KR101664023B1 - Electronic equipment control device using brain wave - Google Patents
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Abstract
본 발명은 뇌파를 이용하여 전자기기를 구동할 수 있는 전자기기 구동 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 뇌파를 이용한 전자 기기 구동 장치는 사용자에 부착되어 뇌파를 수신하는 뇌파 수신부, 수신된 뇌파로부터 주파수에 따른 뇌파를 분류하여 추출하는 뇌파 분석부, 및 뇌파와 전자기기와의 연결을 위한 페어링 패턴(pairing pattern)과 전자기기의 구동을 위한 구동 패턴이 저장된 패턴 저장 모듈, 뇌파의 변화가 페어링 패턴과 일치하는지 판단하는 페어링 판단 모듈, 및 상기 패턴 저장 모듈에 저장된 구동 패턴과 수신된 뇌파 변화가 일치하는지 여부를 판단하는 구동패턴 판단 모듈을 포함하여 이루어지고, 상기 구동패턴은 복수개로 이루어진다. The present invention provides an electronic apparatus driving apparatus capable of driving an electronic apparatus using brain waves.
According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus for driving an electronic device using an EEG, the apparatus including an EEG receiver for receiving an EEG; a EEG analyzing unit for classifying and extracting EEGs according to frequencies from received EEGs; A pattern storage module for storing a pairing pattern for connection and a driving pattern for driving the electronic device, a pairing determination module for determining whether a change in the brain waves coincides with a pairing pattern, And a drive pattern determination module that determines whether or not the EEG changes coincide with each other, and the drive pattern includes a plurality of drive patterns.
Description
본 발명은 전자기기 구동 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 뇌파를 이용한 전자기기 구동 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electronic device driving apparatus, and more particularly, to an electronic device driving apparatus using an EEG.
일반적으로 뇌파란, 인간의 의식 또는 무의식 상태를 직접 혹은 간접적으로 반영하는 생체신호를 말하며, 인간의 두피에 모든 영역에서 측정되고 수십 마이크로 볼트의 전위차로 주로 30Hz 이하의 주파수를 지닌 파장을 말한다.Generally, brain waves are biological signals that directly or indirectly reflect human consciousness or unconscious state, and refers to a wavelength having a frequency of 30 Hz or less with a potential difference of tens of microvolts measured in all regions of human scalp.
이러한 뇌파는 주파수 대역별로 델타(delta)파, 세타(theta)파, 알파(alpha)파, 베타(beta)파, 감마(gamma)파로 분류된다. 델타(delta)파는 4Hz 이하의 주파수를 가진 뇌파로서 정상적인 수면상태에서 전형적으로 나타나며, 세타파는 4∼8Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파로서 정신적으로 상태가 불안하거나 주위가 산만할 때 주로 나타나며 학습장애가 있는 청소년에게 종종 나타난다. These EEGs are classified into a delta wave, a theta wave, an alpha wave, a beta wave, and a gamma wave by frequency band. The delta wave is a brain wave with a frequency of less than 4Hz and typically appears in a normal sleep state. Theta wave is an EEG having a frequency of about 4 to 8 Hz, which is mainly observed when the state is disturbed or distracted. .
알파파는 8∼12Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파로서 대체로 정신적인 상태가 안정적이며 눈을 감고 편안한 심리적 상태를 취하고 있을 때 뚜렷하게 나타난다. 또한 알파파는 주변의 상황에서 분리될 정도로 고도의 집중이 이루어진 경우 또는 명상으로 인하여 심리적인 안정이 이루어진 경우에도 발생한다. 감마파는 30~50Hz의 주파수를 갖는 뇌파를 말하며 흥분 상태에서 나타난다.The alpha wave is an electroencephalogram with a frequency of about 8 to 12 Hz, which is generally stable when the mental state is stable, and the eye is closed and taking a relaxed psychological state. Alpha waves also occur when there is a high degree of concentration to separate from the surrounding situation, or when psychological stabilization has occurred due to meditation. Gamma wave is an EEG having a frequency of 30 to 50 Hz and appears in an excited state.
