The differences in brain dynamics across human subjects, commonly referred to as human artifacts, have long been a challenge in the field, severely limiting the generalizability of brain dynamics recognition models. Traditional methods for human artifact removal typically employ spectrum filtering or blind source separation, based on simple prior distribution assumptions, which ultimately constrain the capacity to model each subject's domain variance. In this paper, we propose a novel approach to model human artifact removal as a generative denoising process, capable of simultaneously generating and learning subject-specific domain variance and invariant brain signals. We introduce the Domain Specific Denoising Diffusion Probabilistic Model (DS-DDPM), which decomposes the denoising process into subject domain variance and invariant content at each step. By incorporating subtle constraints and probabilistic design, we formulate domain variance and invariant content into orthogonal spaces and further supervise the domain variance with a subject classifier. This method is the first to explicitly separate human subject-specific variance through generative denoising processes, outperforming previous methods in two aspects: 1) DS-DDPM can learn more accurate subject-specific domain variance through domain generative learning compared to traditional filtering methods, and 2) DS-DDPM is the first approach capable of explicitly generating subject noise distribution. Comprehensive experimental results indicate that DS-DDPM effectively alleviates domain distribution bias for cross-domain brain dynamics signal recognition.


翻译:人类受试者之间的脑动力学差异(通常称为人工伪迹)长期是领域面临的挑战,严重制约了脑动力学识别模型的泛化能力。传统的人工伪迹去除方法通常采用频谱滤波或盲源分离,这些方法基于简单的先验分布假设,最终限制了建模每个受试者领域方差的能力。本文提出了一种将人工伪迹去除建模为生成式去噪过程的新方法,能够同步生成并学习受试者特异性领域方差与不变脑信号。我们引入了领域特异性去噪扩散概率模型(DS-DDPM),该模型在每一步将去噪过程分解为受试者领域方差与不变内容。通过精细约束与概率设计,我们将领域方差与不变内容映射至正交空间,并进一步利用受试者分类器对领域方差进行监督。该方法首次通过生成式去噪过程显式分离人类受试者特异性方差,在以下两方面优于先前方法:(1)与传统滤波方法相比,DS-DDPM通过领域生成学习能够学习到更精确的受试者特异性领域方差;(2)DS-DDPM是首个能够显式生成受试者噪声分布的方法。全面实验结果表明,DS-DDPM有效缓解了跨领域脑动力学信号识别中的领域分布偏差问题。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月29日
Arxiv
1+阅读 · 2023年6月29日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月27日
Arxiv
30+阅读 · 2022年9月10日
Arxiv
46+阅读 · 2022年9月6日
Arxiv
13+阅读 · 2021年3月29日
VIP会员
最新内容
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:06
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
2+阅读 · 今天15:31
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:49
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
13+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
6+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
5+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
3+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
7+阅读 · 6月9日
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月29日
Arxiv
1+阅读 · 2023年6月29日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月27日
Arxiv
30+阅读 · 2022年9月10日
Arxiv
46+阅读 · 2022年9月6日
Arxiv
13+阅读 · 2021年3月29日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员