KR20020068681A - Concentration and stability measurement system using headset type EEG equipment - Google Patents

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KR20020068681A
KR20020068681A KR1020010008884A KR20010008884A KR20020068681A KR 20020068681 A KR20020068681 A KR 20020068681A KR 1020010008884 A KR1020010008884 A KR 1020010008884A KR 20010008884 A KR20010008884 A KR 20010008884A KR 20020068681 A KR20020068681 A KR 20020068681A
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Abstract

PURPOSE: A degree of immersion and stability measurement system is provided to measure the degree of immersion and stability in a convenient manner, while reducing restriction caused due to the electrodes during brain wave measurement. CONSTITUTION: A measurement system comprises a headset type brain wave detection sensor unit(1) having brain wave measurement electrodes(9) attached to the sensor unit; a brain wave measurement amplifier unit(2) for amplifying signals to be suitable for the input range of the sound card which is used to digitalize the brain wave signal detected through a filter for detecting only a brain wave signal from the detected signal of human body; and a brain wave signal analyzer unit for outputting a quantitative degree of immersion and stability through a comparison between the frequency of the digitalized brain wave signal and the brain wave component.

Description

헤드셋형 휴대용 뇌파측정기를 이용한 집중도와 안정도 측정 시스템{Concentration and stability measurement system using headset type EEG equipment}Concentration and stability measurement system using headset type EEG equipment
본 발명은 뇌파신호를 간편하게 측정 및 분석하여 출력된 집중도와 안정도를 타응용 제품에 쉽게 사용할 수 있도록 하였고, 사용자는 집중도와 안정도를 조절하는 마인드콘트롤 능력을 향상 할 수 있는 장비의 발명에 관한 것이다.The present invention is to easily measure and analyze the EEG signal, so that the output concentration and stability can be easily used in other applications, the user relates to the invention of equipment that can improve the mind control ability to adjust the concentration and stability.
뇌파의 계측은 대뇌피질, 또는 머리표면에서 대뇌에서 발생되는 전위를 측정한 것으로써 측정 피험자의 상태에 따라서 특정 주파수범위를 갖는 δ, θ, α, β파형을 나타낸다. δ파는 깊은 수면상태에 있을 때나 갓난아이에서 주로 나타나며4Hz 이하의 주파수대를 보이고, θ파는 4∼8Hz의 파형으로서 정서적으로 불안한 상태에 있거나 주위가 산만할 때 주로 나타난다. 그리고, α파는 정신적으로 안정되고 눈을 감고있는 상태에서 뚜렷이 나타나고 8∼13Hz의 주파수를 포함하며, β파는 13Hz 이상의 주파수로서 뇌의 활발한 활동에 의한 빠르고 불규칙한 형태로 나타난다.EEG measurement measures the potential generated in the cerebral cortex or the cerebrum on the head surface, and represents δ, θ, α, and β waveforms having a specific frequency range depending on the state of the measurement subject. The δ wave appears mainly in a deep sleep state or in newborns and shows a frequency band below 4 Hz, and the θ wave is a waveform of 4 to 8 Hz, mainly in an emotionally unstable state or in distractions. In addition, the α wave is clearly mentally stable and includes a frequency of 8 to 13 Hz, and the β wave is a frequency of 13 Hz or more and appears in a fast and irregular form due to the active activity of the brain.