베타파는 12∼30Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파를 지칭하며, 약간의 긴장상태나 일정 이상의 주의를 기울일 때 주로 나타난다. 베타파는 운동이나 학습, 또는 업무를 수행일 때 뇌 전체에서 광범위하게 나타난다. 베타파는 12∼15Hz의 주파수를 갖는 SMR파, 15∼18Hz의 주파수를 갖는 중간 베타파, 20Hz 이상의 주파수를 갖는 고 베타파로 구분된다. 베타파는 불안, 긴장 등의 스트레스를 받을 경우 더욱 강하게 나타나므로 스트레스파라고도 한다.Beta waves refer to the EEG with a frequency of about 12 to 30 Hz, which is mainly observed when a little tension or attention is paid. Beta waves are widespread throughout the brain when exercising, learning, or performing tasks. The beta wave is divided into an SMR wave having a frequency of 12 to 15 Hz, an intermediate beta wave having a frequency of 15 to 18 Hz, and a high-beta wave having a frequency of 20 Hz or more. Beta waves are more stressful when exposed to stress such as anxiety or tension.
주의를 기울인 상태에서는 SMR파가 나타나며, 집중, 정상적인 활동을 할 때에는 좌측 뇌에서 15∼18Hz의 주파수를 갖는 중간 베타파가 나타나고 긴장과 불안이 계속될 때에는 20Hz 이상의 고베타파가 나타난다.
When attention is paid, SMR wave appears. When concentrated and normal activities are performed, middle beta waves with a frequency of 15 to 18 Hz appear in the left brain, and Kobe beat exceeding 20 Hz appears when tension and anxiety continue.
본 발명은 뇌파를 이용하여 전자기기를 구동할 수 있는 전자기기 구동 장치를 제공한다.
The present invention provides an electronic apparatus driving apparatus capable of driving an electronic apparatus using brain waves.
본 발명의 일 측면에 따른 뇌파를 이용한 전자 기기 구동 장치는 사용자에 부착되어 뇌파를 수신하는 뇌파 수신부, 수신된 뇌파로부터 주파수에 따른 뇌파를 분류하여 추출하는 뇌파 분석부, 및 뇌파와 전자기기와의 연결을 위한 페어링 패턴(pairing pattern)과 전자기기의 구동을 위한 구동 패턴이 저장된 패턴 저장 모듈, 뇌파의 변화가 페어링 패턴과 일치하는지 판단하는 페어링 판단 모듈, 및 상기 패턴 저장 모듈에 저장된 구동 패턴과 수신된 뇌파 변화가 일치하는지 여부를 판단하는 구동패턴 판단 모듈을 포함하여 이루어지고 상기 구동 패턴은 복수개로 이루어진다. According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus for driving an electronic device using an EEG, the apparatus comprising: an EEG receiver for receiving an EEG; a EEG analyzing unit for classifying and extracting EEGs according to frequencies from received EEGs; A pattern storage module for storing a pairing pattern for connection and a driving pattern for driving the electronic device, a pairing determination module for determining whether a change in the brain waves coincides with a pairing pattern, And a drive pattern determination module that determines whether the change in the EEG signal coincides with each other.
여기서, 상기 구동패턴 판단 모듈은 알파파의 증가와 감소가 기절 설정된 기간 내에 2회 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. Here, the drive pattern determination module may determine that the patterns match if the increase and decrease of the alpha waves are repeated twice within the set time period.
또한, 상기 구동패턴 판단 모듈은 알파파의 활성도 변화를 판단 함에 있어, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 낮아지는 패턴이 기 설정된 시간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. In addition, the driving pattern judging module determines patterns of activity when the activity of the left parietal lobe is increased and the activity of the left / right frontal lobe is lowered in the determination of the activity change of the alpha wave twice or more within a preset time It can be judged.
또한, 상기 구동패턴 판단 모듈은 SMR파와 중간 베타파의 증가가 기 설정된 기간 내에 2회 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. In addition, the drive pattern determination module may determine that the patterns match when the increase of the SMR wave and the middle beta wave is repeated twice within a predetermined period.
