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Accès ouvert déclaré 2025 article

Trans-cVAE-GAN: Transformer-Based cVAE-GAN for High-Fidelity EEG Signal Generation

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Résumé fourni par la source

Electroencephalography signal generation remains a challenging task due to its non-stationarity, multi-scale oscillations, and strong spatiotemporal coupling. Conventional generative models, including VAEs and GAN variants such as DCGAN, WGAN, and WGAN-GP, often yield blurred waveforms, unstable spectral distributions, or lack semantic controllability, limiting their effectiveness in emotion-related applications. To address these challenges, this research proposes a Transformer-based conditional variational autoencoder-generative adversarial network (Trans-cVAE-GAN) that combines Transformer-driven temporal modeling, label-conditioned latent inference, and adversarial learning. A multi-dimensional structural loss further constrains generation by preserving temporal correlation, frequency-domain consistency, and statistical distribution. Experiments on three SEED-family datasets-SEED, SEED-FRA, and SEED-GER-demonstrate high similarity to real EEG, with representative mean ± SD correlations of Pearson ≈ 0.84 ± 0.08/0.74 ± 0.12/0.84 ± 0.07 and Spearman ≈ 0.82 ± 0.07/0.72 ± 0.12/0.83 ± 0.08, together with low spectral divergence (KL ≈ 0.39 ± 0.15/0.41 ± 0.20/0.37 ± 0.18). Comparative analyses show consistent gains over classical GAN baselines, while ablations verify the indispensable roles of the Transformer encoder, label conditioning, and cVAE module. In downstream emotion recognition, augmentation with generated EEG raises accuracy from 86.9% to 91.8% on SEED (with analogous gains on SEED-FRA and SEED-GER), underscoring enhanced generalization and robustness. These results confirm that the proposed approach simultaneously ensures fidelity, stability, and controllability across cohorts, offering a scalable solution for affective computing and brain-computer interface applications.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Trans-cVAE-GAN: Transformer-Based cVAE-GAN for High-Fidelity EEG Signal Generation
Date Crossref
26/09/2025
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

EEG and Brain-Computer InterfacesBlind Source Separation TechniquesEmotion and Mood Recognition

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