KR20040011612A - System And Method For Human Interface Using Biological Signals - Google Patents

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KR20040011612A
KR20040011612A KR1020020044423A KR20020044423A KR20040011612A KR 20040011612 A KR20040011612 A KR 20040011612A KR 1020020044423 A KR1020020044423 A KR 1020020044423A KR 20020044423 A KR20020044423 A KR 20020044423A KR 20040011612 A KR20040011612 A KR 20040011612A
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김경환
김근영
김덕원
김수찬
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한국과학기술연구원
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Abstract

PURPOSE: A system and a method for a human interface using a biometric signal are provided to presume the biometric information by measuring, processing, and analyzing the biometric signal, and to adjust an application system according to an adjusting signal by transforming the biometric information into the adjusting signal. CONSTITUTION: A biometric signal measuring module(10) detects and amplifies the biometric signal such as an electromyography signal and an electroencephalography signal of a human body. A biometric signal processing module(20) receives, preprocesses, and collects the amplified biometric signal. A biometric signal transforming module(30) extracts a characteristic point by receiving and transforming the collected biometric signal. A biometric signal analysis module(40) presumes the biometric information by using the characteristic point. A biometric information transforming module(50) transforms the biometric information into the adjusting signal for an object device.

Description

생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템 및 방법{System And Method For Human Interface Using Biological Signals}System and Method for Human Interface Using Biological Signals

본 발명은 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 휴먼 인터페이스 장치에서 생체 신호를 측정한 후 분석 및 처리하여 생체 정보를 추정하고 조정 대상 장치에서 해당 생체 정보가 조합된 조정 신호에 의해 응용 시스템을 조정하도록 한 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a human interface system and method using a bio-signal, and more particularly, to estimate bio-information by measuring, analyzing and processing a bio-signal in a human-interface device, and adjusting the bio-signal by combining the bio-signal information in the adjustment target device. A human interface system and method using a biosignal to adjust an application system.

일반적으로, 종래의 휴먼 인터페이스 시스템은 기계적인 방식, 광학적인 방식 및 전자기적인 방식 등을 사용한다.In general, the conventional human interface system uses a mechanical method, an optical method and an electromagnetic method.

그런데, 상기 기계적인 방식의 경우는 키보드, 마우스 및 조이스틱과 같은 간접적인 인터페이스를 이용하기 때문에 심리적인 측면에서 보면 사용자에게 친근감을 주지 못하고, 기구적인 부품들이 부가되어 있어야 하므로 구속감이 있으며 또한, 링크 구조에 의한 단점, 중량의 불평형에 따른 조작상의 불쾌감이 있다.However, since the mechanical method uses indirect interfaces such as a keyboard, a mouse, and a joystick, it does not give a user's friendliness from a psychological point of view, and it is bound because mechanical parts must be added. There is a disadvantage due to the structure, the operational discomfort due to the unbalance of the weight.

그리고, 상기 광학적인 방식의 경우는 카메라와 영상 처리 시스템 등 복잡한 시스템을 구축해야 하고 공간적인 제약을 많이 받는다.In the case of the optical method, a complex system such as a camera and an image processing system must be constructed and space-limited.

또한, 상기 전자기적인 방식의 경우는 측정 장치가 고가이며 설치와 사용상에 있어서 많은 제약을 가지고 있다.In addition, in the case of the electromagnetic method, the measuring device is expensive and has many limitations in installation and use.

따라서, 종래의 휴먼 인터페이스 시스템은 기계적인 방식, 광학적인 방식 및 전자기적인 방식 등을 이용하기 때문에 상술한 바와 같은 많은 문제점을 가지고 있다.Therefore, the conventional human interface system has many problems as described above because it uses a mechanical method, an optical method and an electromagnetic method.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 생체 신호를 이용하여 휴먼 인터페이스 장치를 구현함으로써, 생체 신호를 측정한 후 처리 및 분석하여 생체 정보를 추정하는 데 있다.In order to solve the problems described above, an object of the present invention is to estimate the biometric information by measuring, processing and analyzing the biosignal by implementing a human interface device using the biosignal.

본 발명의 다른 목적은 추정된 생체 정보를 조합하여 조정 신호로 변환함으로써, 해당 조정 신호에 따라 응용 시스템을 조정하는 데 있다.Another object of the present invention is to adjust the application system according to the adjustment signal by converting the estimated biometric information into a coordinate signal.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템의 개념도.1 is a conceptual diagram of a human interface system using a bio-signal according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 있어, 휴먼 인터페이스 장치의 상세 블록도.FIG. 2 is a detailed block diagram of the human interface device of FIG. 1; FIG.

도 3은 도 1에 있어, 조정 대상 장치의 상세 블록도.3 is a detailed block diagram of the adjustment target device in FIG. 1;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 방법을 나타낸 순서도.4 is a flow chart illustrating a human interface method using a bio-signal according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4에 있어, 휴먼 인터페이스 장치의 동작 과정을 나타낸 순서도.FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation process of a human interface device of FIG. 4.

도 6은 도 4에 있어, 조정 대상 장치의 동작 과정을 나타낸 순서도.6 is a flowchart illustrating an operation process of an adjustment target device in FIG. 4.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 휴먼 인터페이스 장치 2 : 조정 대상 장치1: human interface device 2: adjustment target device

10 : 생체 신호 측정 모듈 20 : 생체 신호 처리 모듈10: biosignal measurement module 20: biosignal processing module

30 : 생체 신호 변환 모듈 40 : 생체 신호 분석 모듈30: biosignal conversion module 40: biosignal analysis module

50 : 생체 정보 변환 모듈 60 : 입력 인터페이스 모듈50: biometric information conversion module 60: input interface module

70 : 응용 시스템70: application system

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템은 인체로부터 생체 신호를 측정한 후 해당 생체 신호를 처리, 변환 및 분석하여 생체 정보를 획득하고 해당 생체 정보를 조합하여 조정 신호로 변환하는 휴먼 인터페이스 장치와; 상기 휴먼 인터페이스 장치로부터 조정 신호를 전달받아 해당 조정 신호에 따라 조정되는 조정 대상 장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to solve the above object, the human interface system using the bio-signal of the present invention measures the bio-signal from the human body and then processes, converts and analyzes the bio-signal to obtain bio-information and combines the bio-information. A human interface device converting the adjustment signal; And receiving an adjustment signal from the human interface device, the adjustment target device being adjusted according to the corresponding adjustment signal.

