KR101939363B1 - Brain-computer interface apparatus adaptable to use environment and method of operating thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 개시한다. 본 발명은, 뇌 신호 기반 제어 프로그램이 저장된 메모리, 및 상기 메모리에 저장된 프로그램의 실행에 따라 실시간으로 수신되는 사용자의 뇌 신호 데이터를 기 설정된 필터링 주파수 대역으로 필터링하고, 필터링된 데이터로부터 공통 공간 필터를 적용하여 특징벡터를 추출하며, 추출된 특징 벡터를 기 학습된 뇌 신호 분류기에 입력함으로써, 사용자의 의도가 복수의 움직임 중 어느 하나인지를 판단하되, 일정 간격으로 수신되는 사용자의 테스트 데이터들 간의 차이를 기초로, 필터링 주파수 대역 갱신, 공통 공간 필터 조정 및 뇌 신호 분류기 조정 중 적어도 하나를 수행하는 프로세서를 포함한다. The present invention discloses a brain-computer interface device. According to the present invention, a brain signal based control program is stored and a brain signal data of a user, which is received in real time according to execution of a program stored in the memory, is filtered by a predetermined filtering frequency band, And extracts a feature vector and inputs the extracted feature vector to the learned brain signal classifier to determine whether the user's intention is one of a plurality of motions, , A processor performing at least one of filtering frequency band update, common spatial filter adjustment, and brain signal classifier adjustment.

Description

사용환경에 적응적인 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치 및 그 장치의 동작 방법{BRAIN-COMPUTER INTERFACE APPARATUS ADAPTABLE TO USE ENVIRONMENT AND METHOD OF OPERATING THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brain-computer interface device adaptable to a use environment, and a method of operating the same. 2. Description of the Related Art [

본 발명은 사용환경에 적응적인 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치 및 그 장치의 동작 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a brain-computer interface apparatus adaptable to a use environment and a method of operating the apparatus.

뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface, BCI)란 피검체의 뇌에서 발생하는 다양한 형태의 신호를 이용하여 외부 기기를 제어할 수 있도록 하는 기술이다. 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은 뇌 신호를 이용한 기기의 제어를 가능케 하여 신체의 움직임이 어려운 루게릭병 환자 등의 재활 및 생활 보조 도구로 활용될 수 있다. 또한, 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은 피검체의 뇌 신호를 이용하여 게임과 같은 엔터테인먼트나 집중력 향상을 위한 훈련 도구 등으로 이용될 수도 있다. 뇌 신호는 뇌의 활동에 따른 전기적 신호를 이용하는 뇌전도(Electroencephalography, EEG), 전기적 신호와 함께 유발되는 자기적 신호를 이용하는 뇌자도(Magnetoencephalography, MEG), 혈중 산소포화도의 변화를 이용하는 기능적 자기공명영상(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI) 또는 근적외선 분광장치(Near-infrared Spectroscopy, NIRS) 등의 방식을 통해 획득될 수 있으며, 휴대성 및 시간 분해능이 뛰어난 EEG 신호가 많이 사용되고 있다. EEG를 이용하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치는, 피검체의 특정 신체 부위의 움직임을 의도(또는 상상)하거나 특정 자극에 의해 유발되는 뇌 신호 패턴의 시공간적 변화(즉, 움직임 의도인지 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치), 또는 시각 자극에 의해 반응하는 뇌신호의 변화(즉, 정상-상태 시각 유발 전위(Steady state visually evoked potential, SSVEP) 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치)를 이용하여 컴퓨터와 같은 외부 장치를 제어할 수 있다. Brain-computer interface (BCI) is a technology that allows external devices to be controlled using various types of signals generated in the brain of a subject. Brain-computer interface technology enables control of devices using brain signals, which can be used as a rehabilitation and life support tool for patients with Lou Gehrig's disease, which is difficult to move the body. In addition, the brain-computer interface technique can be used as a training tool for enhancing entertainment or concentration such as game using the brain signal of the subject. Brain signals are composed of electroencephalography (EEG) using electrical signals according to brain activities, magnetic resonance imaging (MEG) using magnetic signals induced by electrical signals, functional magnetic resonance imaging (MEG) using changes in blood oxygen saturation functional magnetic resonance imaging (fMRI) or near-infrared spectroscopy (NIRS). EEG signals having excellent portability and time resolution are widely used. A brain-computer interface device using an EEG is a device for interrogating the movement of a specific body part of a subject by means of an intentional (or imaginary) motion of the subject, or a temporal and spatial change of the brain signal pattern , Or a change in the brain signal responding to visual stimulation (i.e., a brain-computer interface device based on a steady state visually evoked potential (SSVEP)) can be used to control an external device such as a computer .

