Accurate and efficient recognition of emotional states is critical for human social functioning, and impairments in this ability are associated with significant psychosocial difficulties. While electroencephalography (EEG) offers a powerful tool for objective emotion detection, existing EEG-based Emotion Recognition (EER) methods suffer from three key limitations: (1) insufficient model stability, (2) limited accuracy in processing high-dimensional nonlinear EEG signals, and (3) poor robustness against intra-subject variability and signal noise. To address these challenges, we introduce Lipschitz continuity-constrained Ensemble Learning (LEL), a novel framework that enhances EEG-based emotion recognition by enforcing Lipschitz continuity constraints on Transformer-based attention mechanisms, spectral extraction, and normalization modules. This constraint ensures model stability, reduces sensitivity to signal variability and noise, and improves generalization capability. Additionally, LEL employs a learnable ensemble fusion strategy that optimally combines decisions from multiple heterogeneous classifiers to mitigate single-model bias and variance. Extensive experiments on three public benchmark datasets (EAV, FACED, and SEED) demonstrate superior performance, achieving average recognition accuracies of 74.25%, 81.19%, and 86.79%, respectively. The official implementation codes are available at https://github.com/NZWANG/LEL.


翻译:准确高效地识别情绪状态对人类社交功能至关重要,该能力的缺损与显著的心理社会功能障碍相关。虽然脑电图(EEG)为客观情绪检测提供了有力工具,但现有的基于EEG的情绪识别方法存在三个关键局限:(1)模型稳定性不足;(2)处理高维非线性EEG信号的准确度有限;(3)对个体内变异性和信号噪声的鲁棒性较差。为应对这些挑战,我们提出了Lipschitz连续性约束的集成学习框架(LEL),该新颖框架通过对基于Transformer的注意力机制、频谱提取和归一化模块施加Lipschitz连续性约束,增强了基于EEG的情绪识别性能。该约束确保了模型稳定性,降低了对信号变异性和噪声的敏感性,并提升了泛化能力。此外,LEL采用可学习的集成融合策略,通过优化组合多个异构分类器的决策来缓解单一模型的偏差和方差问题。在三个公开基准数据集(EAV、FACED和SEED)上的大量实验表明,LEL取得了卓越性能,平均识别准确率分别达到74.25%、81.19%和86.79%。官方实现代码已发布于https://github.com/NZWANG/LEL。

0
下载
关闭预览

相关内容

基于 Transformer 的脑电解码综述询问 ChatGPT
专知会员服务
12+阅读 · 2025年7月6日
自适应脑机接口研究综述
专知会员服务
42+阅读 · 2022年11月27日
【AI+军事】附论文《感受到的压力和脑网络效率》
专知会员服务
16+阅读 · 2022年5月18日
【AAAI2022】混合课程学习对话情绪识别
专知会员服务
28+阅读 · 2021年12月24日
多模态情绪识别研究综述
专知会员服务
170+阅读 · 2020年12月21日
多模态情绪识别研究综述
专知
25+阅读 · 2020年12月21日
语音情绪识别|声源增强|基频可视化
深度学习每日摘要
15+阅读 · 2019年5月5日
基于人体骨架的行为识别【附PPT与视频资料】
人工智能前沿讲习班
31+阅读 · 2019年1月15日
基于面部表情的学习困惑自动识别法
MOOC
10+阅读 · 2018年9月17日
【团队新作】连续情感识别,精准捕捉你的小情绪!
中国科学院自动化研究所
16+阅读 · 2018年4月17日
干货|基于双流递归神经网络的人体骨架行为识别!
全球人工智能
13+阅读 · 2017年12月15日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员