또한, 상기 패턴 저장 모듈에는 서로 상이한 1차패턴과 2차패턴이 저장되고, 상기 패턴 비교부는 수신된 뇌파가 1차패턴과 일치하는지를 판단하는 1차패턴 판단 모듈과 수신된 뇌파가 2차패턴과 일치하는지를 판단하는 2차패턴 판단 모듈을 포함할 수 있다. The pattern storage module stores different primary and secondary patterns. The pattern comparison module includes a primary pattern determination module for determining whether the received EEG coincides with the primary pattern, And a secondary pattern determination module that determines whether or not they match with each other.
또한, 상기 1차패턴 판단 모듈은 수신된 뇌파가 1차 패턴과 일치하면 패턴이 일치함을 표시하는 제1일치신호 생성 유닛과 수신된 뇌파가 1차 패턴과 불일치할 때 불일치함을 표시하는 제1오류신호 생성 유닛을 포함할 수 있다. In addition, the primary pattern determination module may include a first matching signal generation unit for indicating that patterns match if the received EEG coincides with a primary pattern, and a second matching signal generation unit for indicating inconsistency when the received EEG mismatches with the primary pattern 1 error signal generation unit.
또한, 상기 2차패턴 판단 모듈은 상기 1차패턴 판단 모듈에서 패턴이 일치하는 것으로 판단된 경우에만 2차패턴을 판단하며, 수신된 뇌파가 2차 패턴과 일치하면 패턴이 일치함을 표시하는 제2일치신호 생성 유닛과 수신된 뇌파가 2차 패턴과 불일치할 때 불일치함을 표시하는 제2오류신호 생성 유닛을 포함할 수 있다. The secondary pattern determination module determines the secondary pattern only when the primary pattern determination module determines that the patterns match, and when the received EEG coincides with the secondary pattern, 2 match signal generating unit and a second error signal generating unit for indicating inconsistency when the received EEG does not coincide with the second pattern.
또한, 상기 뇌파 분석부는 수신된 뇌파 신호를 증폭 모듈을 더 포함할 수 있다. The EEG analysis unit may further include an amplification module for receiving the received EEG signal.
또한, 상기 뇌파 분석부는 뇌파 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 필터 모듈과 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변화 모듈을 더 포함할 수 있다. The EEG analyzing unit may further include a filter module for removing noise included in an EEG signal and an AD change module for converting an analog signal into a digital signal.
또한, 상기 뇌파 분석부는 디지털로 변환된 뇌파 데이터를 퓨리에 변환하여 수신된 뇌파를 정현파로 분리하는 퓨리에 변환부를 더 포함할 수 있다.
The EEG analyzing unit may further include a Fourier transform unit for Fourier transforming the EEG data converted into digital data and separating the received EEG into sinusoidal waves.
상기와 같이 본 발명에 따르면 뇌파의 변화에 따라 전자기기를 구동할 수 있다. 또한 질문의 생성과 긍정, 부정 의사의 판단에 따라 보다 정확하게 사용자의 의사를 확인하여 전자기기를 구동할 수 있다.