구체적으로, 움직임 의도인지 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치는, 사건관련-비동기화(event-related desynchronization, ERD) 패턴을 유발하기 위해 피검체가 특정 신체 부위(예를 들어, 오른손, 왼손 등)의 움직임을 의도(상상)하면, 뇌의 감각 운동령(Sensory-motor area) 중 특정 신체 부위에서 발생된 ERD/ERS(event-related synchronization) 패턴을 인지하여 외부 장치를 제어한다. 반면에 SSVEP 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치는 서로 다른 주파수의 광을 발생시키는 복수의 광원을 배치하고, 피검체가 복수의 광원 중 특정 광원을 응시함에 따라 특정 광원에서 발생되는 광의 주파수와 동일한 주파수의 뇌 신호를 인지함으로써 외부 장치를 제어하는 방식이다. 또한 사건관련전위(event-related potential, ERP) 기반의 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치는 일정 시간 간격으로 특정 시각, 청각, 촉각 중 적어도 하나의 자극으로부터 발생된 피검체의 뇌 자극을 인지하고, 뇌 자극으로부터 소정 시간(예를 들어, 300ms) 이후에 발생하는 뇌 신호를 인지함으로써 외부 장치를 제어하는 방식이다. Specifically, the motion intent awareness-based brain-computer interface device is designed to allow a subject to move a specific body part (e.g., a right hand, a left hand, etc.) to cause an event- related desynchronization (ERD) (ERD) / ERS (event-related synchronization) pattern generated in a specific body part of the sensory-motor area of the brain, thereby controlling the external device. On the other hand, the SSVEP-based brain-computer interface device arranges a plurality of light sources for generating light of different frequencies, and as the subject gazes at a specific light source among a plurality of light sources, And the external device is controlled by recognizing the signal. In addition, an event-related potential (ERP) -based brain-computer interface device recognizes the brain stimulation of the subject generated from at least one stimulus of a specific time, And the external device is controlled by recognizing the brain signal generated after a predetermined time (for example, 300 ms).

일반적으로 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치는 사용자가 이용하기 이전에 기 설정된 태스크(예를 들어, 피검체가 기 설정된 신체 부위의 움직임을 의도, 피검체가 기 설정된 자극에 집중 등)를 반복 수행함으로써, 분류기(Classifier)를 학습하기 위한 뇌 신호를 수집한다. 구체적으로, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치는 수집된 뇌 신호에 기초하여 임의의 뇌 신호로부터 태스크의 종류를 구별할 수 있는 특징값을 추출하고, 추출된 특징값들을 이용하여 분류기를 학습한다. Generally, the brain-computer interface device repeatedly performs a predetermined task (for example, a subject's intention to move a predetermined body part, a subject concentrates on a predetermined stimulus, etc.) before using the user, And collect brain signals to learn the Classifier. Specifically, the brain-computer interface device extracts characteristic values capable of distinguishing types of tasks from an arbitrary brain signal based on the collected brain signals, and learns the classifier using the extracted characteristic values.

그러나 EEG 를 이용하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치는 피검체의 상태 변화나 전극의 위치 변화, 움직임으로 인한 잡음 등에 의해 검사 시간이 지남에 따라 뇌 신호 패턴이 변화한다는 문제점이 있다. 이에 따라 검사 시간이 지속될수록 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치의 분류기의 분류 성능이 감소하는 문제가 발생한다. 따라서 장시간 사용자가 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 사용하는 경우, 사용 환경에 적응하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치에 대한 필요성이 대두되고 있다. However, the brain-computer interface device using the EEG has a problem that the brain signal pattern changes over time due to changes in the state of the subject, changes in the position of the electrodes, noise due to movement, and the like. As a result, the classification performance of the classifier of the brain-computer interface device decreases as the examination time is continued. Therefore, when a user uses the brain-computer interface device for a long time, a need arises for a brain-computer interface device adapted to the environment of use.

한국등록특허 제 10-1581895 호 (발명의 명칭: P300 뇌-유발전위를 이용한 단어 입력 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템 및 P300 뇌-유발전위를 이용한 단어 입력 방법)Korean Patent No. 10-1581895 entitled " P300 Brain-Induced Potential Inputting Brain-Computer Interface System " and " P300 Brain-induced Potential Inputting Method "

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 장시간 사용하더라도 분류 성능을 감소시키지 않을 수 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치 및 그 장치의 동작 방법을 제공하는데에 그 목적이 있다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a brain-computer interface apparatus and a method of operating the same that do not reduce classification performance even when the brain- have.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1 측면은, 뇌 신호 기반 제어 프로그램이 저장된 메모리, 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 제공한다. 이때, 상기 프로세서는 상기 프로그램의 실행에 따라, 실시간으로 수신되는 사용자의 뇌 신호 데이터를 기 설정된 필터링 주파수 대역으로 필터링하고, 필터링된 데이터로부터 공통 공간 필터를 적용하여 특징벡터를 추출하며, 추출된 특징 벡터를 기 학습된 뇌 신호 분류기에 입력함으로써, 사용자의 의도가 복수의 움직임 중 어느 하나인지를 판단하되, 일정 간격으로 수신되는 사용자의 테스트 데이터들 간의 차이를 기초로, 필터링 주파수 대역 갱신, 공통 공간 필터 조정 및 뇌 신호 분류기 조정 중 적어도 하나를 수행한다. As a technical means for achieving the above technical object, a first aspect of the present invention provides a brain-computer interface apparatus including a memory for storing a brain signal-based control program, and a processor for executing a program stored in the memory . At this time, according to the execution of the program, the processor filters the user's brain signal data received in real time in a predetermined filtering frequency band, extracts a feature vector by applying a common spatial filter from the filtered data, And the vector is input to the pre-learned brain signal classifier to determine whether the user's intention is one of a plurality of motions. Based on the difference between the user's test data received at predetermined intervals, Filter adjustment, and brain signal classifier adjustment.

