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dc.creatorAlves, Bruno Cascaes
dc.date.accessioned2024-07-24T12:53:56Z
dc.date.available2024-07-23
dc.date.available2024-07-24T12:53:56Z
dc.date.issued2024-04-15
dc.identifier.citationALVES, Bruno Cascaes. Um pipeline de aprendizado de máquina para reconhecimento de emoções com base em informações temporais e espaciais de mapas topográficos gerados a partir de sinais de eletroencefalograma. Orientador: Marilton Sanchotene de Aguiar. 2024. 82 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/13586
dc.description.abstractEmotion recognition is an area that is becoming increasingly relevant due to its direct implication in society’s daily life. The field seeks better ways to understand how subjective emotions influence human behavior. Given that emotions can manifest non-verbally, brain activity analysis through electroencephalogram signals becomes a relevant approach for emotion identification. The electroencephalogram records the electrical signals generated by the brain cortex through electrodes placed on the scalp. These signals exhibit complex characteristics in spatial, temporal, and frequency domains. Therefore, a prediction pipeline emerges as an alternative for emotion recognition. According to the literature, few studies focus on topographic map images derived from brain signals, especially with information mapped to a structured format. In this context, this work proposes the analysis and development of machine learning models for emotion recognition based on brain topographic maps generated from electroencephalogram signals using the EEGLAB tool. The case study refers to the DEAP, a widely recognized dataset in the area, constructed through electroencephalogram experiments where subjects were exposed to musical and visual stimuli, providing self-assessments on emotional dimensions such as arousal, valence, dominance, and preference. In addition to implementing the pipeline, the main contributions of this study include the presentation of a structured dataset — created based on the mapping of information obtained from topographic map images, containing brain intensity data per region using temporal windows for samples in three frequency bands: Alpha, Beta, and Gama. Finally, the study introduces predictive models for emotion recognition, achieving notable accuracies of 85.46%, 85.05%, 85.92%, and 84.49% for dimensions of arousal, valence, dominance, and preference, respectively. These results were obtained through the K-Nearest Neighbors algorithm using data from all electrodes.pt_BR
dc.description.sponsorshipSem bolsapt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectAprendizado de máquinapt_BR
dc.subjectEletroencefalogramapt_BR
dc.subjectReconhecimento de emoçãopt_BR
dc.subjectMapa topográficopt_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.subjectElectroencephalogrampt_BR
dc.subjectEmotion recognitionpt_BR
dc.subjectTopographic mappt_BR
dc.titleUm pipeline de aprendizado de máquina para reconhecimento de emoções com base em informações temporais e espaciais de mapas topográficos gerados a partir de sinais de eletroencefalogramapt_BR
dc.title.alternativeA Machine learning pipeline for emotion recognition based on temporal and spatial information from topographic maps generated from electroencephalogram signalspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7651088367665541pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-5247-6022pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3499616508280892pt_BR
dc.description.resumoO reconhecimento de emoções é uma área que está se tornando cada vez mais relevante devido sua implicação direta na vida da sociedade. A área busca por melhores formas de compreender como as emoções, de natureza subjetiva, influenciam o comportamento humano. Considerando que as emoções podem ser expressas de forma não verbal, a análise da atividade cerebral, a partir de sinais de eletroencefalograma, torna-se uma abordagem relevante para a identificação de emoções. O eletroencefalograma registra os sinais elétricos gerados pelo córtex cerebral por meio de eletrodos fixados sobre o couro cabeludo. Estes sinais possuem características complexas, nos domínios espacial, temporal e de frequência. Diante disto, o uso de um pipeline de predição mostra-se como uma alternativa para o reconhecimento de emoções. Consoante a literatura, destacam-se poucos estudos baseados no uso de imagens de mapas topográficos derivados de sinais cerebrais, sobretudo com as informações mapeadas para um formato estruturado. Neste contexto, este trabalho propõe a análise e a construção de modelos de aprendizado de máquina para o reconhecimento de emoções, com base em mapas topográficos do cérebro geradas a partir de sinais de eletroencefalograma na ferramenta EEGLAB. O estudo de caso se refere ao DEAP, um dataset amplamente reconhecido na área, construído por meio de experimentos de eletroencefalograma nos quais os sujeitos foram expostos a estímulos musicais e visuais, realizando autoavaliações em dimensões emocionais, como excitação, valência, dominância e preferência. Além da proposta do pipeline, as principais contribuições deste estudo incluem apresentar um dataset estruturado – construído com base no mapeamento de informações obtidas nos mapas topográficos, abrangendo dados de intensidade cerebral por região, com uso de janelas temporais, para amostras em três bandas de frequência: Alpha, Beta e Gama. Por fim, este estudo apresenta modelos preditivos para o reconhecimento de emoções, com destaque de acurácia de 85,46%, 85,05%, 85,92% e 84,49% para excitação, valência, dominância e preferência, respectivamente – obtida por meio do algoritmo K-Nearest Neighbors utilizando dados de todos os eletrodos.pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Computaçãopt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rights.licenseCC BY-NC-SApt_BR
dc.contributor.advisor1Aguiar, Marilton Sanchotene de
dc.subject.cnpq1CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR


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