그리고, 본 발명의 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 방법은 인체로부터생체 신호를 측정한 후 해당 생체 신호를 처리, 변환 및 분석하여 생체 정보를 획득하고 해당 생체 정보를 조합하여 조정 신호로 변환한 후 전달하는 과정과; 상기 조정 신호를 전달받아 해당 조정 신호에 따라 응용 시스템을 조정하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The human interface method using the biosignal of the present invention measures a biosignal from a human body, processes, converts, and analyzes the biosignal to obtain biometric information, converts the biometric information into a coordinated signal, and then delivers the biosignal information. Process; Receiving the adjustment signal and adjusting the application system according to the adjustment signal.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템을 설명한다.First, a human interface system using a biosignal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a human interface system using a biosignal according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 휴먼 인터페이스 시스템은 인체로부터 생체 신호인 근전도 신호, 근임피던스 신호 및 뇌파 신호를 측정한 후 해당 생체 신호를 처리, 변환 및 분석하여 생체 정보인 힘 정보, 위치 정보 및 판단 정보를 획득하고 해당 생체 정보를 조합하여 조정 신호인 지시, 명령 및 제어 신호로 변환하는 휴먼 인터페이스 장치(1)와, 상기 휴먼 인터페이스 장치(1)로부터 조정 신호인 지시, 명령 및 제어 신호를 전달받아 해당 조정 신호인 지시, 명령 및 제어 신호에 따라 조정되는 조정 대상 장치(2)를 포함하여 이루어진다. 이때, 생체 신호가 근전도 신호, 근임피던스 신호 및 뇌파 신호로 구성되고 이에 따라 생체 정보가 힘 정보, 위치 정보 및 판단 정보로 구성될 때를 설명하였지만, 본 발명에서 생체 신호는 뇌파 신호를 제외하고 구성될 수 있고 이에 따라 생체 정보도 판단 정보를 제외하고 구성될 수 있다.The human interface system according to an embodiment of the present invention measures the electromyography signal, the muscle impedance signal and the EEG signal which are the bio signals from the human body, and then processes, converts and analyzes the corresponding bio signals to determine the force information, the position information, and the determination information. Obtains and combines the corresponding biometric information into a command, command and control signal, which is an adjustment signal, and receives the command, command, and control signal, which is an adjustment signal, from the human interface device 1. And an adjustment target device 2 which is adjusted in accordance with an instruction, command and control signal which is an adjustment signal. In this case, the biosignal is composed of an EMG signal, an impedance signal, and an EEG signal, and thus, the biosignal is composed of force information, location information, and determination information. Accordingly, the biometric information may be configured to exclude the determination information.

여기서, 생체 신호에 대하여 살펴보면, 본 발명에서는 인간이 발생하는 신호로서 물리적인 움직임에 크게 영향을 받지 않는 순수한 정보적인 신호인 생체 신호를 상기 휴먼 인터페이스 장치(1)의 입력으로 이용한다. 이러한 생체 신호로서 이용 가능한 신호에는 근육 움직임 시에 인체 신경 조직의 임펄스의 전달에 의해 발생되는 전위차에 의한 근전도, 안구 근육의 움직밍에 관계되는 안전도 등과 같은 수의적인 신호와 불수의적이면서 수의적이기도 한 뇌파, 그리고, 생체 임피던스 등이 있다.Here, referring to the biosignal, in the present invention, a biosignal, which is a purely informational signal that is not generated by human movement as a signal generated by a human, is used as an input of the human interface device 1. Signals that can be used as bio signals include voluntary signals such as electromyography due to potential difference generated by impulse transmission of human nerve tissue during muscle movement, safety related to eye muscle movement, and involuntary and voluntary. One brain wave, and a living body impedance.

상기 생체 신호는 신호적 관점에서 봤을 때 잡음이 많아서 신호 대 잡음비가 높으며 처리가 쉽지 않은 신호이나, 인체에 간단히 전극을 부착하는 것만으로 다양한 입력 신호를 얻을 수 있다.The biological signal has a high signal-to-noise ratio due to a lot of noise from a signal point of view, and is difficult to process, but various input signals can be obtained by simply attaching electrodes to the human body.

상기 근전도는 전위 발생을 주파수적인 분석에 의해 힘을 추정할 수는 있으나, 자유 운동 시에는 탈분극이 일어나기 때문에 절대 위치의 측정은 어렵다. 그리고, 상기 뇌파는 의식적인 운동의 추정이나 이성적인 판단 등을 추정하는데 많이 이용된다.The EMG can estimate the force by frequency analysis of dislocation generation, but it is difficult to measure the absolute position because depolarization occurs during free movement. In addition, the EEG is widely used for estimating conscious exercise or estimating rational judgment.

이하, 도 2를 참조하여 상기 휴먼 인터페이스 장치(1)에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the human interface device 1 will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 도 1에 있어, 휴먼 인터페이스 장치(1)의 상세 블록도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of the human interface device 1 in FIG. 1.

상기 휴먼 인터페이스 장치(1)는 인체로부터 근전도 신호, 근임피던스 신호및 뇌파 신호등의 생체 신호를 검출하여 증폭하는 생체 신호 측정 모듈(10)과, 상기 생체 신호 측정 모듈(10)로부터 증폭된 생체 신호를 전달받아 전처리하여 수집하는 생체 신호 처리 모듈(20)과, 상기 생체 신호 처리 모듈(20)로부터 수집된 생체 신호를 전달받아 변환하여 특징점을 추출하는 생체 신호 변환 모듈(30)과, 상기 생체 신호 변환 모듈(30)에서 추출된 특징점을 이용하여 생체 정보를 추정하는 생체 신호 분석 모듈(40)과, 상기 생체 신호 분석 모듈(40)로부터 추정된 생체 정보를 전달받아 상기 조정 대상 장치(2)에 대한 지시, 명령 및 제어 신호인 조정 신호로 변환하는 생체 정보 변환 모듈(50)을 포함하여 이루어진다. 이때, 생체 신호는 뇌파 신호를 제외하고 구성될 수도 있다.The human interface device 1 includes a biosignal measurement module 10 that detects and amplifies a biosignal such as an EMG signal, an impedance signal, and an EEG signal from a human body, and a biosignal signal amplified by the biosignal measurement module 10. A biosignal processing module 20 to receive and preprocess and collect the biosignal processing module 20, a biosignal conversion module 30 to receive and convert a biosignal collected from the biosignal processing module 20 to extract a feature point, and the biosignal conversion The biosignal analysis module 40 estimating biometric information by using the feature points extracted by the module 30 and the biosignal information estimated from the biosignal analysis module 40 are received to the adjustment target device 2. And a biometric information converting module 50 for converting into an adjustment signal which is an instruction, command and control signal. In this case, the biosignal may be configured to exclude the EEG signal.

여기서, 상기 생체 신호 측정 모듈(10)은 인체의 근육으로부터 근전도 신호를 측정하는 근전도 측정 전극(111)과 상기 근전도 측정 전극(111)으로부터 측정된 근전도 신호를 증폭하는 근전도 증폭기(112)를 구비하는 근전도 검출부(110)와, 인체의 근육으로부터 근임피던스 신호를 측정하는 근임피던스 측정 전극(121)과 고주파의 표준 신호를 발생시키는 표준 신호 전극(122)과 상기 표준 신호 전극(122)으로부터 표준 신호를 전달받아 상기 근임피던스 측정 전극(121)의 근임피던스 신호와 비교하여 해당 표준 신호의 변화 정도에 의해 근임피던스 신호를 측정하는 입력 전극(123)을 구비하는 근임피던스 검출부(120)와, 인체의 뇌로부터 뇌파 신호를 측정하는 뇌파 측정 전극(131)과 상기 뇌파 측정 전극(131)으로부터 측정된 뇌파 신호를 증폭하는 뇌파 증폭기(132)를 구비하는 뇌파 검출부(130)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 생체 신호 측정 모듈(10)은 상기 뇌파 검출부(130)를 제외하고구성될 수도 있다.Here, the bio-signal measuring module 10 includes an EMG measurement electrode 111 for measuring an EMG signal from muscles of the human body and an EMG amplifier 112 for amplifying the EMG signal measured from the EMG measurement electrode 111. A standard signal is obtained from the EMG detector 110, the muscle impedance measuring electrode 121 for measuring the muscle impedance signal from the muscles of the human body, the standard signal electrode 122 for generating a high frequency standard signal, and the standard signal electrode 122. Near-impedance detection unit 120 having an input electrode 123 for receiving the received signal by measuring the change in the standard impedance compared to the near-impedance signal of the near-impedance measurement electrode 121 received by the degree of change, the brain of the human body EEG measurement electrode 131 for measuring the EEG signal from the EEG and the EEG amplifier 132 for amplifying the EEG signal measured from the EEG measurement electrode 131 A comparison is made including the EEG detector 130. In this case, the biosignal measurement module 10 may be configured to exclude the EEG detector 130.