또한, 본 발명의 제2 측면은, 실시간으로 수신되는 사용자의 뇌 신호 데이터를 기 설정된 필터링 주파수 대역으로 필터링하는 단계; 필터링된 데이터로부터 공통 공간 필터를 적용하여 특징벡터를 추출하는 단계; 및 추출된 특징 벡터를 기 학습된 뇌 신호 분류기에 입력함으로써, 사용자의 의도가 복수의 움직임 중 어느 하나인지를 판단하는 단계를 포함한다. 이때, 일정 간격으로 수신되는 사용자의 테스트 데이터들 간의 차이를 기초로, 필터링 주파수 대역 갱신, 공통 공간 필터 조정 및 뇌 신호 분류기 조정 중 적어도 하나를 수행한다. According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for processing a brain signal, comprising: filtering brain signal data of a user received in real time to a predetermined filtering frequency band; Extracting a feature vector by applying a common spatial filter from the filtered data; And inputting the extracted feature vector to the learned brain signal classifier, thereby determining whether the user's intention is one of a plurality of motions. At this time, at least one of the filtering frequency band update, the common spatial filter adjustment, and the brain signal classifier adjustment is performed on the basis of the difference between the user test data received at regular intervals.

또한, 본 발명의 제 3 측면은, 상기 제2 측면의 방법을 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다. A third aspect of the present invention also provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing the method of the second aspect on a computer.

전술한 과제 해결 수단에 따르면, 사용자가 장시간 사용하더라도 해당 사용자에게 최적화된 사용 환경을 제공할 수 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 제공할 수 있다. According to the above-mentioned problem solving means, it is possible to provide a brain-computer interface device capable of providing an optimal use environment for a user even if the user uses the notebook computer for a long time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치가 적응적으로 사용자의 움직임 의도를 탐지하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1의 프로세서가 테스트 데이터들 간의 차이를 기초로 필터링 주파수 대역 갱신, 공통 공간 필터 조정 및 뇌 신호 분류기 조정 중 적어도 하나를 수행하는 방법을 상세히 도시한 순서도이다.
1 is a block diagram illustrating a configuration of a brain-computer interface apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flow chart for explaining how a brain-computer interface device adaptively detects a movement intention of a user.
3 is a flowchart detailing how the processor of FIG. 1 performs at least one of filtering frequency band update, common spatial filter adjustment, and brain signal classifier adjustment based on differences between test data, in accordance with an embodiment of the present invention. to be.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when a part is referred to as " including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 이하에서 언급되는 "움직임 의도(motor imagery)"는 동작 상상, 움직임 상상, 동적 심상 등으로 지칭될 수 있다. Further, the " motor imagery " referred to below may be referred to as an operational image, a moving image, a dynamic image, and the like.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)의 블록도이다. 1 is a block diagram of a brain-computer interface device 100 according to an embodiment of the present invention.

뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)는 사용자의 뇌 신호를 수신하여 해당 사용자의 의도를 판단할 수 있다. 그리고 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)는 사용자의 의도에 기초하여 뇌-컴퓨터 인터페이스 기반 기기를 제어할 수 있다. 이때, 뇌-컴퓨터 인터페이스 기반 기기는 신체를 움직이지 못하는 사용자(200)의 휠체어 등의 생활 보조 기기일 수 있다. 또는, 뇌-컴퓨터 인터페이스 기반 기기는 스마트 홈을 위한 사물 인터넷 기기일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.The brain-computer interface device 100 can receive the user's brain signal and determine the user's intention. And the brain-computer interface device 100 may control the brain-computer interface based device based on the user's intention. At this time, the brain-computer interface-based device may be a living assistance device such as a wheelchair of the user 200 who can not move the body. Alternatively, the brain-computer interface-based device may be, but is not limited to, an Internet appliance for a smart home.

뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)는 뇌-신호 측정부(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다. The brain-computer interface device 100 includes a brain-and-signal measuring unit 110, a memory 120, and a processor 130.

뇌-신호 측정부(110)는 사용자의 머리에 부착되며 사용자(200)의 동작에 따른 뇌파(electroencephalogram; EEG)와 같은 뇌 신호를 측정할 수 있다. 예를 들어, 뇌 신호는 10-20 시스템에 기초하여 정해진 복수의 영역으로부터 수집된 것일 수 있다.The brain-signal measuring unit 110 is attached to a user's head and can measure a brain signal such as an electroencephalogram (EEG) according to the operation of the user 200. For example, a brain signal may be collected from a plurality of regions determined based on a 10-20 system.

메모리(120)는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)를 제어하기 위한 제어 프로그램들을 저장한다. 예를 들어, 메모리(120)는 뇌 신호 기반 제어 프로그램을 저장할 수 있다. 이때, 메모리(120)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 저장된 정보를 유지하기 위하여 전력이 필요한 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다. The memory 120 stores control programs for controlling the brain-computer interface device 100. For example, the memory 120 may store a brain signal based control program. At this time, the memory 120 is collectively referred to as a non-volatile storage device that keeps stored information even when power is not supplied, and a volatile storage device that requires power to maintain stored information.

프로세서(130)는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(130)는 뇌-신호 측정부(110) 및 메모리(120)의 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(810)는 RAM(Random Access Memory)(미도시), ROM(Read-Only Memory)(미도시), CPU(미도시) 및 GPU(Graphic Processing Unit)(미도시) 중 적어도 하나를 포함 할 수 있다. The processor 130 controls the overall operation of the brain-computer interface device 100. The processor 130 may include at least one component for controlling the operation of the brain-signal measuring unit 110 and the memory 120. For example, the processor 810 may include at least one of a RAM (Random Access Memory) (not shown), a ROM (Read Only Memory) (not shown), a CPU (not shown) and a GPU (Graphic Processing Unit One can be included.