최근 뇌파를 응용한 사물을 제어하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 외국의 경우 호주의 시드니 공대에서는 눈을 감을 때 발생되는 알파파를 이용하여 스위치를 켜고 끄는 마인드 스위치를 연구하였으며 유럽과 미국의 공동연구 기관인 ANNDEE(EEG-based Diagnosis of Neurological and Psychiatric Disorders by Artificial Neural Networks)에서는 동작을 상상하면 두뇌의 운동영역에서 특정한 형태의 뮤파가 발생됨을 이용하여 이를 신경회로망을 통해 기계를 동작하는 연구가 진행중이다. 일본에서는 뇌파를 이용하여 모음과 자음을 구별하고 더 나아가서는 음절, 단어를 구별하는 연구를 통하여 새로운 의사전달 수단으로 뇌파를 이용할 수 있는 가능성을 보여 주었다. 미국의 Salk 연구소와 Naval Health Research Center에서는 뇌파의 파워 스펙트럼과 눈 깜박임을 통해 각성수준을 측정하는 연구가 수행 중이며, 미국의 벤처 기업인 IBVA에서는 자동차 경주게임에서 방향은 조이스틱으로, 속도는 뇌파로 조정하는 게임기를 개발하였고 뇌파와 눈동자의 움직임을 추적하여 CD연주기를 작동시키는 기술 등이 개발되고 있다. 국내에서는 전자통신연구소에서 BCI(brain computer interface) 과제를 통해 뇌파의 응용에 대하여 연구를 하고 있으며, 국내특허 제2000-0006629, 제2000-0006630에서는 뇌파를 이용한 두뇌개발 전용 바이오 피드백 장비와 게임기를 제시하고 있고 이를 위하여 다섯개의 전극이 부착된 헤드밴드를 이용하여 측정된 뇌파를 증폭기와 A/D변환기 및 시리얼 통신 모듈을 이용하여 컴퓨터에서 인식하도록 하였고 뇌파를 실시간 분석하도록 구성되었다. 감성공학 분야에서는 뇌파를 감성측정요소 중 하나로 선정하여 감성상태를 반영하는 여러 생체신호와 함께 정량적인 감성측정 연구에 중요한 필수 요소로써 사용하고 있다.Recently, researches on controlling things using EEG have been actively conducted. In foreign countries, the Sydney Technical University of Australia studied mind-switches that switch on and off using alpha waves generated when the eyes were closed.An ENE-based Diagnosis of Neurological and Psychiatric Disorders by Artificial Neural Networks In the case of), a research is being conducted to operate a machine through neural networks by using a specific type of mupa generated in the brain's motion region. In Japan, the use of brain waves to distinguish vowels and consonants, and further to distinguish syllables and words, has shown the possibility of using them as a new means of communication. The Salk Institute and Naval Health Research Center in the United States are conducting research to measure the level of awakening through the power spectrum and blinking of the brain waves.In the US venture company, IBVA, the direction is adjusted to the joystick and the speed to the brain waves in a car racing game. Game machines have been developed, and techniques for tracking the movement of brain waves and pupils and operating CD cycles are being developed. In Korea, the Institute of Electronics and Telecommunications is conducting research on the application of brain waves through the BCI (brain computer interface) task, and in Korean Patent Nos. 2000-0006629 and 2000-0006630, biofeedback devices and game machines dedicated to brain development using brain waves are presented. For this purpose, EEG measured by using head electrode with five electrodes was recognized by computer using amplifier, A / D converter and serial communication module and it was configured to analyze EEG in real time. In the field of emotional engineering, EEG is selected as one of the emotional measuring elements and used as an essential element in the study of quantitative emotional measurement along with various biological signals reflecting the emotional state.
