論文の概要: Block-As-Domain Adaptation for Workload Prediction from fNIRS Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.00213v1
- Date: Tue, 30 Apr 2024 21:37:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-02 17:06:33.118264
- Title: Block-As-Domain Adaptation for Workload Prediction from fNIRS Data
- Title(参考訳): fNIRSデータによるワークロード予測のためのブロック・アズ・ドメイン適応
- Authors: Jiyang Wang, Ayse Altay, Senem Velipasalar,
- Abstract要約: 機能近赤外分光法(FNIRS)は、皮質血行動態を測定する非侵襲的な方法である。
実世界の設定に適用するには、モデルが必要であり、異なるセッションと異なる主題でうまく機能する。
クラス認識ブロック対応ドメイン適応(CABA-DA)と呼ばれる効果的な手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.492113750967262
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is a non-intrusive way to measure cortical hemodynamic activity. Predicting cognitive workload from fNIRS data has taken on a diffuse set of methods. To be applicable in real-world settings, models are needed, which can perform well across different sessions as well as different subjects. However, most existing works assume that training and testing data come from the same subjects and/or cannot generalize well across never-before-seen subjects. Additional challenges imposed by fNIRS data include the high variations in inter-subject fNIRS data and also in intra-subject data collected across different blocks of sessions. To address these issues, we propose an effective method, referred to as the class-aware-block-aware domain adaptation (CABA-DA) which explicitly minimize intra-session variance by viewing different blocks from the same subject same session as different domains. We minimize the intra-class domain discrepancy and maximize the inter-class domain discrepancy accordingly. In addition, we propose an MLPMixer-based model for cognitive load classification. Experimental results demonstrate the proposed model has better performance compared with three different baseline models on three public-available datasets of cognitive workload. Two of them are collected from n-back tasks and one of them is from finger tapping. From our experiments, we also show the proposed contrastive learning method can also improve baseline models we compared with.
- Abstract(参考訳): 機能近赤外分光法(FNIRS)は、皮質血行動態を測定する非侵襲的な方法である。
fNIRSデータからの認知的負荷の予測は、拡散した手法のセットで行われている。
実世界の設定に適用するには、モデルが必要であり、異なるセッションと異なる主題でうまく機能する。
しかしながら、既存のほとんどの研究は、トレーニングとテストデータは同一の被験者から来ており、または/またはそれまで見たことのない被験者間でうまく一般化できないと仮定している。
fNIRSデータによって課されるその他の課題には、オブジェクト間fNIRSデータや、セッションの異なるブロックで収集されたオブジェクト内データなどが含まれる。
これらの課題に対処するため、異なるドメインと同じセッションから異なるブロックを閲覧することで、セッション内分散を明示的に最小化する、CABA-DA(class-aware-block-aware domain adaptation)と呼ばれる効果的な手法を提案する。
クラス内ドメインの差を最小化し、クラス間ドメインの差を最大化する。
さらに,認知負荷分類のためのMLPMixerに基づくモデルを提案する。
実験の結果,提案モデルでは,認知作業負荷の3つの公開データセット上での3つのベースラインモデルと比較して,優れた性能を示した。
そのうちの2つはn-backタスクから収集され、そのうちの1つは指のタッピングから収集される。
実験の結果,提案手法はベースラインモデルの改良にも有効であることがわかった。
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