또한, 프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 사용자의 뇌 신호 데이터로부터 사용자의 움직임 의도를 식별할 수 있다. 이때, 움직임 의도는 사용자가 생각한 신체의 움직임 또는 사용자가 생각한 행동일 수 있다. 예컨대, 움직임 의도는 '왼손 움직임', '오른손 움직임', '왼 발 움직임' 등일 수 있다. In addition, the processor 130 can identify the user's motion intention from the user ' s brain signal data by executing programs stored in the memory 120. [ At this time, the motion intention may be a motion of the body thought by the user or an action thought by the user. For example, the motion intention may be "left hand motion", "right hand motion", "left foot motion", and the like.

프로세서(130)는 실시간으로 수신되는 뇌 신호 데이터로부터 사용자의 움직임 의도를 탐지한다. 이때, 프로세서(130)는 사용자(200)의 움직임 의도를 탐지하기 이전에 해당 사용자에게 적합한 사용 환경을 설정하기 위한 사전 작업을 수행한다. 프로세서(130)는 사용자로부터 미리 약속된 움직임(또는 행동)에 따라 측정된 데이터(이하, '테스트 데이터'라 함)를 기초로, 사용자의 움직임 의도를 탐지하기 위한 최적의 주파수 대역을 설정 및/또는 조정하며, 해당 사용자에게 적합하도록 뇌 신호 분류기를 학습 및/또는 조정하는 작업을 수행한다. The processor 130 detects the user's motion intention from the brain signal data received in real time. At this time, the processor 130 performs a preliminary work for setting a suitable use environment for the user before detecting the motion intention of the user 200. [ The processor 130 sets and / or sets an optimal frequency band for detecting the user's motion intention based on data (hereinafter, referred to as 'test data') measured according to a predetermined motion (or behavior) Or adjusts the brain signal classifier, and performs learning and / or adjustment of the brain signal classifier to suit the user.

그러나, 사용 시간이 증가되면, 사용자의 상태 변화, 사용자의 움직임으로 인한 잡음 증가, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)와 사용자 간의 결합 위치 변화 등으로 인해 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)에서 측정되는 뇌 신호의 양상이 변화할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)는 일정 시간 간격(또는 횟수 간격)으로 테스트 데이터를 반복 측정함으로써 사용자의 사용 환경에 적응적으로 동작한다. 이하, 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. However, if the use time is increased, the brain-computer interface device 100 may be able to detect the brain (s) measured by the brain-computer interface device 100 due to a change in the user's state, The aspect of the signal may change. Accordingly, the brain-computer interface device 100 according to an embodiment of the present invention operates adaptively to the user's environment by repeatedly measuring the test data at a predetermined time interval (or a time interval). Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIG.

한편, 도 1에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)가 구현될 수 있다. 예를 들어, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)는 다양한 정보를 출력하기 위한 디스플레이(미도시), 다른 장치와 통신하기 위한 통신부(미도시)를 더 포함하여 구현될 수 있다. On the other hand, the brain-computer interface device 100 can be implemented by more components than the components shown in FIG. For example, the brain-computer interface device 100 may further include a display (not shown) for outputting various information and a communication unit (not shown) for communicating with other devices.

도 2는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)가 적응적으로 사용자의 움직임 의도를 탐지하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 2 is a flowchart for explaining how the brain-computer interface apparatus 100 adaptively detects a movement intention of a user.

도 2를 참조하면, 먼저, 뇌 신호 측정부(110)는 실시간으로 사용자의 뇌 신호 데이터를 획득한다(S100). 획득된 뇌 신호 데이터는 프로세서(130)로 제공된다. Referring to FIG. 2, first, the brain signal measuring unit 110 acquires brain signal data of a user in real time (S100). The acquired brain signal data is provided to the processor 130.

프로세서(130)는 기 설정된 필터링 주파수 범위를 이용하여 뇌 신호 데이터를 필터링한다(S110). 여기서 필터링 주파수 범위는, 사용자의 움직임 의도에 의해 뇌의 일차 운동 영역(primary motor cortex)이 활성화됨에 따라 반응하는 주파수 대역일 수 있으며, 사전 작업 시에 해당 사용자에 최적화되도록 조정될 수 있다. 필터링 주파수 범위는, 예를 들어, 약 8 ~12 Hz 일 수 있다. The processor 130 filters brain signal data using a predetermined filtering frequency range (S110). Here, the filtering frequency range may be a frequency band in which the primary motor cortex of the brain responds to activation of the brain according to the user's motional intention, and may be adjusted to be optimized for the user during the pre-work. The filtering frequency range may be, for example, about 8 to 12 Hz.

이후, 프로세서(130)는 필터링된 데이터로부터 공통 공간 필터를 적용하여 특징 벡터를 추출한다(S120). 구체적으로, 프로세서(130)는 공통 공간 패턴(Common Spatial Pattern, CSP) 알고리즘에 기반하여 필터링된 데이터의 공분산 행렬을 산출한 후, 이에 대해 공통 공간 필터를 적용함으로써 특징 벡터를 추출할 수 있다. 여기서, 공통 공간 패턴 알고리즘은 후쿠나가-쿤츠 변환(Fukunaga-Koontz transform)을 적용한 뇌파 특징 추출 알고리즘으로, 두 가지 서로 다른 조건에서 수집된 신호들의 차이점을 가장 잘 드러내는 특징 벡터를 탐색하는데에 이용된다.Thereafter, the processor 130 applies a common spatial filter from the filtered data to extract a feature vector (S120). Specifically, the processor 130 may calculate a covariance matrix of the filtered data based on a common spatial pattern (CSP) algorithm, and then apply a common spatial filter thereto to extract a feature vector. Here, the common space pattern algorithm is an EEG feature extraction algorithm using the Fukunaga-Koontz transform, and is used to search for a feature vector that best reveals the difference between signals collected under two different conditions.

이후, 프로세서(130)는 뇌 신호 추출된 특징 벡터를 기 학습된 뇌 신호 분류기에 입력함으로써, 사용자의 의도가 복수의 움직임 중 어느 하나인지를 판단한다(S130). 여기서, 뇌 신호 분류기는 사용자의 움직임 의도를 식별하기 위한 클래스(또는 카테고리) 및 각 클래스의 특징 벡터를 포함하는 적어도 하나의 프로그램(또는 인스트럭션 세트)으로서, 예를 들어, 선형 분류기(linear classification), 이차분류기(Quadratic Classifier)등을 포함할 수 있다. Thereafter, the processor 130 determines whether the user's intention is one of a plurality of motions by inputting the feature vector extracted from the brain signal into the learned brain signal classifier (S130). Here, the brain signal classifier is at least one program (or instruction set) including a class (or category) for identifying a user's motion intention and a feature vector of each class, for example, a linear classifier, A quadratic classifier, and the like.

이후, 뇌 신호 측정부(110)는 일정 간격으로 사용자의 테스트 데이터를 획득한다(S140). 여기서, 테스트 데이터는, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)의 성능을 평가하기 위해, 사용자가 기 약속된 움직임(또는 행동)을 생각함에 따라 측정되는 뇌 신호 데이터일 수 있다. 테스트 데이터는, 기 설정된 시간 간격으로 획득되거나, 기 설정된 개수의 실시간 뇌 신호 데이터가 수신될 때마다 반복하여 획득될 수 있다. 한편, 테스트 데이터는 사용자의 사용 시간이 일정 시간 지난 이후부터 획득될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. Then, the brain signal measuring unit 110 acquires test data of the user at regular intervals (S140). Here, the test data may be brain signal data measured as the user considers the promised motion (or behavior) in order to evaluate the performance of the brain-computer interface device 100. The test data may be acquired at predetermined time intervals, or repeatedly each time a predetermined number of real-time brain signal data is received. On the other hand, the test data can be obtained after a certain time from the use time of the user, but is not limited thereto.

이후, 프로세서(130)는 테스트 데이터들 간의 차이를 기초로, 필터링 주파수 대역 갱신, 공통 공간 필터 조정 및 뇌 신호 분류기 조정 중 적어도 하나를 수행한다(S150). 즉, 프로세서(130)는 테스트 데이터들 간의 차이를 기초로 상기한 S110, S120 및 S130 과정 중 적어도 어느 하나의 과정을 갱신 및/또는 조정함으로써, 사용자의 사용 환경에 적응할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(130)는 현재 테스트 데이터와 이전 테스트 데이터의 주파수 별 피셔 비율(fisher ratio)의 편차, 특징 분포의 차이 등에 기반한 테스트 데이터들 간의 차이를 기초로 어느 과정을 최적화할지 여부를 결정한다. 이때, 이전 테스트 데이터는 현재 테스트 데이터 바로 이전의 테스트 데이터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 이전 테스트 데이터는 이전 복수의 테스트 데이터들의 평균값일 수도 있다. 이하, 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. Thereafter, the processor 130 performs at least one of filtering frequency band update, common spatial filter adjustment, and brain signal classifier adjustment based on the difference between the test data (S150). That is, the processor 130 can adapt to the user's use environment by updating and / or adjusting at least one of the steps S110, S120, and S130 based on the difference between the test data. To this end, the processor 130 determines which process to optimize based on the difference between the test data based on the frequency difference of the current test data and the previous test data, the difference in the fisher ratio, the difference in the feature distribution, . At this time, the previous test data may be test data immediately before the current test data, but is not limited thereto. For example, the previous test data may be an average value of the previous plurality of test data. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIG.

도 3은 도 1의 프로세서(130)가 테스트 데이터들 간의 차이를 기초로 필터링 주파수 대역 갱신, 공통 공간 필터 조정 및 뇌 신호 분류기 조정 중 적어도 하나를 수행하는 방법을 상세히 도시한 순서도이다. FIG. 3 is a flowchart detailing how the processor 130 of FIG. 1 performs at least one of filtering frequency band update, common spatial filter adjustment, and brain signal classifier adjustment based on differences between test data.

먼저, 프로세서(130)는 각 테스트 데이터에 대하여 현재 사용중인 필터링 주파수 대역 내에서의 신호의 피셔 비율을 산출한다(S151). 이후, 프로세서(130)는 현재 테스트 데이터와 이전 테스트 데이터의 피셔 비율의 편차가 기 설정된 제1 임계값을 초과하면(S152), 필터링 주파수 대역 갱신한다(S153). 이때, 제1 임계값은 실험적으로 결정된 값으로서, 사전 작업에서의 분류 성능이 약 70% 로 감소되는 경우를 기준으로 산출될 수 있다. First, the processor 130 calculates the Fisher's ratio of the signal within the currently used filtering frequency band for each test data (S151). Thereafter, the processor 130 updates the filtering frequency band when the deviation of the Fisher's ratio between the current test data and the previous test data exceeds a preset first threshold value (S152) (S153). At this time, the first threshold value is an experimentally determined value, and can be calculated based on a case where the classification performance in the preliminary operation is reduced to about 70%.

