T E L K O M N I K T elec o m m un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   18 ,   No .   4 Octo b er   2 0 2 0 ,   p p .   2 7 4 8 ~ 275 6   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad b y   Kem en r is tek d i k ti,  Dec r ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 /TE L KOM NI K A. v 1 8 i5 . 1 4 8 9 9     2748       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   Bra in - co mputer  i nterf a ce  of  focus   a nd mo tor ima g ery    using  wav elet  a nd  rec urr ent  neural  networks       E s m er a lda   C.   Dj a m a l Rif qi D.   P utr a   De p a rt m e n o In fo rm a ti c s ,   Un i v e rsitas   Je n d e ra Ac h m a d   Ya n i,   I n d o n e sia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv e J u n   1 9 ,   2 0 1 9   R ev is ed   Ap r   8 ,   2 0 2 0   Acc ep ted   Ma y   1 ,   2 0 2 0       Bra in - c o m p u ter  in terfa c e   is  a   t e c h n o l o g y   th a t   a ll o ws   o p e ra ti n g   a   d e v ice   with o u i n v o lv in g   m u sc les   a n d   s o u n d ,   b u d irec tl y   fr o m   th e   b ra i n   th r o u g h     th e   p r o c e ss e d   e lec tri c a sig n a ls.  T h e   tec h n o lo g y   wo r k b y   c a p t u rin g   e lec tri c a o m a g n e ti c   sig n a ls  fro m   t h e   b r a in ,   wh ich   a re   th e n   p ro c e ss e d   to   o b tain   in fo rm a ti o n   c o n tain e d   t h e re in .   Us u a ll y ,   BCI   u se i n fo rm a t io n   fr o m   e lec tro e n c e p h a lo g ra m   ( EE G sig n a ls  b a se d   o n   v a ri o u s   v a riab les   re v iew e d .   Th is  st u d y   p ro p o se d   BCI  to   m o v e   e x tern a d e v ice su c h   a a   d ro n e   sim u lato r   b a s e d   o n   EE G   sig n a l   i n fo rm a ti o n .   F r o m   t h e   E EG   sig n a l   wa e x tra c ted   to   g e m o to ima g e ry   (M I)  a n d   fo c u v a riab le  u sin g   wa v e let .   Th e n ,   th e y   we re   c las sified   b y   re c u rre n n e u ra n e t wo rk (RNN ).   In   o v e rc o m i n g   th e   p ro b lem   o v a n ish i n g   m e m o ry   fr o m   RNN ,   wa u se d   lo n g   sh o r t - term   m e m o ry   (LS TM ).   Th e   re su lt s   sh o we d   th a t   BCI  u se d   wa v e let ,   a n d   RNN   c a n   d r iv e   e x ter n a d e v ice o n o n - train i n g   d a ta  wit h   a n   a c c u ra c y   o f   7 9 . 6 % .   T h e   e x p e ri m e n g a v e   Ad a De lt a   m o d e is  b e tt e t h a n   th e   Ad a m   m o d e in   term o a c c u ra c y   a n d   v a l u e   lo ss e s.  Wh e re a in   c o m p u tati o n a l   lea rn in g   ti m e ,   Ad a m ' m o d e is  f a ste th a n   Ad a De lt a ' s m o d e l.   K ey w o r d s :   B r ain - co m p u ter   in ter f ac e   E E s ig n al   Fo cu s   Mo to r   im ag er y   R ec u r r en t n eu r al  n etwo r k s   W av elet   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   E s m er ald C .   Djam al ,   Dep ar tm en t o f   I n f o r m atics,   Un iv er s itas   J en d er al  Ach m ad   Yan i,   T er u s an   J en d er al  Su d ir m an   C i m ah i   St.,   I n d o n esia.   E m ail:  esm er ald a. co n tess a@ le ctu r e. u n jan i.a c . id       1.   I NT RO D UCT I O N   Hu m an s   in   ev er y   d ay   alwa y s   ca r r y   o u ac tiv ities   th at  in v o lv th m o v em en o f   lim b s .   T h b r ain   in s tr u cts  th r esu ltin g   ac tio n   th r o u g h   m o to r   n er v es.  E v e r y   h u m an   ac tiv ity   r eq u ir es   f o c u s   o n   ca r r y in g   o u ac tiv ities   f o r   p ar ticu lar   p u r p o s es.  Nev er th eless ,   th f o cu s   ca n   b i n f lu en ce d   b y   s ev er al  f ac to r s   s u c h   as  s tim u latio n   o f   s o u n d   o r   v is io n   th at  ca n   af f ec t   th ac tiv ities   b ein g   ca r r ie d   o u t.  I n   m ea n wh il e ,   th c o m m an d   to   m o v lim b   o cc u r s   o v er   s tat o f   m in d   ca lled   m o t o r   i m ag er y   ( MI ) .   H o wev er ,   m o v in g   th e   o b ject  ca n   b e   ca r r ied   o u with o u in v o lv g estu r es,  m u s cles,  s o u n d s ,   an d   o th er   m o to r   f u n ctio n s .   T h ese  co m m an d s   ar o b tain ed   f r o m   th b r ain   th r o u g h   in ter m ed iat d ev ices  to   tr a n s late  b r ai n   c o m m an d s ,   k n o wn   as  th b r ain - co m p u ter   in ter f ac e   ( B C I ) .   T h is   s y s tem   ca n   h elp   p e o p le  with   p h y s ical  d is ab ilit ie s   in   m o v in g   ex ter n al  d ev ices.   C u r r en tly ,   B C I   h as   b ee n   wid ely   u s ed   to   d r iv e   g am es  [1 ,   2] ,   r o b o ts   [ 3 ] to   h elp   p o s t - s tr o k e   p atien ts   [ 4 ]   a n d   n e u r o m u s cu lar   d is ab ilit ies  [ 5 ] .     B C I   co n s is t s   o f   th r ee   p ar ts ,   p a r ticu lar ly   co m m a n d   in p u t,  in te r m ed iate  d ev ice,   a n d   c o m m an d   co n tr ol .   B C I   u s u ally   u s es  s tan d ar d   to o l s   s u ch   as  elec tr o en ce p h alo g r a m   ( EEG )   s ig n als to   t r an s late  b r ain   co m m a n d s   [ 6 ] T h E E s ig n a is   b io elec tr ic   in   th e   b r ai n   th at   is   ca p tu r e d   o n   th e   s u r f ac e   o f   th e   s ca lp .   E E G   s ig n al   h as   lo w   am p litu d e ,   n o n - s tatio n ar y ,   an d   co m p licated   p atter n s T h s ig n al  co n s is ts   o f   f r eq u en c y   co m p o n en ts   s u ch   as  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l       B r a in - co mp u ter in terf a ce   o f fo cu s   a n d   mo t o r   ima g ery  u s in g   w a ve let  a n d … ( E s mera ld a   C .   Dja ma l )   2749   Alp h wav es  ( 8 - 1 3   Hz) ,   B eta  wav es  ( 1 4 - 3 0   Hz) ,   T h eta  wa v es  ( 4 - 7   Hz) ,   Delta  wav es  ( 0 . 5 - 3   Hz) ,   an d   Gam m a   wav es  ( >   3 0   Hz) .   E E s ig n al  id en tifie d   m e n tal  task   v a r i ab les  as  ap p r o p r iate  ac tio n s   o n   c o m p u ter   [ 7 ] T h er ef o r e,   th r ep r esen tatio n   o f   E E s ig n als  in to   th f r eq u en c y   d o m ain   is   v er y   co n s id er ate  f o r     g ettin g   co n d itio n s   p ar ticu lar   th o u g h ts .   