As described above, according to the present invention, an electronic device can be driven according to a change in brain waves. In addition, it is possible to drive the electronic device by confirming the user's intention more accurately according to the generation of the question, the affirmation of the question, and the judgment of the negative intention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 전자기기 구동 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 전자기기 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a block diagram illustrating an electronic device driving apparatus using an EEG according to a first embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of driving an electronic device using an EEG according to the first embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention can be variously modified and may have various embodiments, and specific embodiments will be described in detail with reference to the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 전자기기 구동 장치를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram illustrating an electronic device driving apparatus using an EEG according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 전자기기 구동 장치(200)는 뇌파 수신부(210), 뇌파 분석부(220), 패턴 저장 모듈(231), 페어링 판단 모듈(233) 및 패턴 판단 모듈(235, 237)을 포함한다.Referring to FIG. 1, an electronic
뇌파 수신부(210)는 다수의 전극을 사용자의 두피에 부착하여, 상기 전극을 통해 상기 사용자의 뇌파를 수신한다. 예를 들면, 다수의 전극 중 그라운드 전극이 사용자의 두피 중앙에 배치되고, 그 양측으로 우뇌용 전극과 좌뇌용 전극이 동일한 개수로 사용자의 두피에 부착되어 사용자의 뇌파를 수신한다. 이 때, 뇌파 수신부(210)는 사용자(10)의 전두엽 영역에 대한 뇌파 또는 전두엽을 제외한 영역에 대한 뇌파 등을 선택하여 수신한다. 뇌파 수신부(210)는 밴드 형태로 이루어질 수 있으며, 모자(20)로 이루어질 수 있다. 또한 뇌파 수신부(210)는 스마트폰과 데이터 케이블로 연결된 전극으로 이루어질 수 있다.The EEG receiving
뇌파 분석부(220)는 수신된 뇌파로부터 수신된 뇌파로부터 주파수에 따른 뇌파의 종류를 분류하여 추출하는데, 수신된 뇌파로부터 알파파, 베타파, 세타파, 델타파, 및 감마파를 추출한다. 뇌파 분석부(220)는 증폭 모듈(221)과 필터 모듈(223), AD 변환 모듈(225), 퓨리에 변환 모듈(227)을 포함한다. The EEG analyzing
증폭 모듈(221)은 내부에 증폭기를 구비하고, 증폭기를 통해 뇌파 수신부(210)에서 수신한 수십 μV~ 수십 mV의 뇌파를 3 ~ 5V로 증폭시켜, 수신된 뇌파 분석을 용이하게 하도록 한다.The
필터 모듈(223)은 다수의 아날로그 필터를 구비하여 증폭모듈(221)에서 증폭된 뇌파에 포함된 각종 노이즈를 필터링한다. 이 때, 필터는 고대역통과필터(high pass filter), 대역통과필터(band pass filter), 대역저지필터(band stop filter), 저역통과필터(low pass filter)로 구성된다. 이러한 고대역통과필터는 DC전압, 호흡, 몸 움직임, 눈 깜빡임 등에 의한 노이즈를 1차적으로 제거하고, 대역통과필터는 측정하고자 하는 주파수 대역범위를 갖는 뇌파를 필터링한다. 대역저지필터는 50Hz 또는 60Hz의 전원공급에 따른 노이즈를 제거하고, 저역통과필터는 뇌파를 대역제한 시켜 왜곡현상을 방지하고, 뇌파 복원 시 발생하는 왜곡현상을 방지한다. The
AD변환모듈(224)은 필터모듈(223)을 통해 추출한 아날로그 상태의 뇌파를 디지털화한다. 퓨리에 변환 모듈(227)은 디지털로 변환된 뇌파 데이터를 퓨리에 변환하여 수신된 뇌파를 정현파로 분리한다. The A / D conversion module 224 digitizes the EEG in the analog state extracted through the
