본 논문에서 우리는 뇌 신호 측정 기술 중 하나인 뇌전도를 활용한 새로운 접근방식을 제안한다. 전통적으로 연구자들은 감정 상태의 분류성능을 향상시키기 위해 뇌전도 신호와 생체신호를 결합해왔다. 우리의 목표는 뇌전도와 결합된 생체신호의 상호작용 효과를 탐구하고, 뇌전도+생체신호의 조합이 뇌전도 단독사용 또는 임의로 생성된 의사 무작위 신호와 결합한 경우에 비해 감정 상태의 분류 정확도를 향상시킬 수 있는지를 확인한다. 네 가지 특징추출 방법을 사용하여 두 개의 공개 데이터셋에서 얻은 데이터 기반의 뇌전도, 뇌전도+생체신호, 뇌전도+생체신호+무작위신호, 및 뇌전도+무작위신호의 네 가지 조합을 조사했다. 감정 상태 (작업 대 휴식 상태)는 서포트 벡터 머신과 장단기 기억망 분류기를 사용하여 분류했다. 우리의 결과는 가장 높은 정확도를 가진 서포트 벡터 머신과 고속 퓨리에 변환을 사용할 때 뇌전도+생체신호의 평균 오류율이 뇌전도+무작위신호와 뇌전도 단독 신호만을 사용한 경우에 비해 각각 4.7% 및 6.5% 높았음을 보여주었다. 우리는 또한 다양한 무작위 신호를 결합하여 뇌전도+생체신호의 오류율을 철저하게 분석했다. 뇌전도+생체신호+무작위신호의 오류율 패턴은 초기에는 깊은 이중 감소 현상으로 인해 감소하다가 차원의 저주로 인해 증가하는 V자 모양을 나타냈다. 결과적으로, 우리의 연구 결과는 뇌파와 생체신호의 결합이 항상 유망한 분류성능을 보장할 수 없음을 시사한다.
In this paper, we propose a novel approach to investigating brain-signal measurement technology using Electroencephalography (EEG). Traditionally, researchers have combined EEG signals with bio-signals (BSs) to enhance the classification performance of emotional states. Our objective was to explore the synergistic effects of coupling EEG and BSs, and determine whether the combination of EEG+BS improves the classification accuracy of emotional states compared to using EEG alone or combining EEG with pseudo-random signals (PS) generated arbitrarily by random generators. Employing four feature extraction methods, we examined four combinations: EEG alone, EG+BS, EEG+BS+PS, and EEG+PS, utilizing data from two widely-used open datasets. Emotional states (task versus rest states) were classified using Support Vector Machine (SVM) and Long Short-Term Memory (LSTM) classifiers. Our results revealed that when using the highest accuracy SVM-FFT, the average error rates of EEG+BS were 4.7% and 6.5% higher than those of EEG+PS and EEG alone, respectively. We also conducted a thorough analysis of EEG+BS by combining numerous PSs. The error rate of EEG+BS+PS displayed a V-shaped curve, initially decreasing due to the deep double descent phenomenon, followed by an increase attributed to the curse of dimensionality. Consequently, our findings suggest that the combination of EEG+BS may not always yield promising classification performance.