KR20120122617A - Electroencephalography Classification Method for Movement Imagination and Apparatus Thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A classifying method of a brainwave imagining motion and a device thereof are provided to use support vector machine algorithm and Gaussian mixture model algorithm, thereby increasing classifying accuracy of left side and right side motion imagination electroencephalogram. CONSTITUTION: A preprocessing unit(110) receives and preprocesses measured electroencephalogram. A feature extracting unit(120) extracts a feature of the electroencephalogram. A classifying unit(130) classifies the electroencephalogram into a left side and right side motion imagination electroencephalogram class by using a support vector and support vector machine algorithm. The support vector is obtained by applying the feature extracted from left side and right side motion imagination electroencephalogram to a Gaussian mixture model. [Reference numerals] (110) Preprocessing unit; (120) Feature extracting unit; (130) Classifying unit

Description

움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법 및 그 장치{Electroencephalography Classification Method for Movement Imagination and Apparatus Thereof}Electroencephalography Classification Method for Movement Imagination and Apparatus Thereof}

본 발명은 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정된 뇌파로부터 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호를 정확하게 분류하기 위한 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an EEG classification method and apparatus for imagining motion, and more particularly, to an EEG classification method for imagining a motion for accurately classifying a left motion imaginary EEG signal and a right motion imaginary EEG signal from measured EEG and its apparatus Relates to a device.

BCI(Brain Computer Interface)는 인간의 두뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 뇌파를 통해 컴퓨터를 제어하는 인터페이스 기술을 의미하며, BCI 기술은 넓게는 HCI(Human Computer Interface) 기술에 속한다. 뇌파를 통해 휠체어나 로봇과 같은 기계를 조작할 수도 있기 때문에, BCI 기술은 BMI(Brain Machine Interface)라고 불리기도 한다. BCI (Brain Computer Interface) refers to an interface technology that controls a computer through brain waves by directly connecting the human brain and a computer, and BCI technology is broadly a human computer interface (HCI) technology. BCI technology is also called the Brain Machine Interface (BMI) because it allows you to manipulate machines such as wheelchairs and robots through EEG.

BCI 기술은 주로 의료적인 목적으로 많이 활용되었으며, 측정 기기의 무게가BCI technology has been widely used for medical purposes, and the weight of the measuring device

무겁고 센서가 많이 달려 있어 착용이 번거롭다는 단점이 있었으나 최근에는 헤드셋 형태의 가볍고 착용이 간편한 기기가 개발되어 게임, 집중력 향상 연습 등 다양한 용도로 활용되고 있다. BCI 연구와 기술발달이 가속화된다면, 미래에는 터치스크린, 증강현실 등을 잇는 차세대 인터페이스로 활용될 것으로 기대된다. 특히, 컴퓨터, 스마트폰의 입력 인터페이스로 사용된 컴퓨터, 마우스, 키패드 등의 고전적인 방식은 최근 터치패드, 모션 인식 등으로 진화하고 있으며, BCI 기술 발달이 가속화된다면 차세대 인터페이스로 활용 가능성도 높다. 특히 BCI는 손이나 기타 신체를 이용하지 않고도 자연스럽게 명령을 내릴 수 있어, 가상현실, 영상이나 사진 인식 등의 분야에 적합할 것으로 판단된다. It was heavy and had a lot of sensors, so it was cumbersome to wear, but recently, a lightweight, easy-to-wear device in the form of a headset has been developed, and has been used for various purposes such as games and concentration improvement exercises. If BCI research and technology development are accelerated, it will be used as a next-generation interface connecting touch screen and augmented reality in the future. In particular, the classical methods such as computers, mice, and keypads used as input interfaces of computers and smartphones have recently evolved to touch pads and motion recognition, and if the development of BCI technology is accelerated, it is highly likely to be used as a next-generation interface. In particular, BCI is able to give orders without using hands or other bodies, which makes it suitable for virtual reality, image and photo recognition.

BCI 기술의 구현은 뇌파 자극을 인식(Acquisition)하는 장치를 통해 뇌파를 받아들인 후, 신호화 과정(Signal Processing)을 거쳐 뇌파를 분석해 입출력 장치에 명령을 내리는 단계를 거치게 된다. The implementation of the BCI technology receives the brain wave through a device that recognizes the brain wave stimulus, and then passes the signal processing to analyze the brain wave and give a command to the input / output device.

인간의 두피에서 측정 가능한 자발적 전기 활동인 뇌파는 두뇌 활동의 변화를 시간적, 공간적으로 파악할 수 있는 수단으로, 뇌파는 1929년 Hans Berger에 의해 최초로 기록된 후 임상과 뇌기능 연구에 폭 넓게 사용되어 왔다. EEG, a measurable spontaneous electrical activity in the human scalp, is a means of understanding temporal and spatial changes in brain activity. Since it was first recorded by Hans Berger in 1929, it has been widely used in clinical and brain function research. .

컴퓨터의 인터페이스 수단으로서 뇌파는 장단점을 모두 지니고 있는데, 장점으로는 fMRI와 같은 대형 장치에 비해 측정 비용이 저렴하고, 센서를 직접 두피에 시술하지 않는 비침습형(Non-Invasive) 방식에서는 인체에 무해하며, 뇌내의 정보 반응에 대한 실시간 분석이 가능하다는 점이 있다. EEG has both advantages and disadvantages as a computer interface. Its advantages are lower measurement cost than large devices such as fMRI, and harmless to non-invasive method where sensor is not directly applied to the scalp. In addition, it is possible to analyze the information in the brain in real time.

그러나, 뇌파 측정 과정에서 노이즈의 혼입이 불가피하고 정보의 손실이 생겨 분석하는 데 어려움이 있으므로, 정확하게 뇌파를 분류할 수 없다는 문제점이 있다.However, since the mixing of noise is inevitable in the EEG measurement process and loss of information is difficult to analyze, there is a problem in that EEG cannot be accurately classified.

