KR102111970B1

KR102111970B1 - Polygraph apparatus for evaluate a degree of disability and control method thereof

Info

Publication number: KR102111970B1
Application number: KR1020180044335A
Authority: KR
Inventors: 유승현; 윤지호; 차영주; 황종석
Original assignee: 연세대학교 원주산학협력단
Priority date: 2018-04-17
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2020-05-18
Also published as: KR20190120941A

Abstract

본 발명은, 장애 등급 심사 시 의도적으로 근육을 움직이지 않는지 여부를 감지하기 위한 거짓말 탐지 기기로서, 구체적으로는, 장애 등급 심사 시 환자가 의도적으로 신체를 움직이지 않는 것을 감지하기 위한 거짓말 탐지기에 있어서, 상기 환자의 신체 일부에 부착되는 센서부, 및 상기 센서부를 통하여 감지되는 센싱 신호에 기초하여, 환자가 팔 또는 다리를 움직이려는 의사가 있는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하는, 거짓말 탐지 기기에 관한 것이다.The present invention is a lie detection device for detecting whether or not the muscle is intentionally moved during the disability rating, specifically, in a lie detector for detecting that the patient does not intentionally move the body during the disability rating. , A sensor unit attached to the body part of the patient, and a control unit for determining whether the patient is willing to move the arm or leg based on the sensing signal sensed through the sensor unit. will be.

Description

A lie detection device for evaluation of disability screening and a control method therefor {POLYGRAPH APPARATUS FOR EVALUATE A DEGREE OF DISABILITY AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 거짓말 탐지 기기 및 그것의 제어 방법에 관한 것으로 보다 구체적으로는 장애 심사 시 의도적으로 장애 정도를 속이는 것을 감지해 낼 수 있는 거짓말 탐지 기기에 관한 것이다.The present invention relates to a lie detection device and a control method thereof, and more particularly, to a lie detection device capable of detecting intentionally deceiving a degree of disorder when examining a disorder.

국가에서는 장애에 대한 등급을 정하고, 신체의 움직임이 의지대로 되지 않은 정도에 기초하여 등급에 대한 심사를 수행한다. 이러한 국가의 심사에 의해서 결정되는 장애의 등급에 따라서, 국가에서 제공되는 혜택에 큰 차이가 발생함에 따라서 부정한 방법으로 장애 심사를 수행하는 사람들이 다수 존재한다. In the country, the level of disability is determined, and the level is judged based on the degree to which the movement of the body is not at will. According to the level of disability determined by the screening of these countries, there are a large number of people who conduct screening for disabilities in a fraudulent manner as there is a large difference in the benefits provided by the country.

예를 들어, 심사 대상자가 의자에 앉아있는 상태에서 무릎 아래를 들어 올리는 동작을 통하여 장애 등급 평가를 수행할 때, 높은 장애 등급을 받기 위하여 의도적으로 다리를 올리 않는 방법을 사용한다. For example, when the evaluation of the disability level is performed through the action of lifting the lower part of the knee while the subject is sitting in the chair, a method of intentionally raising the leg is used to obtain a high disability level.

올바른 장애 등급의 부여가 불가능해 질 경우, 장애 등급 시스템 자체에 영향을 줄 뿐만 아니라 정당한 방식으로 장애 등급을 부여 받은 다른 장애인들에게 피해를 줄 수 있는 심각한 문제점이 존재한다.
미국 공개특허 US10/736490의 경우에는 '지능형 거짓말 검증 시스템'에 관한 것으로 평가자의 뇌파 등 생리 신호를 측정하여 평가자가 거짓말을 하고 있는지 여부를 판단하는 거짓말 탐지기에 관한 것이다. 하지만, 평가자의 심리적인 변화만을 감지하기 위한 거짓말 탐지기는 그 정확도에 있어서 높지 않아, 장애 평가에 적합하지 않다는 문제점이 존재한다.When it is impossible to assign the correct disability level, there is a serious problem that not only affects the disability rating system itself, but can also damage other persons with disabilities who are granted disability ratings in a legitimate manner.
In the case of US Patent Publication No. 10/736490, it relates to a 'intelligent lie verification system' and relates to a lie detector that measures whether the evaluator is lying by measuring physiological signals such as the brain waves of the evaluator. However, the polygraph for detecting only the psychological change of the evaluator is not high in accuracy, so there is a problem that it is not suitable for disability evaluation.