한편, 각 테스트 데이터의 주파수 별 피셔 비율(

Figure 112017021281736-pat00001
)은 아래의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다. On the other hand, the frequency-by-frequency Fisher ratio (
Figure 112017021281736-pat00001
) Can be calculated by the following equation (1).

Figure 112017021281736-pat00002
Figure 112017021281736-pat00002

Figure 112017021281736-pat00003
Figure 112017021281736-pat00003

Figure 112017021281736-pat00004
Figure 112017021281736-pat00004

위 식에서,

Figure 112017021281736-pat00005
Figure 112017021281736-pat00006
는 각각 클래스 내의 분산 행렬 및 클래스 간 분산 행렬을 나타낸다. 또한,
Figure 112017021281736-pat00007
는 n 번째 시행의 이산 시간(t)-주파수(f) 밀도 패턴이며,
Figure 112017021281736-pat00008
는 클래스 c (c=1, 2, ..., C)에 대한 평균 시간(t)-주파수(f) 밀도를 나타낸다. 또한,
Figure 112017021281736-pat00009
는 전체 클래스에 대한 평균 시간(t)-주파수(f) 밀도를 나타내고,
Figure 112017021281736-pat00010
는 클래스 c의 시행 회수를 나타낸다. In the above equation,
Figure 112017021281736-pat00005
And
Figure 112017021281736-pat00006
Represent the dispersion matrix and the inter-class dispersion matrix in the class, respectively. Also,
Figure 112017021281736-pat00007
Is the discrete-time (t) -frequency (f) density pattern of the nth trial,
Figure 112017021281736-pat00008
Represents the average time (t) - frequency (f) density for class c (c = 1, 2, ..., C). Also,
Figure 112017021281736-pat00009
Represents the mean time (t) - frequency (f) density for the entire class,
Figure 112017021281736-pat00010
Represents the number of trials of class c.

이후, 프로세서(130)는 각 테스트 데이터의 특징 분포의 차이를 산출한다(S154). 예를 들어, 프로세서(130)는 쿨백-라이블러 발산(Kullback-Leibler divergence, KLD) 알고리즘을 이용한 수학식 2에 의해 각 테스트 데이터의 특징 분포의 차이를 산출할 수 있다.Thereafter, the processor 130 calculates the difference of feature distribution of each test data (S154). For example, the processor 130 may calculate the difference of feature distribution of each test data by Equation (2) using a Kullback-Leibler divergence (KLD) algorithm.

Figure 112017021281736-pat00011
Figure 112017021281736-pat00011

위 식에서,

Figure 112017021281736-pat00012
는 이전 테스트 데이터의 가우시안 분포를 나타내며,
Figure 112017021281736-pat00013
은 현재 테스트 데이터의 가우시안 분포를 나타낸다. 또한,
Figure 112017021281736-pat00014
는 i 클래스의 평균을 나타내며,
Figure 112017021281736-pat00015
는 i 클래스의 공분산을 나타낸다. 또한, d는 데이터의 차원(dimension)을 나타낸다. In the above equation,
Figure 112017021281736-pat00012
Represents the Gaussian distribution of the previous test data,
Figure 112017021281736-pat00013
Represents the Gaussian distribution of the current test data. Also,
Figure 112017021281736-pat00014
Represents the average of the i classes,
Figure 112017021281736-pat00015
Denotes the covariance of i-class. Also, d represents the dimension of the data.

프로세서(130)는 현재 테스트 데이터와 이전 테스트 데이터 간의 특징 분포 차이가 제2 임계값을 초과하면(S155), 공통 공간 필터 및/또는 뇌 신호 분류기를 조정할 수 있다(S156). 이때, 제2 임계값은 실험적으로 결정된 값으로서, 사전 작업에서의 분류 성능이 약 70% 로 감소되는 경우를 기준으로 산출될 수 있다.The processor 130 may adjust the common spatial filter and / or the brain signal classifier if the feature distribution difference between the current test data and the previous test data exceeds the second threshold (S155) (S156). At this time, the second threshold value is an experimentally determined value, and can be calculated on the basis of a case where the classification performance in the pre-work is reduced to about 70%.

일반적인 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치는 사전 작업 시에 미리 산출된 공분산 행렬을 이용하여 공통 공간 필터 및 뇌 신호 분류기를 사용한다. 따라서, 사용자의 사용 환경이 변화되는 경우, 이를 반영하지 못할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 테스트 데이터 간의 특징 분포 차이가 제2 임계값을 초과하면, 공통 공간 필터 및 뇌 신호 분류기를 조정함으로써 상기한 문제를 해결할 수 있다. A general brain-computer interface device uses a common spatial filter and a brain signal classifier using a pre-calculated covariance matrix at the time of preliminary work. Therefore, if the user's environment is changed, it may not be reflected. The processor 130 according to an embodiment of the present invention can solve the above problem by adjusting the common spatial filter and the brain signal classifier when the feature distribution difference between the test data exceeds the second threshold value.