본 발명은 측정된 뇌파로부터 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호를 정확하게 분류하기 위한 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide an EEG classification method and apparatus for imagining a motion for accurately classifying a left motion imaginary EEG signal and a right motion imaginary EEG signal from measured EEG.

본 발명의 실시예에 따른 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법은, 훈련 데이터로서 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호를 수신하고 전처리 과정을 수행하는 단계, 상기 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호의 특징을 추출하고, 추출된 특징을 가우시안 혼합 모델(GMM)에 적용하여 서포트 벡터를 생성하는 단계, 테스트 데이터로서 뇌파 신호를 수신하고 전처리 과정을 수행하는 단계, 상기 뇌파 신호의 특징을 추출하는 단계, 그리고 상기 서포트 벡터와 SVM 분류 알고리즘을 이용하여 상기 뇌파 신호를 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스와 우측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스로 분류하는 단계를 포함한다. EEG classification method for imagining the motion according to an embodiment of the present invention, the step of receiving a left motion imaginary brain wave signal and a right motion imaginary brain wave signal as training data and performing a preprocessing process, the left motion imaginary brain wave signal and the right motion imagination Extracting a feature of the EEG signal and applying the extracted feature to a Gaussian mixture model (GMM) to generate a support vector, receiving an EEG signal as test data and performing a preprocessing process, and extracting the feature of the EEG signal And classifying the EEG signal into a left motion imagined EEG signal class and a right motion imagined EEG signal class using the support vector and the SVM classification algorithm.

상기 가우시안 혼합 모델(GMM)은 가우시안 확률 밀도 함수의 결합 가중치(

Figure pat00001
), 평균 벡터(
Figure pat00002
) 및 공분산 행렬(Σ i )를 포함하며, 상기 서포트 벡터는 상기 가우시안 확률 밀도 함수의 평균 벡터(
Figure pat00003
)를 이용하여 획득될 수 있다. The Gaussian mixture model (GMM) is a combined weight of the Gaussian probability density function (
Figure pat00001
), Mean vector (
Figure pat00002
) And a covariance matrix Σ i , wherein the support vector is an average vector of the Gaussian probability density function (
Figure pat00003
Can be obtained using

상기 전처리 과정은, 상기 뇌파 신호로부터 ERS(Event-Related Synchronization) 및 ERD(Event-Related Desynchronization)를 검출하는 과정을 포함할 수 있다. The preprocessing may include detecting an event-related synchronization (ERS) and an event-related desynchronization (ERD) from the EEG signal.

상기 뇌파 신호의 통계적 특징을 추출하는 단계는, 웨이블렛 변환(Wavelet Transform)을 사용하여 상기 뇌파 신호를 분해하고 웨이블렛 계수의 통계적 특징을 추출할 수 있다. In the extracting of the statistical features of the EEG signal, a wavelet transform may be used to decompose the EEG signal and extract the statistical features of the wavelet coefficients.

상기 SVM 알고리즘은 다음의 수학식으로 나타낼 수 있다. The SVM algorithm can be represented by the following equation.

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서 t i 는 -1 또는 1로서, 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스 또는 우측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스에 해당하는 것을 나타내고,

Figure pat00005
는 서포트 벡터, b는 바이어스 상수이며, k(?,?)는 데이터를 고차원으로 사상시키는 커널 함수이고,
Figure pat00006
는 라그랑제 승수(Lagrangian multiplier)로
Figure pat00007
이고
Figure pat00008
이다. Where t i is -1 or 1, indicating that it corresponds to a left motion imagined EEG signal class or a right motion imagined EEG signal class,
Figure pat00005
Is a support vector, b is a bias constant, k (?,?) Is a kernel function that maps data to higher dimensions,
Figure pat00006
Is the Lagrangian multiplier
Figure pat00007
ego
Figure pat00008
to be.

상기 분류하는 단계는, 상기 서포트 벡터를 통해 획득한 결정 경계를 이용하여 상기 뇌파 신호를 분류할 수 있다. In the classifying step, the EEG signal may be classified using the decision boundary obtained through the support vector.

Figure pat00009
Figure pat00009

여기서, y는 상기 뇌파 신호의 특징 값이고, f(y)는 최적화된 결정 경계 함수이다. f(y)가 0보다 크거나 같으면 상기 뇌파 신호는 상기 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스에 해당하고, f(y)가 0보다 작으면 상기 뇌파 신호는 상기 우측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스에 해당한다.Where y is a feature value of the EEG signal and f ( y ) is an optimized decision boundary function. If f ( y ) is greater than or equal to 0, the EEG signal corresponds to the left motion imagined EEG signal class, and if f ( y ) is less than 0, the EEG signal corresponds to the right motion imagined EEG signal class.

본 발명의 다른 실시예에 따른 움직임을 상상하는 뇌파 분류 장치는, 측정된 뇌파 신호를 수신하고 전처리 과정을 수행하는 전처리부, 상기 뇌파 신호의 특징을 추출하는 특징 추출부, 그리고 서포트 벡터와 SVM 알고리즘을 이용하여 상기 뇌파 신호를 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스와 우측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스로 분류하는 분류부를 포함하며, 상기 서포트 벡터는, 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호로부터 추출된 특징을 가우시안 혼합 모델(GMM)에 적용하여 획득된다. In accordance with another embodiment of the present invention, an EEG classification apparatus includes a preprocessor configured to receive a measured EEG signal and perform a preprocessing process, a feature extractor to extract features of the EEG signal, and a support vector and an SVM algorithm. A classification unit classifying the EEG signal into a left motion imaginary EEG signal class and a right motion imaginary EEG signal class, wherein the support vector comprises a Gaussian feature extracted from a left motion imaginary EEG signal and a right motion imaginary EEG signal. Obtained by applying to a mixed model (GMM).

본 발명에 따르면 서포트 벡터 생성 알고리즘(GMM)과 분류 알고리즘(SVM)을 이용하여 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호의 분류 정확성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the classification accuracy of the left motion imaginary brain wave signal and the right motion imaginary brain wave signal can be improved by using the support vector generation algorithm (GMM) and the classification algorithm (SVM).

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 분류 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 뇌파를 분류하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 뇌파 신호에 대하여 GMM의 요소를 3개로 하였을 경우의 특징 분포도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 분류 방법에 따라 분류된 뇌파 신호의 분류 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 있어서 요소의 개수에 따른 분류 정확도의 측정한 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a block diagram of an EEG classification apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of classifying brain waves according to an embodiment of the present invention.
3 is a characteristic distribution diagram when three elements of the GMM are used for the EEG signal.
4 is a diagram illustrating a classification result of EEG signals classified according to an EEG classification method according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a view showing a result of measuring the classification accuracy according to the number of elements in the embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 분류 장치의 구성도이다. 도 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 분류 장치(100)는 전처리부(110), 특징 추출부(120) 및 분류부(130)를 포함한다. 1 is a block diagram of an EEG classification apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the EEG classification apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a preprocessor 110, a feature extractor 120, and a classifier 130.

먼저 뇌파(EEG, Electroencephalography)란 뇌에서 발생한 신호를 전극으로 측정한 것을 나타내는데, 뇌파는 뇌의 수많은 신경에서 발생한 전기적인 신호가 합성되어 나타나는 미세한 뇌 표면의 신호를 측정함으로써 얻어진다. 뇌파 신호는 뇌의 활동, 측정시의 상태 및 뇌기능에 따라 시공간적으로 변화함에 따라 뇌파신호는 주파수에 따른 대역별 특성, 시간영역에서의 특성, 그리고 뇌 기능과 관련된 공간적 특성을 갖고 있다. First, electroencephalography (EEG) refers to the measurement of signals generated in the brain with electrodes, and the brain waves are obtained by measuring signals on the microscopic brain surface in which electrical signals generated from numerous nerves of the brain are synthesized. As the EEG signal changes in time and space according to the activity of the brain, the state at the time of measurement, and the brain function, the EEG signal has the characteristics of each band according to frequency, characteristics in the time domain, and spatial characteristics related to brain function.

전처리부(110)는 측정된 뇌파 신호를 수신하여, 노이즈를 제거하고 분석에 필요한 신호를 분리한다. 여기서, 뇌파는 다변량 시계열 데이터(multivariate time series data)로서 뇌의 피질에서 발생하는 전기 신호들을 두피(scalp)의 지정된 위치에 부착한 전극들을 통해 측정한다. 뇌파의 분류에 유용한 정보는 주로 주파수 성분으로 표현되며 전극이 부착된 위치에 따라 뇌의 기능과 상관관계를 가진다.The preprocessor 110 receives the measured EEG signal, removes noise, and separates a signal for analysis. Here, EEG is multivariate time series data, and electrical signals generated in the cortex of the brain are measured through electrodes attached to a designated position of the scalp. Information useful for classification of EEG is mainly expressed in frequency component and correlates with brain function according to the location of electrode attachment.

또한 전처리부(110)는 특징을 추출하기 위하여 뇌파 신호로부터 ERS(Event-Related Synchronization) 및 ERD(Event-Related Desynchronization)를 검출한다.In addition, the preprocessor 110 detects an event-related synchronization (ERS) and an event-related desynchronization (ERD) from an EEG signal to extract a feature.

ERS 및 ERD는 뇌파의 분류 및 분석에서 이용되는 중요한 현상에는 움직임을 상상하는 경우에 나타나는 대표적인 특징이다. ERD는 움직임을 준비하거나 움직임을 상상할 때 감각운동 피질(sensorymotor cortex)에서 일시적으로 뮤(μ)파(8 내지 12 Hz)가 감쇠하는 현상을 말하며, ERS는 움직임 후에 일시적으로 베타(β)파(18 내지 25Hz)가 증가하는 현상을 말한다.ERS and ERD are important features when imagining movement in important phenomena used in the classification and analysis of EEG. ERD is a phenomenon in which the mu (μ) wave (8 to 12 Hz) is temporarily attenuated in the sensorymotor cortex when preparing or imagining movement, and ERS is a beta (β) wave temporarily after movement. 18 to 25 Hz) increases.

운동 심상(Motor Imagery)은 외적인 행동 없이, 움직이겠다는 생각만으로 나타나는 움직임의 의식적인 처리를 지칭하는데, 이는 움직임을 준비하고 있을 때 일어나는 뇌 영역에서의 심리적인 상상력을 나타낸다. 운동 심상(Motor Imagery)은 일차 운동영역을 활성화시킬 수 있으며, 왼손이나 오른손의 움직임을 상상하는 동안 ERD와 ERS를 발견할 수 있다. Motor Imagery refers to the conscious processing of movements that appear only in the thought of moving without external action, representing the psychological imagination in the area of the brain that occurs when preparing for movement. Motor Imagery can activate the primary motor area and find ERD and ERS while imagining the movement of the left or right hand.

다음으로 특징 추출부(120)는 웨이블렛 변환(Wavelet Transform)을 사용하여 뇌파를 분해하고 웨이블렛 계수의 통계적 특징을 추출한다. 그리고 특징 추출부(120)는 GMM을 이용하여 서포트 벡터(support vector)를 생성함으로써, 분류의 정확성을 높이도록 한다. Next, the feature extractor 120 decomposes the brain waves using a wavelet transform and extracts statistical features of the wavelet coefficients. The feature extractor 120 generates a support vector using the GMM to increase the accuracy of the classification.