이에 따라서, 심사 대장사가 고의적으로 움직이지 않는지 혹은 정말 장애에 의해서 움직이지 않는 것인지를 분간할 수 있는, 이른바 장애 심사에 있어서의 거짓말 탐지기에 대한 연구가 요구되는 실정이다. Accordingly, there is a need for research on a so-called lie detector in a so-called disability screening, which can discriminate whether the screening blacksmith does not intentionally move or is really not moved by a disorder.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 신뢰성 있는 장애 등급 제도를 운영할 수 있도록 보조해줄 수 있는 거짓말 탐지 기기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention aims to solve the above and other problems. Another object is to provide a polygraph device that can assist in operating a reliable disability rating system.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Will be able to.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 를 제공한다.According to one aspect of the present invention to achieve the above or other object, provides.

본 발명에 따른 거짓말 탐지 기기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.When explaining the effect of the polygraph according to the present invention as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 장애 심사 평가 시 의도적으로 장애 정도를 속이는 것을 감지해 낼 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage that it is possible to detect intentionally deceiving the degree of disability when evaluating a disability.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 보다 정확하게 장애 정도를 파악하여 신뢰성 있는 장애 등급 제도를 운영할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage that it is possible to more accurately grasp the degree of disability and operate a reliable disability rating system.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art, and thus, it should be understood that specific embodiments such as detailed description and preferred embodiments of the present invention are given as examples only.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 거짓말 탐지 기기(1)의 블록도를 도시하는 도면이다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 일실시예에 따라 거짓말 탐지 기기(1)가 환자의 신체에 적용된 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 거짓말 탐지 기기(1)의 분석 제어 순서도를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서,　EEG　측정 장치(즉 뇌파 감지 센서)의 전극 부착 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 거짓말 탐지 기기(1)를 이용한 장애 심사 평가의 과정을 도시하는 도면이다.1 is a block diagram of a lie detection device 1 according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing a state in which the lie detection device 1 is applied to a patient's body according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an analysis control flow chart of the lie detection device 1 according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the electrode attachment position of the EEG measuring device (ie, EEG sensor) in one embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams showing a process of evaluating a disorder using a lie detection device 1 according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed herein will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are assigned the same reference numbers regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffixes "modules" and "parts" for components used in the following description are given or mixed only considering the ease of writing the specification, and do not have meanings or roles distinguished from each other in themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, detailed descriptions of related well-known technologies are omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may obscure the subject matter. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in the specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and technical scope of the present invention , It should be understood to include equivalents or substitutes.

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 ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as "comprises" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

상술한 바와 같이 국가에서는 장애에 대한 등급을 정하고, 신체의 움직임이 의지대로 되지 않은 정도에 기초하여 등급에 대한 심사를 수행한다. 이러한 국가의 심사에 의해서 결정되는 장애의 등급에 따라서, 국가에서 제공되는 혜택에 큰 차이가 발생함에 따라서 부정한 방법으로 장애 심사를 수행하는 사람들이 다수 존재한다.As described above, the country determines the grade of the disability and performs the examination of the grade based on the degree to which the movement of the body is not at will. According to the level of disability determined by the screening of these countries, there are a large number of people who conduct screening for disabilities in a fraudulent manner as there is a large difference in the benefits provided by the country.

예를 들어, 심사 대상자(장애 등급 평가를 받는 사람)가 의자에 앉아있는 상태에서 무릎 아래를 들어 올리는 동작을 통하여 장애 등급 평가를 수행할 때, 높은 장애 등급을 받기 위하여 의도적으로 다리를 올리 않는 방법을 사용한다. For example, when a person to be judged (a person who receives an evaluation of disability rating) performs disability rating evaluation by lifting a lower knee while sitting on a chair, a method of intentionally raising a leg to obtain a high disability rating Use

올바른 장애 등급의 부여가 불가능해 질 경우, 장애 등급 시스템 자체에 영향을 줄 뿐만 아니라 정당한 방식으로 장애 등급을 부여 받은 다른 장애인들에게 피해를 줄 수 있는 심각한 문제점이 존재한다. When it is impossible to assign the correct disability level, there is a serious problem that not only affects the disability rating system itself, but can also damage other persons with disabilities who are granted disability ratings in a legitimate manner.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 거짓말 탐지 기기(1)의 블록도를 도시하는 도면이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 거짓말 탐지 기기(1)가 환자의 신체에 적용된 상태를 도시하는 도면이다.1 is a block diagram of a lie detection device 1 according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are views showing a state in which the lie detection device 1 is applied to a patient's body according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 거짓말 탐지 기기(1)는 심사 대상자에 위치될 수 있는 센서부(30)을 포함한다. 도 2에서, 센서부(30)이 심사 대상자의 다리의 피부 일부(허벅지)에 위치(접촉)된다. 그러나 센서부(30)은 신체의 다른 부분(예를 들어서 팔의 장애 심사 시에는 팔의 일부)에도 위치될 수 있고 특정 신체 부위의 형태에 적응된 형태를 가질 수 있을 것이다.The lie detection device 1 shown in FIGS. 1 to 3 includes a sensor unit 30 that can be positioned on a subject. In FIG. 2, the sensor unit 30 is positioned (contacted) on a part of the skin (thigh) of the leg of the subject to be examined. However, the sensor unit 30 may be located in another part of the body (for example, a part of the arm when examining the disability of the arm) and may have a shape adapted to the shape of a specific body part.

도 1에서 도시된 바와 같이, 거짓말 탐지 기기(1)은 연결부(18)을 통해 센서부(30)과 연결되는 작동 유닛(50)을 더 포함한다. 도 1의 예에서, 연결부(18)는 전선 연결이다.As illustrated in FIG. 1, the lie detection device 1 further includes an operation unit 50 that is connected to the sensor unit 30 through the connection unit 18. In the example of Figure 1, the connection 18 is a wire connection.

예를 들어, 작동 유닛(50)은 하우징(housing)을 포함한다. 하우징의 내부에, 선택적 사용자 인터페이스(56)에 연결되고, 연결부(18)를 통해 센서부(30)과 연결되는 제어 유닛(53)이 제공된다. 사용자 인터페이스(56)는 예를 들어, 거짓말 탐지 기기(1)의 심사 대상자에게 정보를 출력하기 위한 출력 인터페이스를 형성하는 디스플레이 및 입력 인터페이스를 형성하는 제어 버튼들을 포함한다. 예를 들어, 심사 대상자는 사용자 인터페이스(56)을 통해, 장치에 의해 수행되는 작동을 위한 의도된 세팅(setting)들과 같은 입력을 제어 유닛(53)에 제공할 수 있다.For example, the operation unit 50 includes a housing. Inside the housing, a control unit 53 is provided, which is connected to the optional user interface 56 and is connected to the sensor unit 30 via a connection 18. The user interface 56 includes, for example, a display forming an output interface for outputting information to a subject of examination of the lie detection device 1 and control buttons forming an input interface. For example, the subject can provide input to the control unit 53 via the user interface 56, such as intended settings for operation performed by the device.

이 예에서, 출력 인터페이스는 데이터를 시각적으로 출력하는 것을 허용하나, 데이터는 대안적으로 또는 추가적으로 오디오 또는 다른 적당한 방법으로 출력될 수 있다.In this example, the output interface allows visual output of data, but the data can alternatively or additionally be output in audio or other suitable way.

제어부(536)는 예를 들어 이하에서 기술될 응답 신호들과 관련된 데이터 들을 저장하기 위한 메모리(533)에 연결되고/되거나 메모리를 구비한다.The control unit 536 is connected to and / or provided with a memory 533 for storing data related to response signals to be described below.

제어부(536)는 상기 센서부(30)를 통하여 감지되는 센싱 신호에 기초하여, 환자가 팔 또는 다리를 움직이려는 의사가 있는지 여부를 판단할 수 있을 것이다. 즉, 환자의 장애 심사 능동 참여 여부를 확인하는 것이다.The control unit 536 may determine whether the patient is willing to move the arm or leg based on the sensing signal sensed through the sensor unit 30. That is, it is to confirm whether the patient is actively participating in the disability screening.

출력부(538)는 판단된 의사가 있었는지 여부를 출력한다. 이때 출력부(538)는 음향 출력부이고, 상기 다리를 움직이려는 의사가 있는 경우에 기설정된 음향 데이터를 출력할 수 있다. 또는 상기 출력부(538)는 광출력부이고, 상기 다리를 움직이려는 의사가 있는 경우에 빛을 출력할 수도 있을 것이다.The output unit 538 outputs whether there is a determined intention. At this time, the output unit 538 is an audio output unit, and may output predetermined sound data when there is a desire to move the leg. Alternatively, the output unit 538 is an optical output unit, and may output light when there is a desire to move the leg.

센서부(30)들은 예를 들어, 장방형의 스트립들(strips)을 형성하는 전극 패드로 구성되는 이극성 근전계(EMG) 센서전극(30-1)이다.The sensor units 30 are, for example, a bipolar electromyoelectric (EMG) sensor electrode 30-1 composed of electrode pads forming rectangular strips.

이러한 이극성 근전계(EMG) 센서전극(30-1)는 근육 조직의 특성을 감지할 수 있으며, 이 특성은 상기 근육 조직의 활동을 위한 척도를 형성한다. 이러한 이극성 근전계(EMG) 센서전극(30-1)의 센싱 결과에 기초하여, 심사 대상자인 환자가 실제 팔이나 다리를 움직이려는 의사가 있는지 여부를 판단한다. 왜냐하면, 뇌에서 실제 팔이나 다리를 움직이라는 신호를 보낼 경우(움직이려는 의사가 있을 경우), 근육에서 해당 EMG 신호가 측정되기 때문이다. 하지만, 장애 심사에 있어서 의도적으로 근육을 움직이지 않는다면, EMG 신호가 측정되지 않을 것이다.The bipolar myoelectric (EMG) sensor electrode 30-1 can detect the characteristics of muscle tissue, which form a measure for the activity of the muscle tissue. Based on the sensing results of the bipolar myoelectric (EMG) sensor electrode 30-1, it is determined whether or not the patient to be examined actually intends to move the arm or leg. This is because when the brain sends a signal to move the actual arm or leg (if there is a doctor trying to move), the corresponding EMG signal is measured in the muscle. However, EMG signals will not be measured unless the muscles are intentionally moved in the disability screening.

센서부(30)은 제어 유닛(53)에서 신호 처리 유닛(537)의 입력에 연결된, 센서 출력을 가진다. 센서 출력을 통해, 센서는 센서 신호를 신호 처리 유닛(537)에 제공할 수 있다. 신호 처리 유닛(537)은 센서 신호로부터 활동을 위한 기준값을 결정할 수 있다, 즉 센서에 의해 감지된 신호를 측정하고 프로세서 출력을 통해 값을 제어부(536)로 출력할 수 있다.The sensor unit 30 has a sensor output connected to the input of the signal processing unit 537 in the control unit 53. Through the sensor output, the sensor can provide a sensor signal to the signal processing unit 537. The signal processing unit 537 may determine a reference value for activity from the sensor signal, that is, measure a signal sensed by the sensor and output the value to the controller 536 through a processor output.

이극성 근전계(EMG) 센서(30-1)의 다른 예시로는 단일 센서 전극 형태로 구비될 수 있음은 자명하다.It is obvious that another example of the bipolar EMG sensor 30-1 may be provided in the form of a single sensor electrode.

본 발명의 일실시예에서 센서부(30)는, 뇌파(혹은 뇌전도, EEG, Electroencephalogram) 감지 센서(30-2)를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sensor unit 30 may further include an EEG (or EEG, Electroencephalogram) sensor 30-2.

EEG(electroencephalogram)는 대뇌피질내의 신경세포의 전기적 활동을 두피에 부착한 전극을 통하여 기록한 것으로, 뇌파는 1∼50 Hz의 주파수와 약 10∼200μμV의 진폭을 가지며 1929년 독일의 생리학자 한스 베르거(Hans Berger)에 의해 처음으로 시도되었다. 이 전기적 활동성은 후에 EEG라 명명하였고, EEG가 실험자의 정신적 상태에 따라 변한다는 것을 보였다.EEG (electroencephalogram) is the recording of the electrical activity of neurons in the cerebral cortex through electrodes attached to the scalp. EEG has a frequency of 1-50 Hz and an amplitude of about 10-200 μμV, and the German physiologist Hans Berger in 1929 ( It was first attempted by Hans Berger. This electrical activity was later called EEG, and showed that EEG changes with the mental state of the experimenter.

이하에서는 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface; 이하에서는 BCI라고 호칭함)에 대해서 설명한다.Hereinafter, a brain-computer interface (hereinafter referred to as BCI) will be described.

인간이 어떤 일에 대해 생각을 하거나 행동을 할 때, 뇌 속에 있는 시냅스(synapse)에서는 신경전달물질을 이용해 정보를 전달하게 되고. 이때 뉴런 간에 생기는 전위차에 의해 전류가 발생하게 되는데, 상기 전류를 두피에 부착한 전극을 통하여 측정한 것이 뇌파(brainwaves) 또는 상술한 EEG 신호이다. BCI 기술은 이런 뇌파를 이용해서 인간의 생각이나 의지를 언어나 신체의 다른 동작을 거치지 않고 시스템에 직접 전달할 수 있는 기술이다.When a human thinks or acts on something, the synapse in the brain transmits information using neurotransmitters. At this time, a current is generated due to a potential difference generated between neurons, and it is the brainwaves or the EEG signal described above that is measured through an electrode attached to the scalp. BCI technology is a technology that can transmit human thoughts or wills directly to the system without language or other movements of the body using these brain waves.

BCI 기술은 신체적 결함이나 장애로 인해, 자신의 의사를 표현, 전달할 수 없는 사람들에게 새로운 의사소통 수단을 제공할 수 있다는 점에 큰 의의를 가지고 있으며, 이러한 기술적 이점을 이용해서 신체 장애인을 위한 의료용 보조 기구부터 뇌파를 이용한 새로운 인터페이스의 게임, 가정 자동화를 위한 전자제품 그리고, 학습 보조기구에 이르기까지 많은 응용분야에 사용될 수 있다.BCI technology has great significance in that it can provide new means of communication to people who cannot express or communicate their intentions due to physical defects or disabilities. It can be used in many applications, from devices to games with new interfaces using brain waves, electronics for home automation, and learning aids.

본 발명에서는, 이러한 BCI 기술을 활용하여, 환자(심사 대상자)가 거짓으로 심사에 임하는지 여부를 판단하고자 한다.In the present invention, by utilizing such BCI technology, it is intended to determine whether a patient (subject to be examined) is falsely screened.

시각적 자극으로 왼손이나 오른손 움직임을 상상하는 동안 피험자의 μμ 리듬 영역에서는 활동이 쇠약해지거나 차단되는 현상 혹은 억제되는 현상이 나타나며, 이러한 현상을 ERD(Event-Related desynchronization)라고 한다. 주로 μμ 리듬과 β 리듬 영역 중 국소적으로 β 에서 발생하게 된다. ERS는 ERD와 상반된 특징을 가지고 있으며 EEG의 진폭이 증가하게 되는 현상을 말한다.While imagining the left or right hand movement by visual stimulation, the subject's μμ rhythm region exhibits a weakened or blocked activity or a suppressed phenomenon, which is called ERD (Event-Related desynchronization). It mainly occurs in β μ rhythm and β rhythm region locally in β. ERS has the opposite characteristics to ERD and refers to a phenomenon in which the amplitude of EEG increases.

STFT(Short-Time Fourier Transform)은 시간-주파수 해석을 위한 가장 간단한 방법으로 짧게 쪼개진 시간 영역에서 원하는 부분에 대한 푸리에 변환을 수행하고 시간 축을 기준 삼아 주파수 분포를 도시해 나가는 방법이다. STFT를 통해 주파수 영역의 해석과 시간 영역의 해석을 표현할 수 있다.STFT (Short-Time Fourier Transform) is a simplest method for time-frequency analysis. It is a method of performing a Fourier transform on a desired part in a short-divided time domain and showing a frequency distribution based on a time axis. Through STFT, frequency domain analysis and time domain analysis can be expressed.

본 발명에서는 뇌파 감지 센서(30-2)를 통하여 추가적으로 뇌파를 실시간으로 감지하고, 이렇게 감지된 뇌파에 기초하여 환자가 능동적으로 장애 심사에 참여하고 있는지 여부(이하 능동참여인지)를 분석하도록 제안하는 것이다.In the present invention, it is additionally sensed in real time through the EEG detection sensor 30-2, and based on the EEG detected, it is proposed to analyze whether the patient is actively participating in the disability examination (hereinafter, whether it is active participation). will be.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 거짓말 탐지 기기(1)의 분석 제어 순서도를 도시하는 도면이다.4 is a diagram illustrating an analysis control flow chart of the lie detection device 1 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 장애 심사에 능동참여인지 분석 방법은 뇌파 획득 단계(S401), 필터링 적용 단계(S402), STFT 적용 단계(S403)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 사용자 능동참여인지 분석 방법은 이하에서 설명하게 될 사용자 능동참여인지 분석 장치에 의해 각각의 단계가 수행될 수 있다.Referring to FIG. 4, a method for analyzing whether an active participant is involved in a disability examination according to an embodiment may include an EEG acquisition step (S401), a filtering application step (S402), and an STFT application step (S403). In the method for analyzing whether the user is actively participating according to an embodiment, each step may be performed by the apparatus for analyzing whether or not the user is actively participating.

먼저, 뇌파 획득 단계(S401)에서 마이크로프로세서(536)는 뇌파 감지 센서, 구체적으로 EEG 측정 장치(예컨대, Emotiv사의 EPOC 장치)로부터 실제 측정된 로우 EEG 신호(raw EEG signal)를 획득할 수 있다. 이어서 마이크로프로세서(536)는 획득한 뇌파 데이터에서 노이즈를 제거하거나 미약한 뇌파 데이터를 증폭함으로써 뇌파 데이터에 대한 전처리 과정을 수행할 수 있다.First, in the EEG acquisition step (S401), the microprocessor 536 may acquire a raw EEG signal actually measured from an EEG sensor, specifically, an EEG measurement device (eg, EPOC device of Emotiv). Subsequently, the microprocessor 536 may perform pre-processing for the EEG data by removing noise from the acquired EEG data or amplifying the weak EEG data.