그리고, 상기 생체 신호 처리 모듈(20)은 상기 근전도 증폭기(112)로부터 증폭된 근전도 신호를 전달받아 해당 근전도 신호에 대한 잡음을 제거하고 대역 주파수를 얻기위해 필터링하는 근전도 전처리기(211)와 상기 근전도 전처리기(211)로부터 필터링된 근전도 신호를 전달받아 수집하는 근전도 수집기(212)를 구비하는 근전도 처리부(210)와, 상기 입력 전극(123)으로부터 측정된 근임피던스 신호를 전달받아 해당 근임피던스 신호에 대한 잡음을 제거하고 대역 주파수를 얻기위해 필터링하는 근임피던스 전처리기(221)와 상기 근임피던스 전처리기(221)로부터 필터링된 근임피던스 신호를 전달받아 수집하는 근임피던스 수집기(222)를 구비하는 근임피던스 처리부(220)와, 상기 뇌파 증폭기(132)로부터 증폭된 뇌파 신호를 전달받아 해당 뇌파 신호에 대한 잡음을 제거하고 대역 주파수를 얻기위해 필터링하는 뇌파 전처리기(231)와 상기 뇌파 전처리기(231)로부터 필터링된 뇌파를 전달받아 수집하는 뇌파 수집기(232)를 구비하는 뇌파 처리부(330)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 생체 신호 처리 모듈(20)은 상기 뇌파 처리부(330)를 제외하고 이루어질 수도 있다.In addition, the biosignal processing module 20 receives the amplified EMG signal from the EMG amplifier 112 and removes the noise of the EMG signal and filters to obtain a band frequency. The EMG processor 210 includes an EMG collector 212 configured to receive and collect filtered EMG signals from the preprocessor 211, and receive an I impedance signal measured from the input electrode 123 to a corresponding EMP signal. Near impedance, which includes a near impedance preprocessor 221 for removing noise and filtering the bandwidth to obtain a band frequency, and a near impedance collector 222 for receiving and collecting the filtered near impedance signal from the near impedance preprocessor 221. Receiving the amplified signal from the processor 220, the EEG amplifier 132 amplified noise for the EEG signal And comprises a brain wave processing unit 330 comprising a brain wave collector 232 for collection by receiving the filtered brain waves from the brain waves preprocessor 231 and the EEG preprocessor 231 for filtering to obtain the band frequency. In this case, the biosignal processing module 20 may be made except for the EEG processor 330.

그리고, 상기 생체 신호 변환 모듈(30)은 상기 근전도 수집기(212)로부터 전달받은 아날로그 근전도 신호를 디지털 근전도 신호로 변환하는 근전도 A/D(Analog/Digital) 변환기(311)와 상기 근전도 A/D 변환기(311)로부터 전달받은 디지털 근전도 신호의 레벨을 고속 푸리에 변환과 평균 자승 제곱 값 계산에 의해 시간 근전도 신호를 주파수 근전도 신호로 바꾸어 근육의 전위차 변위로 변환하는근전도 변환기(312)와 상기 근전도 변환기(312)로부터 전달받은 변환된 근전도 신호에 의해 특징점을 추출하는 근전도 특징점 추출기(313)를 구비하는 근전도 변환부(310)와, 상기 근임피던스 수집기(222)로부터 전달받은 아날로그 근임피던스 신호을 디지털 근임피던스 신호로 변환하는 근임피던스 A/D 변환기(322)와 상기 근임피던스 A/D 변환기(322)로부터 전달받은 디지털 근전도 신호 레벨의 변화를 고속 푸리에 변환과 평균 자승 제곱 값 계산에 의해 시간 근임피던스 신호를 주파수 근임피던스 신호로 바꾸어 근육의 움직임 변위로 변환하는 근임피던스 변환기(322)와 상기 근임피던스 변환기(322)로부터 전달받은 변환된 근임피던스 신호에 의해 특징점을 추출하는 근임피던스 특징점 추출기(323)를 구비하는 근임피던스 변환부(320)와, 상기 뇌파 수집기(230)로부터 전달받은 아날로그 뇌파 신호를 디지털 뇌파 신호로 변환하는 뇌파 A/D 변환기(331)와 상기 뇌파 A/D 변환기(331)로부터 전달받은 디지털 뇌파 신호의 레벨을 고속 푸리에 변환과 평균 자승 제곱 값 계산에 의해 시간 뇌파 신호를 주파수 뇌파 신호로 바꾸어 뇌의 전위차 변위로 변환하는 뇌파 변환기(332)와 상기 뇌파 변환기(332)로부터 전달받은 변환된 뇌파 신호에 의해 특징점을 추출하는 뇌파 특징점 추출기(333)를 구비하는 뇌파 변환부(330)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 생체 신호 변환 모듈(30)은 상기 뇌파 변환부(330)를 제외하고 구성될 수도 있다.In addition, the bio-signal conversion module 30 is an EMG A / D (Analog / Digital) converter 311 and the EMG A / D converter for converting an analog EMG signal received from the EMG collector 212 into a digital EMG signal. The EMG converter 312 and the EMG converter 312 convert the temporal EMG signal into a frequency EMG signal by converting a time EMG signal into a frequency EMG signal by using a fast Fourier transform and an average squared value calculation. EMG converter 310 having an EMG feature point extractor 313 for extracting a feature point by the converted EMG signal received from the) and an analog EMG signal received from the EMP impedance collector 222 as a digital EMP signal Digital EMG received from converting near-impedance A / D converter 322 and said near-impedance A / D converter 322 The change in the signal level is transmitted from the near impedance transducer 322 and the near impedance transducer 322 which converts the time near impedance signal into a frequency near impedance signal by the fast Fourier transform and the mean squared square value calculation and converts it into a muscle movement displacement. A near-impedance converter 320 having a near-impedance feature point extractor 323 for extracting feature points by the received converted near-impedance signal, and converting an analog brain wave signal received from the brain wave collector 230 into a digital brain wave signal Potential difference of brain by converting time EEG signal into frequency EEG signal by fast Fourier transform and mean squared square calculation of the level of digital EEG signal received from EEG A / D converter 331 and EEG A / D converter 331 The EEG transducer 332 converts the displacement and the EEG signal received from the EEG transducer 332 It includes an EEG converter 330 having an EEG feature point extractor 333 for extracting the mark. In this case, the biosignal conversion module 30 may be configured to exclude the EEG converter 330.

그리고, 상기 생체 신호 분석 모듈(40)은 상기 근전도 특징점 추출기(313)에 의해 추출된 근전도 특징점을 이용하여 근육의 힘 정보를 추정하는 힘 정보 추정부(410)와, 상기 근임피던스 특징점 추출기(323)에 의해 추출된 근임피던스 특징점을 이용하여 근육의 위치 정보를 추정하는 위치 정보 추정부(420)와, 상기 뇌파 특징점 추출기(333)에 의해 추출된 뇌파 특징점을 이용하여 뇌의 판단 정보를 추정하는 판단 정보 추정부(430)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 생체 신호 분석 모듈(40)은 상기 판단 정보 추정부(430)를 제외하고 구성될 수도 있다.In addition, the biosignal analysis module 40 may include a force information estimator 410 for estimating muscle force information using the EMG feature point extracted by the EMG feature point extractor 313, and the EMP extractor 323. A location information estimator 420 for estimating the position information of the muscle using the muscle impedance feature point extracted by Equation 2) and an EEG feature point extracted by the EEG feature point extractor 333 to estimate determination information of the brain. The determination information estimation unit 430 is included. In this case, the biosignal analysis module 40 may be configured to exclude the determination information estimator 430.

