Assessment of nonnegative matrix factorization algorithms for electroencephalography spectral analysis
Julkaisuvuosi
2020
Tekijät
Hu, Guoqiang; Zhou, Tianyi; Luo, Siwen; Mahini, Reza; Xu, Jing; Chang, Yi; Cong, Fengyu
Abstrakti:
Background Nonnegative matrix factorization (NMF) has been successfully used for electroencephalography (EEG) spectral analysis. Since NMF was proposed in the 1990s, many adaptive algorithms have been developed. However, the performance of their use in EEG data analysis has not been fully compared. Here, we provide a comparison of four NMF algorithms in terms of accuracy of estimation, stability (repeatability of the results) and time complexity of algorithms with simulated data. In the practical application of NMF algorithms, stability plays an important role, which was an emphasis in the comparison. A Hierarchical clustering algorithm was implemented to evaluate the stability of NMF algorithms. Results In simulation-based comprehensive analysis of fit, stability, accuracy of estimation and time complexity, hierarchical alternating least squares (HALS) low-rank NMF algorithm (lraNMF_HALS) outperformed the other three NMF algorithms. In the application of lraNMF_HALS for real resting-state EEG data analysis, stable and interpretable features were extracted. Conclusion Based on the results of assessment, our recommendation is to use lraNMF_HALS, providing the most accurate and robust estimation.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Jyväskylän yliopisto
Cong Fengyu
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Kustantaja
Volyymi
19
Artikkelinumero
61
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Yhdistynyt kuningaskunta
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1186/s12938-020-00796-x
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä