KR101358247B1 - Method for detecting concentration level - Google Patents
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Abstract
본 발명은 뇌파로부터 집중력 레벨을 검출하는 집중력 레벨 검출 방법에 관한 것으로서, (a) 복수의 레벨 편중 기준이 등록되는 단계와; (b) 뇌파 검출 전극을 통해 감지되는 신호에 기초하여 집중력을 산출하는 단계와; (c) 기 설정된 최대 집중력 및 최소 집중력 사이에서 구분된 복수의 집중력 레벨 구간에 따라 상기 산출된 집중력에 대한 집중력 레벨을 결정하는 단계와; (d) 상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계의 반복 수행을 통해 직전 T1개의 집중력 레벨이 상기 복수의 레벨 편중 기준 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하는 단계와; (e) 상기 (d) 단계에서 상기 직전 T1개의 집중력 레벨이 상기 복수의 레벨 편중 기준 중 어느 하나에 속하는 경우, 해당 레벨 편중 기준에 대해 기 등록된 제1 기준 변환 규칙에 따라 상기 최대 집중력과 상기 최소 집중력 중 적어도 어느 하나를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 집중력의 상대적으로 높거나 낮은 사람, 또는 집중력의 편차가 상대적으로 적은 사람도 게임에 흥미를 가질 수 있도록, 사용자의 뇌파의 편중이나 편차의 정도에 적응적으로 반응하여 집중력 레벨을 산출함으로써, 보다 효과적이고 실용적인 집중력 레벨의 검출이 가능하게 된다.The present invention relates to a concentration level detection method for detecting a concentration level from brain waves, comprising: (a) registering a plurality of level biasing criteria; (b) calculating concentration based on a signal sensed through the EEG detection electrode; (c) determining a concentration level with respect to the calculated concentration level according to a plurality of concentration level ranges divided between a predetermined maximum concentration level and a minimum concentration level; (d) determining whether the previous concentration level of T 1 belongs to any one of the plurality of level biasing criteria by repeating steps (b) and (c); (e) When the concentration level of the previous T one in the step (d) belongs to any one of the plurality of level biasing criteria, the maximum concentration and the maximum concentration in accordance with the first reference conversion rule previously registered for the level biasing criterion; And correcting at least one of the minimum concentration. Accordingly, the concentration level can be calculated by adaptively responding to the user's brainwave bias or the degree of deviation so that even a relatively high or low level of concentration or a relatively low level of concentration can be interesting in the game. This allows for more effective and practical detection of concentration levels.
Description
본 발명은 집중력 레벨 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 뇌파의 편중이나 편차의 정도에 적응적으로 반응하여 집중력 레벨을 산출하여, 보다 효과적이고 실용적인 집중력 레벨의 검출이 가능한 집중력 레벨 검출 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a concentration level detection method, and more particularly, a concentration level detection method capable of detecting the concentration level more effectively and practically by calculating the concentration level in response to the degree of deviation or deviation of an EEG of a user. It is about.
사람의 두뇌는 감성이나 인식, 사고, 행동 등이 자연에서 가장 탄력이 있고 적응력이 뛰어나다. 사람의 뇌는 수천억 개의 신경세포로 구성되어 있고, 각 신경세포는 다른 신경세포와 여러 가지 상호관계를 이루며 연결되어 있는데, 이러한 현상을 시냅스(Synapse)라고 한다.The human brain is the most resilient and adaptable in nature with emotions, perceptions, thoughts, and actions. The human brain is made up of hundreds of billions of neurons, each of which is connected in a number of interrelated ways with other neurons, a phenomenon known as synapses.
이들 상호작용은 학습, 기억, 인식, 행동, 결정 등 모든 사람의 정신적 활동의 열쇠이며, 또한 건강 유지를 위한 신체의 육체적인 컨트롤 기능을 책임지고 있다. 이들 시냅스의 형성은 화학작용에 의해서 이루어지며, 이러한 화학작용은 두피의 전기적 흐름으로 바뀌어 뇌파를 형성하게 된다. 즉, 수천억 개의 신경세포들은 주변의 다른 신경세포와 상호작용하며 정보를 전달하는데, 이러한 과정에서 전기신호가 발생하게 된다. 따라서 두피에 전극을 꽂고 전기 변화를 측정하게 되면, 전기의 변화가 파동처럼 표시되는데, 이것이 뇌파이다.These interactions are the key to everyone's mental activities, including learning, memory, awareness, behavior, and decision making, and are also responsible for the physical control of the body to maintain good health. These synapses are formed by chemical reactions, which are converted into electrical flow to the scalp to form brain waves. In other words, hundreds of billions of nerve cells interact with other nerve cells around them to transmit information. In the process, electrical signals are generated. So when you plug an electrode into your scalp and measure the change in electricity, the change in electricity is displayed as a wave, which is an EEG.
이러한 뇌파는 뇌의 활동 정도에 따라 다양한 모양을 가지게 되고, 뇌가 활발하게 활동할수록 뇌파의 진동수가 높아지고, 뇌가 편할수록 진동수가 낮아지는 현상을 보인다. 이러한 뇌파로는 감마파, 베타파, 알파파, 세타파, 델타파가 있다.These brain waves have various shapes depending on the degree of brain activity, and the more the brain is actively active, the higher the frequency of the brain waves, and the lower the frequency of the brain becomes. Such brain waves include gamma waves, beta waves, alpha waves, theta waves, and delta waves.
감마파는 중심 주파수가 40Hz이고 그 범위는 38~45Hz 정도로, 두뇌 활동파중에서 가장 속파이며, 긴장과 능동적인 고도의 복합정신기능 수행시에 나타난다. 그리고, 베타파는 중심 주파수가 17.3Hz로 그 범위가 15~38Hz이며, 능동적 뇌기능의 수행시에 대뇌에서 나타나며, 또한 긴장, 스트레스를 받을 때 나타난다.Gamma waves have a center frequency of 40 Hz and range from 38 to 45 Hz, the fastest of the brain activity waves, and appear when performing complex mental functions with tension and active altitude. The beta wave has a center frequency of 17.3 Hz and its range is from 15 to 38 Hz. It appears when the active brain function is performed in the cerebrum, and when it is subjected to stress and stress.
알파파는 중심주파수가 약 10.3Hz로 그 범위가 8~12Hz이며, 의식상태도 잠재나 무의식 상태도 아닌 각성 상태에서 폐안시 후두엽에 지배적으로 발생되며, 주로 긴장이완시에 나타나고, 과중한 스트레스 전후에 종종 나타난다.The alpha frequency is about 10.3Hz in the center frequency, 8 ~ 12Hz in the range, and occurs conspicuously in the occipital occipital lobe in consciousness state, which is neither latent nor unconscious, mainly in relaxation of tension, appear.
그리고, 세타파는 중심주파수가 약 6.3Hz로 그 범위가 4~8Hz이며, 두뇌 영역 중에서 감정, 감성에 관여하는 구피질 부위에서 지배적으로 나타난다. 즉, 감정, 감성 영역에서 주로 지배적으로 관여하기 때문에 예술적인 노력을 기울일 때나 마음의 상처가 있거나, 즐겁고 기쁜 업무나 놀이 시에 크게 나타난다.The center frequency of the cetapha is about 6.3Hz and its range is 4 ~ 8Hz. It is dominant in the region of the goiters involved in emotion and emotion in the brain region. In other words, since it is mainly dominant in the field of emotions and emotions, it has a great impact on artistic endeavors, heart injuries, joyful and joyful tasks and play.
델타파는 중심주파수가 약 1.3Hz로 그 범위가 0.5~4Hz이며, 뇌파 중 진폭이 가장 크기 때문에 침투력이 가장 강하여 멀리 이동 가능하다. 두되영역 중에서 생명에 직접 관계된 연수, 뇌교, 중뇌 부위에서 주로 발생하며, 감정에 관여하는 구피질 영역과 정보의 입출력과 사고 판단에 관여하는 신피질(대뇌)의 활동을 멈추는 김픈 수면 시에 지배적으로 크게 나타난다.The delta wave has a center frequency of about 1.3 Hz and a range of 0.5 to 4 Hz. It occurs mainly in the training, pons, and midbrain areas that are directly related to life, and appears predominantly during sleepy sleep that stops the activities of the cortical areas that are involved in emotions and the neocortex (cerebral brain) that is involved in information input and output and thought judgment. .
한편, 근래에는 베타파와 알파파 사이에 SMR(Sensory Motor Rhythm) 파라는 새로운 형태의 중요한 뇌파에 대한 연구가 활발해지고 있다. SMR 파는 중심 주파수가 12.7Hz로, 그 범위가 12~15Hz이다. 귀 아래에서 두뇌우 중심까지의 대뇌(신피질) 영역에서 지배적으로 발생된다.Recently, SMR (Sensory Motor Rhythm) para between beta wave and alpha wave has been actively studied for a new type of important brain wave. SMR waves have a center frequency of 12.7 Hz and range from 12 to 15 Hz. It occurs predominantly in the cerebral (neocortical) area from below the ear to the center of the brain.
SMR 파는 간단한 집중력이 요구되는 문제를 해결할 때 관계가 되며, 의식 상태에서 긴장이완 요구 시에도 나타난다. 즉, 긴장하지 않은 상태에서 집중이 이루어져 스트레스를 받지 않고 쉽고도 간단하면서도 정확히 수행을 할 수 있는 상태에 나타난다. SMR 파는 베타파에 비해서 아주 적은 에너지로 모든 일을 쉽게 해결하는 능력을 발휘한다는 점에서, 주의집중한 상태의 뇌파임이 확인되었다.SMR waves are relevant when solving problems that require simple concentration, and appear when tension is required in consciousness. In other words, it appears to be in a state where concentration is made in the state of not being tense, and it is easy, simple and precise to perform without being stressed. The SMR wave was found to be a focused attention brain in that it had the ability to easily solve all tasks with a very low energy compared to the beta wave.
SMR 파를 활용하는 분야는 단순한 뇌파 연구 분야에서 벗어나, 사람의 SMR 파를 검출하여 집중력 테스트를 진행하거나, 집중력의 정도를 게임에 접목시키려는 다양한 시도가 진행되고 있다.
In the field of using SMR waves, a variety of attempts are being made to detect concentration of human SMR waves and to concentrate concentration tests on games.
SMR 파 등을 이용하여 집중력의 지표로 게임에 활용하는 경우, 예를 들어 헤드셋 형태의 뇌파 계측 장치가 게임의 입력 장치로 사용되는 경우, 헤드셋 형태의 뇌파 계측 장치가 인가의 뇌파로부터 측정된 값을 일정한 기준으로 집중력 레벨로 변환하여 사용하여야 하는 경우가 있다.When using the SMR wave, etc. in the game as an indicator of concentration, for example, when a headset-type brain wave measuring device is used as the input device of the game, the headset-type brain wave measuring device measures the value measured from the applied brain waves. It may be necessary to convert the concentration to a certain level and use it.
그런데, 많은 사람들이 갖는 뇌파의 특성은 상이하고, 동일한 사람이더라도 현재의 신체 및 정신 상태에 따라 뇌파 특성이 변한다는 것은 알려진 바와 같아, 일정하게 고정된 기준으로 집중력 레벨을 측정하여 이를 게임에 적용하는 경우, 게임의 실행을 위한 입력으로 적합하지 않는 경우가 발생할 수 있다.By the way, it is known that many people have different EEG characteristics, and even if they are the same person, EEG characteristics change according to the current physical and mental state, so that the concentration level is measured and applied to the game on a fixed basis. In some cases, it may not be suitable as an input for executing a game.
일 예로, 집중력의 지표가 높은 사람이나 낮은 사람의 경우, 측정된 뇌파를 고정된 기준에 따라 집중력 레벨로 변환하게 되면 지속적으로 높은 레벨이나 낮은 레벨로 측정될 수 있고, 이는 게임의 진행에 있어 항상 높은 점수나 낮은 점수로 진행됨에 따라 사용자가 게임에 지루함을 느낄 수 있게 된다.For example, in the case of people with high or low concentration indicators, converting the measured EEG to a concentration level based on a fixed standard can be continuously measured at a high level or a low level, which is always in the progress of the game. As the score goes higher or lower, the user may feel bored with the game.
또한, 집중력의 편차가 상대적으로 적은 사람의 경우에도, 게임에 입력되는 집중력의 레벨이 일정에 유지되어 게임의 진행이 일정하게 유지됨에 따라, 사용자가 게임에 흥미를 잃을 수 있게 된다.In addition, even in the case of a person having a relatively small variation in concentration, the level of concentration input to the game is maintained at a constant level, so that the progress of the game is kept constant, so that the user may lose interest in the game.
이와 같은 현상은 뇌파 계측을 통한 집중력 향상과 게임의 진행이라는 게임 자체의 목적에도 부합하지 못할 뿐만 아니라, 뇌파 계측을 이용한 게임이라는 새로운 게임 산업 분야가 시장에 정착하는데 있어서도 바람직하지 않음은 당연할 것이다.This phenomenon does not meet the purpose of the game itself, such as improving the concentration through the brain wave measurement and progress of the game, it is natural that the new game industry field called the game using the brain wave measurement is not desirable to settle in the market.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 집중력의 상대적으로 높거나 낮은 사람, 또는 집중력의 편차가 상대적으로 적은 사람도 게임에 흥미를 가질 수 있도록, 사용자의 뇌파의 편중이나 편차의 정도에 적응적으로 반응하여 집중력 레벨을 산출함으로써, 보다 효과적이고 실용적인 집중력 레벨의 검출이 가능한 집중력 레벨 검출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, so that people with a relatively high or low concentration of concentration, or even a relatively small variation in concentration can be interested in the game, the bias of the user's brain waves or It is an object of the present invention to provide a concentration level detection method capable of detecting the concentration level more effectively and practically by calculating the concentration level in response to the degree of deviation.
상기 목적은 본 발명에 따라, 뇌파로부터 집중력 레벨을 산출하는 집중력 레벨 검출 방법에 있어서, (a) 복수의 레벨 편중 기준이 등록되는 단계와; (b) 뇌파 검출 전극을 통해 감지되는 신호에 기초하여 집중력을 산출하는 단계와; (c) 기 설정된 최대 집중력 및 최소 집중력 사이에서 구분된 복수의 집중력 레벨 구간에 따라 상기 산출된 집중력에 대한 집중력 레벨을 결정하는 단계와; (d) 상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계의 반복 수행을 통해 직전 T1개의 집중력 레벨이 상기 복수의 레벨 편중 기준 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하는 단계와; (e) 상기 (d) 단계에서 상기 직전 T1개의 집중력 레벨이 상기 복수의 레벨 편중 기준 중 어느 하나에 속하는 경우, 해당 레벨 편중 기준에 대해 기 등록된 제1 기준 변환 규칙에 따라 상기 최대 집중력과 상기 최소 집중력 중 적어도 어느 하나를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파로부터 집중력 레벨을 산출하는 집중력 레벨 검출 방법에 의해서 달성된다.According to the present invention, there is provided a concentration level detection method for calculating concentration level from brain waves, the method comprising: (a) registering a plurality of level biasing criteria; (b) calculating concentration based on a signal sensed through the EEG detection electrode; (c) determining a concentration level with respect to the calculated concentration level according to a plurality of concentration level ranges divided between a predetermined maximum concentration level and a minimum concentration level; (d) determining whether the previous concentration level of T 1 belongs to any one of the plurality of level biasing criteria by repeating steps (b) and (c); (e) When the concentration level of the previous T one in the step (d) belongs to any one of the plurality of level biasing criteria, the maximum concentration and the maximum concentration in accordance with the first reference conversion rule previously registered for the level biasing criterion; Comprising the step of correcting at least one of the minimum concentration is achieved by the concentration level detection method for calculating the concentration level from the brain waves.
여기서, 상기 (e) 단계가 수행된 경우, 상기 (b) 단계 내지 상기 (e) 단계가 상기 (e) 단계를 통해 보정된 최대 집중력 및 최소 집중력에 따라 상기 뇌파 검출 전극을 통해 감지되는 이후의 신호로부터 수행될 수 있다.In this case, when step (e) is performed, steps (b) to (e) are detected after the EEG detection electrode is detected according to the maximum concentration and minimum concentration corrected through the step (e). Can be performed from a signal.
그리고, (f) 상기 (d) 단계에서 상기 직전 T1개의 집중력 레벨이 상기 복수의 레벨 편중 기준 중 어느 하나에도 포함되지 않는 경우, 상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계의 반복 수행을 통해 직전 T2(여기서, T2 > T1)개의 상기 집중력 레벨이 수집되었는지 여부를 판단하는 단계와; (g) 상기 (f) 단계에서 T2개의 상기 집중력 레벨이 수집된 것으로 판단되는 경우, 기 등록된 제2 기준 변환 규칙에 따라 상기 최대 집중력과 상기 최소 집중력을 보정할 수 있다.And (f) if the concentration level of the previous T one in step (d) is not included in any one of the plurality of level biasing criteria, repeating steps (b) and (c) Determining whether just prior T 2 (where T 2 > T 1 ) concentration levels have been collected; (g) If it is determined in step (f) that the T 2 concentration levels are collected, the maximum concentration power and the minimum concentration power may be corrected according to a pre-registered second reference conversion rule.
여기서, 상기 (f) 단계에서 T2개의 상기 집중력 레벨이 수집된 것으로 판단되지 않는 경우, 상기 (b) 단계 내지 상기 (g) 단계가 수행될 수 있다.In this case, if it is determined that the concentration levels of T 2 are collected in step (f), steps (b) to (g) may be performed.
그리고, 상기 (g) 단계가 수행된 경우, 상기 (b) 단계 내지 상기 (g) 단계가 상기 (g) 단계를 통해 보정된 최대 집중력 및 최소 집중력에 따라 상기 뇌파 검출 전극을 통해 감지되는 이후의 신호로부터 수행될 수 있다.And, if the step (g) is performed, after the steps (b) to (g) is detected through the EEG detection electrode according to the maximum concentration and minimum concentration corrected through the step (g) Can be performed from a signal.
그리고, 상기 복수의 레벨 편중 기준은 T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 h를 초과하는 경우에 속하는 VH 편중 기준과; T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 i(i < h)을 초과하는 경우에 속하는 MH 편중 기준과; T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 j(j < i) 미만인 경우에 속하는 ML 편중 기준과; T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 k(k < j) 미만인 경우에 속하는 VL 편중 기준을 포함할 수 있다.The plurality of level biasing criteria may include a VH biasing criterion belonging to a case where all T 1 concentration levels exceed the concentration level h; An MH bias criterion belonging to a case where T 1 concentration levels all exceed concentration levels i (i <h); An ML biasing criterion belonging to a case where all of the T 1 concentration levels are less than the concentration level j (j <i); It may include a VL bias criterion that belongs to the case where all T 1 concentration levels are less than concentration level k (k <j).
그리고, 상기 제1 기준 변환 규칙은 T1개의 집중력 레벨이 상기 VH 편중 기준에 속하는 경우, 상기 최대 집중력과 상기 최소 집중력이 증가되고; T1개의 집중력 레벨이 상기 MH 편중 기준에 속하는 경우, 상기 최대 집중력이 증가되고; T1개의 집중력 레벨이 상기 ML 편중 기준에 속하는 경우, 상기 최소 집중력이 감소되며; T1개의 집중력 레벨이 상기 VL 편중 기준에 속하는 경우, 상기 최대 집중력과 상기 최소 집중력이 감소되도록 설정될 수 있다.The first reference conversion rule further includes: when the concentration level of T 1 belongs to the VH bias criterion, the maximum concentration force and the minimum concentration force are increased; When the T 1 concentration level falls within the MH bias criterion, the maximum concentration is increased; If T 1 concentration level falls within the ML biasing criterion, the minimum concentration is reduced; When the concentration level of T 1 belongs to the VL bias reference, the maximum concentration and the minimum concentration may be set to be reduced.
또한, 상기 제1 기준 변환 규칙은 상기 최대 집중력 및 상기 최소 집중력이 기 설정된 비율로 증가 또는 감소되도록 설정될 수 있다.In addition, the first reference conversion rule may be set such that the maximum concentration force and the minimum concentration force increase or decrease at a preset ratio.
그리고, 상기 제2 기준 변환 규칙은 상기 최대 집중력이 감소되고, 상기 최소 집중력이 증가되도록 설정될 수 있다.The second reference conversion rule may be set such that the maximum concentration is reduced and the minimum concentration is increased.
또한, 상기 (c) 단계에서 설정된 상기 최대 집중력 및 상기 최소 집중력은 최초 뇌파 검출로부터 순차적으로 수집된 기 설정된 개수의 집중력의 평균값을 중심으로 하는 기 설정된 범위의 최대값 및 최소값에 의해 설정될 수 있다.
In addition, the maximum concentration and the minimum concentration set in the step (c) may be set by the maximum value and the minimum value of a predetermined range centered on the average value of the predetermined number of concentrations collected sequentially from the initial EEG detection. .
상기와 같은 구성에 의해 본 발명에 따르면, 집중력의 상대적으로 높거나 낮은 사람, 또는 집중력의 편차가 상대적으로 적은 사람도 게임에 흥미를 가질 수 있도록, 사용자의 뇌파의 편중이나 편차의 정도에 적응적으로 반응하여 집중력 레벨을 산출함으로써, 보다 효과적이고 실용적인 집중력 레벨의 검출이 가능한 집중력 레벨 검출 방법이 제공된다.
According to the present invention by the configuration as described above, so that people with a relatively high or low concentration of concentration, or a person with a relatively small variation in concentration can be interested in the game, adaptive to the degree of deviation or deviation of the brainwave of the user By calculating the concentration level in response, the concentration level detection method is provided which enables the detection of the concentration level more effectively and practically.
도 1은 본 발명에 따른 뇌파 계측 게임 시스템의 구성을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 뇌파 검출 장치의 구성의 예를 도시한 제어 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 뇌파 검출 장치의 예인 뇌파 검출 헤드셋을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 집중력 레벨 검출 방법의 제어 흐름도이고,
도 5는 본 발명에 따른 집중력 레벨 검출 방법을 통해 산출되는 집중력, 집중력 레벨, 최대 집중력 및 최소 집중력의 예를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a brain wave measurement game system according to the present invention,
2 is a control block diagram illustrating an example of a configuration of an EEG detecting apparatus according to the present invention;
3 is a view showing an EEG detecting headset as an example of an EEG detecting apparatus according to the present invention,
4 is a control flowchart of a concentration level detection method according to the present invention;
5 is a diagram illustrating examples of concentration, concentration level, maximum concentration, and minimum concentration calculated through the concentration level detection method according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 집중력 레벨 검출 방법이 적용된 뇌파 계측 게임 시스템의 구성의 예를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 뇌파 계측 게임 시스템은 뇌파 검출 장치, 예컨대 뇌파 검출 헤드셋(10)과 게임 장치(30)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명에서는 뇌파 검출 헤드셋(10)에 후술할 집중력 레벨 검출 방법에 적용되는 것을 예로 한다.1 is a view showing an example of the configuration of the EEG measurement game system to which the concentration level detection method according to the present invention is applied. As shown in FIG. 1, an EEG measuring game system according to the present invention may include an EEG detecting device, such as an
본 발명에 따른 뇌파 검출 헤드셋(10)은 사용자가 머리에 착용 가능하도록 마련되며, 사용자가 머리에 착용시 사용자의 뇌파를 검출한다. 본 발명에 따른 뇌파 검출 헤드셋(10)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 뇌파 검출 전극(11a,11b), 전극신호 처리부(12), 집중력 레벨 검출부(13), 레벨 기준 보정부(14), 및 헤드셋 인터페이스부(15)를 포함할 수 있다.The brain
또한, 본 발명에 따른 뇌파 검출 헤드셋(10)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 외형적으로 헤드 밴드부(19) 및 모듈 수용부(18)를 포함할 수 있다.In addition, the brain
외형적인 구성으로의 헤드 밴드부(19)는 사용자의 머리 둘레를 감싸도록 착용 가능하게 마련되는데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 뇌파의 검출이 용이한 사람의 이마 둘레를 감싸도록 띠 형태로 마련되는 것을 예로 한다. 도 2에서는 뇌파 검출 헤드셋(10)이 모자 형태로 제작되는 것을 예로 하고 있으나, 밴드 형태나 기타 다른 외형적인 구조로 제작이 가능함은 물론이다.
뇌파 검출 전극(11a,11b)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 헤드 밴드부(19)의 내측에 설치되어 사용자가 헤드 밴드부(19)를 착용할 때 사람의 머리, 즉 이마 둘레에 접촉되도록 마련된다. 여기서, 도 3에서는 2개의 뇌파 검출 전극(11a,11b)이 헤드 밴드부(19)에 일정 간격으로 설치되는 것을 예로 하며, 사람의 뇌파가 감지 가능하다면 그 개수에 제약을 받지 않는다. 그리고, 2개의 뇌파 검출 전극(11a,11b)을 통해 뇌파가 검출되는 2채널 형태로 마련되는 것을 예로 한다.As illustrated in FIG. 3, the
한편, 헤드셋 인터페이스부(16)는 게임 장치(30)와 연결되어 집중력 레벨 검출부(13)에 의해 검출된 집중력 레벨을 게임 장치(30)로 전송한다. 여기서, 본 발명에 따른 헤드셋 인터페이스부(16)는 비동기 직렬 통신 방식의 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 방식으로 디지털 신호를 게임 장치(30)로 전송하는 것을 예로 하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 뇌파 검출 헤드셋(10)에 UART 통신을 위한 직렬 포트가 설치된다.Meanwhile, the
그리고, 모듈 수용부(18)는 헤드 밴드부(19)에 설치되어 뇌파 검출 헤드셋(10)의 전기적 구성들을 수용 지지한다. 도 3에서는 모듈 수용부(18)가 헤드 밴드부(19)의 전방에 모자의 창 형태로 마련되는 것을 예로 하고 있다. 그리고, 뇌파 검출 헤드셋(10)의 전기적 구성들이 하나의 인쇄회로기판(20) 상에 실장되어 모듈 수용부(18)에 수용 지지되는 것을 예로 하고 있다.The
전극신호 처리부(12)은 뇌파 검출 전극(11a,11b)에 의해 감지된 뇌파, 즉 아날로그 신호 형태의 검출된 뇌파 신호를 처리한다. 여기서, 전극신호 처리부(12)은 아날로그 처리부(12a)와 A/D 변환부(12b)를 포함할 수 있다.The
아날로그 처리부(12a)는 뇌파 검출 전극(11a,11b)에 의해 감지된 아날로그 신호를 증폭하거나 일정 노이즈를 제거하는 등과 같이 아날로그 신호 형태의 뇌파 신호를 A/D 변환부(12b)가 처리 가능한 형태로 가공한다.The
A/D 변환부(12b)는 아날로그 처리부에 의해 가공된 뇌파 신호를 디지털 신호로 변환하여 집중력 레벨 검출부(13)로 출력한다. 여기서, A/D 변환부(12b)로부터 출력되는 디지털 신호는 상술한 바와 같이 2 채널의 뇌파가 검출되는 경우 각 채널에서 검출된 뇌파에 대한 디지털 신호가 집중력 레벨 검출부(13)로 출력된다.The A / D converter 12b converts the brain wave signal processed by the analog processor into a digital signal and outputs the digital signal to the
집중력 레벨 검출부(13)는 전극신호 처리부의 A/D 변환부(12b)로부터 전달되는 디지털 신호에 기초하여, 사용자의 집중력 레벨을 검출한다. 본 발명에 따른 집중력 레벨 검출부(13)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 평균값 산출부(13a), 집중력 산출부(13b) 및 레벨 결정부(13c)를 포함할 수 있다.The
평균값 산출부(13a)는 A/D 변환부(12b)로부터 전달되는 2채널의 디지털 신호의 평균값을 산출하여, 현재 검출된 뇌파에 대한 대표값으로 산출한다. 집중력 산출부(13b)는 평균갑 산출부에 의해 산출된 평균값을 이용하여 사용자의 집중력을 산출한다.The
본 발명에서는 집중력 산출부(13b)가 뇌파 중 SMR 파를 비롯한 베타파(β 파), 미드 베타파(Mid-β 파), 세타파(θ 파)를 이용하여 집중력을 산출하는 것을 예로 하며, [수학식 1]을 통해 산출되는 것을 예로 한다.
In the present invention, the
[수학식 1][Equation 1]
집중력 =
Concentration =
한편, 레벨 결정부(13c)는 집중력 산출부(13b)에 의해 산출된 집중력을 이용하여 사용자의 집중력 레벨을 산출한다. 여기서, 본 발명에 따른 레벨 결정부(13c)는 기 설정된 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min) 사이에서 구분된 복수의 집중력 레벨 구간에 따라 집중력 산출부(13b)에 의해 산출된 집중력에 대한 집중력 레벨을 결정한다.On the other hand, the
본 발명에서는 집중력 레벨을 1에서 10가지의 10단계로 구분하는 것을 예로 하며, 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)을 등간격으로 10등분으로 구분하여 각각의 집중력 레벨 구간으로 설정하는 것을 예로 한다.In the present invention, an example of dividing the concentration level into 10 steps of 1 to 10, and the maximum concentration (Max) and the minimum concentration (Min) divided into 10 equal parts at equal intervals to set each concentration level section as an example do.