분류부(130)는 서포트 벡터와 SVM 알고리즘을 이용하여 뇌파 신호가 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 우측 움직임 상상 뇌파 신호 중 어떤 클래스에 속하는지를 분류한다. The classification unit 130 classifies which class of the EEG signal belongs to the left-handed imaginary EEG signal and the right-handed imaginary EEG signal using the support vector and the SVM algorithm.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 분류 방법에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 뇌파를 분류하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. Hereinafter, a brain wave classification method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4. 2 is a flowchart illustrating a method of classifying brain waves according to an embodiment of the present invention.

먼저 뇌파 분류 장치(100)는 훈련 데이터(Training Data)로서 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호를 수신한다(S210). 그리고, 전처리부(110)는 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호의 특징을 추출하기 위하여 수신된 뇌파 신호들에 대하여 전처리 과정을 수행한다(S220). 전처리 과정은 노이즈가 많은 뇌파에서 특징이 있는 주파수 대역과 시간대를 알기 위해 주파수 분석과 ERD/ERS를 검출하는 과정을 포함한다. First, the EEG classification apparatus 100 receives a left motion imagined brain wave signal and a right motion imagined brain wave signal as training data (S210). Then, the preprocessor 110 performs a preprocessing process on the received EEG signals to extract the features of the left motion imaginary EEG signal and the right motion imaginary EEG signal (S220). Preprocessing involves frequency analysis and ERD / ERS detection to determine the frequency bands and time zones that are characteristic of noisy brain waves.

뇌파는 측정 시 전극을 부착하는 위치와 방법, 실험 환경, 피험자의 움직임 등에 의하여 잡음이 발생하기 쉬우며, 잡음이 포함된 뇌파는 BCI 시스템에 사용하기 부적절하다. 따라서 효율적인 BCI 시스템을 구성하기 위해서는 전처리 과정을 수행하여 신뢰성 있는 뇌파를 수집하여야 하며 이를 위한 전처리 과정으로는 자기상관함수(Auto Correlation Function), 독립성분분석(ICA : Independent Component Analysis), Band-Pass Filtering, Notch Filtering, 앙상블평균(Ensemble Averaging)등이 있다.EEG is prone to noise due to the location and method of attaching the electrode during the measurement, the experimental environment, and the movement of the subject. The EEG containing the noise is not suitable for use in a BCI system. Therefore, in order to construct an efficient BCI system, it is necessary to collect reliable EEG by performing pretreatment process. For this, autocorrelation function, independent component analysis (ICA), and band-pass filtering are performed. , Notch Filtering, Ensemble Averaging.

다음으로 특징 추출부(120)는 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호의 특징을 추출한다(S230). 특징 추출은 주어진 입력자료보다 적은 차원을 가지면서 동시에 자료를 분류하기 위한 특징을 충분히 포함하는 입력신호의 특징을 찾아내는 과정이다. 이러한 특징을 이용하면 분류를 위한 계산량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 불필요한 특징을 제거함으로써 분류성능을 향상시킬 수 있다. 특징 추출 과정에서 특징 추출부(120)는 웨이블렛 변환(Wavelet Transform)을 사용하여 뇌파를 분해하고 웨이블렛 계수의 통계적 특징을 추출한다.Next, the feature extractor 120 extracts features of the left motion imagined EEG signal and the right motion imagined EEG signal (S230). Feature extraction is the process of finding features of an input signal that have less dimensions than a given input but at the same time contain enough features to classify the data. This feature not only reduces the amount of computation for classification but also improves the classification performance by eliminating unnecessary features. In the feature extraction process, the feature extractor 120 decomposes the EEG using a wavelet transform and extracts statistical features of the wavelet coefficients.

다음으로 특징 추출부(120)는 가우시안 혼합 모델(GMM, Gaussian Mixture Model)을 이용하여 서포트 벡터를 생성한다(S240). Next, the feature extractor 120 generates a support vector using a Gaussian Mixture Model (GMM) (S240).

이하에서는 가우시안 혼합 모델(Gaussian Mixture Model, 이하 "GMM"라고 함)로부터 서포트 벡터를 생성하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다. GMM은 통계적 방법을 사용해 클러스터링 또는 밀도 추정을 하는 생성 모델이다. GMM은 가중치가 부여된 여러 개의 가우시안 확률 밀도 함수(Probability Density Function : PDF)의 통계적 분포를 선형 결합하는 방법으로 최적화를 위해 EM 알고리즘을 사용한다. GMM은 아래의 수학식 1과 같이 M개의 가우시안 확률 밀도 함수(PDF)로 표현된다.Hereinafter, a method of generating a support vector from a Gaussian Mixture Model (hereinafter referred to as "GMM") will be described in detail. GMM is a generation model for clustering or density estimation using statistical methods. GMM uses the EM algorithm for optimization by linearly combining the statistical distribution of several weighted Gaussian Probability Density Functions (PDFs). The GMM is expressed by M Gaussian probability density functions (PDF) as shown in Equation 1 below.