So m p r ev io u s   s t u d ies  in   ex tr ac tin g   E E s ig n als  u s in g   wav elet  tr an s f o r m   [8 - 11]   in   B C I .   W av elets  ca n   f ilter   s ig n als  f r o m   p r ec is f r eq u en cy   co m p o n e n t s .   So   th at  m et h o d   is   p r o p er   f o r   n o n - s tatio n ar y   s ig n als  s u ch   as  E E G .   Ho wev er ,   wi th   s h o r tim s eg m e n tatio n ,   i is   p o s s ib le  to   u s o th er   m et h o d s   s u ch   as  f ast  Fo u r ier   tr a n s f o r m   ( FF T )   f o r   ex tr ac tin g   n o n - s tatio n a r y   s ig n als  [ 1 2 ] .   FF T   h as   ad v an tag es  in   ter m s   o f   c o m p u tatio n al  s p ee d ,   alth o u g h   wav elet  is   u s u ally   m o r ac c u r ate.   W av el et  ex tr ac tio n   ca n   in cr ea s ac c u r ac y   b y   3 . 6 % a n d   ac ce ler ate  d etec tio n   tim b y   0 . 0 0 3   s ec o n d s .   T h e   last   s tu d y   o b tain ed   9 3 . 6 %   ac cu r ac y   o f   tr ain in g   d ata a n d   9 0 % o f   n o n - tr ai n in g   d ata  [ 1 3 ] .   So m v ar iab les  th at   af f ec t ed   E E s ig n als  ar d eter m in a n ts   o f   class if icatio n   in   p r ev io u s   s tu d ies,    s u ch   as  em o tio n s   [ 1 4 ] d is o r d er   [ 1 5 ]   a n d   f o cu s   [ 1 6 ] Me an wh ile,   u s u ally ,   th E E s ig n a v ar iab le  tr an s lated     in   B C I   is   f o cu s   [ 1 6 ] ,   atten tio n   lev el  [ 1 7 ] r elax   [ 1 ] ,   e m o tio n   [ 1 8 1 9 ] ,   h an d   g r asp in g   im ag i n atio n   [ 2 0 ]   an d   h y b r i d   o f   m o to r   im ag er y   a n d   s p ee ch   im ag e r y   [ 2 1 ] .   Usu ally ,   t h s tu d ies   u s e d   o n c h ar ac t er is tic  v ar iab le  in     th class if icatio n   p r o ce s s .   Pre v io u s   s tu d ies  u s ed   B C I   to   m o v ch ar ac ter s   in   ar ca d g am es  b ased   o n   f o cu s   f ee d b ac k   [ 2 2 ] ,   co n t r o ls   f o r   c o m p u ter   a p p licatio n s ,   o r   ac tio n   o n   im ag in ed   c o n d itio n s   o f   th m in d   [ 6 ]   a n d   wh ee lch air   r o b o tic  [ 2 3 ] .   I n   p atter n   r ec o g n itio n ,   af te r   ex tr ac tio n   f ea tu r es,  th en   in to   th class if icatio n   s y s tem .   I n   B C I   a p p licatio n ,   th p r ev i o u s   r esear ch   u s ed   s o m m eth o d s   s u ch   as  lear n i n g   v ec to r   q u an tizatio n   ( L VQ)   [ 1 ] r ec u r r e n n eu r al  n etwo r k s   ( R NN)   [ 2 4 ] ,   an d   co n v o lu tio n al  n eu r al   n etwo r k s   ( C NN)   [ 2 5 ] T h e r wa s   u s in g   C NN  to   B C I   g am e   co n tr o l   [ 2 6 ] .   Me a n wh ile,   tim e   s er ies  ca s es  o f ten   u s R NN,   wh ich   f ac ilit ates  th c o n n ec tio n   o f   s eq u e n tial  d ata   with   p ast tim e   [ 1 9 ] .   I n   p r ev io u s   s tu d ies u s in g   R NN   to   r ec o g n ize  em o tio n s   f r o m   E E s ig n al s   with   an   ac cu r ac y   r ate  o f   8 7 [ 1 4 ] .   T h is   r esear c h   p r o p o s ed   th B C I   m o d el  to   d r iv th d r o n s im u lat o r   f r o m   th f o c u s   s tate  an d   m o to r   im a g er y .   M o d els  d ev el o p ed   u s in g   wav elet  an d   r ec u r r en n eu r al  n etwo r k s   ( R NNs).   T h d r o n s im u lato r   is   d esig n ed   to   b d r iv en   b y   a n   im ag er y   m o to r   i n to   f o u r ,   p ar ticu lar ly   "f o r war d ",   "r ig h t",   "lef t",   an d   "sil en t".   B esid es,  th s im u lato r   ac tio n   ad d ed   f o c u s   f ac to r   ( two   class es:   f o cu s   o r   n o f o cu s ) ,   wh ich   is   d escr ib ed   as    th r o tatio n   s p ee d .   So   th at  e ig h t c lass es a r o b tain ed .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h is   r esear ch   p r o p o s ed   B C I   to   d r iv th d r o n s im u lato r   t h r o u g h   E E s ig n als  u s in g   wav elet  an d   R NN,   as  s h o wn   in   Fig u r 1 .   T h s y s tem   u s ed   v ar iab le  MI   an d   Fo c u s   th at  wer p r o ce s s ed   b y   s im u ltan eo u s So   th at   ar eig h class es  o f   b o th   v ar iab les.  T h m o d el  u s ed   d ata  s et  with   em o tiv   ep o ch   E E r ec o r d in g   as  s h o wn   in   Fig u r 2 .       E E G   S i g n a l s   P r a p r o c e s s i n g S e g m e n t a t i o n W a v e l e t   E x t r a c t i o n R e c u r r e n t   N e u r a l   N e t w o r k s   I d e n t i f i c a t i o n 1 s t   L S T M   L a y e r ( R e l u ) D r o p o u t L a y e r 2 n d   L S T M   L a y e r   ( S i g m o i d ) D e n s e   L a y e r ( S i g m o i d ) W e i g h t   R e c u r r e n t   N e u r a l   N e t w o r k s   T r a i n i n g E E G   S i g n a l   P r a p r o c e s s i n g S e g m e n t a t i o n W a v e l e t   E x t r a c t i o n C o n c e n t r a t i o n   T h i n g k i n g   F o r w a r d T r a i n i n g   D a t a   6 4 0 0   s e t L S T M   L a y e r 1   ( R e l u ) D r o p o u t   L a y e r L S T M   L a y e r 2   ( S i g m o i d ) D e n s e   L a y e r ( S i g m o i d ) O u t p u t I n p u t D a t a   T r a i n i n g E E G   S i g n a l   2 5 6   d a t a   p o i n t s   e a c h   s e g m e n t   e v e r y   c h a n n e l 2 5 6   d a t a   p o i n t s   e a c h   s e g m e n t   e v e r y   c h a n n e l C o n c e n t r a t i o n   T h i n g k i n g   T u r n   R i g h t C o n c e n t r a t i o n   T h i n g k i n g   T u r n   L e f t N o t   C o n c e n t r a t i o n   T h i n g k i n g   F o r w a r d N o t   C o n c e n t r a t I o n   T h i n k i n g   I d l e N o t   C o n c e n t r a t i o n   T h i n g k i n g   T u r n   R i g h t N o t   C o n c e n t r a t i o n   T h i n g k i n g   T u r n   L e f t C o n c e n t r a t i o n   T h i n g k i n g   I d l e     Fig u r 1 .   