구체적으로, 공통 공간 필터를 조정하기 위해, 프로세서(130)는 미리 산출된 공분산 행렬에 기 설정된 특징 벡터 가중치를 부여할 수 있다. 아래의 수학식 3은 프로세서(130)가 특징 벡터 가중치를 부여하여 공분산 행렬(

Figure 112017021281736-pat00016
)을 갱신하는 일례이다. Specifically, in order to adjust the common spatial filter, the processor 130 may assign a predetermined feature vector weight to the previously calculated covariance matrix. Equation (3) below indicates that the processor 130 assigns a feature vector weight to the covariance matrix < RTI ID = 0.0 >
Figure 112017021281736-pat00016
Is updated.

Figure 112017021281736-pat00017
Figure 112017021281736-pat00017

위 식에서,

Figure 112017021281736-pat00018
는 특징 벡터를 나타내며,
Figure 112017021281736-pat00019
은 기 설정된 특징 벡터 가중치를 나타낸다. k는 이산적인 시간을 나타낸다. In the above equation,
Figure 112017021281736-pat00018
Represents a feature vector,
Figure 112017021281736-pat00019
Represents a predetermined feature vector weight. k represents a discrete time.

또한, 뇌 신호 분류기를 조정하기 위해, 프로세서(130)는 뇌 신호 분류기의 파라미터(parameter)를 갱신할 수 있다. 여기서, 파라미터는, 예를 들어, 각 클래스의 특징 분포의 평균, 공분산 등을 포함할 수 있다. 프로세서(130)는 기 설정된 특징 벡터 가중치(

Figure 112017021281736-pat00020
)가 부여된 특징 벡터를 상기 평균 및 공분산 중 적어도 하나에 적용함으로써 뇌 신호 분류기의 파라미터를 갱신할 수 있다. 아래의 수학식 4는 각 클래스의 특징 분포의 평균(
Figure 112017021281736-pat00021
)을 갱신하는 일례이며, 수학식 5는 각 클래스의 특징 분포의 공분산(
Figure 112017021281736-pat00022
)을 갱신하는 일례이다. In addition, in order to adjust the brain signal classifier, the processor 130 may update the parameters of the brain signal classifier. Here, the parameter may include, for example, an average of characteristic distributions of each class, a covariance, and the like. The processor 130 determines a predetermined feature vector weight
Figure 112017021281736-pat00020
) May be applied to at least one of the mean and the covariance to update the parameters of the brain signal classifier. Equation 4 below represents the average of the feature distribution of each class (
Figure 112017021281736-pat00021
(5) is an example of updating the covariance of the feature distribution of each class
Figure 112017021281736-pat00022
Is updated.

Figure 112017021281736-pat00023
Figure 112017021281736-pat00023

Figure 112017021281736-pat00024
Figure 112017021281736-pat00024

또한, 아래의 수학식 6 은 파라미터가 갱신됨에 따라 뇌 신호 분류기를 조정하는 일례이다. 한편, 수학식 6은 선형 판별 분석(linear discriminant analysis, LDA) 알고리즘에 기반한다. Equation (6) below is an example of adjusting the brain signal classifier as the parameter is updated. Equation (6) is based on a linear discriminant analysis (LDA) algorithm.

Figure 112017021281736-pat00025
Figure 112017021281736-pat00025

Figure 112017021281736-pat00026
Figure 112017021281736-pat00026

위 식에서

Figure 112017021281736-pat00027
는 선형 판별 분석(LDA)의 사상/가중치 벡터를 나타내며,
Figure 112017021281736-pat00028
는 LDA의 바이어스(bias)를 나타낸다. 또한,
Figure 112017021281736-pat00029
는 i 클래스의 평균을 나타내며,
Figure 112017021281736-pat00030
는 클래스 간 공통 평균을 나타낸다. In the above equation
Figure 112017021281736-pat00027
Represents the mapping / weight vector of linear discriminant analysis (LDA)
Figure 112017021281736-pat00028
Represents the bias of the LDA. Also,
Figure 112017021281736-pat00029
Represents the average of the i classes,
Figure 112017021281736-pat00030
Represents the common average among the classes.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)는 실시간 뇌 신호 데이터를 획득하면서, 일정 간격으로 테스트 데이터를 추가 획득하여 사용자에게 적합한 사용환경에 적응할 수 있다. 이를 통해, 사용자가 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치(100)를 장시간 사용하더라도 해당 사용자에 최적화된 사용환경을 제공할 수 있다. As described above, the brain-computer interface device 100 according to an exemplary embodiment of the present invention can acquire real-time brain signal data and acquire test data at regular intervals to adapt to a user-friendly usage environment. Accordingly, even if the user uses the brain-computer interface device 100 for a long time, it is possible to provide an optimal use environment for the user.

본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. One embodiment of the present invention may also be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as program modules, being executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. The computer-readable medium may also include computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.

본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.While the methods and systems of the present invention have been described in connection with specific embodiments, some or all of those elements or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치
110: 뇌 신호 측정부
120: 프로세서(processor)
130: 메모리(memory)
100: Brain-computer interface device
110: brain signal measuring unit
120: processor
130: memory

Claims (9)

뇌-컴퓨터 인터페이스 장치에 있어서,
뇌 신호 기반 제어 프로그램이 저장된 메모리, 및
상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는 상기 프로그램의 실행에 따라,
실시간으로 수신되는 사용자의 뇌 신호 데이터를 기 설정된 필터링 주파수 대역으로 필터링하고,
상기 필터링된 데이터로부터 공통 공간 필터를 적용하여 특징벡터를 추출하며,
상기 추출된 특징 벡터를 기 학습된 뇌 신호 분류기에 입력함으로써, 상기 사용자의 의도가 복수의 움직임 중 어느 하나인지를 판단하되,
일정 간격으로 수신되는 사용자의 테스트 데이터들 간의 차이를 기초로, 상기 필터링 주파수 대역 갱신, 상기 공통 공간 필터 조정 및 상기 뇌 신호 분류기 조정 중 적어도 하나를 수행하며,
상기 테스트 데이터는, 사용자가 기 약속된 움직임 또는 행동을 생각함에 따라 측정된 뇌 신호 데이터인 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치.
A brain-computer interface device,
A memory in which a brain signal based control program is stored, and
And a processor for executing a program stored in the memory,
The processor, upon execution of the program,
The user's brain signal data received in real time is filtered by a predetermined filtering frequency band,
Extracting feature vectors by applying a common spatial filter from the filtered data,
Determining whether the intention of the user is one of a plurality of motions by inputting the extracted feature vector into the learned brain signal classifier,
Performing at least one of the filtering frequency band update, the common spatial filter adjustment, and the brain signal classifier adjustment based on a difference between test data of a user received at regular intervals,
Wherein the test data is brain signal data measured as the user considers the promised motion or behavior.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 테스트 데이터들 간의 차이는
현재 테스트 데이터 및 이전 테스트 데이터의 주파수 범위 별 피셔 비율(fisher ratio)의 편차 및 특징 분포의 차이 중 적어도 하나에 기반하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치.
The method according to claim 1,
The difference between the test data
Wherein the difference is based on at least one of a deviation of the fisher ratio and a difference of the feature distribution by the frequency range of the current test data and the previous test data.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는
현재 테스트 데이터 및 이전 테스트 데이터의 주파수 범위 별 피셔 비율의 편차가 제1 임계값을 초과하면, 상기 필터링 주파수 대역을 갱신하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치.
The method according to claim 1,
The processor
And updates the filtering frequency band if the deviation of the Fisher's ratio by frequency range of the current test data and the previous test data exceeds a first threshold value.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는
현재 테스트 데이터 및 이전 테스트 데이터의 특징 분포의 차이가 제2 임계값을 초과하면, 미리 산출된 공분산 행렬에 기 설정된 특징 벡터 가중치를 부여함으로써, 상기 공통 공간 필터를 조정하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치.
The method according to claim 1,
The processor
Wherein the common spatial filter is adjusted by assigning a predetermined feature vector weight to a previously calculated covariance matrix if the difference of the feature distribution of the current test data and the previous test data exceeds a second threshold value, Device.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는,
현재 테스트 데이터 및 이전 테스트 데이터의 특징 분포의 차이가 제2 임계값을 초과하면, 상기 뇌 신호 분류기의 파라미터를 갱신하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치.
The method according to claim 1,
The processor comprising:
And updates the parameters of the brain signal classifier if the difference in the feature distribution of the current test data and the previous test data exceeds a second threshold value.
제 6 항에 있어서,
상기 뇌 신호 분류기의 파라미터는, 각 클래스의 특징 분포의 평균 및 공분산이며,
상기 프로세서는,
기 설정된 특징 벡터 가중치가 부여된 특징 벡터를 상기 평균 및 공분산 중 적어도 하나에 적용함으로써, 상기 뇌 신호 분류기의 파라미터를 갱신하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치.
The method according to claim 6,
The parameters of the brain signal classifier are the mean and covariance of the feature distribution of each class,
The processor comprising:
Wherein the parameters of the brain signal classifier are updated by applying a feature vector having a predetermined feature vector weight to at least one of the mean and the covariance.
뇌-컴퓨터 인터페이스 장치가 적응적으로 사용자의 움직임 의도를 탐지하는 방법에 있어서,
실시간으로 수신되는 사용자의 뇌 신호 데이터를 기 설정된 필터링 주파수 대역으로 필터링하는 단계;
상기 필터링된 데이터로부터 공통 공간 필터를 적용하여 특징벡터를 추출하는 단계; 및
상기 추출된 특징 벡터를 기 학습된 뇌 신호 분류기에 입력함으로써, 상기 사용자의 의도가 복수의 움직임 중 어느 하나인지를 판단하는 단계;를 포함하되,
일정 간격으로 수신되는 사용자의 테스트 데이터들 간의 차이를 기초로, 상기 필터링 주파수 대역 갱신, 상기 공통 공간 필터 조정 및 상기 뇌 신호 분류기 조정 중 적어도 하나를 수행하며,
상기 테스트 데이터는, 사용자가 기 약속된 움직임 또는 행동을 생각함에 따라 측정된 뇌 신호 데이터인 것인, 움직임 의도 탐지 방법.
A method for adaptively detecting a user's movement intention by a brain-computer interface device,
Filtering brain signal data of a user received in real time in a predetermined filtering frequency band;
Extracting a feature vector by applying a common spatial filter from the filtered data; And
And inputting the extracted feature vector to the learned brain signal classifier to determine whether the user's intention is one of a plurality of motions,
Performing at least one of the filtering frequency band update, the common spatial filter adjustment, and the brain signal classifier adjustment based on a difference between test data of a user received at regular intervals,
Wherein the test data is brain signal data measured as the user considers the promised motion or behavior.
제 8 항의 방법을 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.9. A computer-readable recording medium recording a program for performing the method of claim 8 on a computer.
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