또한, 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)은 뇌파 검출 초기의 L 개의 집중력의 평균값을 이용하여 산출하는 것을 예로 한다. 예를 들어, 사용자가 뇌파 계측 게임 시스템을 초기 사용할 때부터 10개의 집중력이 산출되면, 10개의 평균값을 구하고, 평균값의 ㅁR(예컨대, R=1)을 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)으로 설정할 수 있다.In addition, the maximum concentration (Max) and the minimum concentration (Min) is an example of calculating using the average value of the L concentration of the initial concentration of EEG. For example, if ten concentrations are calculated from the initial use of the EEG game system, ten average values are calculated, and the average value ㅁ R (e.g., R = 1) is calculated as the maximum concentration (Min) and the minimum concentration (Min). Can be set to).
이에 따라, 초기에 설정되는 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min)이 사용자에 따라, 또한 동일 사용자라 하더라도 현재의 뇌파 상태에 따라, 적합한 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min)이 설정 가능하게 된다.Accordingly, a suitable maximum concentration and minimum concentration can be set according to the user and the current brain wave state even if the same user is the same. Done.
한편, 레벨 기준 보정부(14)는 집중력 레벨 검출부(13)에 의해 검출된 집중력 레벨에 기초하여, 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)을 보정한다. 여기서, 레벨 기준 보정부(14)에 대한 구체적인 설명은 뇌파 검출 헤드셋(10)에 적용되는 이하에서 설명할 집중력 레벨 검출 방법을 통해 구체적으로 설명한다.Meanwhile, the
이하에서는 상기와 같은 구성에 따라, 뇌파 검출 헤드셋(10)에 적용되는 집중력 레벨 검출 방법에 대해, 도 4 및 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the concentration level detection method applied to the
먼저, 뇌파 검출 전극(11a,11b)을 통해 채널별로 뇌파가 측정된다(S10). 여기서, 채널별로 측정된 뇌파는 아날로그 처리 모듈, A/D 변환부(12b)를 거쳐 평균값 산출부(13a)에 의해 평균값이 산출된다(S11).First, EEG is measured for each channel through the
그런 다음, 평균값의 산출이 완료되면, 상술한 [수학식 1]을 통해 집중력이 산출된다(S12). 여기서, [수학식 1]에 적용되는 베타파(β 파), 미드 베타파(Mid-β 파), 세타파(θ 파)는 각각 아날로그 처리 모듈, A/D 변환부(12b)를 거쳐 평균값 산출부(13a)에 의해 평균값이 산출되어 [수학식 1]에 적용된다.Then, when the calculation of the average value is completed, the concentration is calculated through the above [Equation 1] (S12). Here, the beta wave (β wave), the mid beta wave (Mid-β wave), and theta wave (θ wave) applied to
상기와 같이, 집중력이 산출되면 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min) 사이에서 구분된 복수의 집중력 레벨 구간에 따라 산출된 집중력에 대한 집중력 레벨을 결정한다(S13). 여기서, 초기에 적용되는 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min)은 특정 값으로 임으로 설정될 수 있으며, 상술한 바와 같이, 사용자가 뇌파 검출 전극(11a,11b)을 착용했을 때부터 순차적으로 검출되는 10개의 집중력의 평균값의 -1을 더한 값을 최소 집중력(Min)으로, +1을 더한 값을 최대 집중력(Max)으로 설정할 수 있다. 도 5에 inx 1부터 적용된 최소 집중력(Min) 및 최대 집중력(Max)은 10개의 집중력의 평균값을 이용한 것을 예로 한 것이다.As described above, when the concentration is calculated, the concentration level for the concentration may be determined according to the plurality of concentration level intervals divided between the maximum concentration and the minimum concentration (Min) (S13). Here, the maximum concentration force Max and the minimum concentration force Min that are initially applied may be set to a predetermined value, and as described above, the detection is sequentially performed when the user wears the
상기와 같이, S10 단계 내지 S13 단계를 반복적으로 수행하는 과정에서, 직전의 T1개의 집중력 레벨이 수집되었는지 여부를 판단한다(S14). 본 발명에서는 T1을 4개로 설정하는 것을 예로 한다. 즉, 4개의 집중력 레벨이 순차적으로 검출된 경우 S14 단계를 수행하게 된다.As described above, in the process of repeatedly performing the steps S10 to S13, it is determined whether or not the concentration level T of the previous T 1 is collected (S14). In the present invention, setting T 1 to four is taken as an example. That is, when four concentration levels are sequentially detected, step S14 is performed.
그런 다음, 직전 T1개의 집중력 레벨이 복수의 레벨 판정 기준 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하게 된다. 본 발명에서는 복수의 레벨 판정 기준이 VH 편중 기준, MH 편중 기준, ML 편중 기준 및 VL 편중 기준을 포함하는 것을 예로 한다.Then, it is determined whether the concentration level of T 1 immediately before belongs to any one of the plurality of level determination criteria. In the present invention, it is assumed that the plurality of level determination criteria include the VH bias criterion, the MH bias criterion, the ML bias criterion, and the VL bias criterion.
먼저, VH 편중 기준은 수집된 T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 h를 초과하는 경우에 만족하고, MH 편중 기준은 수집된 T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 i(i < h)를 초과하는 경우에 만족한다.First, the VH bias criterion satisfies when all of the collected T 1 concentration levels exceed the concentration level h, and the MH bias criteria indicates that all of the collected T 1 concentration levels exceed the concentration level i (i <h). If you are satisfied.
예를 들어, 본 발명에 따른 집중력 레벨이 레벨 1부터 10까지 10 단계로 설정되는 경우, h와 i를 각각 8과 7로 설정할 수 있다. 따라서, T1개, 즉 상술한 예에서와 같이 4개의 집중력 레벨이 모두 8을 초과하는 경우 집중력 레벨이 지속적으로 상당히 높게 나타나는 것으로 판단할 수 있고, 4개의 집중력 레벨이 모두 7을 초과하는 것으로 나타나는 경우에는 VH 편중 기준보다는 상대적으로 낮게 나타나지만 전체 레벨 구간에서 볼 때는 조금 높게 나타나는 것으로 판단할 수 있다.For example, when the concentration level according to the present invention is set in 10 steps from
마찬가지로, ML 편중 기준은 수집된 T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 j(j < i) 미만인 경우에 충족하게 되고, VL 편중 기준은 T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 k(k < j) 미만인 경우에 충족하는 것을 예로 한다. 본 발명에서는 j 및 k를 각각 6 및 3으로 설정하는 것을 예로 한다.Similarly, the ML biasing criterion is met if all of the collected T 1 concentration levels are less than the concentration level j (j <i), and the VL bias criteria are all of the T 1 concentration levels are less than the concentration level k (k <j). It is an example to meet the case. In the present invention, it is assumed that j and k are set to 6 and 3, respectively.
다시, 도 4의 S15 단계에서 직전 T1개의 집중력 레벨이 복수의 레벨 편중 기준 중 어느 하나에 속하는 것으로 판단되는 경우, 해당 레벨 편중 기준에 대해 기 등록된 제1 기준 변환 규칙에 따라 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min) 중 적어도 어느 하나를 보정하여 이후의 뇌파 검출해서 집중력 레벨 결정에 반영한다(S16).Again, when it is determined in step S15 of FIG. 4 that the concentration level of the previous T 1 belongs to any one of the plurality of level biasing criteria, the maximum concentration force (Max) according to the first reference conversion rule previously registered for the corresponding level biasing criterion. ) And at least one of the minimum concentration (Min) is corrected, and the subsequent EEG is detected and reflected in the concentration level determination (S16).
여기서, 본 발명에 따른 제1 기준 변환 규칙은 [표 1]에 나타낸 바와 같다.