B C I   b ased   o n   f o c u s   an d   MI   v a r iab le  o f   E E s ig n a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 7 4 8   -   275 6   2750   I m a g i n e   M o v i n g   G o   F o r w a r d I m a g i n e   M o v i n g   T u r n   L e f t I m a g i n e   M o v i n g   T u r n   R i g h t I m a g i n e   M o t i o n l e s s I n s t r u c t i o n I n s t r u c t i o n I n s t r u c t i o n I n s t r u c t i o n 0 1 0 3 0 4 0 6 0 7 0 9 0 1 0 0 1 2 0 S e c o n d s V i s u a l I n s t r u c t i o n O n e   C a t e g o r y   ( 3 0   S e c o n d s ) I n s t r u c t i o n S e g m e n   1 S e g m e n   2 S e g m e n   3 S e g m e n   4 S e g m e n   5 S e g m e n   6 S e g m e n   7 S e g m e n   8 S e g m e n   9 S e g m e n   1 0 0 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 S e c o n d s     Fig u r 2 .   R ec o r d in g   s ce n ar io       2 . 2.     Wa v elet   ex t ra ct io n   T h wav elet  tr an s f o r m   ca n   ex t r ac t th n ee d ed   s ig n al  co m p o n en ts ,   h en ce   r ed u cin g   th n u m b er   o f   d ata   with o u lo s in g   im p o r tan in f o r m atio n .   B esid es,  th is   m eth o d   is   s u itab le  f o r   n o n - s tatio n ar y   s ig n als.  T h o u tp u t   o f   th wav elet  tr a n s f o r m   in to   tim e - d o m ain   allo ws its   ap p li ca tio n   as a   p r e - m o d el  [ 6 ] .   W av elet  tr an s f o r m atio n   h as  two   m ain   p r o ce s s es,  s p ec if ica lly   d ec o m p o s itio n ,   th at   ex tr ac s ig n al  in t o   s p ec if ic  f r eq u e n cy   a n d   r ec o n s tr u ctio n   th at   r ec o m b in e   ex tr ac ted   s ig n als  in to   th eir   o r ig in al  f o r m   [ 2 7 ] .   W av elet  w o r k s   in   a   co n v o lu ti o n   s ig n al  with   m o th er   w av elet Var io u s   f o r m s   o f   wav elets  u s ed   f o r   E E s ig n al  ex tr ac tio n   f r o m   p r ev io u s   s tu d ies,  s u ch   a s   Dau b ec h ies   Haa r   an d   Sy m m let .   T h r esear ch e r s   d id   n o s p ec if ically   m en tio n   th b asic  s h ap o f     th wav elet  th at   g iv es  g o o d   ac cu r ac y .   B u in   g en er al,   th asy m m etr ic  Dau b ec h ies   [ 7 ] ,   co m b in o f   Dau b ec h ies   an d   Sy m let  [ 2 8 ]   an d   Sy m m let   [ 2 9 ] .   B o th   f o r m s   ar c o m p ati b le  wit h   E E s ig n al  ch ar ac ter is tics .   On ty p o f   wav elet  tr an s f o r m   is   wav elet  p ac k et  d ec o m p o s itio n   ( W PD) .   W av elet  p ac k ets  ar lin ea r   co m b in atio n s   o f   wav elet  f u n ctio n s   [ 9 ] .   wav e let  f u n ctio n   h as  th r ee   in d ices,  j:  in d ex   s ca le  ( in teg er ) ,   k t r an s latio n   co ef f icien t n : o s cillatio n   p ar am eter   a n d   t i s   tim as ( 1 ) .     , = 2 / 2 ( 2 )                 ( 1 )     T h wav elet  p ac k et  f u n ctio n s   ar s ca lin g   f u n ctio n   ) ( t an d   t h m o th er   wav elet  f u n ctio n   ) ( t W av elet  p ac k et  f u n ctio n s   with   h ig h er   f ilter   ar e:     0 , 0 2 = 2 ( ) 1 , 2 ( 2 )               ( 2 )     0 , 0 2 + 1 = 2 ( ) 1 , 2 ( 2 )               ( 3 )     T h f ac to r   h ( k )   an d   g ( k )   in d ic ate  q u ad r atu r e   m ir r o r   e x tr ac tio n   [ 3 0 ] .   T h v al u ( h ( k )   an d   g ( k )   r elate d   to   th s ca lin g   f u n ctio n   an d   th m o th er   wav elet  f u n ctio n .   T h in n er   p r o d u ct  s ig n al  f ( t)   w ith   wav elet  p ac k et   f u n ctio n s   in   a   r an g e   o f   t sh o ( 4 ) :     , = ( ) * , = ( ) , ( 2 )             ( 4 )     Fo r   o r ig in al   s ig n al  S,  th e   lef t - s id is   o b tain ed   in   lo p ass   f i lter   h ( k )   as  an   a p p r o x im atio n   co ef f icien an d   th e   r ig h s id as   h ig h   p ass   f ilter   g ( k )   o r   d etail.   I n   ( 6 )   s h o wed   th s ca le,   tr an s latio n ,   an d   o s cillatio n   v alu es .   I n   ( 4 ) ,   th s ig n al   ca n   b d ec o m p o s ed   in t o   a   s ca le  f ac to r   in   p a r ticu lar   f r eq u e n cy ,   eith er   h ig h   o r   l o w.   I n   th is   s tu d y ,   u s in g   th s tan d ar d   f o r m   Dau b ec h ies  4 ,   wh ich   co n s is ts   o f   f o u r   lo w - p ass   f ilter   co ef f icien ts   [ 2 9 ] .   W av elets  d ec o m p o s s ig n als in to   s p ec if i f r eq u en cy   r an g es,  s u ch   as  d e lta,   alp h a,   b eta,   th eta,   an d   g am m wa v es,  s u ch   as  Fig u r 3 .       2 . 3 .     Rec urre nt  neura l net wo rk s   R NN   is   o n m eth o d   u s ed   in   D ee p   L ea r n in g   f o r   s eq u e n tial  d ata  [ 3 1 ] ,   b y   lo o p in g   to   s to r e   i n f o r m atio n   f r o m   th p ast  [ 3 2 ] T h is   co n f i g u r atio n   is   s h o wn   in   Fig u r 4 .   R NN  i s   ac tiv ated   with   a   f u n ctio n   s u ch   as si g m o id   as  Fig u r 5 .   R NN  h as  t h p r o b lem s   o f   s h o r m em o r y ,   s o   it  n ee d s   co n tr o l   to   f o r g et  s o m p ar ts   t h r o u g h o u   th g ate.   So m o f   th e   m eth o d s   ar g ated   r ec u r r en u n it  ( GR U) ,   b ac k p r o p ag atio n   th r o u g h   tim ( B PTT ) ,   an d   lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( L STM ) .   T h is   r esear ch   u s ed   t h L STM   g ate  to   o v e r co m e   s h o r t - ter m   m em o r y   p r o b lem s   o r   o f ten   ca lled   v a n is h in g   g r ad ien [ 1 4 ] , w h ich   h as a   in c r ea s in   ca p ab ilit y   f r o m   s in g le  lay er   [ 3 3 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l       B r a in - co mp u ter in terf a ce   o f fo cu s   a n d   mo t o r   ima g ery  u s in g   w a ve let  a n d … ( E s mera ld a   C .   Dja ma l )   2751   1 - 6 4   H z 1 - 3 2   H z 3 3 - 6 4   H z 1 - 1 6   H z 1 - 8   H z 9 - 1 6   H z 1 7 - 3 2   H z 1 7 - 2 4   H z 2 5 - 3 2   H z 9 - 1 2   H z 1 3 - 1 6   H z 1 - 4   H z 5 - 8   H z 1 3 - 1 4   H z 1 5 - 1 6   H z 5 - 6   H z 7 - 8   H z 2 5 - 2 8   H z 2 9 - 3 2   H z 2 9 - 3 0   H z 3 1 - 3 2   H z B e t a A l f a   /   M u T e t a A D A A A A A A A A A A D A D D A D D D A A D A A A D A D A A D D A A D D D D A A A D A A A A D D A D D D A A A D A A A D D A A D D A A A D D D G a m m a 3 3 - 4 8   H z D D D A 4 9 - 6 4   H z 3 3 - 4 0   H z D A D 4 1 - 4 8   H z D A A     Fig u r 3 .   