본 실시예에서는 128SPS(2048㎐)의 샘플링 레이트(sampling rate)를 가지는 14채널의 전극을 10-20 전극 위치법에 따라 사용자에게 부착하여 사용자의 실제 뇌파 데이터를 획득할 수 있다. 필요 이상의 샘플링 레이트는 처리할 데이터의 비대화를 초래하여 처리 속도 저하의 문제가 발생하며 실시간 구동에 있어서 많은 제약 사항으로 작용될 수 있다. 이에, 본 실시예에서는 뇌파 분석에 필요한 최소 필요 샘플링 수인 128SPS가 바람직하며, 이에 한정되는 것은 아니고 뇌파계에서 정의하기에 따라서 일정 범위(128±±ααSPS) 내에서 얼마든지 변경 가능하다.In this embodiment, 14 channels of electrodes having a sampling rate of 128 SPS (2048 Hz) can be attached to the user according to the 10-20 electrode positioning method to obtain actual EEG data of the user. Sampling rate higher than necessary causes the data to be processed to be enlarged, which causes a problem of a decrease in processing speed, and can be a limitation in many cases in real-time operation. Thus, in the present embodiment, 128SPS, which is the minimum required sampling number required for EEG analysis, is preferred, but is not limited thereto, and can be changed within a certain range (128 ±± ααSPS) as defined by the EEG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서,　EEG　측정 장치(즉 뇌파 감지 센서)의 전극 부착 위치를 설명하기 위한 도면이다. 사용자의 두뇌에 전극을 부착하여 뇌파 데이터를 측정하게 되며, 이때 뇌파를 측정하기 위한 전극 부착 위치는 도 4에 도시한 바와 같이 국제 표준법인 10-20 전극 시스템에 의거하여 두피의 19개 전극 (Fp1, Fp2, F7, F8, F3, F4, Fz, T3, T4, C3, C4, Cz, T5, T6, P3, P4, Pz, O1, O2) 및 추가적으로 Fpz, Oz 2개의 전극을 선택적으로 결정할 수 있다.5 is a view for explaining an electrode attachment position of an EEG measurement device (ie, an EEG sensor) in an embodiment of the present invention. Electrodes are attached to the user's brain to measure EEG data. At this time, the electrode attachment location for measuring EEG is 19 electrodes of the scalp (Fp1) based on the international standard 10-20 electrode system as shown in FIG. , Fp2, F7, F8, F3, F4, Fz, T3, T4, C3, C4, Cz, T5, T6, P3, P4, Pz, O1, O2) and additionally Fpz, Oz 2 electrodes can be selectively determined have.

특히 본 발명의 일실시예에 따른 거짓말 탐지 기기(1)는, 운동과 관련되는 뇌파만을 측정하여 간편하면서도 정확도를 유지할 수 있도록 제안한다. 일반적으로 신체의 움직임과 관련되는 뇌파는 전두엽에 의해서 생성된다. 즉 운동을 담당하는 뇌의 부분이 전두엽이다. 그렇기 때문에, 장애 심사와 관련되는, 즉 신체 일부를 움직이고자 하는 신호는, 뇌의 전두엽으로부터 나올 수 있을 것이다.In particular, the lie detection device 1 according to an embodiment of the present invention is proposed to measure the brain waves related to exercise, and to maintain accuracy while being simple. In general, brain waves related to body movement are generated by the frontal lobe. In other words, the part of the brain responsible for exercise is the frontal lobe. Therefore, signals related to disability screening, that is, movement of body parts, may come from the frontal lobe of the brain.

이를 위하여 본 발명의 일실시예에서는 전두엽과 관련되는 F3 및 F4 채널만을 측정하도록 제안한다.To this end, in one embodiment of the present invention, it is proposed to measure only F3 and F4 channels related to the frontal lobe.

상술한 10-20 전극 시스템으로부터 측정되는 모든 뇌파를 측정하기 위해서는 상당히 큰 부피의 장치가 필요할뿐만 아니라, 환자의 머리에 다수의 채널 센서를 연결하는 것 역시 쉽지 않다. 따라서 본 발명에서는 F3, F4 채널으로부터 측정되는 EEG 신호에 기초하여 환자가 거짓말을 하는지 하지 않는지 여부(즉, 능동적으로 심사에 참여하고 있는지 여부)를 판단하고자 하는 것이다.In order to measure all the EEG measured from the 10-20 electrode system described above, not only a fairly large volume device is required, but it is also not easy to connect multiple channel sensors to the patient's head. Therefore, in the present invention, based on the EEG signal measured from the F3 and F4 channels, it is intended to determine whether the patient is lying or not (ie, actively participating in the examination).