이하, 도 3를 참조하여 상기 조정 대상 장치(2)에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the adjustment target device 2 will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3은 도 1에 있어, 조정 대상 장치(1)의 상세 블록도이다.FIG. 3 is a detailed block diagram of the adjustment target device 1 in FIG. 1.

상기 조정 대상 장치(2)는 상기 생체 정보 변환 모듈(50)로부터 조정 신호인 지시, 명령 및 제어 신호를 전달받는 입력 인터페이스 모듈(60)과, 상기 입력 인터레이스 모듈(60)로부터 조정 신호인 지시, 명령 및 제어 신호를 전달받아 해당 조정 신호에 따라 조정되는 다수의 응용 시스템(70)을 포함하여 이루어진다.The adjustment target device 2 includes an input interface module 60 that receives an instruction, a command and a control signal, which are adjustment signals from the biometric information conversion module 50, an instruction that is an adjustment signal from the input interlace module 60, And a plurality of application systems 70 that receive commands and control signals and adjust according to corresponding adjustment signals.

여기서, 상기 입력 인터페이스 모듈(60)은 상기 생체 정보 변환 모듈(50)로부터 지시 신호를 전달받아 상기 응용 시스템(70)으로 전달하여 해당 응용 시스템(7)을 지시 조정하는 지시부(610)와, 상기 생체 정보 변환 모듈(50)로부터 명령 신호를 전달받아 상기 응용 시스템(70)으로 전달하여 해당 응용 시스템(70)을 명령 조정하는 명령부(620)와, 상기 생체 정보 변환 모듈(50)로부터 제어 신호를 전달받아 상기 응용 시스템(70)으로 전달하여 해당 응용 시스템(7)을 제어 조정하는 제어부(60)로 이루어진다. 따라서, 상기 응용 시스템(70)은 상기 지시부(610), 명령부(620) 및 제어부(630)로부터 조정 신호인 지시 신호, 명령 신호 및 제어 신호를 각각 전달 받아 해당 조정 신호에 따라 조정된다. 여기서, 상기 응용시스템(70)은 그래픽스 시스템(710), 로봇 시스템(720) 뿐만 아니라 텔레비젼이나 오디오, 전등 등의 가전제품과 컴퓨터나 게임기의 지시 장치 등이 될 수 있다. 특히 이러한 응용 시스템(70)은 가상현실에 응용되거나, 장애인들의 보조 장치에도 응용될 수 있다.Here, the input interface module 60 receives an indication signal from the biometric information conversion module 50 and transmits the indication signal to the application system 70 to indicate and adjust the corresponding application system 7, and the A command unit 620 for receiving a command signal from the biometric information conversion module 50 and transmitting the command signal to the application system 70 to control the application system 70, and a control signal from the biometric information conversion module 50. The control unit 60 receives and transmits the control to the application system 70 and controls the application system 7. Accordingly, the application system 70 receives an indication signal, a command signal, and a control signal, which are adjustment signals, from the indicating unit 610, the command unit 620, and the control unit 630, and is adjusted according to the corresponding adjustment signal. Here, the application system 70 may be not only the graphics system 710 and the robot system 720, but also home appliances such as televisions, audio, lights, and the like, indicating devices of computers and game machines. In particular, the application system 70 may be applied to virtual reality, or may be applied to assistive devices of the disabled.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 휴먼 인터페이스 방법을 설명한다. 생체 신호가 근전도 신호, 근임피던스 신호 및 뇌파 신호로 구성될 때 본 발명의 휴먼 인터페이스 방법을 설명하지만, 본 발명의 휴먼 인터페이스 방법에서 생체 신호가 뇌파 신호를 제외하고 구성될 수도 있다.Hereinafter, a human interface method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. Although the human interface method of the present invention is described when the biosignal is composed of an EMG signal, an impedance signal, and an EEG signal, the biosignal may be configured except for an EEG signal in the human interface method of the present invention.

먼저, 휴먼 인터페이스 장치(1)는 인체로부터 생체 신호인 근전도 신호, 근임피던스 신호 및 뇌파 신호를 측정한 후 해당 생체 신호를 처리, 변환 및 분석하여 생체 정보인 힘 정보, 위치 정보 및 판단 정보를 획득하고 해당 생체 정보를 조합하여 조정 신호인 지시, 명령 및 제어 신호로 변환하여 조정 대상 장치(2)로 전달한다(S401).First, the human interface device 1 measures EMG signals, muscle impedance signals, and EEG signals, which are biological signals, from a human body, and then processes, converts, and analyzes the corresponding biological signals to obtain force information, position information, and determination information, which are biometric information. The biometric information is combined to be converted into an indication, command and control signal which is an adjustment signal and transmitted to the adjustment target device 2 (S401).

이에, 상기 조정 대상 장치(2)는 상기 휴먼 인터페이스 장치(1)로부터 조정 신호인 지시, 명령 및 제어 신호를 전달받아 해당 조정 신호인 지시, 명령 및 제어 신호에 따라 응용 시스템(70)을 조정한다(S402).Accordingly, the adjustment target device 2 receives the instruction, command, and control signal, which is an adjustment signal, from the human interface device 1, and adjusts the application system 70 according to the instruction, command, and control signal, which is the corresponding adjustment signal. (S402).

이하, 도 5를 잠조하여 상기 휴먼 인터페이스 장치(1)의 동작 과정을 설명한다.Hereinafter, an operation process of the human interface device 1 will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 도 4에 있어, 휴먼 인터페이스 장치의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation process of a human interface device of FIG. 4.

먼저, 상기 휴먼 인터페이스 장치(1)에서, 생체 신호 측정 모듈(10)은 인체로부터 근전도 신호, 근임피던스 신호및 뇌파 신호 등의 생체 신호를 검출하여 증폭한 후 생체 신호 처리 모듈(20)로 전달한다(S501). 즉, 상기 생체 신호 측정 모듈(10)은 근전도 검출부(110)의 근전도 측정 전극(111)에서 근전도 신호를 검출하여 근전도 증폭기(112)에서 이를 증폭하고, 근임피던스 검출부(120)의 근임피던스 측정 전극(121) 및 표준 신호 전극(122)에서 근임피던스 신호를 검출하여 이를 입력 전극(123)으로 입력하며, 뇌파 검출부(130)의 뇌파 측정 전극(131)에서 뇌파 신호를 검출하여 뇌파 증폭기(132)에서 이를 증폭한다.First, in the human interface device 1, the biosignal measurement module 10 detects and amplifies biosignals such as EMG signals, muscle impedance signals, and brain wave signals from the human body, and then transfers the biosignals to the biosignal processing module 20. (S501). That is, the biosignal measurement module 10 detects the EMG signal from the EMG measurement electrode 111 of the EMG detector 110, amplifies it from the EMG amplifier 112, and the N impedance electrode of the EMG detector 120. Detecting the near impedance signal from the 121 and the standard signal electrode 122 and input it to the input electrode 123, the EEG amplifier 132 by detecting the EEG signal from the EEG measuring electrode 131 of the EEG detector 130 Amplify it.