페어링 판단 모듈(233), 1차 패턴 판단 모듈(235) 및 2차 패턴 판단 모듈(237) 등은 뇌파 신호 중에서 알파파, 베타파, 세타파, 및 감마파의 증감을 비교하고, 추출된 뇌파의 변화를 기 저장된 패턴과 비교하여 일치 여부를 판단한다. The
패턴 저장 모듈(231)은 기 설정된 뇌파 변화 패턴을 저장하는데 패턴 저장 모듈에는 전자기기와의 연결을 위한 페어링 패턴(pairing pattern)과 전자기기의 구동을 위한 구동 패턴이 저장된다. 구동 패턴은 1차패턴과 2차패턴을 포함하며, 1차패턴과 2차패턴은 서로 상이한 패턴으로 이루어지고 순차적으로 판단된다. 뇌파 변화 패턴은 알파파의 변화 패턴, SMR파의 변화 패턴, 중간 베타파의 변화 패턴, 고 베타파의 변화 패턴, 세타파의 변화 패턴, 감마파의 변화 패턴 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The
페어링 판단 모듈(233)은 페어링패턴 검색 유닛(233a), 페어링신호 생성 유닛(233b), 및 페어링 표시 유닛(233c)을 포함한다. 페어링패턴 검색 유닛(233a)은 패턴 저장 모듈(231)에 페어링 패턴으로 저장된 뇌파 패턴과 일치하는 뇌파의 발생 여부를 검색하는데, 페어링 패턴은 한곳을 집중적으로 주시하는 동작 시에 발생하는 뇌파 패턴으로 이루어질 수 있다. 즉, 사용자가 TV를 계속 주시할 때 뇌파의 변화가 발생하는데 페어링패턴 검색 유닛(233a)은 이러한 뇌파의 변화를 탐지한다.The
페어링신호 생성 유닛(233b)은 페어링 신호를 전자기기로 전송하여 전자기기가 구동 신호를 입력 받을 수 있도록 대기 상태로 전환한다. 페어링 표시 유닛(233c)은 소리 또는 LED 램프를 이용하여 페어링이 실행 중임을 알린다. 이에 사용자는 자신의 의도에 따라 기기가 구동될 수 있음을 확인하고 뇌파의 발생을 위한 생각이나 동작을 취할 수 있다.The pairing
1차패턴 판단 모듈(235)은 패턴저장 모듈(231)에 저장된 1차 패턴과 수신된 뇌파의 변화가 일치하는지 여부를 판단한다. 1차 패턴 판단 모듈(235)은 수신된 뇌파가 1차 패턴과 일치하면 패턴이 일치함을 표시하는 제1일치신호 생성 유닛(235a)과 수신된 뇌파가 1차 패턴과 불일치할 때 불일치함을 표시하는 제1오류신호 생성 유닛(235b)을 포함한다.The primary
사용자는 제1 일치 신호 생성 유닛(235a)에서 일치 신호가 생성된 경우, 2차패턴을 생성하는 행위를 할 수 있으며 제1 오류 신호 생성 유닛(235b)에서 오류 신호가 생성된 경우, 다시 한번 1차 패턴을 생성하는 행위를 하여 다시 판단 받을 수 있다.When a match signal is generated in the first match
2차패턴 판단 모듈(237)은 1차 패턴 판단 모듈(235)에서 패턴이 일치하는 것으로 판단된 경우에만 2차패턴을 판단하며, 패턴저장 모듈(231)에 저장된 2차패턴과 수신된 뇌파의 변화가 일치하는지 여부를 판단한다. 2차패턴 판단 모듈(237)은 수신된 뇌파가 2차 패턴과 일치하면 패턴이 일치함을 표시하는 제2일치신호 생성 유닛(237a)과 수신된 뇌파가 2차 패턴과 불일치할 때 불일치함을 표시하는 제2 오류 신호 생성 유닛(237b)을 포함한다.The secondary
사용자는 제2 일치 신호 생성 유닛(237a)에서 일치 신호가 생성된 경우, 정상적으로 뇌파가 생성되어 인증된 것을 확인할 수 있으며 제2오류신호 생성 유닛(237b)에서 오류신호가 생성된 경우, 다시 한번 2차패턴을 생성하는 행위를 하여 다시 판단 받을 수 있다.
When the coincidence signal is generated in the second coincidence
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 전자기기 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of driving an electronic device using an EEG according to the first embodiment of the present invention.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 전자기기 구동 방법은 뇌파 수신 단계(S201), 뇌파 분석 단계(S202), 페어링 판단 단계(S203), 1차패턴 판단 단계(S204), 2차패턴 판단 단계(S205)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the electronic device driving method using the EEG according to the first embodiment includes an EEG reception step S201, an EEG analysis step S202, a pairing determination step S203, a primary pattern determination step S204), and a secondary pattern determination step (S205).