다시 도 4에서, 필터링 적용 단계(S402)에서 제어부(536)는 획득한 뇌파 데이터에서 뮤리듬(μ) 영역인 8-30㎐ 영역을 분류할 수 있다. 이때, 사용자 능동참여인지 분석하기 위하여 제어부(536)은 DNF(digital notch filter) 또는 BPF(band pass filter)를 이용하여 필요한 영역을 분류할 수 있다. 뇌파에서의 운동 감각에 따른 특징은 주로 8-30㎐의 주파수 영역에서 나타나기 때문이다.In FIG. 4 again, in the filtering application step (S402), the controller 536 may classify the 8-30 ㎐ region, which is a muric (μ) region, from the acquired EEG data. At this time, in order to analyze whether the user is actively participating, the controller 536 may classify a required area using a digital notch filter (DNF) or a band pass filter (BPF). This is because the characteristics according to the sense of movement in the EEG appear mainly in the frequency range of 8-30 Hz.

STFT 적용 단계(S403)에서 제어부(536)는 8-30㎐ 영역의 뇌파 데이터를 짧게 쪼개진 시간 영역에 대한 푸리에 변환을 수행할 수 있다.In the STFT application step (S403), the controller 536 may perform a Fourier transform on the time domain in which the EEG data in the 8-30 km region is shortly divided.

즉, 제어부(536)는 훈련자의 능동참여인지를 분석하기 위하여 전처리된 뇌파 데이터를 기 설정된 알고리즘에 입력하여 주파수 신호로 변환하고, 변환된 주파수 영역에 따라 원하는 부분의 뇌파를 분류할 수 있다.That is, the controller 536 may input pre-processed EEG data into a predetermined algorithm to analyze whether a trainee is actively participating, convert the EEG data into a frequency signal, and classify the EEG of a desired part according to the converted frequency domain.

본 발명의 일실시예에 따른 제어부(536)는 상기 S401 단계 ~ S403 단계의 뇌파에 기초하여 심사의 정당성 여부를 판단할 수 있을 것이다(S404 단계)The control unit 536 according to an embodiment of the present invention may determine whether the screening is justified based on the EEGs of steps S401 to S403 (step S404).

즉, 환자는 심사를 위하여 팔이나 다리 등을 움직이기 위하여 집중을 하게 되면, 그에 맞는 뇌파가 더 강하게 발생되고, 발생되는 뇌파를 측정하여 심사의 정당성 여부를 확인할 수 있을 것이다.In other words, if the patient concentrates to move the arm or leg for examination, the corresponding EEG is generated more strongly, and the generated EEG can be measured to confirm the validity of the examination.

환자가 실제로 팔이나 다리를 움직이려고 노력하기 위하여 집중(상상)을 하는 경우, 뇌파 활성도가 높아지게 된다. 이때 뇌파 활성도의 지표는 소정 주기 동안 발생된 뇌파의 평균으로 구해질 수도 있지만, 아래 수학식 1에 의해서 계산된 ERS(event-related synchronization)에 기초하여 구해질 수도 있을 것이다.When the patient actually concentrates (imagines) to try to move the arm or leg, the EEG activity increases. At this time, the index of EEG activity may be obtained as an average of EEG generated during a predetermined period, but may also be obtained based on ERS (event-related synchronization) calculated by Equation 1 below.

여기서, P는 파워를 나타내고, j는 시간을 나타내고, f_k 는 주파수를 나타내며,　

는 f_k　주파수에서의 r₀에서 r_0+m 시간의 평균 파워를 나타낸다.Here, P represents power, j represents time, f _k represents frequency,

Denotes the average power of r ₀ to r _{0 + m} time at the f _k frequency.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 거짓말 탐지 기기(1)를 이용한 장애 심사 평가의 과정을 도시하는 도면이다.6 and 7 are diagrams showing a process of evaluating a disorder using a lie detection device 1 according to an embodiment of the present invention.

도 6에서와 같이, 환자(심사 대상자)는 의자에 앉은 상태로 장애 심사를 진행하게 된다. 장애 심사 진행 시, 상술한대로 이극성 근전계(EMG) 센서전극(30-1) 및 뇌파 감지 센서(30-2)을 환자에게 부착시킬 수 있다.As in FIG. 6, the patient (subject to be examined) proceeds with the disability examination while sitting in a chair. In the course of disability examination, a bipolar myoelectric (EMG) sensor electrode 30-1 and an EEG sensor 30-2 may be attached to a patient as described above.

