• شماره ركورد
    31747
  • پديد آورنده

    نوشين مومني شهركي

  • عنوان
    طراحي و پياده‌سازي يك الگوريتم براي انتقال يادگيري در سامانه‌هاي واسط مغز-كامپيوتر
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي پزشكي بيوالكتريك
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1403/7/4
  • استاد راهنما
    دكتر عباس عرفانيان اميدوار
  • استاد مشاور
    نداشتم
  • دانشكده
    مهندسي برق
  • چكيده
    رابط‌هاي مغز-رايانه (BCI) به‌عنوان يكي از پيشرفته‌ترين فناوري‌هاي تعامل انسان و ماشين، نقش كليدي در كمك به افراد داراي اختلالات حركتي ايفا مي‌كنند. با اين حال، دستيابي به دقت بالا در طبقه‌بندي تصور حركتي (Motor Imagery) در اين سامانه‌ها با چالش‌هايي نظير پيچيدگي سيگنال‌هاي EEG، محدوديت در دسترسي به داده‌هاي آموزشي كافي، و هزينه بالاي جمع‌آوري داده روبه‌رو است. اين پژوهش با بهره‌گيري از تكنيك‌هاي انتقال يادگيري (Transfer Learning) و شبكه‌هاي عصبي عميق از پيش آموزش‌ديده، همراه با رويكردهاي نوآورانه در طراحي معماري مدل، راهكاري مؤثر براي بهبود عملكرد سامانه‌هاي BCI ارائه كرده است. در اين مطالعه، از سه معماري ResNet50،InceptionV3 وInceptionResNetV2 استفاده شد كه پيش‌تر بر روي مجموعه داده‌هاي بزرگ آموزش ديده بودند. اين شبكه‌ها به دليل توانايي در استخراج ويژگي‌هاي غني، عملكرد مؤثري در تحليل داده‌هاي EEG نشان دادند. مكانيزم‌هاي توجه (Attention) وLSTM به‌طور اختصاصي با معماريInceptionResNetV2 تركيب شدند تا الگوهاي زماني-مكاني سيگنال‌ها بهينه‌تر استخراج شوند. همچنين، مدلInceptionResNetV2 به ‌طور خاص با و بدون استفاده از انتقال يادگيري ارزيابي شد و دقت‌هاي 88/98% و50/91% به ترتيب به دست آمد، كه بر اهميت انتقال يادگيري در بهبود دقت طبقه‌بندي تأكيد دارد. مقايسه نتايج نشان داد كه معماري InceptionResNetV2-LSTM- Attention از مدل‌هاي ديگر شامل (33/91%)InceptionV3 و (09/90%)ResNet50 عملكرد بهتري دارد. نوآوري اصلي اين پژوهش، تركيب خلاقانه مكانيزم‌هاي توجه و LSTM با معماري پيشرفته InceptionResNetV2 و بررسي نقش انتقال يادگيري در بهبود دقت سامانه‌هاي BCI است. اين روش نه تنها دقت طبقه‌بندي را افزايش داد، بلكه نياز به تنظيمات پيچيده را كاهش داد. واژه‌هاي كليدي: رابط مغز-رايانه، تصور حركتي، انتقال يادگيري، شبكه‌هاي از پيش آموزش‌ديده
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/09/21
  • عنوان به انگليسي
    Design and implementation of an algorithm for transfer learning in brain-computer interface systems
  • تاريخ بهره برداري
    9/25/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    نوشين مومني شهركي

  • چكيده به لاتين
    Brain-computer interfaces (BCI), as one of the most advanced technologies for human-machine interaction, play a critical role in assisting individuals with motor impairments. However, achieving high accuracy in motor imagery (MI) classification within these systems faces challenges such as the complexity of EEG signals, limited access to sufficient training data, and the high cost of data acquisition. This study proposes an effective solution to improve the performance of BCI systems by utilizing transfer learning techniques and pre-trained deep neural networks, alongside innovative approaches in model architecture design. In this research, three architectures—ResNet50, InceptionV3, and InceptionResNetV2—were employed, which had been pre-trained on large datasets. These networks demonstrated high performance in EEG data analysis due to their ability to extract rich features. Specifically, attention mechanisms and LSTM were integrated with the InceptionResNetV2 architecture to optimally capture spatiotemporal patterns of the signals. Furthermore, the InceptionResNetV2 model was eva‎luated both with and without transfer learning, achieving accuracies of 98.88% and 91.50%, respectively, highlighting the importance of transfer learning in improving classification accuracy. A comparison of results showed that the InceptionResNetV2-LSTM-Attention architecture outperformed other models, including InceptionV3 (91.33%) and ResNet50 (90.09%). The primary innovation of this research lies in the creative combination of attention mechanisms and LSTM with the advanced InceptionResNetV2 architecture, as well as the investigation of transfer learning's role in enhancing the accuracy of BCI systems. This method not only improved classification accuracy but also reduced the need for complex configurations.
  • كليدواژه هاي فارسي
    رابط مغز-رايانه , تصور حركتي , انتقال يادگيري
  • كليدواژه هاي لاتين
    Brain-Computer Interfaces (BCI) , Motor Imagery (MI) , Transfer Learning (TL)
  • Author
    noosheen momeni shahraki
  • SuperVisor
    Dr.Abbas Erfanian Omidvar