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서

Figure pat00011
는 i 번째 PDF(또는 요소(component))를 나타내는 확률 변수이고,
Figure pat00012
는 i 번째 요소의 결합 가중치로,
Figure pat00013
로 표시하기도 한다. 그리고 확률 값이므로
Figure pat00014
,
Figure pat00015
을 만족한다.
Figure pat00016
는 n 차원 벡터
Figure pat00017
의 평균 벡터
Figure pat00018
Figure pat00019
대각행렬의 공분산 Σ i 를 나타낸다. 여기서
Figure pat00020
는 추출된 특성에 대한 특성 벡터를 나타낸다.
Figure pat00021
은 파라미터
Figure pat00022
에 의한 i 번째 요소의 가우시안 확률 밀도 함수를 나타낸다. 가우시안 확률 밀도 함수(
Figure pat00023
)는 다음의 수학식 2와 같이 표현된다.here
Figure pat00011
Is a random variable representing the i th PDF (or component),
Figure pat00012
Is the combined weight of the i th element,
Figure pat00013
It is also indicated by. And the probability value
Figure pat00014
,
Figure pat00015
To satisfy.
Figure pat00016
N dimension vector
Figure pat00017
Mean vector of
Figure pat00018
Wow
Figure pat00019
Covariance Σ i of the diagonal matrix is shown. here
Figure pat00020
Denotes a feature vector for the extracted feature.
Figure pat00021
Is a parameter
Figure pat00022
Represents a Gaussian probability density function of the i th element by. Gaussian Probability Density Function (
Figure pat00023
) Is expressed by Equation 2 below.

Figure pat00024
Figure pat00024

그리고 GMM은 결합 가중치(

Figure pat00025
), 평균 벡터(
Figure pat00026
) 그리고 공분산 행렬(Σ i )을 이용해 수학식 3과 같이 표현할 수 있다. 이때 최적 모델을 추정하기 위해 MLE(maximum likelihood estimate)를 사용하고 이를 위한 파라미터는 EM 알고리즘을 반복적으로 학습하여 구한다. EM 알고리즘으로 생성된 수학식 3과 같은 고차원 벡터를 GMM-UBM (universal background model)이라고 하고 수학식 3과 같이 표현한다.And GMM is the join weight (
Figure pat00025
), Mean vector (
Figure pat00026
) And the covariance matrix Σ i can be expressed as Equation 3. At this time, the maximum likelihood estimate (MLE) is used to estimate the optimal model, and the parameters for this are obtained by repeatedly learning the EM algorithm. A high-dimensional vector such as Equation 3 generated by the EM algorithm is called GMM-UBM (universal background model) and is expressed as Equation 3.

Figure pat00027
Figure pat00027

특징 추출부(120)는 MLE를 통해 생성된 최적 모델의 파라미터 중 평균벡터

Figure pat00028
만을 사용하여 클래스의 결정 경계를 결정하는 서포트 벡터를 생성한다.The feature extractor 120 is an average vector of parameters of an optimal model generated through MLE.
Figure pat00028
Use only to create a support vector that determines the class's decision boundary.

즉, 특징 추출부(120)는 GMM을 구성하는 결합 가중치(

Figure pat00029
), 평균 벡터(
Figure pat00030
) 및 공분산 행렬(Σ i ) 중에서 가우시안 확률 밀도 함수, 즉 요소의 평균 벡터(
Figure pat00031
)만을 이용하여 서포트 벡터를 생성한다. That is, the feature extractor 120 combines the combined weights constituting the GMM (
Figure pat00029
) , Mean vector (
Figure pat00030
) And the covariance matrix Σ i , a Gaussian probability density function, that is, the mean vector of elements (
Figure pat00031
) To create a support vector.

도 3은 뇌파 신호에 대하여 GMM의 요소를 3개로 하였을 경우의 특징 분포도이다. 즉, 도 3은 움직임 상상 뇌파에 대하여 좌측 움직임 상상 뇌파(파란색으로 표시됨)와 우측 움직임 상상 뇌파(빨간색으로 표시됨)에 대하여 각각 특징을 추출한 뒤, GMM의 요소(

Figure pat00032
)를 3개로 정했을 경우 각각의 클래스를 나타내는 특징 분포에 대해 3개의 요소가 생성된 결과를 나타낸다. 3 is a characteristic distribution diagram when three elements of the GMM are used for the EEG signal. That is, FIG. 3 extracts the features of the left motion imaginary brain wave (indicated in blue) and the right motion imaginary brain wave (indicated in red) for the motion imaginary brain wave, respectively,
Figure pat00032
If you specify 3), it shows the result of generating 3 elements for the feature distribution representing each class.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 좌측 움직임 상상 뇌파와 우측 움직임 상상 뇌파에 대한 훈련 데이터를 이용하여 서포트 벡터를 생성한다. 이하에서는 실제 측정된 뇌파 신호를 이용하여 좌측 움직임 상상 뇌파와 우측 움직임 상상 뇌파로 분류하는 방법에 대하여 설명한다. 뇌파 분류 과정에서 상기와 중복되는 설명은 생략한다. As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, a support vector is generated by using training data for the left motion imaginary brain wave and the right motion imaginary brain wave. Hereinafter, a method of classifying a left-motion imaginary brain wave and a right-motion imaginary brain wave using the actually measured brain wave signal will be described. Duplicate descriptions will be omitted in the EEG classification process.

먼저 뇌파 분류 장치(100)는 테스트 데이터(Test Data)로서 외부로부터 뇌파 신호를 수신한다(S250). 그리고, 전처리부(110)는 수신된 뇌파 신호에 대하여 전처리 과정을 수행한다(S260). 즉, 전처리부(110)는 노이즈가 많은 뇌파에서 특징이 있는 주파수 대역과 시간대를 알기 위해 수신된 뇌파 신호로부터 주파수 분석과 ERD/ERS를 검출한다. First, the EEG classification apparatus 100 receives an EEG signal from the outside as test data (Test Data) (S250). In addition, the preprocessor 110 performs a preprocessing process on the received EEG signal (S260). That is, the preprocessor 110 detects the frequency analysis and the ERD / ERS from the received EEG signal in order to know the frequency band and time zone which are characteristic of the noisy EEG.