다리의 장애를 평가하기 위하여, 평가자는 환자에게 다리를 뻗어보라고 지시해 볼 수 있다.To assess leg disability, the evaluator may instruct the patient to stretch the leg.

도 7에서와 같이, 환자가 다리를 뻗게 되면, 장애가 없다고 판단할 수 있을 것이다. 하지만 도 6에서와 같이 환자가 다리를 못뻗은 상태라면, 뻗으려는 의사가 있는데도 다리가 움직이지 않는 것인지 혹은 의도적으로 다리를 뻗지 않아서 심사 결과를 조작하고자 하는 것인지 확인해야 할 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 거짓말 탐지 기기(1)를 통하면, 환자의 다리로부터 측정되는 EMG 신호와 뇌로부터 측정되는 EEG 신호에 기초하여 정확하게 환자의 능동 참여 여부를 확인하여 출력하여 줄 수 있을 것이다.As in FIG. 7, if the patient stretches his or her legs, it may be determined that there is no disability. However, as shown in FIG. 6, if the patient is in a state in which the leg is not extended, it is necessary to check whether the leg does not move even though the doctor intends to stretch or intends to manipulate the examination result because the leg is not intentionally extended. Through the lie detection device 1 according to an embodiment of the present invention, it is possible to accurately check and output the active participation of the patient based on the EMG signal measured from the patient's leg and the EEG signal measured from the brain. will be.

이상으로 본 발명에 따른 거짓말 탐지 기기(1)의 실시예를 설시하였으나 이는 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면 또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다. 또한 본 발명에서 제시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로써 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되어질 수 있을 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것으로서, 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능한 것이다.As described above, although an embodiment of the lie detection device 1 according to the present invention has been described, it is described as at least one embodiment, whereby the technical spirit of the present invention and its configuration and operation are not limited. The scope of the technical spirit of the present invention is not limited / limited by the drawings or the description referring to the drawings. In addition, the concept and embodiment of the invention presented in the present invention may be used by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains as a basis for modifying or designing in a different structure to perform the same purpose of the present invention. , The equivalent structure modified or changed by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains is bound by the technical scope of the present invention described in the claims, and the scope or scope of the invention described in the claims Various changes, substitutions, and changes are possible without departing.

Claims

A lie detector for detecting that the patient does not move the body intentionally at the time of disability rating,
A sensor unit attached to a part of the patient's body;
A control unit determining whether a patient has a doctor who wants to move an arm or a leg based on a sensing signal sensed through the sensor unit; And
It includes an output unit for outputting whether or not the determined doctor,
The sensor unit,
EMG (electromyograph) signal is measured from the patient's thigh,
Among the EEG (electroencephalogram) detected in the patient's head, only F3 and F4 channels are selectively detected,
The control unit determines whether or not the doctor is present by considering the measured EMG signal and the EEG signal together,
The determination as to whether or not the doctor is present is characterized by determining whether the leg does not move or intentionally does not extend even though there is a doctor who intends to stretch when the leg does not move after instructing the patient to stretch the leg. Made with,
Polygraph.

delete

According to claim 1,
The output unit is an audio output unit, characterized in that for outputting predetermined sound data when there is a desire to move the leg,
Polygraph.

According to claim 1,
The output unit is an optical output unit, characterized in that for outputting light when there is a desire to move the leg,
Polygraph.

In the method of controlling the polygraph to detect that the patient does not move the body intentionally during the disability rating screen,
Sensing a signal from the patient's body through a sensor unit attached to the body part of the patient;
Determining whether a patient is willing to move an arm or a leg based on a sensing signal sensed through the sensor unit; And
And outputting whether the doctor was present through the output unit,
The step of detecting the signal,
Measuring an electromyograph (EMG) signal from the patient's thigh; And
And selectively detecting only F3 and F4 channels among the electroencephalograms (EGGs) detected in the patient's head,
In the determining step, it is determined whether the doctor is present by considering the measured EMG and EEG signals together,
The determination as to whether or not the doctor is present is characterized by determining whether the leg does not move or intentionally does not extend even though there is a doctor who intends to stretch when the leg does not move after instructing the patient to stretch the leg. Made with,
Control method of polygraph.

delete

The method of claim 11,
The output unit is an audio output unit,
The outputting step may include outputting predetermined sound data when there is a desire to move the leg.
Control method of polygraph.

The method of claim 11,
The output unit is an optical output unit,
The outputting step may include outputting light when there is a desire to move the leg.
Control method of polygraph.