W av elet  m u ltil ev el               Fig u r 4 .   R ec u r r en t n e u r al  n et wo r k   ar ch it ec tu r e   Fig u r 5 .   L STM   ce ll   ar c h itectu r e       T h L STM   n etwo r k   co n s is ts   o f   m o d u les  with   r e p etitiv p r o c ess in g ,   as  in   Fig u r e   4 .   Me m o r y   in   L STM   is   ca lled   ce lls   th at  tak in p u f r o m   th p r ev i o u s   s tate  ( h t - 1 )   an d   cu r r en in p u ( x t ) .   T h co llec tio n   o f   ce lls   d ec id e wh at  will  b s to r e d   in   m em o r y   an d   wh at   will  b r em o v ed   f r o m   m em o r y .   L STM   c o m b in es   th p r ev io u s   s tate,   cu r r en m e m o r y ,   an d   in p u t.  L STM   h as  th r ee   g ates,  p ar ticu la r ly   th f o r g et  g ate,   to   d ete r m in wh ich   elim in atin g   in f o r m ati o n   f r o m   t h ce ll  u s in g   th s ig m o i d   lay e r   [ 3 4 ] I n   ( 5 )   with   th e   ac tiv atio n   f u n ctio n   u s ed   is   th e   r elea s s h o wn   in   ( 8 ) .     =   ( . [ 1 , ] + )                 ( 5 )      ( ) = ma x ( 0 , )                 ( 6 )     T h s ec o n d   g ate  is   th e   in p u g ate  ( i) ,   wh ich   o f   th e   s ig m o i d   lay er   ( σ )   will  b e   u p d ated ,   a n d   tan h   o f     th lay er   will  b f o r m u lated   as  v ec to r   o f   th u p d ate d   v al u e.   I ca n   b s ee n   at  ( 7 )   an d   ( 8 )   wh er x is   in p u f o r   ea ch   cu r r e n t step   tim e.   At  th is   lay er ,   v ec to r   o f   u p d ated   v alu es will b p r o d u ce d   [ 3 5 ] .     =   ( . [ 1 , ] + )               ( 7 )     ̃ = ta n h ( . [ 1 , ] + )               ( 8 )     T h en   th ce lls   o f   ( 7 ) ,   ( 8)   will b u p d ated   u s in g   ( 9 ).     =   1 + ̃                 ( 9 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 7 4 8   -   275 6   2752   Fin ally ,   th o u tp u g a te  will  b e   ca lcu lated   b ased   o n   ce ll  u p d at es,  an d   th e   s ig m o id   la y er   lo o k s   lik ( 1 0 )   a n d   ( 1 1 ) .       =   ( . [ 1 , ] + )               ( 10 )     =     ta n h ( )                 ( 1 1)     wh er   is   th s ig m o i d   ac tiv ati o n   f u n ctio n ,   an d   tan h   as  t h t an h   ac tiv atio n   f u n ctio n   u s ed   f o r   t h r esu lts   o f   m u ltip ly in g   th weig h t o f   ea c h   g ate,   n am ely   W f , W t ,   W c ,   W o   with   in p u t v alu es a n d   ad d ed   b ias in clu d in g   b f,   b i b c ,   b o .   Gate   u s ed   is   g ate  in p u t   i t ,   f o r g et   f t , an d   o u tp u t   o t .   E ac h   p as s in g   g ate  will  b s ea r ch ed   f o r   h id d en   s tate  ca n d id ates  ̃   o b tain e d   f r o m   th e   g ate  ca lc u latio n   with   th e   cu r r en h id d en   s tate    f u r th er m o r e ,   th p r e v io u s l y   h id d en   s tate  C t - 1   to   p r o d u ce   th latest h id d en   s tate,   wh ich   is   u s ed   as th o u tp u t o f   t h h id d e n   lay er .     I n   th id en tific atio n   lay er ,   th e r is   an   ef f o r to   m i n im ize  th e   d if f er en ce   b etwe en   th tar g et  o u tp u an d   th o u tp u o f   co m p u tatio n al  r e s u lts .   Ob jectiv f u n ctio n s   ar o f ten   r ef e r r ed   to   as  co s f u n ctio n s   o r   lo s s   f u n ctio n s   so - ca lled   "lo s s ".   On o f   th lo s s   f u n ctio n s   th at  ca n   b e   u s ed   is   cr o s s - en tr o p y as  in   ( 1 2 ) .   W h e r lo s s   is   d is tan ce ,   is   th r esu lt  o f   th e   ac tiv ati o n   f u n ctio n ,   an d   L   is   th e   tar g et  o f   ea c h   class   lab el.   lo s s   f u n ctio n   is   u s ed   t o   m ea s u r co n v er g en ce   in   th le ar n in g   p r o ce s s .     ( ) ( ) = i i i S L L S L o s s l o g ,               ( 1 2 )     I n   m ac h in lear n in g   s u ch   R N N,   it  is   ess en tial  to   s et  in p u f ea tu r es.  T h is   r esear ch   u s ed   MI   an d   f o cu s   v ar iab le,   s o   alp h a,   m u ,   b eta,   a n d   g am m a   ( 3 2 - 4 0 Hz)   wav es  r elate   th at.   B ased   o n   Fig u r e   3 ,   we  g o t h wav es o f   f o u r   c h an n els,  as  s h o wn   in   T ab le  1 .   T h B C I   wo r k s   ev e r y   two   s ec o n d s .   W h ile  th e   R NN   co n f ig u r atio n   is   as   s h o wn   in   T ab le  2 .   I n   th f ir s m o d el,   th n u m b er   o f   n e u r o n s   o f   th m o d el  is   f ac ed   with   th s am am o u n as    th in p u v ec to r   with   two - d i m en s io n al  s h ap th at  a p p lies   th r etu r n   s eq u en ce   t o   th s ec o n d   L STM   m o d el.   T h L STM   m o d el   h as  a   o n e - d im en s io n al  v ec to r ,   wh ich   r es u lts   in   th e   d en s e   lay er ,   wh ich   h as  eig h n e u r o n s ,   ac co r d in g   to   th n u m b e r   o f   class es p r o d u ce d .       T ab le  1 .   R NN  f ea tu r es   o f   B C I   No   C o m p o n e n t   N u mb e r   o f   p o i n t s   D e scri p t i o n   A l l   c h a n n e l   1   A l p h a ,   B e t a ,   G a mm a   ( 9 - 4 0   H z )   12 8   F o u r - c h a n n e l   5 1 2   2   M u   ( 9 - 1 4 H z )   24   F C 5   a n d   F C 6   o n l y   48     To t a l       5 6 0       T ab le  2 Ar c h itectu r m o d el  r ec u r r en n eu r al  n etwo r k s   M o d e l   N e u r o n   O u t p u t   s h a p e   LSTM   5 6 0   1 , 5 6 0   D r o p o u t   0 . 2   1 , 5 6 0   D e n se   8   8       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   T h ex p er im en t   was  ca r r ied   o u b y   co m p ar in g   th e   ef f e ct  o f   u s in g   wav elet  as   th e x tr ac tio n   o f   alp h a,   m u ,   b eta,   an d   g a m m wav es.  