基于图卷积神经网络的EEG-fNIRS双模态情感识别研究
批准号:
62076064
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
郑文明
依托单位:
学科分类:
认知与神经科学启发的人工智能
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
郑文明
中文摘要
脑电(EEG)和功能近红外成像(fNIRS)反映了大脑中枢神经活动状况,二者具有时空分辨率优势互补的特点。由于EEG/fNIRS的电极/光极排布呈不规则非欧式结构特性,使得对EEG/fNIRS情感活动的建模异常困难,成为EEG/fNIRS情感识别面临的一大挑战。图卷积是建立在图模式基础上的卷积操作,为这类不规则结构的特征提取提供了一种有效途径,可实现对EEG/fNIRS信号的动态情感建模。为此,本项目针对EEG/fNIRS情感识别问题,深入开展基于图卷积神经网络模型的识别方法研究。主要内容包括:(1)EEG-fNIRS双模态情感数据同步采集;(2)EEG/fNIRS显著通道检测与情感识别;(3)基于图卷积神经网络的个性化EEG/fNIRS情感识别;(4)EEG-fNIRS双模态情感特征动态融合与识别。通过本项目的研究,将显著提升EEG/fNIRS情感识别的泛化性、鲁棒性和准确性。
英文摘要
EEG and fNIRS reflect the activities of the human brain central nervous system, which have complementary advantages of spatial and temporal resolution. Because of the non-Euclidean irregular structure property of EEG/fNIRS electrode/optrode arrangement, it is a challenging task to model the emotional activities from EEG/fNIRS signals. Graph convolution is a convolution operation based on graph pattern representation, which provides an effective method for feature extraction of such irregular structures, and can realize the dynamic emotion modelling for EEG/fNIRS signals. Therefore, this project aimed at the emotional recognition of EEG/fNIRS, carried out in-depth research on the recognition method based on the graph convolutional neural network model. The major contents of this research include the following aspects: (1) Bimodal emotional data collection from both EEG and fNIRS; (2) Salient channel detection and emotion recognition from EEG/fNIRS; (3) Subject-independent emotion recognition of EEG/fNIRS based on graph convolutional neural network; (4) The fusion of bi-modal emotional features of EEG and fNIRS for emotion recognition. Through the research of this project, the generalization, robustness and accuracy of EEG/fNIRS emotion recognition would be significantly improved.
对人类情感的识别是当前人工智能研究的前沿课题,在2017年国务院颁布的《新一代人工智能发展规划》,指出了在人工智能研究中开展情感识别研究的重要性和紧迫性。脑电(EEG)和功能性近红外光谱(fNIRS)反映了大脑中枢神经活动状况,EEG信号具有较高的时间分辨率和较低的空间分辨率,而fNIRS信号的时间分辨率则相对较低而空间分辨率较高。因此,EEG信号和fNIRS信号在时空分辨率上具有优势互补的特点。有效融合EEG和fNIRS双模态信号进行情感建模,对情感识别性能的提升具有重要意义。由于EEG/fNIRS的电极/光极排布呈不规则的非欧式结构特性,使得对EEG/fNIRS情感活动的建模异常困难,成为EEG/fNIRS情感识别面临的一大挑战。图卷积是建立在图模式基础上的卷积操作,为这类不规则结构的特征学习提供了一种有效途径。.为此,本项目针对EEG/fNIRS的情感识别问题,深入开展了基于图卷积神经网络模型的EEG-fNIRS双模态情感识别方法研究,突破了单一EEG或fNIRS模态的情感识别局限性,有效提升了情感识别的性能。项目的主要研究内容包括:(1)EEG-fNIRS双模态情感数据的同步采集;(2)EEG/fNIRS显著通道检测与情感识别;(3)基于图卷积神经网络的个性化EEG/fNIRS情感识别;(4)EEG-fNIRS双模态情感特征动态融合与识别。通过本项目的研究,显著提升了EEG/fNIRS情感识别的泛化性、鲁棒性和准确性。.本项目研究取得了系列研究成果,在IEEE TPAMI、TAFFC等国际权威期刊和会议上发表(含已录用)学术论文12篇,授权国家发明专利3件,构建了EEG-fNIRS双模态情感数据库。依托该项目,已培养博士生2名、硕士生2名,其中1名博士生的博士学位论文获中国人工智能学会优秀博士学位论文奖。另外,项目团队成员中,1人入选了国家“万人计划”科技创新领军人才、1人当选了英国工程技术学会会士(IET Fellow)、1人入选了中国科协青年科技人才托举工程、2人入选了江苏省科协青年科技人才托举工程。
基于图卷积神经网络的EEG-fNIRS双模态情感识别研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:59万元
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批准年份:2020
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负责人:郑文明
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依托单位:
基于子空间迁移学习的跨语种语音情感识别研究
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批准号:61572009
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2015
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负责人:郑文明
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依托单位:
基于视频分析的儿童行为研究
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批准号:61231002
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项目类别:重点项目
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资助金额:265.0万元
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批准年份:2012
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负责人:郑文明
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依托单位:
基于GMM的Bayes错误率估计理论与非正面表情识别研究
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批准号:61073137
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2010
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负责人:郑文明
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依托单位:
多类Fukunaga-Koontz变换及增量式判别分析的理论和算法研究
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批准号:60872160
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2008
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负责人:郑文明
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依托单位:
广义判别分析算法研究及其应用
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批准号:60503023
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2005
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负责人:郑文明
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依托单位:
国内基金
海外基金