MLGO微算法科技基于迁移学习与特征融合的运动想象分类算法技术

（来源：衡水日报）

转自：衡水日报

在人工智能、生物信号处理和神经工程高度融合的当今时代，脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）正逐渐摆脱实验室限制，步入医疗康复、神经反馈、情绪识别、无人设备控制等应用领域。其中，基于运动想象的脑机接口（MI-BCI）技术尤为受到关注。近日，微算法科技（NASDAQ:MLGO）发布了一项重大技术成果：基于迁移学习和特征融合的运动想象分类算法，该算法在EEG信号解码准确性和模型可迁移性上实现了双重突破，为高效、实用的BCI系统奠定了坚实的基础。

这项技术的研发立足于当前MI-EEG信号处理中的核心难题——低信噪比和个体差异性。传统的脑电解码方法，例如公共空间模式（Common Spatial Pattern, CSP），虽然在一定程度上提升了特征提取能力，但仍面临在不同被试或同一被试不同会话之间泛化能力不足的问题。此外，MI信号在时间和频率两个维度上均表现出高度复杂性，仅依赖空间特征构建的分类模型常常无法捕捉到有判别价值的微弱变化。

因此，微算法科技中提出了时频公共空间模式（Time-Frequency CSP, TFCSP）这一关键创新。通过结合时间分段处理与频率滤波技术，TFCSP不仅保留了传统CSP的空间滤波优势，还能深入挖掘EEG信号在特定时间窗口和频率段中的潜在模式信息。通过这种方式，算法能够从原始EEG信号中提取到更具区分度的窄带特征，从而提高对运动想象类别的识别精度。

为进一步增强模型的泛化能力并降低对训练数据量的依赖，该算法引入了迁移学习框架。其将不同被试或会话之间的样本数据映射到一个共享的子空间中，利用核方法和最大均值差异（Maximum Mean Discrepancy, MMD）等技术最小化源域和目标域之间的分布差异，从而提升模型在目标域上的表现能力。这种策略显著降低了实际应用中对于个体适应性训练的需求，使得BCI系统更加接近“即插即用”的理想状态。

在特征选择方面，该项目采用了Relieff算法对融合后的特征集进行评价与筛选。Relieff算法是一种基于实例的特征评分方法，其通过比较近邻样本的类别与特征差异性来衡量各个特征对分类任务的贡献度。这一过程有效剔除了冗余与噪声特征，使得分类器输入更加精炼，有助于提升整体分类性能和计算效率。

分类阶段，微算法科技该系统构建了一个灵活的多分类器评估框架，对比分析了支持向量机（SVM）、k近邻（k-NN）、随机森林（Random Forest）等多种主流分类算法在MI-EEG数据集上的表现。最终结果表明，结合迁移学习与TFCSP特征提取策略后，使用SVM分类器能够在BCI竞赛Ⅳ的公开数据集中达到接近90%的测试准确率与超过90%的交叉验证准确率，优于现有多数同类算法。

这项技术的成功离不开BCI技术发展趋势。近年来，脑电信号解码的研究重心逐渐从静态特征提取转向动态信息建模与深度特征融合。时频分析、图神经网络、Transformer架构等新技术不断被引入其中，但在追求精度的同时，系统复杂度、训练数据需求以及推理效率也成为不可忽视的限制因素。相比之下，微算法科技所提出的TFCSP + 迁移学习 + Relieff特征选择 + 多分类器策略，兼顾了解码准确率、计算效率与实用性，具备较强的工程转化潜力。

此外，微算法科技算法的适应性和通用性也为其在实际应用中奠定了坚实基础。BCI技术均需要具备稳定的跨个体性能与轻量级部署能力。传统BCI系统往往要求用户进行长时间训练以适应系统，而迁移学习的引入有效缓解了这一矛盾，使用户可在较少训练量下实现高精度控制，大幅提升了用户体验。

在工程实现方面，微算法科技整个系统采用了模块化架构设计，便于未来集成于移动端设备或嵌入式平台中。预处理模块主要完成带通滤波、伪迹去除与标准化；特征提取模块包括CSP与TFCSP并行通道；特征融合模块执行宽带与窄带数据的拼接；特征选择模块应用Relieff方法压缩特征维度；分类器模块支持多模型对比测试；迁移模块则使用域适应方法提升泛化能力。整套流程既支持离线建模，也支持在线更新与自适应调整。

微算法科技还对该算法的鲁棒性进行了系统性验证。通过在不同被试、不同任务、不同通道配置下进行横向对比测试，结果显示该算法在数据采集条件变化较大时仍能保持较高的分类准确率。这种稳健性为其未来在多通道脑电帽、便携式BCI设备乃至无帽式脑电采集设备中的落地应用提供了保障。

从科研视角看，这一成果也推动了EEG特征工程的进一步演进。TFCSP为CSP方法注入了时间和频率维度的先验信息，使空间滤波由静态投影变为动态建模，为未来结合小波包分解、经验模态分解、时间图神经网络等更深层次的EEG建模技术提供了启示。而Relieff与迁移学习的结合，也探索了一种从多源数据中筛选可迁移特征并赋予其任务权重的新思路，具备跨领域迁移的推广潜力。

未来，这一技术仍面临挑战，例如如何在非实验环境下处理环境噪声影响、如何进一步减少标注样本依赖，以及如何实现实时反馈控制等。但微算法科技所提本项目已为MI-EEG领域提供了一个创新的算法范式，展示了通过融合迁移学习与特征工程方法提升脑电信号解码性能的巨大潜力。

微算法科技（NASDAQ:MLGO）这一基于迁移学习和特征融合的运动想象分类算法，不仅实现了传统CSP方法的关键突破，也为BCI技术的实用化和通用化提供了有力支持。它在特征维度、模型架构与应用场景中展现了全面优化，是当前MI-BCI研究与工程落地的重要里程碑。作为推动脑科学与人工智能融合的典范，该算法的推出为神经技术的广泛应用铺平了道路，正引领脑机接口步入一个更加智能、便捷与高效的新时代。