E x p er im en ts   wer also   ca r r ied   o u o n   th m o d el  in   ter m s   o f   p r o v id in g   th h ig h est   ac cu r ac y   an d   co n s id er i n g   th e   co m p u tatio n al  tim o f   lear n i n g .   I d e n tific atio n   in v o lv es  ei g h class es,  n am ely   "Fo r war d ",   "Ri g h t",   "L ef t",   an d   "Silen t"  ea ch   in   f o cu s   an d   n o t.   I n   u s in g   B C I ,   p er f o r m an ce   d ep en d s   o n   tr an s latin g   v ar iab les  f r o m   th e   E E s ig n al  b ein g   r ev iewe d .   I d en tific atio n   p er f o r m an ce   is   v er y   d ep en d en o n     th u s o f   e x tr ac tio n   m eth o d s .   T h er ef o r e,   test in g   b eg i n s   with   wav elet  p er f o r m an ce .     3 . 1 .     Wa v elet   ex t ra ct io n   W av elet   ex tr ac tio n   u s es Da u b ec h ies 4   at  9 - 40 Hz,   wh ic h   h as  b ee n   n o r m alize d   as in   Fig u r e   6 .   W av elet  ex tr ac tio n   is   s h o wn   in   b lu e   co m p ar ed   to   t h o r ig i n al  s ig n al  u s in g   o r an g e.   T h E E s ig n al  af ter   g o in g   th r o u g h   wav elet  ex tr ac tio n   is   m o r s ta b le  b ec au s it  is   ad ju s ted   to   t h wav es  wh ich   ar in   t h f r e q u en cy   r an g e .   T h en   elim in ate  u n u s ed   wav es  an d   s ig n al  n o is e.   T h r esu lts   o f   e ac h   ch an n el  ar s to r ed   s eq u en tially   in to   in p u v ec t o r s .     3 . 2 .     Co m pa re d bet wee n o ptim iza t io m o del   T h is   s tu d y   u s ed   th r ee - weig h c o r r ec tio n   m o d els  th at  ar e   ad ap t iv m o m en t   esti m atio n   ( Ad am ) ,   ad ap tiv e   lear n in g   esti m atio n   ( Ad aDe lta ) ,   an d   s to ch asti g r ad ien d esc en ( SGD) .   W ex p er ien ce   o p t im izer   m o d els  an d   op tim al  lear n in g   p ar am eter s   th at  h ig h er   ac c u r ac y   an d   s h o r t est  tim co m p u tin g .   Ad am   h a s   f ast  co n v er g en c e   p r o p er t y ,   b u it  is   o n ly   u n s tab l d u to   v er y   r ap id   er r o r   r e d u ctio n .   B esid es  th o p tim izer   m o d el,   we  co m p ar e d   u s in g   wav elet  an d   with o u wa v elet,   as  in   F ig u r 7   o f   Acc u r ac y   an d   Fig u r 8   o f   lo s s es  v alu e .   T h er a r th r ee   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l       B r a in - co mp u ter in terf a ce   o f fo cu s   a n d   mo t o r   ima g ery  u s in g   w a ve let  a n d … ( E s mera ld a   C .   Dja ma l )   2753   m o d els.  Ad am   a n d   Ad aDe lta   ar co n v er g e n o f   1 0 0   ep o c h   lear n in g ,   ex ce p f o r   th S GD  m o d el.   So   th at     1 0 0   ep o c h s   ar e   o p tim al  en o u g h ,   e x ce p t   with   SGD  with   5 0 0   e p o ch   ad d itio n E ac h   c o l o r   in   Fig u r e   7   an d     Fig u r 8   in d icate s   th test in g   o f   tr ain in g   d ata  with   wav elet  ( b lu e) ,   tr ain in g   d ata  with o u wav elet  ( g r ee n ) ,     non - tr ai n in g /v alid atio n   d ata   with   wav elet  ( o r an g e) ,   an d   v alid atio n   d ata   with o u t   wav elet  ( r ed ) .   Fro m   th e   th r e e   m o d els  s h o wn   in   Fig u r 7   th a u s in g   wav elet  ca n   in c r ea s ac cu r ac y   an d   r e d u ce   c o m p u tin g   tim e.   T h e x ac t   v alu es  o f   th th r ee   m o d els  a r s h o wn   in   T ab le  3 .   L ik ewise,   th v alu o f   L o s s es  f r o m   u s in g   wav elets  f o r     th th r ee   m o d els  g en er ally   d ec r ea s es.   T h is   r esu lt   to ld   th at  wav elet  c o u ld   im p r o v ac c u r ac y   b y   r e d u cin g     th n o n - s tatio n ar y   p r o p e r ties   o f   E E s ig n als.           Fig u r 6 .   W av elet  ex tr ac tio n       ( a)   ( b )         ( c)     Fig u r 7 .   Acc u r ac y   o f   th o p ti m izer   m o d el ;   ( a )   Ad am ,   ( b )   A d aDe lta  ( c)   SGD       T h ac cu r ac y   o f   th t h r ee   m o d els  is   r elativ ely   th e   s am e,   m a in ly   b etwe en   7 6 - 8 0 %   f o r   v ali d atio n   d ata  wh ile  1 0 0 f o r   tr ain in g   d ata .   E v en   s o ,   th h ig h est  Ad aD elta  m o d el  is   7 9 . 8 1 %.  T h e x citin g   th in g   is   th at     th Ad am   m o d el  q u ic k ly   co r r ec ts   weig h ts ,   wh ich   ca u s e s   ac cu r ac y   to   in cr ea s r ap id l y   an d   lo s s es  to   d ec r ea s   at  th b eg i n n in g   o f   th iter ati o n .   Ho wev e r ,   c o n d itio n s   o f   s m all  f lu ctu atio n s   co n tin u at   th en d   o f   th ep o ch .   W h ile  th Ad aDe lta  m o d el  ten d s   to   b s tab le  at  th en d   o f   th ep o ch ,   it a c h iev es lo n g e r   th a n   th Ad am   m o d el.   B u it  is   u n d er s to o d   th at  th e   w eig h co r r ec tio n   m et h o d   o f   th e   Ad am   m o d el  ten d s   to   ju m p   li k b all  t h at  r o lls   ea s ily .   B esid es,  th SGD  m o d el  h ad   alm o s n o   r ip p les o f   in s tab ilit y   d u r in g   th e   tr ain in g .   B u th d is ad v a n tag es  r eq u ir lo n g er   i ter atio n s .   E v en   in   th 5 0 0 th   e p o ch ,   th ac cu r a cy   is   s till   in cr ea s in g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 7 4 8   -   275 6   2754   ( a)   ( b )         ( c)     Fig u r 8 L o s s es   o f   th o p tim i ze r   m o d el:  ( a )   Ad am ,   ( b )   A d a Delta  ( c)   SGD       T ab le  3 .   C o m p a r is o n   o f   lo s s   an d   ac cu r ac y   u s in g   Ad am ,   Ad a Delta ,   an d   SGD   m o d el   M o d e l   e p o c h s   W a v e l e t   W i t h o u t   W a v e l e t   Tr a i n   D a t a     V a l i d a t i o n   D a t a   Tr a i n   D a t a     V a l i d a t i o n   D a t a   A c c u r a c y   Lo ss   A c c u r a c y   Lo ss   Ac c u r a c y   Lo ss   A c c u r a c y   Lo ss   A d a m   1 0 0   9 8 , 5   0 , 0 4 2 2   7 8 , 8 4   1 , 0 7 6 7   1 0 0 , 0   0 , 0 0 0 3   7 6 . 