이에, 상기 생체 신호 처리 모듈(20)은 상기 생체 신호 측정 모듈(10)로부터 증폭된 생체 신호를 전달받아 전처리하여 수집한 후 생체 신호 변환 모듈(30)로 전달한다(S502). 즉, 상기 생체 신호 처리 모듈(20)은 근전도 처리부(210)의 근전도 전처리기(211)에서 근전도 신호에 대한 잡음을 제거하고 대역 주파수를 얻기 위해 필터링한 후 근전도 수집기(212)에서 이를 수집하고, 근임피던스 처리부(220)의 근임피던스 전처리기(221)에서 근임피던스 신호에 대한 잡음을 제거하고 대역 주파수를 얻기 위해 필터링한 후 근임피던스 수집기(222)에서 이를 수집하며, 뇌파 처리부(230)의 뇌파 전처리기(231)에서 뇌파 신호에 대한 잡음을 제거하고 대역 주파수를 얻기 위해 필터링한 후 뇌파 수집기(232)에서 이를 수집한다.Thus, the biosignal processing module 20 receives the biosignal signal amplified from the biosignal measurement module 10, collects the biosignal, preprocesses the collected biosignal, and transfers the biosignal to the biosignal conversion module 30 (S502). That is, the biosignal processing module 20 removes the noise of the EMG signal from the EMG preprocessor 211 of the EMG processor 210 and filters the EMG collector 212 after filtering to obtain a band frequency. The near-impedance preprocessor 221 of the near-impedance processor 220 removes the noise for the near-impedance signal and filters it to obtain a band frequency, and then collects it from the near-impedance collector 222, and the brain wave of the EEG processor 230. The preprocessor 231 removes the noise on the EEG signal and filters it to obtain a band frequency, and then collects it in the EEG collector 232.

이에 따라, 상기 생체 신호 변환 모듈(30)은 상기 생체 신호 처리 모듈(20)로부터 수집된 생체 신호를 전달받아 변환하여 특징점을 추출한 후 생체 신호 분석 모듈(40)로 전달한다(S503). 즉, 상기 생체 신호 변환 모듈(30)은 근전도변환부(310)의 근전도 A/D 변환기(311)에서 아날로그 근전도 신호를 디지털 근전도 신호로 변환한 후 근전도 변환기(312)에서 시간 근전도 신호를 주파수 근전도 신호로 변환하여 근전도 특징점 추출기(313)에서 특징점을 추출하고, 근임피던스 변환부(320)의 근임피던스 A/D 변환기(321)에서 아날로그 근임피던스 신호를 디지털 근임피던스 신호로 변환한 후 근임피던스 변환기(322)에서 시간 근임피던스 신호를 주파수 근임피던스 신호로 변환하여 근임피던스 특징점 추출기(323)에서 특징점을 추출하며, 뇌파 변환부(330)의 뇌파 A/D 변환기(331)에서 아날로그 뇌파 신호를 디지털 뇌파 신호로 변환한 후 뇌파 변환기(332)에서 시간 뇌파 신호를 주파수 뇌파 신호로 변환하여 뇌파 특징점 추출기(333)에서 특징점을 추출한 후 패턴을 인식한다.Accordingly, the biosignal conversion module 30 receives the biosignal collected from the biosignal processing module 20, converts the extracted biomarkers, extracts a feature point, and then transfers the extracted feature points to the biosignal analysis module 40 (S503). That is, the biosignal conversion module 30 converts the analog EMG signal into a digital EMG signal by the EMG converter 311 of the EMG converter 310 and then converts the time EMG signal into a frequency EMG signal by the EMG converter 312. Extract the feature point from the EMG extractor 313 by converting it into a signal, and convert the analog IMP signal into a digital IMP signal from the IMP converter 321 of the IMP converter 320 and then the IMP converter. At 322, the time-impedance signal is converted into a frequency-impedance signal to extract a feature point from the near-impedance feature point extractor 323, and the EEG A / D converter 331 of the EEG converter 330 converts the analog EEG signal into a digital signal. After converting to an EEG signal, the EEG converter 332 converts the time EEG signal into a frequency EEG signal to extract the feature points from the EEG feature point extractor 333 Recognize a turn.

그리고, 상기 생체 신호 분석 모듈(40)은 상기 생체 신호 변환 모듈(30)로부터 추출된 특징점을 전달받아 해당 특징점을 이용하여 생체 정보를 추정한 후 생체 정보 변환 모듈(50)로 전달한다(S504). 즉, 상기 생체 신호 분석 모듈(40)은 힘 정보 추정부(410)에서 근전도 특징점을 이용하여 근육의 힘 정보를 추정하고, 위치 정보 추정부(420)에서 근임피던스 특징점을 이용하여 근육의 위치 정보를 추정하며, 판단 정보 추정부(430)에서 뇌파 특징점을 이용하여 뇌의 판단 정보를 추정한다.In addition, the biosignal analysis module 40 receives the feature point extracted from the biosignal conversion module 30, estimates biometric information using the feature point, and then transfers the biometric information to the biometric information conversion module 50 (S504). . That is, the biosignal analysis module 40 estimates muscle force information using the EMG feature point in the force information estimator 410, and position information of the muscle using the muscle impedance feature point in the position information estimator 420. The estimation information estimator 430 estimates the determination information of the brain using the EEG feature point.

이에, 상기 생체 정보 변환 모듈(50)은 상기 생체 신호 분석 모듈(40)로부터 추정된 생체 정보를 전달받아 조합하여 조정 대상 장치(2)에 대한 지시, 명령 및 제어 신호인 조정 신호로 변환한 후 해당 조정 대상 장치(2)의 입력 인터페이스 모듈(60)로 전달한다(S505).Accordingly, the biometric information conversion module 50 receives the biometric information estimated from the biosignal analysis module 40, combines the biometric information, and converts the biometric information into an adjustment signal which is an instruction, command, and control signal for the adjustment target device 2. It transfers to the input interface module 60 of the said adjustment object apparatus 2 (S505).

일반적으로, 근전도 신호와 근임피던스 신호를 동시에 측정하기 위해서는 상호 간섭을 배제 시켜야 하는데, 이러한 목적을 위해 본 발명에서는 근임피던스 측정을 위한 표준 주파수와 근전도 신호에서의 측정 주파수를 주파수 스펙트럼 상에서 분리 시켜서 상호간의 간섭을 최소화한다. 그리고, 근임피던스의 표준 신호에 의한 근육의 전하 충전 현상을 방지하기 위해, 본 발명에서는 신호 제어기를 통해 동기적인 신호 획득 방법을 이용한다.In general, mutual interference should be excluded in order to simultaneously measure the EMG signal and the IMP signal. For this purpose, the present invention separates the standard frequency for EMG measurement from the EMG signal on the frequency spectrum. Minimize interference. And, in order to prevent the charge charge of the muscle by the standard signal of the near impedance, the present invention uses a synchronous signal acquisition method through a signal controller.

이하, 도 6을 참조하여 상기 조정 대상 장치(2)의 동작 과정을 설명한다.Hereinafter, an operation process of the adjustment target device 2 will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 도 4에 있어, 조정 대상 장치의 동작 과정을 나타낸 순서도이다FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation process of an adjustment target device in FIG. 4.

먼저, 상기 조정 대상 장치(2)에서, 입력 인터페이스 모듈(60)은 생체 정보 변환 모듈(50)로부터 조정 신호를 전달받아(S601), 응용 시스템(70)으로 전달한다(S602). 즉, 상기 입력 인터페이스 모듈(60)은 지시부(610)에서 지시 신호를 상기 응용 시스템(70)으로 전달하여 응용 시스템(70)을 지시 조정하고, 명령부(620)에서 명령 신호를 상기 응용 시스템(70)으로 전달하여 응용 시스템(70)을 명령 조정하며, 제어부(630)에서 제어 신호를 상기 응용 시스템(70)으로 전달하여 응용 시스템(70) 제어 조정한다.First, in the adjustment target device 2, the input interface module 60 receives the adjustment signal from the biometric information conversion module 50 (S601), and transmits it to the application system 70 (S602). That is, the input interface module 60 transmits an indication signal from the indicating unit 610 to the application system 70 to instruct and adjust the application system 70, and the command unit 620 transmits a command signal to the application system ( 70 to command adjustment of the application system 70, and the control unit 630 transmits a control signal to the application system 70 to control and control the application system 70.