Here, the first reference conversion rule according to the present invention is as shown in [Table 1].
[표 1]을 참조하여 설명하면, T1개의 집중력 레벨이 VH 편중 기준에 속하는 경우, 즉 집중력 레벨이 매우 높게 측정되는 경우에는 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)을 모두 증가시킨다. 이를 통해 집중력 레벨을 평가하는 구간이 전체적으로 상향 조정되어, 동일한 집중력에 대해 집중력 레벨이 전체적으로 하향 조정된다.Referring to Table 1, when the concentration level of T 1 falls within the VH bias standard, that is, when the concentration level is measured very high, both the maximum concentration level (Max) and the minimum concentration level (Min) are increased. Through this, the section for evaluating the concentration level is adjusted upward as a whole, and the concentration level is lowered as a whole for the same concentration.
그리고, T1개의 집중력 레벨이 MH 편중 기준에 속하는 경우, 즉 집중력 레벨이 상대적으로 높게 측정되는 경우에는 최대 집중력(Max)만을 증가시키게 된다. 이 경우, 집중력 레벨을 평가하는 구간의 높은 쪽으로 늘어나게 되어, 상대적으로 집중력이 높은 쪽에서 낮게 나타나게 된다.When the concentration level of T 1 belongs to the MH bias standard, that is, when the concentration level is measured relatively high, only the maximum concentration level Max is increased. In this case, the concentration level is increased to the higher side of the section for evaluating the concentration level, and the lower the concentration level is, the lower the level appears.
동일한 방법으로, T1개의 집중력 레벨이 ML 편중 기준에 속하는 경우, 즉 집중력 레벨이 상대적으로 낮게 측정되는 경우에는 최소 집중력(Min)만을 감소시키게 된다. 이 경우, 집중력 레벨을 평가하는 구간의 낮은 쪽으로 늘어나게 되어, 상대적으로 집중력이 낮은 쪽에서 높게 나타나게 된다.In the same way, if the concentration levels of T 1 belong to the ML biasing criteria, that is, when the concentration level is measured relatively low, only the minimum concentration Min is reduced. In this case, the concentration level is increased to the lower side of the section for evaluating the concentration level, so that the higher concentration level appears at the lower side.
또한, T1개의 집중력 레벨이 VL 편중 기준에 속하는 경우, 즉 집중력 레벨이 매우 낮게 측정되는 경우에는 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)을 모두 감소시킨다. 이를 통해 집중력 레벨을 평가하는 구간이 전체적으로 하향 조정되어, 동일한 집중력에 대해 집중력 레벨이 전체적으로 상향 조정된다.In addition, when the concentration level of T 1 falls within the VL bias reference, that is, when the concentration level is measured very low, both the maximum concentration level Max and the minimum concentration level Min are reduced. As a result, the section for evaluating the concentration level is overall lowered, so that the concentration level is increased overall for the same concentration.
상기와 같은 과정을 통해, 직전 T1개의 집중력 레벨을 평가하여 집중력 레벨이 높게 또는 낮게 편중되어 측정되는 경우, 이를 추후의 집중력 레벨 평가에 반영함으로써, 보다 효과적이고 실용적인 집중력 레벨의 검출이 가능하게 된다.Through the above process, when the concentration level of T 1 is evaluated by measuring the concentration level of the previous T one high or low, it is reflected in the evaluation of the concentration level later, and thus, more effective and practical concentration level detection is possible. .
여기서, 제1 기준 변환 규칙에 따른 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min)의 증가 및 감소는 기 설정된 비율에 따라 증가 및 감소되도록 설정될 수 있으며, 예를 들어, 최대 집중력(Max)의 증가 및 감소는 현재의 최대 집중력(Max)의 5%로 증가 및 감소하도록 설정되고, 마찬가지로 최소 집중력(Min)의 증가 및 감소 또한 현재의 최소 집중력(Min)의 5%로 증가 및 감소하도록 설정될 수 있다.Herein, the increase and decrease of the maximum concentration force Max and the minimum concentration force Min according to the first reference conversion rule may be set to increase and decrease according to a preset ratio, for example, an increase of the maximum concentration force Max. And decrease may be set to increase and decrease to 5% of the current maximum concentration (Max), and likewise increase and decrease of minimum concentration (Min) may also be set to increase and decrease to 5% of the current minimum concentration (Min). have.
다시, 도 4를 참조하여 설명하면, S16 단계에서 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min) 중 적어도 어느 하나가 제1 기준 변환 규칙에 따라 수정되어 반영된 후, 이후에 뇌파가 수신되는 경우, 수정에 반영된 직전 T1개의 집중력 레벨은 초기화된다(S18). 즉, 최대 집중력(Max) 및/또는 최소 집중력(Min)의 보정을 위해 수집되었던 직전 T1개의 집중력 레벨은 이후의 최대 집중력(Max) 및/또는 최소 집중력(Min)의 보정에 사용되지 않으며, 새로이 적용된 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min)에 의해 검출된 집중력 레벨은 다시 수집되는 과정, 즉 S10 단계 내지 S16 단계의 수행을 통해 수집되어 반영된다.Referring back to FIG. 4, in the case where at least one of the maximum concentration force Max and the minimum concentration force Min is corrected and reflected according to the first reference conversion rule in step S16, when an EEG is received later, the correction is corrected. The concentration level of T 1 immediately before reflected in is initialized (S18). That is, the concentration level of immediately preceding T 1 collected for the correction of the maximum concentration and / or minimum concentration Min is not used for the correction of the subsequent maximum concentration and / or minimum concentration Min, The concentration level detected by the newly applied maximum concentration (Max) and minimum concentration (Min) is collected and reflected through the process of collecting again, that is, performing steps S10 to S16.
한편, S15 단계에서 직전 T1개의 집중력 레벨이 복수의 레벨 편중 기준 중 어느 하나에도 포함되지 않는 것으로 판단된 경우, 직전 T2개의 집중력 레벨이 수집되었는지 여부를 판단한다(S19). 여기서, T2는 T1 보다 크게 설정되며, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 T1이 4로, T2가 10으로 설정되는 것을 예로 한다.On the other hand, when the immediately preceding T 1 level of concentration, in step S15 it is determined as not included in any of a plurality of levels based on a bias, it is determined whether the T immediately before the acquisition of two concentration levels (S19). Herein, T 2 is set to be larger than T 1. In the present invention, T 1 is set to 4 and T 2 is set to 10 as described above.
보다 구체적으로 설명하면, 직전 4(T1)개씩의 집중력 레벨이 레벨 편중 기준에 포함되지 않는 상태가 지속되다가 10(T2)개의 집중력 레벨이 수집되는 경우, 즉, 집중력 레벨이 중간 정도에서 큰 변화가 없이 지속되는 경우, 기 등록된 제2 기준 변환 규칙에 따라 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)을 보정하고, 이를 집중력 레벨 결정에 반영하게 된다(S16).More specifically, when the concentration level of each of the previous 4 (T 1 ) is not included in the level bias criterion continues and 10 (T 2 ) concentration levels are collected, that is, the concentration level is medium to large. If there is no change, the maximum concentration (Max) and the minimum concentration (Min) is corrected according to the pre-registered second reference conversion rule and reflected in the concentration level determination (S16).