9 2   1 , 4 2 1 8   A d a D e l t a   1 0 0   1 0 0 , 0   0 , 0 0 0 5   7 9 , 8 1   1 , 3 5 6 1   1 0 0 , 0   0 , 0 0 0 2   7 4 , 0 4   1 , 3 2 4 0   S G D   1 0 0   1 7 . 7   2 . 0 5 1 2   1 7 . 3 1   2 . 0 1 5 8   3 2 . 0 5   1 . 9 6 2 2   2 2 . 1 2   2 . 0 3 0 4   S G D   5 0 0   1 0 0 , 0   0 . 0 3 4 9   7 7 , 8 2   0 . 9 2 8 1   1 0 0 , 0   0. 0 0 5 2   7 7 . 8 8   1 . 1 6 1 2       Fro m   v ar io u s   ex p e r im en ts ,   s h o wed   th at  R NN  an d   wav elet  c o u ld   b e   u s ed   to   s u p p o r B C I   u s in g   MI   a n d   Fo cu s   v ar iab les  with   an   ac cu r ac y   o f   alm o s 8 0 n o n - tr ain i n g   d ata.   T h f u tu r e   ex p er im e n n ee d s   to   lo o k   o u t   th co n f ig u r atio n   o f   th in p u t   f e atu r es  an d   ch a n n el  u s ag o f   th E E s ig n al.   So   th at  ca n   im p r o v ac c u r ac y .   T h is   r esear ch   g av th e   d u r atio n   o f   co m p u tatio n al  lear n in g   u s in g   Ad a m ,   Ad aDe lta ,   a n d   SGD   o p tim izatio n   with   s ev er al  co n f ig u r atio n s .   c o m p ar is o n   o f   th len g th   o f   tim f r o m   th t h r ee   op tim izatio n s   ca n   b s e en   in   T ab le  4   with   s ev er al  co n f ig u r atio n s   in   1 0 0   ep o ch s .         T ab le  4 .   C o m p u tin g   tim o f   1 0 0   ep o ch s     M o d e l   M e t h o d s   Le a r n i n g   t i me   ( sec o n d )   A d a m   W i t h   W a v e l e t   5 1 6   W i t h o u t   W a v e l e t   5 4 0   A d a D e l t a   W i t h   W a v e l e t   6 0 6   W i t h o u t   W a v e l e t   6 4 2   S G D   W i t h   W a v e l e t   3 7 0   W i t h o u t   W a v e l e t   3 8 0       4.   CO NCLU SI O N   T h is   r esear ch   s h o wed   th at   b r a in - co m p u ter   in ter f ac e   c o u ld   u s e   m o to r   im ag er y   an d   f o cu s   v ar iab le  o f   E E s ig n al  to   m o v e   d r o n s im u lato r .   Nev e r th eless ,   th em p h asis   is   r ea l - tim ac tio n   with   o t h er   co m p u tin g   ti m e   ap p licatio n s   th at   ca n   b u s ed .   Pro p o s ed   m eth o d s   u s in g   R NN  an d   wav elet   co u l d   s u p p o r t   B C I   with   MI   an d   f o cu s   v ar iab les   with   an   ac c u r ac y   o f   alm o s 8 0 n o n - tr ain i n g   d ata.   T h r esear c h   g a v th at  th e   u s o f   wa v elet  as     p r e - p r o ce s s   ca n   im p r o v ac cu r ac y ,   lead   to   s tab ilit y ,   an d   r ed u ce   th tr ain in g   d ata  co m p u tatio n   tim e.   T h is   r esu lt  is   co n s is ten with   th h y p o th esis   r ef er r in g   t o   p r e v io u s   r esear c h   th at  wav elet  is   s u itab le  f o r   n o n - s tatio n ar y   s ig n als   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l       B r a in - co mp u ter in terf a ce   o f fo cu s   a n d   mo t o r   ima g ery  u s in g   w a ve let  a n d … ( E s mera ld a   C .   Dja ma l )   2755   s u ch   as  E E s ig n als.   I n   u s in g   R NN,   it  i s   n ec ess ar y   to   p ay   atten tio n   to   th o p tim izatio n   m o d el  f o r   th co r r ec tio n   o f   weig h ts   an d   th n u m b er   o f   ep o ch s   u s ed .   Ad am ' s   m o d el  r ea ch es  asy m p to tically   f aster ,   b u s till   f lu ctu ates    at  th e n d   o f   th e p o ch ,   s o   it r e q u ir es th e   r ig h t   n u m b er   o f   iter atio n s .   T h e   SGD  m o d el   is   q u ieter   in   p er f o r m an ce   b u r eq u ir es  f ar   m o r ep o c h s .   W h ile  th Ad aDe lta  m o d el  ad o p ts   b o th   m o d els,  it  p r o v id es  s tab le  an d   h ig h   ac cu r ac y .   T h n ex th in g   to   lo o k   o u f o r   is   th co n f ig u r a tio n   o f   th in p u f ea t u r es  an d   ch an n el  u s ag o f     th E E s ig n al.       ACK NO WL E DG E M E NT S   T h r esear ch   was  f u n d e d   b y   "PT UPT Pen elitian   T er ap an   Un g g u lan   Per g u r u an   T in g g i"  f r o m     th Min is tr y   o f   R esear ch   T ec h n o lo g y   an d   Hig h er   E d u ca tio n ,   R ep u b lik   I n d o n esia.       RE F E R E NC E S     [1 ]   E.   C.   Dja m a l,   M .   Y.  Ab d u ll a h ,   a n d   F .   Re n a l d i,   Bra in   Co m p u ter  In terfa c e   G a m e   Co n tro ll i n g   Us in g   F a st  F o u r ier   Tran sfo rm   a n d   Lea rn in g   Ve c to Qu a n t iza ti o n ,   J o u rn a o T e lec o mm u n ica ti o n ,   El e c tro n ic  a n d   C o m p u te r   En g i n e e rin g   (J T EC) ,   v o l .   9 ,   n o .   2 - 5 ,   p p .   7 1 - 7 4 ,   2 0 1 7 .   [2 ]   M .   Va n   Vliet,   A.   Ro b b e n ,   N.   Ch u m e rin ,   e t   a l. ,   De sig n in g   a   b ra in - c o m p u ter  i n terfa c e   c o n tr o ll e d   v i d e o - g a m e   u si n g   c o n su m e g ra d e   EE G   h a rd wa re ,   2 0 1 2   IS S NIP  Bi o sig n a ls  a n d   Bi o ro b o ti c Co n fer e n c e B io sig n a l a n d   R o b o ti c s     fo r B e tt e r a n d   S a fer   L ivin g ,   B RC  2 0 1 2 ,   2 0 1 2 .   [3 ]   S .   Ra m e sh ,   M .   G .   Kri sh n a ,   a n d   M .   Na k irek a n ti ,   Bra in   C o m p u ter  I n terfa c e   S y ste m   fo r   M i n d   C o n tr o l led   Ro b o u sin g   Blu e to o th ,   I n ter n a ti o n a J o u r n a l   o C o mp u ter   Ap p li c a ti o n ,   v o l.   1 0 4 ,   n o .   1 5 ,   p p .   2 0 - 2 3 ,   2 0 1 4 .   [4 ]   B.   rk u ti ,   e a l. ,   Re stin g   S tate   Ch a n g e in   F u n c ti o n a Co n n e c ti v it y   C o rre late   Wi t h   M o v e m e n Re c o v e ry   fo BCI   a n d   Ro b o t - As siste d   Up p e r - Ex tre m it y   Train i n g   Afte S tr o k e ,   Ne u ro re h a b i li ta ti o n   a n d   Ne u r a Rep a ir ,   v o l .   2 7 ,   n o .   1 ,   p p .   5 3 - 6 2 ,   2 0 1 3 .   [5 ]   D.  J.  M c F a rlan d   a n d   J .   R.   W o l p a w,  EE G - Ba se d   Bra in - Co m p u ter  In terfa c e s,”   Cu rr e n Op in i o n   in   Bi o me d ica l   En g i n e e rin g ,   v o l.   4 ,   n o .   De c ,   p p .   1 9 4 - 2 0 0 ,   2 0 1 7 .   [6 ]   E.   