이에, 상기 응용 시스템(70)은 상기 입력 인터페이스 모듈(60)로부터 조정 신호를 전달받아 해당 조정 신호에 따라 조정된다(S603). 즉, 상기 응용 시스템(70)은 상기 지시부(610)로부터 지시 신호를 전달받아 해당 지시 신호에 따라 지시 조정되고, 상기 명령부(620)로부터 명령 신호를 전달받아 해당 명령 신호에 따라 명령 조정되며, 상기 제어부(630)로부터 제어 신호를 전달받아 해당 제어 신호에 따라 제어 조정된다.Accordingly, the application system 70 receives the adjustment signal from the input interface module 60 and is adjusted according to the corresponding adjustment signal (S603). That is, the application system 70 receives an instruction signal from the instruction unit 610 and adjusts the instruction according to the instruction signal, receives the instruction signal from the command unit 620 and adjusts the instruction according to the instruction signal. The control signal is received from the control unit 630 and controlled according to the control signal.

본 발명에서는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템의 새로운 개념을 제안하는데, 근전도 및 생체 임피던스 같은 생물학적 신호는 인간 팔의 위치와 힘을 추적하기 위한 대체 제어 인터페이스로서 연구되어 진다. 게다가, 뇌파는 기본적인 인간 의도의 검출을 위해 이용된다. 생물학적인 휴먼 인터페이스 시스템은 3차원 그래픽으로 표현되는 컴퓨터 시뮬레이션 모델에 관한 것 뿐만 아니라 먼 곳에 있는 응용 시스템(70)을 원격 조종할 수 있다.The present invention proposes a new concept of the human interface system using a biosignal, and biological signals such as EMG and bioimpedance have been studied as alternative control interfaces for tracking the position and force of the human arm. In addition, EEG is used for the detection of basic human intentions. The biological human interface system can remotely control the application system 70 in the distance as well as for computer simulation models represented in three-dimensional graphics.

이런 이점을 이용하여, 본 발명의 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템은 근임피던스 신호를 이용하여 먼 곳에 있는 로봇의 위치를 제어할 수 있고, 근전도 신호로부터 관절 힘을 추정하며 인간 팔 힘을 피드백할 수 있다. 게다가, 뇌파 신호를 이용하여 마음 상태를 측정하는 것이 가능하기 때문에, 생체 정보는 특정 시스템의 사용자를 돕는데 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 생체 신호에 의해 인간과 기계사이의 상호 작용이 가능하게 된다.Using this advantage, the human interface system using the biosignal of the present invention can control the position of a distant robot using a near impedance signal, estimate the joint force from the EMG signal, and feed back the human arm force. have. In addition, because it is possible to measure the state of mind using EEG signals, biometric information can be used to help users of certain systems. Therefore, according to the present invention, the interaction between the human and the machine is possible by the biosignal.

결국, 본 발명에서는 인간의 다양한 생체 신호를 새롭게 해석하고 이를 바탕으로 종래의 기계적인 인터페이스 방식을 생체 신호을 이용한 인터페이스 방식으로 보완해 주거나 대체할 수 있다. 특히 공간적으로나 시간적인 제약을 거의 받지 않기 때문에 더욱 유리한 점을 지니고 있다. 본 발명에 따른 휴먼 인터페이스 시스템은 지금까지 사용되고 있는 대부분의 분야에 응용이 가능할 뿐만 아니라 기존에는 표현하기 힘든 힘 정보와 같은 새로운 정보의 전달로 더욱 다양한 인터페이스를 구현할 수 있다.As a result, in the present invention, a variety of biological signals of a human may be newly interpreted and based on this, the conventional mechanical interface method may be supplemented or replaced with an interface method using a biological signal. In particular, it is more advantageous because it is hardly restricted by space and time. The human interface system according to the present invention is not only applicable to most fields used up to now, but also to implement a variety of interfaces by transferring new information such as force information that is difficult to express conventionally.

또한, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.In addition, the embodiment according to the present invention is not limited to the above-mentioned, and can be implemented by various alternatives, modifications, and changes within the scope apparent to those skilled in the art.

이상과 같이, 본 발명은 종래의 휴먼 인터페이스 시스템의 단점인 공간적 시간적인 제약을 해결할 수 있으며, 또한 종래의 휴먼 인터페이스 시스템에서는 전달이 힘든 새로운 생체 정보를 통한 인터페이스가 가능하다. 그리고, 인간의 생체에서 나오는 신호를 직접적으로 이용하기 때문에 사용자에게 보다 친근감을 줄 수 있으며 직관적인 인터페이스가 가능하다.As described above, the present invention can solve the spatial and temporal constraints that are disadvantages of the conventional human interface system, and it is also possible to interface with new biometric information that is difficult to transfer in the conventional human interface system. In addition, since the signal from the human living body is directly used, the user can be more friendly and have an intuitive interface.

Claims (17)

