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2026-03-04 00:00 论文发表 基础与方法 原文语言 EN

脉冲神经网络去除脑电伪迹,功耗较深度网络降低97.98%

内容概述 可穿戴脑机接口读取的脑电信号常被眨眼、肌肉活动等生理干扰污染,而现有深度神经网络虽能清理这些伪迹,计算开销却大到难以装进头戴设备。研究人员提出的STAND-Net改用模仿生物神经元的脉冲神经元,只在信号变化时才运算。它把泄漏积分发放神经元构成的编码器-解码器、加入空洞卷积的残差主干,以及依据神经元放电模式定位伪迹的注意力机制组合在一起。与最先进的现有方法相比,它在多种伪迹下的信号失真比提高超过3.7 dB,功耗比可比的深度神经网络低97.98%;用它处理后的信号做脑机接口分类,准确率提高6.64%。这意味着低功耗的伪迹清理有望在可穿戴设备上运行,但结果来自论文摘要,尚无佩戴者实测数据。
推荐理由 去除脑电伪迹的深度模型一直卡在功耗上,难以放进可穿戴设备。这项工作把功耗降低97.98%,同时清理效果和下游分类准确率都没有牺牲。不过数据来自摘要,测试所用数据集、受试者人数和是否在真实芯片上运行均未披露。

脑机百科消息(bciwiki.com),研究人员提出一种名为STAND-Net的神经形态网络,用事件驱动的脉冲神经元去除脑电伪迹,功耗比可比的深度神经网络低97.98%,相关论文发表于2026年3月4日的《IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics》,作者为Zhang R、Guo X、Pan Y和Gao S。

基于脑电的脑机接口应用前景广泛,但普遍存在的生理伪迹会降低信号保真度。论文指出,现有深度神经网络虽然能改善伪迹剔除效果,但计算开销高,难以部署在可穿戴脑机接口系统中。

STAND-Net全称为Spiking Temporal Attention autoeNcoDer Network。据论文描述,它由三部分组成:采用泄漏积分发放神经元的脉冲卷积编码器-解码器,用于建模脑电的时空动态;加入空洞卷积的残差主干,用于捕捉长程依赖;以及脉冲发放率注意力机制,依据神经元放电模式动态定位伪迹。

论文报告,与最先进的现有方法相比,STAND-Net在多种伪迹下的信号失真比提高超过3.7 dB;使用其处理后的信号进行下游脑机接口分类,准确率提高6.64%。作者认为,这项工作为可穿戴脑机接口系统提供了一种低功耗、高质量的脑电伪迹去除神经形态框架。摘要未说明所用数据集、受试者人数及硬件实现方式。

本文由 BCIwiki 根据公开信息撰写

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