여기서, 제2 기준 변환 규칙은 최대 집중력(Max)이 감소되고, 최소 집중력(Min)이 증가되도록 설정된다. 즉, 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min) 간의 간격이 감소됨에 따라, S12 단계에서 산출되는 집중력이 상대적으로 적게 변화되더라도 집중력 레벨이 변할 수 있게 된다.Here, the second reference conversion rule is set such that the maximum concentration force Max is decreased and the minimum concentration force Min is increased. That is, as the interval between the maximum concentration force Max and the minimum concentration force Min decreases, the concentration level may change even if the concentration force calculated in step S12 changes relatively little.
여기서, 제2 기준 변환 규칙에 따른 최대 집중력(Max)의 감소 및 최소 집중력(Min)의 증가는 기 설정된 비율에 따라 감소 및 증가되도록 설정될 수 있으며, 상술한 제1 기준 변환 규칙과 마찬가지로 현재의 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min)의 5%로 감소 및 증가하도록 설정될 수 있다.Herein, the decrease in the maximum concentration force Max and the increase in the minimum concentration force Min according to the second reference conversion rule may be set to decrease and increase according to a preset ratio, similar to the first reference conversion rule described above. It may be set to decrease and increase to 5% of the maximum concentration (Min) and the minimum concentration (Min).
다시, 도 4를 참조하여 설명하면, S16 단계에서 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)이 제2 기준 변환 규칙에 따라 수정되어 반영된 후 이후에 뇌파가 수신되는 경우, 제1 기준 변환 규칙에 따른 수정과 마찬가지로, 직전 T2개의 집중력 레벨은 초기화된다(S18). 즉, 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min)의 보정을 위해 수집되었던 직전 T2개의 집중력 레벨은 이후의 최대 집중력(Max) 및/또는 최소 집중력(Min)의 보정에 사용되지 않으며, 새로이 적용된 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min)에 의해 검출된 집중력 레벨은 다시 수집되는 과정, 즉 S10 단계 내지 S19 단계의 수행을 통해 수집되어 반영된다.Referring back to FIG. 4, in the step S16, when the maximum concentration force Max and the minimum concentration force Min are corrected and reflected according to the second reference conversion rule, and after the EEG is received, the first reference conversion rule is applied to the first reference conversion rule. As with the correction accordingly, the concentration levels of the immediately preceding T 2 are initialized (S18). That is, the previous T 2 concentration levels that were collected for the correction of the maximum concentration and the minimum concentration Min are not used for the correction of the subsequent maximum concentration and / or the minimum concentration. The concentration level detected by the maximum concentration force Max and the minimum concentration force Min is collected and reflected through the process of being collected again, that is, performing steps S10 to S19.
도 5는 상기와 같은 과정을 통해 산출되는 집중력, 집중력 레벨, 최대 집중력(Max) 및 최소 집중력(Min)의 예를 나타낸 것이다. 여기서, 상술한 예시에서와 같이, 레벨 편중 기준의 변수, h, i, j, k는 각각 8, 7, 6, 3으로 설정되는 것을 예로 하고 있다. 또한, T1 및 T2는 각각 4 및 10으로 설정되는 것을 예로 한다.Figure 5 shows an example of the concentration, concentration level, maximum concentration (Max) and minimum concentration (Min) calculated through the above process. Here, as in the above example, it is assumed that the variables of the level bias reference, h, i, j, k are set to 8, 7, 6, and 3, respectively. In addition, it is assumed that T1 and T2 are set to 4 and 10, respectively.
먼저, idx 1에서부터 idx 4까지 산출된 4개의 집중력 레벨이 모두 6으로 검출되어 레벨 편중 기준 어디에도 포함되지 않게 되며, idx 2 ~ idx 5, idx 3 ~ idx 6, idx 4 ~ idx 7, idx 5 ~ idx 8, idx 6 ~ idx 7, idx 7 ~ idx 10 구간에서도 동일하게 모두 6으로 검출되어 레벨 편중 기준에 포함되지 않게 나타난다.First, all four concentration levels calculated from
따라서, idx 11의 집중력 레벨 검출 과정, 즉 직전의 10개의 집중력 레벨이 수집되어 제2 기준 변화 규칙에 따라 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)이 각각 감소 및 증가하여 idx 12의 집중력 레벨 검출에서부터 반영되었다. 도 5에서는 상술한 바와 같이, 5%로 증가 및 감소한 것을 예로 하고 있다.Therefore, the concentration level detection process of
다시, 상술한 바와 같이, 초기화된 상태에서 idx 12번째 검출에서부터 동일한 과정을 거치게 되는데, idx 12에서 idx 21까지의 10개의 집중력 레벨이 검출되는 과정에서도 동일하게 레벨 편중 기준에 포함되지 않아 idx 22에서 제2 기준 변화 규칙에 따라 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)이 각각 감소 및 증가하여 idx 22의 집중력 레벨 검출에서부터 반영되었다.Again, as described above, the same process is performed from the idx 12th detection in the initialized state. Even in the process where 10 concentration levels from idx 12 to idx 21 are detected, they are not included in the level bias criterion. In accordance with the second standard change rule, the maximum concentration (Max) and the minimum concentration (Min) were decreased and increased, respectively, to reflect the concentration level detection of
그리고, 다시 초기화된 상태에서 idx 23번째 검출에서부터 동일한 과정을 거치게 되는데, idx 23에서 idx 26까지의 집중력 레벨이 모두 1로 검출되었고, 레벨 편중 규칙 중 VL 편중 규칙에 포함되어, 제1 기준 변환 규칙에 따라 최대 집중력(Max)과 최소 집중력(Min)이 모두 감소되어 idx 27부터 반영되었다.Then, in the reinitialized state, the same process is performed from the idx 23rd detection, and the concentration levels from idx 23 to idx 26 are all detected as 1, and are included in the VL bias rule among the level bias rules, and thus, the first reference conversion rule. The maximum concentration and the minimum concentration were both reduced and reflected from
그리고, idx 27에서 idx 30까지의 집중력 레벨이 모두 3 미만, 즉, 2,2,1,2로 검출되었고, 레벨 편중 규칙 중 ML 편중 규칙에 포함되어, 제1 기준 변환 규칙에 따라 최소 집중값 만이 감소되었다.In addition, all concentration levels of
전술한 실시예에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집중력 레벨 검출 방법에 뇌파 검출 장치, 즉 뇌파 검출 헤드셋(10)에 적용되는 것을 예로 하고 있다. 이는 본 발명에 따른 일 실시예에 불과하며, 평균값 산출부(13a), 집중력 산출부(13b), 레벨 결정부(13c) 및 레벨 기준 보정부(14)의 기능이 선택적으로 뇌파 게임 장치(30)에 구현될 수 있음은 물론이다.In the above-described embodiment, as illustrated in FIG. 3, an example of applying the concentration level detecting method according to the present invention to an EEG detecting apparatus, that is, an
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
Although several embodiments of the present invention have been shown and described, those skilled in the art will appreciate that various modifications may be made without departing from the principles and spirit of the invention . The scope of the invention will be determined by the appended claims and their equivalents.