C.   Dja m a a n d   S u p ri jan to ,   Re c o g n i ti o n   o El e c tro e n c e p h a l o g ra m   S ig n a P a tt e r n   a g a in st  S o u n d   S t i m u latio n   u si n g   S p e c tral  o Wa v e let,   T e n c o n   2 0 1 1 ,   p p .   7 6 7 - 7 7 1 ,   2 0 1 1 .   [7 ]   M .   H.   Alo m a ri,   A .   Ab u b a k e r,   A.   Tu ra n i,   e a l. ,   EE G   M o u se M a c h in e   Lea rn i n g - Ba se d   Bra in   C o m p u ter  I n terfa c e ,   (IJ ACS A)  In ter n a ti o n a J o u rn a o Ad v a n c e d   Co m p u ter   S c ien c e   a n d   Ap p li c a ti o n s ,   v o l.   5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 9 3 - 1 9 8 ,   2 0 1 4 .   [8 ]   S .   C h a u d h a ry ,   S .   Tara n ,   V.   Ba jaj,   a n d   S .   S iu l y ,   flex i b le  a n a ly ti c   wa v e let  tran sf o rm   b a se d   a p p r o a c h   f o r     m o to r - ima g e ry   tas k c las sifica ti o n   in   BCI  a p p li c a ti o n s,”   Co m p u ter   M e th o d a n d   Pr o g r a ms   in   Bi o me d icin e ,   v o l.   1 5 ,   n o .   4 5 ,   2 0 2 0 .   [9 ]   H.  G ö k su ,   BCI  o rien ted   E EG   a n a ly sis u si n g   l o g   e n e rg y   e n tro p y   o f   wa v e let  p a c k e ts,”  Bi o me d ica l   S ig n a l   Pro c e ss in g   a n d   Co n tro l ,   v o l.   4 4 ,   p p .   1 0 1 - 1 0 9 ,   2 0 1 8 .   [1 0 ]   T.   Ng u y e n ,   A.  Kh o sra v i,   D.  Cre ig h to n ,   a n d   S .   Na h a v a n d i,   EE G   sig n a c las sifica ti o n   fo BCI   a p p l ica ti o n b y   wa v e lets   a n d   i n terv a t y p e - 2   fu z z y   lo g ic sy ste m s,”   Exp e rt S y ste m W it h   Ap p l i c a ti o n s ,   v o l.   4 2 ,   n o .   9 ,   p p .   4 3 7 0 - 4 3 8 0 ,   2 0 1 5 .   [1 1 ]   A.  Kh a laf,  E.   S e jd ic,  a n d   M .   Ak c a k a y a ,   Co m m o n   sp a ti a p a tt e rn   a n d   wa v e let  d e c o m p o siti o n   fo m o to ima g e ry   EEG -   fTCD  b ra in - c o m p u ter i n ter fa c e ,   J o u rn a o Ne u r o sc ien c e   M e th o d s ,   v o l.   3 2 0 ,   n o .   Ap ril ,   p p .   9 8 - 1 0 6 ,   2 0 1 9 .   [1 2 ]   F .   An sa ri,   D.  R .   E d la,   S .   Do d ia,   a n d   V.  K u p p il i,   Bra in - C o m p u t e In terfa c e   fo Wh e e lch a ir  C o n t ro O p e ra ti o n s:     An   Ap p r o a c h   b a se d   o n   F a st  F o u rier  Tran sfo rm   a n d   On - Li n e   S e q u e n ti a E x trem e   Lea rn in g   M a c h in e ,   Cli n ic a l   Ep id e mi o lo g y   a n d   Gl o b a He a l th ,   v o l .   7 ,   n o .   3 ,   p p .   2 7 4 - 2 7 8 ,   2 0 1 8 .   [1 3 ]   S .   H.   F a irclo u g h ,   BCI   a n d   p h y sio lo g ica c o m p u ti n g   fo r   c o m p u t e g a m e s:  Diffe re n c e s,  sim il a rit ies   &   in t u it iv e   c o n tro l,   Pro c e e d i n g o CHI’0 8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 6 ,   2 0 0 8 .   [1 4 ]   S .   Al h a g ry ,   A.   A.  F a h m y ,   a n d   R.   A.  El - Kh o rib i,   Emo ti o n   Re c o g n i ti o n   b a se d   o n   EE G   u si n g   LS T M   R e c u rre n Ne u ra l   Ne two rk ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o Ad v a n c e d   Co mp u ter   S c ien c e   a n d   Ap p li c a ti o n s ,   v o l.   8 ,   n o .   1 0 ,   p p .   3 5 6 - 3 5 8 ,   2 0 1 7 .   [1 5 ]   J.  R.   W o lp a w,   N.  Bir b a u m e r,   D.  J.  M c F a rlan d ,   e a l. ,   Bra in   Co m p u ter  I n terfa c e fo c o m m u n ica t io n   a n d   c o n tr o l,   Fro n ti e rs   i n   Ne u ro sc ien c e ,   v o l.   4 ,   n o .   1 1 3 ,   p p .   7 6 7 - 7 9 1 ,   2 0 0 2 .   [1 6 ]   T.   J.  C h o i ,   J.   O.  Kim ,   S .   M .   Ji n ,   a n d   G .   Yo o n ,   De term in a ti o n   o t h e   Co n c e n trate d   S tate   Us in g   M u l ti p le   EE G   Ch a n n e ls,”  I n ter n a ti o n a l   J o u rn a l   o C o mp u ter ,   El e c trica l,   Au t o ma t i o n ,   Co n tro l   a n d   In f o rm a ti o n   En g i n e e rin g ,   v o l.   8 ,   n o .   8 ,   p p .   1 3 5 9 - 1 3 6 2 ,   2 0 1 4 .   [1 7 ]   K.  G .   S m it h a ,   S .   S h e n ji e ,   K .   P .   Th o m a s,  a n d   A .   P .   Vi n o d ,   Tw o   p lay e r   EE G - ba se d   n e u r o fe e d b a c k   b a ll   g a m e   fo r   a tt e n ti o n   e n h a n c e m e n t,   in   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   S y ste ms ,   M a n   a n d   Cy b e rn e ti c s ,   2 0 1 4 ,   p p .   3 1 5 0 - 3 1 5 5 .   [ 1 8 ]   D .   I a c o v i e l l o ,   A .   P e t r a c c a ,   M .   S p e z i a l e t t i ,   a n d   G .   P l a c i d i ,   A   r e a l - t i m e   c l a s s i f i c a t i o n   a l g o r i t h m   f o r   E E G - b a s e d   B C I   d r i v e n   b y   s e l f - i n d u c e d   e m o t i o n s ,   C o m p u t e r   M e t h o d s   a n d   P r o g r a m s   i n   B i o m e d i c i n e ,   v o l .   1 2 2 ,   n o .   3 ,   p p .   2 9 3 - 303 ,   2 0 1 5 .   [1 9 ]   E.   C.   Dja m a l,   H.  F a d h il a h ,   A.  N a jmu rro k h m a n ,   A.  Wu lan d a ri,   a n d   F .   Re n a ld i ,   Emo ti o n   b ra in - c o m p u ter  in terfa c e   u sin g   wa v e let  a n d   re c u rre n n e u r a n e two rk s,”   I n ter n a ti o n a J o u rn a o A d v a n c e in   In telli g e n t   In f o rm a ti c s ,   v o l.   6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 1 2 ,   2 0 2 0 .   [2 0 ]   E.   C.   Dj a m a l,   S u p ri jan t o ,   a n d   S .   J.   S e ti a d i,   Clas sifica ti o n   o EE G - Ba s e d   Ha n d   G ra sp in g   Im a g in a ti o n   Us in g   Au to re g re ss iv e   a n d   Ne u ra Ne two rk s,”   J u rn a T e k n o lo g i ,   v o l.   7 8 ,   n o .   6 - 6 ,   p p .   1 0 5 - 1 1 0 ,   2 0 1 6 .   [2 1 ]   L.   Wan g ,   X.  L iu ,   Z.   Li a n g ,   Z.   Ya n g ,   a n d   X.   Hu ,   An a l y sis a n d   c las sifica ti o n   o h y b ri d   BCI  b a se d   o n   m o to ima g e ry   a n d   sp e e c h   ima g e ry ,   M e a s u re me n t ,   v o l .   1 4 7 ,   p .   1 0 6 8 4 2 ,   2 0 1 9 .   [2 2 ]   A.  F i n k e ,   A.   