인체로부터 생체 신호를 측정한 후 해당 생체 신호를 처리, 변환 및 분석하여 생체 정보를 획득하고 해당 생체 정보를 조합하여 조정 신호로 변환하는 휴먼 인터페이스 장치와;A human interface device which measures a biosignal from a human body, processes, converts, and analyzes the biosignal to obtain biometric information, and combines the biometric information into a coordinated signal; 상기 휴먼 인터페이스 장치로부터 조정 신호를 전달받아 해당 조정 신호에 따라 조정되는 조정 대상 장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.The human interface system using a bio-signal, characterized in that the adjustment device receives the adjustment signal from the human interface device is adjusted according to the adjustment signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 휴먼 인터페이스 장치는,The human interface device, 인체로부터 생체 신호를 검출하여 증폭하는 생체 신호 측정 모듈과;A biosignal measurement module for detecting and amplifying a biosignal from a human body; 상기 생체 신호 측정 모듈로부터 증폭된 생체 신호를 전달받아 전처리하여 수집하는 생체 신호 처리 모듈과;A biosignal processing module configured to receive the amplified biosignal from the biosignal measuring module and preprocess and collect the biosignal; 상기 생체 신호 처리 모듈로부터 수집된 생체 신호를 전달받아 변환하여 특징점을 추출하는 생체 신호 변환 모듈과;A biosignal conversion module configured to receive and convert a biosignal collected from the biosignal processing module to extract a feature point; 상기 생체 신호 변환 모듈에서 추출된 특징점을 이용하여 생체 정보를 추정하는 생체 신호 분석 모듈과;A biosignal analysis module for estimating biometric information using feature points extracted by the biosignal conversion module; 상기 생체 신호 분석 모듈로부터 추정된 생체 정보를 전달받아 상기 조정 대상 장치에 대한 조정 신호로 변환하는 생체 정보 변환 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.And a biometric information conversion module configured to receive the biometric information estimated from the biosignal analysis module and convert the biometric information into an adjustment signal for the adjustment target device. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 생체 신호 측정 모듈은,The bio-signal measuring module, 인체의 근육으로부터 근전도 신호를 측정하는 근전도 측정 전극과 상기 근전도 측정 전극으로부터 측정된 근전도 신호를 증폭하는 근전도 증폭기를 구비하는 근전도 검출부와;An EMG detector including an EMG measurement electrode for measuring an EMG signal from muscles of a human body, and an EMG amplifier for amplifying the EMG signal measured from the EMG measurement electrode; 인체의 근육으로부터 근임피던스 신호를 측정하는 근임피던스 측정 전극과 고주파의 표준 신호를 발생시키는 표준 신호 전극과 상기 표준 신호 전극으로부터 표준 신호를 전달받아 상기 근임피던스 측정 전극의 근임피던스 신호와 비교하여 해당 표준 신호의 변화 정도에 의해 근임피던스 신호를 측정하는 입력 전극을 구비하는 근임피던스 검출부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.A standard impedance electrode for measuring a near-impedance signal from a muscle of a human body, a standard signal electrode for generating a high frequency standard signal, and a standard signal from the standard signal electrode are received, and compared with the near-impedance signal of the near-impedance measurement electrode. A human interface system using a bio-signal, comprising a near-impedance detector having an input electrode measuring a near-impedance signal by a degree of change of the signal. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 생체 신호 측정 모듈은,The bio-signal measuring module, 인체의 뇌로부터 뇌파 신호를 측정하는 뇌파 측정 전극과 상기 뇌파 측정 전극으로부터 측정된 뇌파 신호를 증폭하는 뇌파 증폭기를 구비하는 뇌파 검출부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.The human interface system using a bio-signal further comprises an EEG detection unit having an EEG measurement electrode for measuring the EEG signal from the brain of the human body and an EEG amplifier for amplifying the EEG signal measured from the EEG measurement electrode. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 생체 신호 처리 모듈은,The biosignal processing module, 상기 근전도 증폭기로부터 증폭된 근전도 신호를 전달받아 해당 근전도 신호에 대한 잡음을 제거하고 대역 주파수를 얻기위해 필터링하는 근전도 전처리기와 상기 근전도 전처리기로부터 필터링된 근전도 신호를 전달받아 수집하는 근전도 수집기를 구비하는 근전도 처리부와;An electromyography having an electromyogram signal received from the electromyogram amplifier, an electromyography preprocessor for removing noise for the electromyography signal and filtering to obtain a band frequency, and an electromyography collector for receiving and collecting the filtered electromyography signal from the electromyography preprocessor; A processing unit; 상기 입력 전극으로부터 측정된 근임피던스 신호를 전달받아 해당 근임피던스 신호에 대한 잡음을 제거하고 대역 주파수를 얻기위해 필터링하는 근임피던스 전처리기와 상기 근임피던스 전처리기로부터 필터링된 근임피던스 신호를 전달받아 수집하는 근임피던스 수집기를 구비하는 근임피던스 처리부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.A muscle receiving the collected near impedance signal from the input electrode and removing the noise for the corresponding near impedance signal and filtering to obtain a band frequency, and receiving the collected near impedance signal from the near impedance preprocessor Human interface system using a bio-signal comprising a near-impedance processing unit having an impedance collector. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 생체 신호 처리 모듈은,The biosignal processing module, 상기 뇌파 증폭기로부터 증폭된 뇌파 신호를 전달받아 해당 뇌파 신호에 대한 잡음을 제거하고 대역 주파수를 얻기위해 필터링하는 뇌파 전처리기와 상기 뇌파 전처리기로부터 필터링된 뇌파를 전달받아 수집하는 뇌파 수집기를 구비하는 뇌파 처리부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.EEG processor receiving EEG signal received from the EEG amplifier to remove the noise for the EEG signal and the EEG pre-filter for filtering to obtain the band frequency and EEG processing unit having an EEG collector receiving and collecting the EEG filtered from the EEG pre-processor Human interface system using a bio-signal, characterized in that further comprises. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 생체 신호 변환 모듈은,The bio signal conversion module, 상기 근전도 수집기로부터 전달받은 아날로그 근전도 신호를 디지털 근전도 신호로 변환하는 근전도 A/D(Analog/Digital) 변환기와 상기 근전도 A/D 변환기로부터 전달받은 디지털 근전도 신호의 레벨에 대한 시간 근전도 신호를 주파수 근전도 신호로 바꾸어 근육의 전위차 변위로 변환하는 근전도 변환기와 상기 근전도 변환기로부터 전달받은 변환된 근전도 신호에 의해 특징점을 추출하는 근전도 특징점 추출기를 구비하는 근전도 변환부와;The frequency EMG signal for the EMG A / D (Analog / Digital) converter for converting the analog EMG signal received from the EMG collector into a digital EMG signal and the level of the EMG signal received from the EMG A / D converter. An EMG converter including an EMG converter for converting into a potential difference displacement of the muscle, and an EMG feature point extractor for extracting feature points by the converted EMG signal received from the EMG converter; 상기 근임피던스 수집기로부터 전달받은 아날로그 근임피던스 신호을 디지털 근임피던스 신호로 변환하는 근임피던스 A/D 변환기와 상기 근임피던스 A/D 변환기로부터 전달받은 디지털 근전도 신호 레벨에 대한 시간 근임피던스 신호를 주파수 근임피던스 신호로 바꾸어 근육의 움직임 변위로 변환하는 근임피던스 변환기와 상기 근임피던스 변환기로부터 전달받은 변환된 근임피던스 신호에 의해 특징점을 추출하는 근임피던스 특징점 추출기를 구비하는 근임피던스 변환부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.A frequency near-impedance signal is converted into a near-impedance A / D converter for converting the analog-impedance signal received from the near-impedance collector into a digital near-impedance signal and a time-to-impedance signal for the digital EMG signal level received from the near-impedance A / D converter. And a near-impedance converter having a near-impedance feature extractor for extracting a feature point by the converted near-impedance signal received from the near-impedance transducer and the near-impedance transducer for converting into muscle displacement. Human interface system using signals. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 생체 신호 변환 모듈은,The bio signal conversion module, 상기 뇌파 수집기로부터 전달받은 아날로그 뇌파 신호를 디지털 뇌파 신호로 변환하는 뇌파 A/D 변환기와 상기 뇌파 A/D 변환기로부터 전달받은 디지털 뇌파 신호의 레벨에 대한 시간 뇌파 신호를 주파수 뇌파 신호로 바꾸어 뇌의 전위차 변위로 변환하는 뇌파 변환기와 상기 뇌파 변환기로부터 전달받은 변환된 뇌파 신호에 의해 특징점을 추출하는 뇌파 특징점 추출기를 구비하는 뇌파 변환부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.EEG A / D converter that converts the analog EEG signal received from the EEG collector into a digital EEG signal and the potential difference of the brain by converting the time EEG signal for the level of the digital EEG signal received from the EEG A / D converter into a frequency EEG signal A human interface system using a bio-signal further comprises an electroencephalogram converting unit comprising an electroencephalogram converter for converting the displacement and an electroencephalogram feature extractor for extracting feature points by the converted electroencephalogram signal received from the electroencephalogram converter. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 생체 신호 분석 모듈은,The biosignal analysis module, 상기 근전도 특징점 추출기에 의해 추출된 근전도 특징점을 이용하여 근육의 힘 정보를 추정하는 힘 정보 추정부와;A force information estimator for estimating muscle force information using the EMG feature points extracted by the EMG feature point extractor; 상기 근임피던스 특징점 추출기에 의해 추출된 근임피던스 특징점을 이용하여 근육의 위치 정보를 추정하는 위치 정보 추정부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.And a position information estimator for estimating the position information of the muscle using the muscle impedance feature point extracted by the muscle impedance feature point extractor. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 생체 신호 분석 모듈은,The biosignal analysis module, 상기 뇌파 특징점 추출기에 의해 추출된 뇌파 특징점을 이용하여 뇌의 판단 정보를 추정하는 판단 정보 추정부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.And a determination information estimator for estimating determination information of the brain using the EEG feature points extracted by the EEG feature point extractor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조정 대상 장치는,The adjustment target device, 상기 생체 정보 변환 모듈로부터 조정 신호를 전달받는 입력 인터페이스 모듈과;An input interface module receiving an adjustment signal from the biometric information conversion module; 상기 입력 인터레이스 모듈로부터 조정 신호를 전달받아 해당 조정 신호에 따라 조정되는 다수의 응용 시스템을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.And a plurality of application systems that receive adjustment signals from the input interlacing module and are adjusted according to the corresponding adjustment signals. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 입력 인터페이스 모듈은,The input interface module, 상기 생체 정보 변환 모듈로부터 지시 신호를 전달받아 상기 응용 시스템으로 전달하여 해당 응용 시스템을 지시 조정하는 지시부와;An instruction unit configured to receive an indication signal from the biometric information conversion module and transmit the indication signal to the application system to indicate and adjust the application system; 상기 생체 정보 변환 모듈로부터 명령 신호를 전달받아 상기 응용 시스템으로 전달하여 해당 응용 시스템을 명령 조정하는 명령부와;A command unit configured to receive a command signal from the biometric information conversion module and transmit the command signal to the application system to control a corresponding application system; 상기 생체 정보 변환 모듈로부터 제어 신호를 전달받아 상기 응용 시스템으로 전달하여 해당 응용 시스템을 제어 조정하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.And a control unit configured to receive a control signal from the biometric information conversion module and transmit the control signal to the application system to control and adjust the application system. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 생체 신호는,The bio signal is, 근전도 신호 및 근임피던스 신호로 구성되거나 근전도 신호, 근임피던스 신호 및 뇌파 신호로 구성되는 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 시스템.Human interface system using a bio-signal consisting of an EMG signal and a muscle impedance signal, or consisting of an EMG signal, a muscle impedance signal and an EEG signal. 인체로부터 생체 신호를 측정한 후 해당 생체 신호를 처리, 변환 및 분석하여 생체 정보를 획득하고 해당 생체 정보를 조합하여 조정 신호로 변환한 후 전달하는 과정과;Measuring a biosignal from a human body, processing, converting, and analyzing the biosignal to obtain biometric information, converting the biosignal information into a coordinated signal, and then transmitting the biometric information; 상기 조정 신호를 전달받아 해당 조정 신호에 따라 응용 시스템을 조정하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 방법.Receiving the adjustment signal and adjusting an application system according to the adjustment signal. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 생체 신호로부터 생체 정보를 획득하여 조정 신호로 변환하는 과정은,Acquiring biometric information from the biosignal and converting the biometric information into an adjustment signal may include: 인체로부터 생체 신호를 검출하여 증폭하는 단계와;Detecting and amplifying a biological signal from a human body; 상기 증폭된 생체 신호를 전달받아 전처리하여 수집하는 단계와;Receiving and amplifying the amplified biosignal; 상기 수집된 생체 신호를 전달받아 변환하여 특징점을 추출하는 단계와;Extracting feature points by receiving and converting the collected biological signals; 상기 추출된 특징점을 전달받아 해당 특징점을 이용하여 생체 정보를 추정하는 단계와;Receiving the extracted feature points and estimating biometric information using the corresponding feature points; 상기 추정된 생체 정보를 전달받아 조합하여 조정 신호로 변환하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 방법.And receiving and combining the estimated biometric information into a coordinated signal. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 조정 신호를 전달받아 해당 조정 신호에 따라 응용 시스템을 조정하는 과정은,The process of adjusting the application system according to the adjustment signal received from the adjustment signal, 조정 신호를 전달받아 응용 시스템으로 전달하는 단계와;Receiving a coordination signal and delivering it to an application system; 상기 조정 신호를 전달받아 해당 조정 신호에 따라 조정되는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 방법.And receiving the adjustment signal and adjusting the received adjustment signal according to the adjustment signal. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 생체 신호는,The bio signal is, 근전도 신호 및 근임피던스 신호로 구성되거나 근전도 신호, 근임피던스 신호 및 뇌파 신호로 구성되는 것을 특징으로 하는 생체 신호를 이용한 휴먼 인터페이스 방법.A human interface method using a biosignal comprising an EMG signal and an EMG signal or an EMG signal, an EMP signal, and an EEG signal.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100846210B1 (en) * 2006-12-05 2008-07-15 한국전자통신연구원 System and method for actively inputting
KR101626748B1 (en) * 2015-08-03 2016-06-14 숭실대학교산학협력단 Apparatus for measuring movement pattern using brainwave and electromyogram and Method thereof
KR20160075150A (en) * 2014-12-19 2016-06-29 서울대학교산학협력단 Apparatus for estimating grasping posture and grasping force
KR101719546B1 (en) 2015-10-08 2017-03-27 세종대학교산학협력단 Real-time emotion recognition interface using multiple physiological signals of eeg and ecg