10 : 뇌파 검출 헤드셋 11a,11b,11c,11d : 뇌파 검출 전극
12 : 뇌파신호 처리부 13 : 집중력 레벨 검출부
14 : 레벨 기준 보정부 15 : 헤드셋 인터페이스부
30 : 게임 장치10:
12: EEG signal processor 13: concentration level detector
14 level
30: game device
Claims (10)
(a) 복수의 레벨 편중 기준이 등록되는 단계와;
(b) 뇌파 검출 전극을 통해 감지되는 신호에 기초하여 집중력을 산출하는 단계와;
(c) 기 설정된 최대 집중력 및 최소 집중력 사이에서 구분된 복수의 집중력 레벨 구간에 따라 상기 산출된 집중력에 대한 집중력 레벨을 결정하는 단계와;
(d) 상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계의 반복 수행을 통해 직전 T1개의 집중력 레벨이 상기 복수의 레벨 편중 기준 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하는 단계와;
(e) 상기 (d) 단계에서 상기 직전 T1개의 집중력 레벨이 상기 복수의 레벨 편중 기준 중 어느 하나에 속하는 경우, 해당 레벨 편중 기준에 대해 기 등록된 제1 기준 변환 규칙에 따라 상기 최대 집중력과 상기 최소 집중력 중 적어도 어느 하나를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파로부터 집중력 레벨을 산출하는 집중력 레벨 검출 방법.In the concentration level detection method for calculating the concentration level from the brain waves,
(a) registering a plurality of level biasing criteria;
(b) calculating concentration based on a signal sensed through the EEG detection electrode;
(c) determining a concentration level with respect to the calculated concentration level according to a plurality of concentration level ranges divided between a predetermined maximum concentration level and a minimum concentration level;
(d) determining whether the previous concentration level of T 1 belongs to any one of the plurality of level biasing criteria by repeating steps (b) and (c);
(e) When the concentration level of the previous T one in the step (d) belongs to any one of the plurality of level biasing criteria, the maximum concentration and the maximum concentration in accordance with the first reference conversion rule previously registered for the level biasing criterion; Comprising the step of correcting at least one of the minimum concentration, concentration level detection method for calculating the concentration level from the EEG.
상기 (e) 단계가 수행된 경우, 상기 (b) 단계 내지 상기 (e) 단계가 상기 (e) 단계를 통해 보정된 최대 집중력 및 최소 집중력에 따라 상기 뇌파 검출 전극을 통해 감지되는 이후의 신호로부터 수행되는 것을 특징으로 하는 집중력 레벨 검출 방법.The method of claim 1,
When the step (e) is performed, the steps (b) to (e) from the signal after being detected through the EEG detection electrode according to the maximum concentration and minimum concentration corrected through the step (e) A concentration level detection method, characterized in that performed.
(f) 상기 (d) 단계에서 상기 직전 T1개의 집중력 레벨이 상기 복수의 레벨 편중 기준 중 어느 하나에도 포함되지 않는 경우, 상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계의 반복 수행을 통해 직전 T2(여기서, T2 > T1)개의 상기 집중력 레벨이 수집되었는지 여부를 판단하는 단계와;
(g) 상기 (f) 단계에서 T2개의 상기 집중력 레벨이 수집된 것으로 판단되는 경우, 기 등록된 제2 기준 변환 규칙에 따라 상기 최대 집중력과 상기 최소 집중력을 보정하는 것을 특징으로 하는 집중력 레벨 검출 방법.3. The method of claim 2,
(f) immediately before through the immediately preceding T 1 performing one of concentration, if the level is not contained in any one of the plurality of level bias reference, the step (b) and (c) the repetition of steps in the step (d) T Determining whether 2 (where T 2 > T 1 ) concentration levels have been collected;
(g) if it is determined in step (f) that the T 2 concentration levels are collected, the concentration level detection is corrected according to the registered second reference conversion rule; Way.
상기 (f) 단계에서 T2개의 상기 집중력 레벨이 수집된 것으로 판단되지 않는 경우, 상기 (b) 단계 내지 상기 (g) 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 집중력 레벨 검출 방법.The method of claim 3,
If it is determined in step (f) that the T 2 concentration levels are not collected, steps (b) to (g) are performed.
상기 (g) 단계가 수행된 경우, 상기 (b) 단계 내지 상기 (g) 단계가 상기 (g) 단계를 통해 보정된 최대 집중력 및 최소 집중력에 따라 상기 뇌파 검출 전극을 통해 감지되는 이후의 신호로부터 수행되는 것을 특징으로 하는 집중력 레벨 검출 방법.5. The method of claim 4,
When the step (g) is performed, the steps (b) to (g) from the signal after being detected through the EEG detection electrode according to the maximum concentration and minimum concentration corrected through the step (g) A concentration level detection method, characterized in that performed.
상기 복수의 레벨 편중 기준은,
T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 h를 초과하는 경우에 속하는 VH 편중 기준과;
T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 i(i < h)을 초과하는 경우에 속하는 MH 편중 기준과;
T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 j(j < i) 미만인 경우에 속하는 ML 편중 기준과;
T1개의 집중력 레벨이 모두 집중력 레벨 k(k < j) 미만인 경우에 속하는 VL 편중 기준을 포함하는 것을 특징으로 하는 집중력 레벨 검출 방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
The plurality of level bias criteria,
It belongs when the T 1 level of concentration of both exceed the concentration level h VH bias reference and;
An MH bias criterion belonging to a case where T 1 concentration levels all exceed concentration levels i (i <h);
An ML biasing criterion belonging to a case where all of the T 1 concentration levels are less than the concentration level j (j <i);
T 1 level of concentration of both the concentration level k concentration level detecting method comprising the VL belongs to the reference bias if (k <j) below.
상기 제1 기준 변환 규칙은,
T1개의 집중력 레벨이 상기 VH 편중 기준에 속하는 경우, 상기 최대 집중력과 상기 최소 집중력이 증가되고;
T1개의 집중력 레벨이 상기 MH 편중 기준에 속하는 경우, 상기 최대 집중력이 증가되고;
T1개의 집중력 레벨이 상기 ML 편중 기준에 속하는 경우, 상기 최소 집중력이 감소되며;
T1개의 집중력 레벨이 상기 VL 편중 기준에 속하는 경우, 상기 최대 집중력과 상기 최소 집중력이 감소되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 집중력 레벨 검출 방법.The method according to claim 6,
The first reference conversion rule is,
If T 1 level of concentration of the belonging to the VH reference bias, and increases the maximum concentration and the minimum concentration;
When the T 1 concentration level falls within the MH bias criterion, the maximum concentration is increased;
If T 1 concentration level falls within the ML biasing criterion, the minimum concentration is reduced;
And when the concentration level of T 1 falls within the VL bias criterion, the maximum concentration level and the minimum concentration level are set to be reduced.
상기 제1 기준 변환 규칙은 상기 최대 집중력 및 상기 최소 집중력이 기 설정된 비율로 증가 또는 감소되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 집중력 레벨 검출 방법.8. The method of claim 7,
And the first reference conversion rule is set such that the maximum concentration force and the minimum concentration force increase or decrease at a predetermined ratio.
상기 제2 기준 변환 규칙은 상기 최대 집중력이 감소되고, 상기 최소 집중력이 증가되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 집중력 레벨 검출 방법.6. The method according to any one of claims 3 to 5,
And the second reference conversion rule is set such that the maximum concentration is reduced and the minimum concentration is increased.
상기 (c) 단계에서 설정된 상기 최대 집중력 및 상기 최소 집중력은 최초 뇌파 검출로부터 순차적으로 수집된 기 설정된 개수의 집중력의 평균값을 중심으로 하는 기 설정된 범위의 최대값 및 최소값에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 집중력 레벨 검출 방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
The maximum concentration and the minimum concentration set in the step (c) is set by the maximum value and the minimum value of a predetermined range centered on the average value of the predetermined number of concentrations collected sequentially from the first EEG detection How to detect concentration level.
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KR20040009045A (en) * | 2002-07-22 | 2004-01-31 | 김인영 | Apparatus and method of attention enhancement for personal digital assistant using biofeedback and game software |
JP2010057710A (en) | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Toyota Central R&D Labs Inc | Concentration computing system and program |
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