다음으로 특징 추출부(120)는 전처리된 뇌파 신호로부터 특징을 추출한다(S270). 즉, 특징 추출부(120)는 웨이블렛 변환(Wavelet Transform)을 사용하여 뇌파 신호를 분해하고 웨이블렛 계수의 통계적 특징을 추출한다.Next, the feature extractor 120 extracts a feature from the preprocessed EEG signal (S270). That is, the feature extractor 120 decomposes an EEG signal using a wavelet transform and extracts statistical features of wavelet coefficients.

그리고 분류부(130)는 S240 단계에서 생성된 서포트 벡터를 이용하여 뇌파를 좌측 움직임 상상 뇌파와 우측 움직임 상상 뇌파로 분류한다(S280). 분류부(130)는 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine, 이하 "SVM"라고 함) 분류 알고리즘을 이용하여 뇌파 신호를 분류한다. In addition, the classification unit 130 classifies the brain waves into the left motion imaginary brain wave and the right motion imaginary brain wave using the support vector generated in step S240 (S280). The classifier 130 classifies the EEG signals using a support vector machine (SVM) classification algorithm.

여기서, 분류 알고리즘인 SVM은 높은 예측 정확성 때문에 많은 선형, 비선형 분류 문제에 폭 넓게 사용되고 있는 식별 모델로서, 구조적 리스크(Structural risk)를 최소화하기 위한 알고리즘이다. Here, SVM, a classification algorithm, is an identification model widely used for many linear and nonlinear classification problems because of its high prediction accuracy, and is an algorithm for minimizing structural risk.

분류부(130)는 SVM 알고리즘에 서포트 벡터를 적용하여 두 개의 클래스(왼쪽 또는 오른쪽 움직임 상상 뇌파) 사이에서 여백(margin)이 최대가 되도록 하는 결정 초평면(hyperplane)을 찾는다. 이렇게 구해진 초평면은 결정 경계라고도 하며, 이 결정 경계에 가장 가까운 클래스들의 데이터가 서포트 벡터가 된다.The classifier 130 finds a crystal hyperplane that applies a support vector to the SVM algorithm to maximize the margin between two classes (imaginary EEG). The obtained hyperplane is also called a crystal boundary, and the data of the classes closest to the crystal boundary becomes the support vector.

따라서, 분류부(130)는 결정 초평면을 기준으로 하여 수신된 뇌파 신호에 대하여 좌측 움직임 상상 뇌파와 우측 움직임 상상 뇌파 신호로 분류한다. 즉, 뇌파와 같은 비선형 신호를 분류하는 경우, 분류부(130)는 커널을 사용하여 데이터를 고차원으로 사상시킴으로써 선형 분리가 되도록 한다. SVM 분류 알고리즘은 다음의 수학식 4와 같이 정의된다. Therefore, the classifying unit 130 classifies the received EEG signal into the left motion imaginary brain wave and the right motion imaginary brain wave signal on the basis of the crystal hyperplane. That is, when classifying a nonlinear signal such as an EEG, the classifying unit 130 performs linear separation by mapping data in a high dimension using a kernel. The SVM classification algorithm is defined as in Equation 4 below.

Figure pat00033
Figure pat00033

여기서 t i 는 -1 또는 1인 ideal 출력으로 클래스 0 또는 클래스 1에 해당하는 것을 나타내고,

Figure pat00034
는 서포트 벡터, b는 2차 분류 문제를 풀기 위한 바이어스 상수이다. k(?,?)는 데이터를 고차원으로 사상시키는 커널 함수이다.
Figure pat00035
는 조건부 최적화 문제를 해결하기 위해 사용하는 라그랑제 승수(Lagrangian multiplier)로
Figure pat00036
이고
Figure pat00037
이다. Where t i is an ideal output of -1 or 1, indicating that it corresponds to class 0 or 1
Figure pat00034
Is a support vector, and b is a bias constant for solving the quadratic classification problem. k (?,?) is a kernel function that maps data to higher dimensions.
Figure pat00035
Is the Lagrangian multiplier used to solve the conditional optimization problem.
Figure pat00036
ego
Figure pat00037
to be.

분류부(130)는 서포트 벡터를 통해 구해진 최적화된 결정 경계를 사용하여 다음의 수학식 5와 같이 테스트 데이터, 즉 수신된 뇌파 신호를 분류한다.The classifier 130 classifies the test data, that is, the received EEG signal, as shown in Equation 5 using the optimized decision boundary obtained through the support vector.

Figure pat00038
Figure pat00038

여기서, y는 테스트 데이터의 특징 값이고, f(y)는 최적화된 결정 경계 함수이다. f(y)가 0보다 크거나 같으면 테스트 데이터는 클래스 1에 해당하고, f(y)가 0보다 작으면 테스트 데이터는 클래스 -1에 해당한다.Where y is the feature value of the test data and f ( y ) is the optimized decision boundary function. If f ( y ) is greater than or equal to 0, the test data corresponds to class 1; if f ( y ) is less than 0, the test data corresponds to class -1.

이와 같이 분류부(130)는 SVM을 이용하여 클래스들(왼쪽 또는 오른쪽 움직임 상상 뇌파) 사이의 최적화된 결정 경계를 결정하여 클래스를 분류한다.As such, the classifying unit 130 classifies the class by determining an optimized decision boundary between the classes (left or right motion imagined brain waves) using the SVM.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 분류 방법에 따라 분류된 뇌파 신호의 분류 결과를 나타낸 도면이다. 즉, 도 4는 GMM에 의해 생성된 서포트 벡터와 SVM 분류 알고리즘을 이용하여 뇌파를 분류한 결과를 나타낸 것이다. 4 is a diagram illustrating a classification result of EEG signals classified according to an EEG classification method according to an exemplary embodiment of the present invention. That is, Figure 4 shows the results of classifying the EEG using the support vector and the SVM classification algorithm generated by the GMM.