뇌파 수신 단계(S201)는 뇌파수신부(210)에 의하여 이루어지며 다수의 전극을 사용자의 두피에 부착하여, 전극을 통해 상기 사용자의 뇌파를 수신한다. 예를 들면, 다수의 전극 중 그라운드 전극이 사용자의 두피 중앙에 배치되고, 그 양측으로 우뇌용 전극과 좌뇌용 전극이 동일한 개수로 사용자의 두피에 부착되어 사용자의 뇌파를 수신한. 이 때, 뇌파 수신 단계(S201)는 사용자의 전두엽영역에 대한 뇌파 또는 전두엽을 제외한 영역에 대한 뇌파 등을 선택하여 수신할 수 있다.The EEG receiving step (S201) is performed by the
뇌파수신부(210)는 밴드 형태로 이루어질 수 있으며, 모자 형태로 이루어질 수 있다. 또한 뇌파 수신부(210)는 스마트폰과 데이터 케이블로 연결된 전극으로 이루어질 수 있다.The
뇌파 분석 단계(S202)는 수신된 뇌파로부터 수신된 뇌파로부터 주파수에 따른 뇌파의 종류를 분류하여 추출하는데, 수신된 뇌파로부터 알파파, 베타파, 세타파, 델타파, 및 감마파를 추출한다. 뇌파 분석 단계(S202)는 증폭 단계와 필터링 단계와 AD 변환 단계와 퓨리에 변환 단계를 포함한다.The EEG analysis step (S202) classifies and extracts the types of EEG according to frequency from the EEG received from the received EEG, and extracts alpha, beta, ceta, delta, and gamma waves from the received EEG. The EEG analysis step S202 includes an amplification step, a filtering step, an AD conversion step and a Fourier transform step.
증폭 단계는 증폭 모듈(221)에 의하여 이루어지며 증폭기를 이용하여 뇌파 수신부(210)에서 수신한 수십 μV~ 수십 mV의 뇌파를 3 ~ 5V로 증폭시킨다.The amplifying step is performed by the amplifying
필터링 단계는 필터 모듈(223)에 의하여 이루어지며 다수의 아날로그 필터를 이용하여 증폭된 뇌파에 포함된 각종 노이즈를 필터링한다. 이 때, 필터는 고대역통과필터(high pass filter), 대역통과필터(band pass filter), 대역저지필터(band stop filter), 저역통과필터(low pass filter)로 이루어질 수 있다. 이러한 필터링 단계는 고대역통과필터를 이용하여 DC전압, 호흡, 몸 움직임, 눈 깜빡임 등에 의한 노이즈를 1차적으로 제거하는 고대역 필터링 단계와 대역통과필터를 이용하여 측정하고자 하는 주파수 대역범위를 갖는 뇌파를 필터링하는 밴드 패스 필터링 단계를 포함한다. The filtering step is performed by the
필터링 단계는 대역저지필터를 이용하여 50Hz 또는 60Hz의 전원공급에 따른 노이즈를 제거하는 대역저지 필터링 단계와 저역통과필터를 이용하여 뇌파를 대역제한 시켜 왜곡현상을 방지하고, 뇌파 복원 시 발생하는 왜곡현상을 방지하는 저역통과 필터링 단계를 더 포함한다. In the filtering step, a band-stop filtering step of removing noise due to power supply of 50 Hz or 60 Hz using a band-stop filter and a bandpass filtering of a low-pass filter are used to prevent distortion, And a low-pass filtering step for preventing the low-pass filter.
AD 변환 단계는 AD 변환 모듈(225)을 이용하여 아날로그 상태의 뇌파를 디지털화 한다. 퓨리에 변환 단계는 디지털로 변환된 뇌파 데이터를 퓨리에 변환하여 수신된 뇌파를 정현파로 분리한다. The A / D conversion step digitizes the EEG in the analog state using the A /
페어링 판단 단계(S203)는 페어링 판단 모듈(233)에 의하여 이루어지며 페어링 패턴 검색 단계, 페어링 신호 생성 단계, 및 페어링 표시 단계를 포함한다. The pairing determination step (S203) is performed by the
페어링 패턴 검색 단계는 페어링패턴의 발생 여부를 검색하는데, 패턴 저장 모듈(231)에 페어링패턴으로 저장된 뇌파 패턴과 일치하는 뇌파의 발생 여부를 검색한다. 페어링 패턴은 한곳을 집중적으로 주시하는 동작 시에 발생하는 뇌파 패턴으로 이루어질 수 있다. 즉, 사용자가 TV를 계속 주시할 때 뇌파의 변화가 발생하는데 페어링 패턴 검색 단계는 이러한 뇌파의 변화를 탐지한다.In the matching pattern searching step, whether a pairing pattern is generated or not is detected in the
페어링 신호 생성 단계는 페어링 신호를 전자기기로 전송하여 전자기기가 구동 신호를 입력 받을 수 있도록 대기 상태로 전환한다. 페어링 표시 단계는 소리 또는 LED 램프를 이용하여 페어링이 실행 중임을 알린다. In the pairing signal generation step, the pairing signal is transmitted to the electronic device, and the electronic device switches to the standby state so that the electronic device can receive the driving signal. The pairing display step uses a sound or an LED lamp to indicate that the pairing is being executed.
1차패턴 판단 단계(S204)는 1차패턴 판단 모듈(235)에 의하여 이루어지며 패턴저장 모듈(231)에 저장된 1차패턴과 수신된 뇌파의 변화가 일치하는지 여부를 판단한다. The primary pattern determination step S204 is performed by the primary
1차패턴 판단 단계(S204)는 수신된 뇌파가 1차 패턴과 일치하면 패턴이 일치함을 표시하는 제1일치신호 생성 단계와 수신된 뇌파가 1차 패턴과 불일치할 때 불일치함을 표시하는 제1오류신호 생성 단계를 포함한다.The primary pattern determination step S204 includes a first matching signal generation step for indicating that the patterns coincide when the received EEG coincides with the primary pattern and a first matching signal generation step for generating a disagreement when the received EEG does not coincide with the primary pattern 1 error signal generation step.
2차패턴 판단 단계(S205)는 1차패턴 판단 단계(S204)에서 패턴이 일치하는 것으로 판단된 경우에만 2차패턴을 판단하며, 패턴저장 모듈(231)에 저장된 2차패턴과 수신된 뇌파의 변화가 일치하는지 여부를 판단한다. 2차패턴 판단 단계(S205)는 수신된 뇌파가 2차 패턴과 일치하면 패턴이 일치함을 표시하는 제2일치신호 생성 단계와 수신된 뇌파가 2차 패턴과 불일치할 때 불일치함을 표시하는 제2오류신호 생성 단계를 포함한다.The secondary pattern determination step S205 determines the secondary pattern only when it is determined that the patterns match in the primary pattern determination step S204. The secondary pattern determination step S205 determines the secondary pattern stored in the
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
200: 전자기기 구동 장치
210: 뇌파 수신부
220: 뇌파 분석부
221: 증폭 모듈
223: 필터 모듈
223: AD 변환 모듈
227: 퓨리에 변환 모듈
231: 패턴 저장 모듈
233: 패어링 판단 모듈
233a: 패어링패턴 검색 유짓
233b: 패어링신호 생성 유닛
233c: 페어링 표시 유닛
235: 1차패턴 판단 모듈
235a: 제1일치신호 생성 유닛
235b: 제1오류신호 생성 유닛
237: 2차패턴 판단 모듈
237a: 제2일차신호 생성 유닛
237b: 제2오류신호 생성 유닛200: Electronic device driving device
210: EEG receiver
220: EEG analysis unit
221: Amplification module
223: Filter module
223: AD conversion module
227: Fourier transform module
231: Pattern storage module
233: Pairing decision module
233a: Pairing Pattern Retrieval
233b: Pairing signal generating unit
233c: Pairing display unit
235: primary pattern determination module
235a: first match signal generation unit
235b: first error signal generation unit
237: Secondary pattern determination module
237a: second primary signal generating unit
237b: second error signal generation unit
Claims (10)
수신된 뇌파로부터 주파수에 따른 뇌파를 분류하여 추출하는 뇌파 분석부; 및
뇌파와 전자기기와의 연결을 위한 페어링 패턴(pairing pattern)과 전자기기의 구동을 위한 구동 패턴이 저장된 패턴 저장 모듈;
뇌파의 변화가 페어링 패턴과 일치하는지 판단하는 페어링 판단 모듈; 및
상기 패턴 저장 모듈에 저장된 구동 패턴과 수신된 뇌파 변화가 일치하는지 여부를 판단하는 구동패턴 판단 모듈;을 포함하고,
상기 구동 패턴은 복수로 이루어지고,
상기 패턴 저장 모듈에는 서로 상이한 1차패턴과 2차패턴이 저장되고, 상기 패턴 비교부는 수신된 뇌파가 1차패턴과 일치하는지를 판단하는 1차패턴 판단 모듈과 수신된 뇌파가 2차패턴과 일치하는지를 판단하는 2차패턴 판단 모듈을 포함하고, 상기 1차패턴 판단 모듈은 수신된 뇌파가 1차 패턴과 일치하면 패턴이 일치함을 표시하는 제1일치신호 생성 유닛과 수신된 뇌파가 1차 패턴과 불일치할 때 불일치함을 표시하는 제1오류신호 생성 유닛을 포함하고, 상기 2차패턴 판단 모듈은 상기 1차패턴 판단 모듈에서 패턴이 일치하는 것으로 판단된 경우에만 2차패턴을 판단하며, 수신된 뇌파가 2차 패턴과 일치하면 패턴이 일치함을 표시하는 제2일치신호 생성 유닛과 수신된 뇌파가 2차 패턴과 불일치할 때 불일치함을 표시하는 제2오류신호 생성 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 전자기기 구동 장치.
An EEG receiving unit attached to the user and receiving an EEG;
An EEG analyzing unit for classifying and extracting EEG according to frequency from the received EEG; And
A pattern storage module for storing a pairing pattern for connection between an EEG and an electronic device and a driving pattern for driving the electronic device;