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950012238A (en) * 1993-10-14 1995-05-16 전성원 Car audio automatic control device using EEG and its method
US5571057A (en) * 1994-09-16 1996-11-05 Ayers; Margaret E. Apparatus and method for changing a sequence of visual images
JPH09330159A (en) * 1996-06-11 1997-12-22 Omron Corp Data processor, game controller data processing method and game processing method
KR19990046531A (en) * 1999-03-26 1999-07-05 전영삼 Remote controlling apparatus of electronic device using eye motion
KR20000032114A (en) * 1998-11-12 2000-06-05 정선종 Discriminating method for sensitive positive/negative state using asymmetry of left/right brain activity
JP2000172407A (en) * 1998-12-07 2000-06-23 Hitachi Ltd Equipment controller by biological signal
KR20010056284A (en) * 1999-12-14 2001-07-04 오길록 Input Device for PC Using Brain Waves
KR20020069697A (en) * 2001-02-27 2002-09-05 한국전자통신연구원 Apparatus and Method for Controlling Electrical Apparatus by using Bio-signal

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950012238A (en) * 1993-10-14 1995-05-16 전성원 Car audio automatic control device using EEG and its method
US5571057A (en) * 1994-09-16 1996-11-05 Ayers; Margaret E. Apparatus and method for changing a sequence of visual images
JPH09330159A (en) * 1996-06-11 1997-12-22 Omron Corp Data processor, game controller data processing method and game processing method
KR20000032114A (en) * 1998-11-12 2000-06-05 정선종 Discriminating method for sensitive positive/negative state using asymmetry of left/right brain activity
JP2000172407A (en) * 1998-12-07 2000-06-23 Hitachi Ltd Equipment controller by biological signal
KR19990046531A (en) * 1999-03-26 1999-07-05 전영삼 Remote controlling apparatus of electronic device using eye motion
KR20010056284A (en) * 1999-12-14 2001-07-04 오길록 Input Device for PC Using Brain Waves
KR20020069697A (en) * 2001-02-27 2002-09-05 한국전자통신연구원 Apparatus and Method for Controlling Electrical Apparatus by using Bio-signal

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100846210B1 (en) * 2006-12-05 2008-07-15 한국전자통신연구원 System and method for actively inputting
KR20160075150A (en) * 2014-12-19 2016-06-29 서울대학교산학협력단 Apparatus for estimating grasping posture and grasping force
KR101626748B1 (en) * 2015-08-03 2016-06-14 숭실대학교산학협력단 Apparatus for measuring movement pattern using brainwave and electromyogram and Method thereof
KR101719546B1 (en) 2015-10-08 2017-03-27 세종대학교산학협력단 Real-time emotion recognition interface using multiple physiological signals of eeg and ecg

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