도 5는 본 발명의 실시예에 있어서 요소의 개수에 따른 분류 정확도의 측정한 결과를 나타낸 도면이고, 다음의 표 1은 SVM 분류 알고리즘만을 이용하여 뇌파를 분류한 경우의 정확도와 도 5와 같이 GMM과 SVM 분류 알고리즘을 이용하여 뇌파를 분류한 경우의 정확도를 나타낸 결과이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a result of measuring classification accuracy according to the number of elements in the embodiment of the present invention. Table 1 shows the accuracy when classifying EEG using only the SVM classification algorithm and the GMM as shown in FIG. 5. The results show the accuracy of classifying EEG using the SVM classification algorithm.

Figure pat00039
Figure pat00039

도 5 및 표 1에 나타낸 결과와 같이, 움직임 상상 뇌파 신호에 SVM만을 적용한 결과 최대 81.63%의 결과가 나왔지만, 본 발명의 실시예와 같이 Support 벡터 생성 알고리즘(GMM)과 분류 알고리즘(SVM)을 이용한 경우, 최대 83.61%의 결과가 나와 분류 정확성을 향상시켰다는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 5 and Table 1, when only the SVM is applied to the motion imaginary EEG signal, a maximum of 81.63% of the result is obtained. In this case, a maximum of 83.61% resulted in improved classification accuracy.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 서포트 벡터 생성 알고리즘(GMM)과 분류 알고리즘(SVM)을 이용하여 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호를 정확하게 분류할 수 있다. As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the left motion imaginary brain wave signal and the right motion imaginary brain wave signal can be accurately classified using the support vector generation algorithm (GMM) and the classification algorithm (SVM).

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 뇌파 분류 장치, 110: 전처리부,
120: 특징 추출부, 130: 분류부
100: EEG classification apparatus, 110: preprocessing unit,
120: feature extraction section, 130: classification section

Claims (12)

훈련 데이터로서 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호를 수신하고 전처리 과정을 수행하는 단계,
상기 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호의 특징을 추출하고, 추출된 특징을 가우시안 혼합 모델(GMM)에 적용하여 서포트 벡터를 생성하는 단계,
테스트 데이터로서 뇌파 신호를 수신하고 전처리 과정을 수행하는 단계,
상기 뇌파 신호의 특징을 추출하는 단계, 그리고
상기 서포트 벡터와 SVM 분류 알고리즘을 이용하여 상기 뇌파 신호를 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스와 우측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스로 분류하는 단계를 포함하는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법.
Receiving a left motion imagined brain wave signal and a right motion imagined brain wave signal as training data and performing a preprocessing process,
Extracting features of the left motion imagined EEG signal and right motion imagined EEG signal, and applying the extracted features to a Gaussian mixture model (GMM) to generate a support vector;
Receiving an EEG signal as test data and performing a preprocessing process,
Extracting features of the EEG signal, and
And classifying the EEG signal into a left motion imagined EEG signal class and a right motion imagined EEG signal class using the support vector and the SVM classification algorithm.
제1항에 있어서,
상기 가우시안 혼합 모델(GMM)은 가우시안 확률 밀도 함수의 결합 가중치(
Figure pat00040
), 평균 벡터(
Figure pat00041
) 및 공분산 행렬(Σ i )를 포함하며,
상기 서포트 벡터는 상기 가우시안 확률 밀도 함수의 평균 벡터(
Figure pat00042
)를 이용하여 획득되는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법.
The method of claim 1,
The Gaussian mixture model (GMM) is a combined weight of the Gaussian probability density function (
Figure pat00040
), Mean vector (
Figure pat00041
) And the covariance matrix (Σ i ),
The support vector is an average vector of the Gaussian probability density function (
Figure pat00042
EEG classification method imagining the movement obtained using
제2항에 있어서,
상기 전처리 과정은,
상기 뇌파 신호로부터 ERS(Event-Related Synchronization) 및 ERD(Event-Related Desynchronization)를 검출하는 과정을 포함하는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법.
The method of claim 2,
The pre-
EEG classification method for imagining the movement comprising the step of detecting the event-related synchronization (ERS) and the event-related desynchronization (ERD) from the EEG signal.
제2항에 있어서,
상기 뇌파 신호의 통계적 특징을 추출하는 단계는,
웨이블렛 변환(Wavelet Transform)을 사용하여 상기 뇌파 신호를 분해하고 웨이블렛 계수의 통계적 특징을 추출하는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법.
The method of claim 2,
Extracting a statistical feature of the EEG signal,
EEG classification method using a wavelet transform to imagine the motion to decompose the EEG signal and extract the statistical characteristics of the wavelet coefficients.
제2항에 있어서,
상기 SVM 알고리즘은 다음의 수학식으로 나타나는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법:
Figure pat00043

여기서 t i 는 -1 또는 1로서, 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스 또는 우측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스에 해당하는 것을 나타내고,
Figure pat00044
는 서포트 벡터, b는 바이어스 상수이며, k(?,?)는 데이터를 고차원으로 사상시키는 커널 함수이고,
Figure pat00045
는 라그랑제 승수(Lagrangian multiplier)로
Figure pat00046
이고
Figure pat00047
이다.
The method of claim 2,
The SVM algorithm is a brain wave classification method for imagining a motion represented by the following equation:
Figure pat00043

Where t i is -1 or 1, indicating that it corresponds to a left motion imagined EEG signal class or a right motion imagined EEG signal class,
Figure pat00044
Is a support vector, b is a bias constant, k (?,?) Is a kernel function that maps data to higher dimensions,
Figure pat00045
Is the Lagrangian multiplier
Figure pat00046
ego
Figure pat00047
to be.
제5항에 있어서,
상기 분류하는 단계는,
상기 서포트 벡터를 통해 획득한 결정 경계를 이용하여 상기 뇌파 신호를 분류하는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법:
Figure pat00048