A pairing judgment module for judging whether the change of the brain waves coincides with the pairing pattern; And
And a drive pattern determination module for determining whether or not the received pattern changes with the drive pattern stored in the pattern storage module,
Wherein the drive pattern comprises a plurality of drive patterns,
The pattern storage module stores different primary patterns and secondary patterns. The pattern comparison module includes a primary pattern determination module for determining whether the received EEG coincides with the primary pattern, and a primary pattern determination module for determining whether the received EEG matches the secondary pattern Wherein the primary pattern determination module includes a first matching signal generation unit for indicating that patterns match if the received EEG coincides with a primary pattern, And a first error signal generation unit for indicating a discrepancy when there is a discrepancy, wherein the secondary pattern determination module determines a secondary pattern only when the primary pattern determination module determines that the pattern matches, A second coincidence signal generating unit for indicating that the patterns coincide when the EEG coincides with the second pattern, and a second error signal generating unit for indicating inconsistency when the received EEG does not coincide with the second pattern Wherein the electronic device is an electronic device using an EEG.
상기 구동패턴 판단 모듈은 알파파의 증가와 감소가 기 설정된 기간 내에 2회 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 전자기기 구동 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the drive pattern determination module determines that the patterns match if the increase and decrease of the alpha waves are repeated twice within a predetermined period.
상기 구동패턴 판단 모듈은 알파파의 활성도 변화를 판단 함에 있어, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 낮아지는 패턴이 기 설정된 시간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 전자기기 구동 장치.
The method according to claim 1,
The driving pattern judging module judges that the pattern matches when the pattern of the activity of the left parietal lobe is increased and the activity of the left / right frontal lobe is lowered twice or more within a predetermined time Wherein the electronic device is an electronic device using an EEG.
상기 구동패턴 판단 모듈은 SMR파와 중간 베타파의 증가가 기 설정된 기간 내에 2회 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 전자기기 구동 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the drive pattern determination module determines that the pattern matches when the increase of the SMR wave and the middle beta wave is repeated twice within a preset period.
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KR1020150016013A KR101664023B1 (en) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | Electronic equipment control device using brain wave |
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KR100450758B1 (en) * | 2002-01-22 | 2004-10-01 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and method for measuring electroencephalogram |
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2015
- 2015-02-02 KR KR1020150016013A patent/KR101664023B1/en active IP Right Grant
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