Len h a r d t,   a n d   H.   Rit ter,  Th e   M i n d G a m e P 3 0 0 - b a se d   b ra in - c o m p u ter   i n terfa c e   g a m e ,   Ne u ra l   Ne two rk s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   9 ,   p p .   1 3 2 9 - 1 3 3 3 ,   2 0 0 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 7 4 8   -   275 6   2756   [2 3 ]   T.   I.   Vo z n e n k o ,   E .   V C h e p i n ,   I .   V o z n e n k o ,   e a l, ,   Th e   C o n tro l   S y st e m   Ba se d   Ba se d   o n   Ex ten d e d   BC fo r   a   Ro b o t ic   Wh e e lch a ir,   in   Pro c e d i a   Co m p u ter   S c ien c e ,   2 0 1 8 ,   v o l.   1 2 3 ,   p p .   5 2 2 - 5 2 7 .   [2 4 ]   T.   Ho sm a n ,   e a l . ,   BCI  d e c o d e p e rfo rm a n c e   c o m p a riso n   o a n   L S TM   re c u rre n t   n e u ra n e two r k   a n d   a   Ka lma n   fil ter   in   re tr o sp e c ti v e   sim u lati o n ,   2 0 1 9   9 t h   In ter n a ti o n a I EE E/ E M BS   C o n fer e n c e   o n   Ne u r a En g i n e e rin g   (NER )   p p .   1 0 6 6 - 1 0 7 1 ,   2 0 1 9 .   [2 5 ]   J.  Li u ,   Y.  C h e n g ,   a n d   W.   Zh a n g ,   De e p   lea rn in g   EE G   re sp o n se   re p r e se n tatio n   f o b ra in   c o m p u ter  in te rfa c e ,   Ch in e se   Co n tro Co n fer e n c e ,   p p .   3 5 1 8 - 3 5 2 3 ,   2 0 1 5 .   [2 6 ]   S .   Um a r,   M .   Alsu laim a n ,   a n d   G .   M u h a m m a d ,   De e p   Lea rn in g   fo r   EE G   m o to ima g e ry   c las sifica ti o n   b a se d   o n   m u lt i - lay e CNN s fea tu re   fu sio n ,   Fu tu re   Ge n e ra ti o n   C o mp u ter   S y ste ms ,   v o l .   1 0 1 ,   p p .   5 4 2 - 5 5 4 ,   2 0 1 9 .   [2 7 ]   E.   A.   M o h a m e d ,   M .   Z .   B.   Yu s o f f,   N.  K.   S e lma n ,   a n d   A.   S .   M a li k ,   E n h a n c i n g   EE G   S ig n a ls  i n   B ra in   Co m p u ter   In terfa c e   Us in g   Wav e let  Tran sfo r m ,   in   In ter n a ti o n a J o u rn a o I n fo rm a t io n   a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   v o l.   4 ,   n o .   3 ,   p p .   2 3 4 - 2 3 8 ,   2 0 1 4 .   [2 8 ]   C.   Ro d rig u e s,  P .   P .   Re b o u ç a s,  E.   P e ix o t o ,   A.  K.   N,   V.  H u g o ,   a n d   C .   D e   Al b u q u e rq u e ,   Clas sifica ti o n   o f   EE G   sig n a ls  to   d e tec a lco h o li sm   u sin g   m a c h i n e   lea rn in g   tec h n iq u e s,”   Pa tt e rn   Rec o g n it io n   L e tt e rs ,   v o l.   1 2 5 ,   p p .   1 4 0 - 1 4 9 ,   2 0 1 9 .   [2 9 ]   E.   C.   Dja m a a n d   P .   L o d a y a ,   EE G   Ba se d   Emo ti o n   M o n it o rin g   Us i n g   Wav e let   a n d   Lea rn i n g   Ve c to r   Qu a n ti z a ti o n ,   2 0 1 7   4 t h   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   El e c trica En g i n e e rin g ,   Co mp u ter   S c ien c e   a n d   In f o rm a ti c (EE CS 2 0 1 7 )   p p .   1 9 - 21 ,   2 0 1 7 .   [3 0 ]   A.  N.  Ak a n s u   a n d   R.   A.   Ha d d a d ,   M u lt ires o lu t io n   sig n a d e c o m p o siti o n ,   Aca d e mic   Pre ss ,   S e c o n d . ,   n o .   1 ,   T.   R .   Hs in g ,   E d .   Ac a d e m ic P re ss ,   p p .   2 2 - 25 ,   2 0 0 1 .   [3 1 ]   Y.  S h e n ,   H.  Lu ,   a n d   J.  Jia ,   Clas sifica ti o n   o M o to Im a g e ry   E E G   S ig n a ls  with   De e p   Lea rn in g   M o d e ls,”  L e c tu re   No tes   in   C o mp u ter   S c ien c e   b o o k   se rie s ,   v o l.   1 0 5 5 9 ,   p p .   1 8 1 - 1 9 0 ,   2 0 1 7 .   [3 2 ]   J. - S .   Wan g ,   Y. - T.   Ya n g ,   C. - Y .   Hs u ,   a n d   Y.  Hs u ,   A Rec u rre n Ne u r a S lee p - S tag e   Clas sifier Usin g   E n e rg y   F e a tu re s   o EE G   S ig n a ls,”  Ne u ro c o m p u ti n g ,   v o l.   1 0 4 ,   p p .   1 0 5 - 1 1 4 ,   2 0 1 3 .   [3 3 ]   A.  M a z u m d e r,   A.  Ra k sh it ,   a n d   D.  N.  Ti b a re wa la,  Ba c k - P ro p a g a ti o n   Th r o u g h   Ti m e   Ba se d   Re c u rre n Ne u ra Ne two rk   Ap p ro a c h   f o Clas sifica t io n   o C o g n it i v e   EE G   S tate s,”   2 0 1 5   IEE E   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   E n g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y ,   n o .   M a rc h ,   p p .   1 - 5 ,   2 0 1 5 .   [3 4 ]   J.  Zh o u ,   M .   M e n g ,   Y.  G a o ,   Y.  M a ,   a n d   Q.  Z h a n g ,   Clas sifica ti o n   o M o to Im a g e ry   EE G   Us in g   W a v e let  En v e l o p e   An a ly sis a n d   LS T M   Ne two rk s ,   2 0 1 8   C h in e se   Co n tro l   An d   De c isio n   C o n fer e n c e   (CCDC) ,   p p .   5 6 0 0 - 5 6 0 5 ,   2 0 1 8 .   [3 5 ]   Y.  Li ,   J.  H u a n g ,   H.   Z h o u ,   a n d   N.  Z h o n g ,   Hu m a n   Emo ti o n   Re c o g n it io n   wi th   El e c tro e n c e p h a lo g ra p h i c   M u lt i d ime n sio n a F e a tu re b y   H y b rid   De e p   Ne u ra l   Ne two rk s,”   A p p li e d   S c ien c e s ,   v o l.   7 ,   n o .   1 0 ,   p .   1 0 6 0 ,   2 0 1 7 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        Esm e r a ld a   Co n te ss a   Dja m a l   re c e iv e d   a   B a c h e lo r 's   d e g re e   i n   En g in e e rin g   P h y sic s   fro m   In stit u t   Te k n o lo g i   Ba n d u n g   in   1 9 9 4 ,   a   M a ste r 's   d e g re e   in   In str u m e n a n d   C o n tr o l   fro m   In stit u t   Tek n o l o g Ba n d u n g   in   1 9 9 8 .   S in c e   Ph . D.   d isse rtatio n   u n t il   n o w,  re se a rc h   o n   EE G   c las sifica ti o n   a n d   fi n ish e d   d o c to ra p ro g ra m   fr o m   I n stit u Tek n o lo g i   Ba n d u n g   in   2 0 0 5   S h e   is a l e c tu re o In f o rm a ti c s De p a rtme n t,   Un i v e rsitas   Je n d e ra Ac h m a d   Ya n i.           Rifq Da n i a   P u tr a   re c e iv e d   h is  b a c h e lo r' d e g re e   in   In f o rm a ti c d e p a rtme n fro m   Un iv e rsitas   Je n d e ra Ac h m a d   Ya n i n   2 0 1 9 .   E - m a il d a n ia p u tra 2 4 @g m a il . c o m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.