北京,2023年9月14日/PRNewswire/-全球領先的全息增強現實(“AR”)技術提供商WiMi全息雲股份有限公司(NASDAQ:WiMi)(“WiMi”或“公司”)今天宣布,開發了一種基于EEG-fNIRS多模态數據集成的腦機接口(BCI),以提高EEG-fNIRS多模态信息集成的性能和準确性。
多模态數據集成是近年來人工智能領域的熱門話題,其主要目标是有效地組合來自不同來源的數據或信息,為決策提供比單一數據源更好的依據。腦電圖(EEG)和功能性近紅外光譜(fNIRS)是檢測大腦中神經信号的兩種常用技術,它們各有優點和局限性。
腦電圖可以提供高分辨率的腦神經活動信息,但其空間分辨率相對較低;盡管fNIRS具有較低的時間分辨率,但它可以提供高空間分辨率的腦血流動力學信息。WiMi團隊發現,将這兩種技術結合起來可以彌補各自的不足,并提供更全面、準确的大腦神經信息。
WiMi利用二進制增強算法實現了EEG和fNIRS數據的有效集成。這是一個具有自注意機制的深度學習模型,可以自動學習數據的内在相關性,提高數據集成的質量和效率。此外,WiMi設計了一個獨特的算法框架,可以處理大規模的多模态數據,并滿足不同場景下的應用需求。
該過程可分為以下步驟:
數據收集:首先,我們需要同時使用腦電圖設備和fNIRS設備收集同一目标的數據。EEG設備将記錄大腦的電活動,而fNIRS設備将監測大腦中血流的變化。
數據預處理:采集的數據需要對EEG和fNIRS數據進行預處理,包括濾波、去噪和去僞影,以提高數據質量。這通常包括過濾和規範化等步驟。此外,由于EEG和fNIRS設備的時間分辨率不同,還需要時間對準操作。
特征提取:通過數據的組合,我們可以提取出更豐富、更準确的大腦神經活動特征。從預處理的數據中提取有用的特征。對于EEG數據,可以提取時域、頻域和時頻域等特征,如平均功率譜密度、時域特征(如均值、方差)、小波變換系數等。
數據集成:在EEG-fNIRS多模态數據集成中,對特征進行組合,以獲得全面的多模态特征表示。多模态特征集成主要是将從EEG和fNIRS數據中提取的特征進行組合,以獲得更全面、準确的大腦活動信息。通過二進制增強算法,一種基于自注意機制的深度學習模型,它可以自動學習數據的内在相關性,從而實現對高維複雜結構數據的有效處理。
模型訓練:模型訓練過程,使用交叉驗證等方法進行模型參數選擇和性能評估。
應用程序實現:基于提取的特征,實現各種應用程序。例如,使用這些特征來訓練用于預測和控制大腦神經活動的機器學習模型。
該技術将為腦科學、神經工程和臨床醫療領域的研究和應用提供強有力的技術支持。它可以幫助研究人員更深入地了解腦神經活動規律,為臨床醫生提供更準确的診斷和治療依據,也可以應用于腦機接口、虛拟現實等高科技領域,促進他們的技術進步。
關于WIMI全息雲
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