여기서, y는 상기 뇌파 신호의 특징 값이고, f(y)는 최적화된 결정 경계 함수이다. f(y)가 0보다 크거나 같으면 상기 뇌파 신호는 상기 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스에 해당하고, f(y)가 0보다 작으면 상기 뇌파 신호는 상기 우측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스에 해당한다.
The method of claim 5,
The classifying step,
EEG classification method for imagining the motion to classify the EEG signal using the decision boundary obtained through the support vector:
Figure pat00048

Where y is a feature value of the EEG signal and f ( y ) is an optimized decision boundary function. If f ( y ) is greater than or equal to 0, the EEG signal corresponds to the left motion imagined EEG signal class, and if f ( y ) is less than 0, the EEG signal corresponds to the right motion imagined EEG signal class.
측정된 뇌파 신호를 수신하고 전처리 과정을 수행하는 전처리부,
상기 뇌파 신호의 특징을 추출하는 특징 추출부, 그리고
서포트 벡터와 SVM 알고리즘을 이용하여 상기 뇌파 신호를 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스와 우측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스로 분류하는 분류부를 포함하며,
상기 서포트 벡터는,
훈련 데이터로서 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호로부터 추출된 특징을 가우시안 혼합 모델(GMM)에 적용하여 획득되는
움직임을 상상하는 뇌파 분류 장치.
A preprocessor for receiving the measured EEG signal and performing a preprocessing process,
Feature extraction unit for extracting the features of the EEG signal, And
A classification unit for classifying the EEG signal into a left motion imagined EEG signal class and a right motion imagined EEG signal class using a support vector and an SVM algorithm,
The support vector is
The training data is obtained by applying a feature extracted from a left motion imagined EEG signal and a right motion imagined EEG signal to a Gaussian mixture model (GMM).
EEG classifier to imagine movement.
제7항에 있어서,
상기 가우시안 혼합 모델(GMM)은 가우시안 확률 밀도 함수의 결합 가중치(
Figure pat00049
), 평균 벡터(
Figure pat00050
) 및 공분산 행렬(Σ i )를 포함하며,
상기 서포트 벡터는 상기 가우시안 확률 밀도 함수의 평균 벡터(
Figure pat00051
)를 이용하여 획득되는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 장치.
The method of claim 7, wherein
The Gaussian mixture model (GMM) is a combined weight of the Gaussian probability density function (
Figure pat00049
), Mean vector (
Figure pat00050
) And the covariance matrix (Σ i ),
The support vector is an average vector of the Gaussian probability density function (
Figure pat00051
EEG classification device for imagining the movement obtained by using.
제8항에 있어서,
상기 전처리부은,
상기 뇌파 신호로부터 ERS(Event-Related Synchronization) 및 ERD(Event-Related Desynchronization)를 검출하는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법.
9. The method of claim 8,
The preprocessing unit,
An EEG classification method imagining a movement for detecting ERS (Event-Related Synchronization) and ERD (Event-Related Desynchronization) from the EEG signal.
제8항에 있어서,
상기 특징 추출부는,
웨이블렛 변환(Wavelet Transform)을 사용하여 상기 뇌파 신호를 분해하고 웨이블렛 계수의 통계적 특징을 추출하는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 장치.
9. The method of claim 8,
The feature extraction unit,
EEG classification apparatus using a wavelet transform to imagine the motion of decomposing the EEG signal and extracting the statistical features of the wavelet coefficients.
제8항에 있어서,
상기 SVM 알고리즘은 다음의 수학식으로 나타나는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 장치:
Figure pat00052

여기서 t i 는 -1 또는 1로서, 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스 또는 우측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스에 해당하는 것을 나타내고,
Figure pat00053
는 서포트 벡터, b는 바이어스 상수이며, k(?,?)는 데이터를 고차원으로 사상시키는 커널 함수이고,
Figure pat00054
는 라그랑제 승수(Lagrangian multiplier)로
Figure pat00055
이고
Figure pat00056
이다.
9. The method of claim 8,
The SVM algorithm is an EEG classifier that imagines a motion represented by the following equation:
Figure pat00052

Where t i is -1 or 1, indicating that it corresponds to a left motion imagined EEG signal class or a right motion imagined EEG signal class,
Figure pat00053
Is a support vector, b is a bias constant, k (?,?) Is a kernel function that maps data to higher dimensions,
Figure pat00054
Is the Lagrangian multiplier
Figure pat00055
ego
Figure pat00056
to be.
제11항에 있어서,
상기 분류부는,
상기 서포트 벡터를 통해 획득한 결정 경계를 이용하여 상기 뇌파 신호를 분류하는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 장치:
Figure pat00057

여기서, y는 상기 뇌파 신호의 특징 값이고, f(y)는 최적화된 결정 경계 함수이다. f(y)가 0보다 크거나 같으면 상기 뇌파 신호는 상기 좌측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스에 해당하고, f(y)가 0보다 작으면 상기 뇌파 신호는 상기 우측 움직임 상상 뇌파 신호 클래스에 해당한다.
The method of claim 11,
Wherein,
EEG classification apparatus for imagining the motion to classify the EEG signal using the crystal boundary obtained through the support vector:
Figure pat00057

Where y is a feature value of the EEG signal and f ( y ) is an optimized decision boundary function. If f ( y ) is greater than or equal to 0, the EEG signal corresponds to the left motion imagined EEG signal class, and if f ( y ) is less than 0, the EEG signal corresponds to the right motion imagined EEG signal class.
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