a representative setting using data from the Photometric LSST Astronomical Time-Series Classification Challenge (PLAsTiCC). Moreover, we achieve a micro-averaged receiver operating characteristic area under curve of 0.98 and micro-averaged precision-recall area under curve of 0.87.

情感识别技术使计算机能够将人类情感状态分类为离散类别。但是，即使在短时间内，情绪也可能波动，而不是保持稳定状态。由于其3-D拓扑结构，也很难全面使用EEG空间分布。为了解决上述问题，我们在本研究中提出了一个本地时间空间模式学习图表网络（LTS-GAT）。在LTS-GAT中，使用划分和串扰方案来检查基于图形注意机制的脑电图模式的时间和空间维度的局部信息。添加了动力域歧视器，以提高针对脑电图统计数据的个体间变化的鲁棒性，以学习不同参与者的鲁棒性脑电图特征表示。我们在两个公共数据集上评估了LTS-GAT，用于在个人依赖和独立范式下进行情感计算研究。与其他现有主流方法相比，LTS-GAT模型的有效性被证明。此外，使用可视化方法来说明不同大脑区域和情绪识别的关系。同时，还对不同时间段的权重进行了可视化，以研究情绪稀疏问题。

神经科学领域的研究揭示了情绪模式和脑功能区域之间的关系，展示了不同脑区之间的动态关系是影响通过脑电图（EEG）确定的情绪识别的必要因素。此外，在脑电情绪识别中，我们可以观察到，基于相同的脑电图数据，我们可以观察到粗粒情绪之间的粗粒情绪之间的边界;这表明大型粗糙和小细粒度情绪变化的同意。因此，来自粗糙到细粒度类别的渐进分类过程可能有助于EEG情绪识别。因此，在本研究中，我们提出了一种逐步的图表卷积网络（PGCN），用于捕获EEG情绪信号中的这种固有特性，并逐步学习鉴别性EEG特征。为了适应不同的EEG模式，我们构建了一个双图模块，以表征不同EEG通道之间的内在关系，其中包含神经科学研究的动态功能连接和脑区的静态空间接近信息。此外，通过观察粗糙和细粒度的情绪之间的关系，我们采用双头模块，使PGCN能够逐步了解更多辨别性EEG特征，从粗粒（简单）到细粒度的类别（困难），参考情绪的分层特征。为了验证我们模型的性能，在两个公共数据集中进行了广泛的实验：种子-46和多模态生理情绪数据库（MPED）。

Seizure type identification is essential for the treatment and management of epileptic patients. However, it is a difficult process known to be time consuming and labor intensive. Automated diagnosis systems, with the advancement of machine learning algorithms, have the potential to accelerate the classification process, alert patients, and support physicians in making quick and accurate decisions. In this paper, we present a novel multi-path seizure-type classification deep learning network (MP-SeizNet), consisting of a convolutional neural network (CNN) and a bidirectional long short-term memory neural network (Bi-LSTM) with an attention mechanism. The objective of this study was to classify specific types of seizures, including complex partial, simple partial, absence, tonic, and tonic-clonic seizures, using only electroencephalogram (EEG) data. The EEG data is fed to our proposed model in two different representations. The CNN was fed with wavelet-based features extracted from the EEG signals, while the Bi-LSTM was fed with raw EEG signals to let our MP-SeizNet jointly learns from different representations of seizure data for more accurate information learning. The proposed MP-SeizNet was evaluated using the largest available EEG epilepsy database, the Temple University Hospital EEG Seizure Corpus, TUSZ v1.5.2. We evaluated our proposed model across different patient data using three-fold cross-validation and across seizure data using five-fold cross-validation, achieving F1 scores of 87.6% and 98.1%, respectively.

在基于脑电图的情感计算领域，跨数据库情绪识别是一项极具挑战性的任务，受许多因素的影响，这使得通用模型产生了不令人满意的结果。面对缺乏脑电图信息解码研究的情况，我们首先分析了通过样本空间可视化，样本聚合现象量化和对五个公共数据集的能量模式分析的不同脑电图信息（个人，会话，情绪，试验）对情绪识别的影响。并基于这些现象和模式，我们提供了各种脑电图差异的处理方法和可解释的工作。通过分析情绪特征分布模式，发现了个体的情感特征分布差异（IEFDD）。在分析了IEFDD遭受的传统建模方法的局限性之后，我们提出了基于重量的通道模型矩阵框架（WCMF）。为了合理地表征情绪特征分布模式，设计了四种重量提取方法，最佳是校正t检验（CT）重量提取方法。最后，WCMF的性能在两种实验中在跨数据库任务上进行了验证，这些实验模拟了不同的实践场景，结果表明WCMF具有更稳定和更好的情感识别能力。

工作记忆（WM）表示在脑海中存储的信息，是人类认知领域的一个基本研究主题。可以监测大脑的电活动的脑电图（EEG）已被广泛用于测量WM的水平。但是，关键的挑战之一是个体差异可能会导致无效的结果，尤其是当既定模型符合陌生主题时。在这项工作中，我们提出了一个具有空间注意力（CS-DASA）的跨主题深层适应模型，以概括跨科目的工作负载分类。首先，我们将EEG时间序列转换为包含空间，光谱和时间信息的多帧EEG图像。首先，CS-DASA中的主题共享模块从源和目标主题中接收多帧的EEG图像数据，并学习了共同的特征表示。然后，在特定于主题的模块中，实现了最大平均差异，以测量重现的内核希尔伯特空间中的域分布差异，这可以为域适应增加有效的罚款损失。此外，采用主题对象的空间注意机制专注于目标图像数据的判别空间特征。在包含13个受试者的公共WM EEG数据集上进行的实验表明，所提出的模型能够达到比现有最新方法更好的性能。

可解释的人工智能（XAI）的新兴领域旨在为当今强大但不透明的深度学习模型带来透明度。尽管本地XAI方法以归因图的形式解释了个体预测，从而确定了重要特征的发生位置（但没有提供有关其代表的信息），但全局解释技术可视化模型通常学会的编码的概念。因此，两种方法仅提供部分见解，并留下将模型推理解释的负担。只有少数当代技术旨在将本地和全球XAI背后的原则结合起来，以获取更多信息的解释。但是，这些方法通常仅限于特定的模型体系结构，或对培训制度或数据和标签可用性施加其他要求，这实际上使事后应用程序成为任意预训练的模型。在这项工作中，我们介绍了概念相关性传播方法（CRP）方法，该方法结合了XAI的本地和全球观点，因此允许回答“何处”和“ where”和“什么”问题，而没有其他约束。我们进一步介绍了相关性最大化的原则，以根据模型对模型的有用性找到代表性的示例。因此，我们提高了对激活最大化及其局限性的共同实践的依赖。我们证明了我们方法在各种环境中的能力，展示了概念相关性传播和相关性最大化导致了更加可解释的解释，并通过概念图表，概念组成分析和概念集合和概念子区和概念子区和概念子集和定量研究对模型的表示和推理提供了深刻的见解。它们在细粒度决策中的作用。