그러나 뇌파를 이용한 응용제품을 연구 또는 개발을 하고자 하는데 있어서 기본이 되는 뇌파 측정장비는 고가이며 주로 의료용이므로 뇌파측정 채널수가 사용하고자 하는 뇌파측정 채널 수보다 많으며 게임 등의 타 응용제품에 손쉽게 사용하기에는 착용감과 유동성이 고려되지 않았고 대부분 한가지의 제품에만 사용이 가능한 전용제품이 대부분이다. 또한 전원공급문제와 A/D변환을 위한 칩의 사용 및 컴퓨터 인터페이스를 위한 장치들로 인하여 측정장비의 크기가 크며 가격이 고가이다. 그리고 대부분 의료용은 뇌파신호 모니터링용이며 연구용 뇌파 장비는 실제 타제품에 응용 가능한 파라미터가 출력되는 것이 아니고 분석된 수치의 정확성과 신속성 면에서도 실제 상황에 이용될 수 있는 수준에 크게 못 미친다.However, the basic EEG measurement equipment for researching or developing applications using EEG is expensive and mainly for medical use, so the number of EEG measurement channels is larger than the EEG measurement channels to be used, and it is easy to use for other applications such as games. Most of them are exclusive products that do not take into account excess liquidity and can be used for only one product. In addition, due to power supply problems, the use of chips for A / D conversion, and devices for computer interfaces, the measuring equipment is large and expensive. In addition, most medical applications are for monitoring EEG signals, and research EEG equipment does not output parameters applicable to other products, and it is far below the level that can be used in actual situations in terms of accuracy and speed of analysis.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 헤드셋형 초소형 뇌파 측정기로 손쉽게 뇌파를 측정하고 집중도와 안정도를 실시간으로 출력하여 게임 등의 타 응용제품에 손쉽게 응용할 수 있도록 하는 것을 제1의 발명의 목적으로 하고 일반 헤드셋의 기능을 모두 가지며 뇌파측정이 필요한 경우에 비구속적으로 뇌파를 측정하는 기능을 포함한 뇌파측정센서 구현을 제2의 목적으로 한다. 또한 초소형, 초저가형 뇌파장비 구형을 위하여 내부에 전원공급장치와 신호의 디지털화를 위한 A/D칩을 필요로 하지 않도록 하는 것을 제3의 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the first aspect of the present invention is to easily measure an EEG with a headset-type EEG and output concentration and stability in real time so that it can be easily applied to other applications such as games. The second object of the present invention is to implement an EEG sensor that includes all the functions of a normal headset and includes the function of measuring EEG non-consistently when EEG measurement is required. In addition, a third purpose is to avoid the need for an A / D chip for digitization of a signal and a power supply inside for an ultra small and ultra low cost EEG device.
제 1 도는 본 발명의 전체적인 구성을 나타내는 블록선도.1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention.
제 2 도는 헤드셋 타입의 뇌파검출센서부와 뇌파측정앰프부의 사시도.2 is a perspective view of a headset type EEG detection unit and an EEG measurement unit.
제 3 도는 본 발명의 사용시의 하드웨어 구성도.3 is a hardware configuration diagram when using the present invention.
제 4 도는 본 발명의 소프트웨어 흐름선도.4 is a software flow diagram of the present invention.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 간편하게 착용이 가능하고 일반적인 헤드셋으로도 사용가능한 헤드셋형 뇌파검출센서와 저가이면서 초소형 뇌파측정 앰프 및 뇌파 분석 알고리즘으로부터 집중도와 안정도를 타 응용에 이용하기 쉽도록 발명한 헤드셋형 휴대용 뇌파 측정을 이용한 집중도 및 안정도 측정기에 관한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention is easy to use the concentration and stability from the headset-type EEG sensor and low-cost and small EEG and EEG analysis algorithm that can be easily worn and used as a general headset, easy to use in other applications It relates to a concentration and stability measuring instrument using a headset-type portable EEG measurement.
이하, 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the drawings.
도1은 본 발명의 전체적인 블록선도로써 사용자로부터 집중도와 안정도를 출력하기까지의 구성 경로를 보여주고 있다. 뇌파검출센서부(1)는 일반적인 헤드셋의 기능을 포함하면서 뇌파를 검출하도록 설계된 센서이며 뇌파측정앰프부(2)는 뇌파 측정모드인지 일반 헤드셋 모드인지를 구분하는 선택스위치(3)와 뇌파를 검출 및 증폭하기 위한 차동즉폭기(4), 측정된 뇌파로부터 분석하고자 하는 주파수 대역만을 걸러내는 아날로그필터(5)가 포함된다. 뇌파신호분석부(6)에는 사운드카드 마이크 입력(7)과 뇌파 분석 알고리즘(8)으로 구성되어 있다. 일반적으로 기존의 뇌파분석장비는 뇌파 분석을 위하여 고가의 A/D변환 전용 카드를 사용하여 디지털화된값을 직접 컴퓨터에서 인식하여 사용하는 방법과 A/D칩을 이용하여 아날로그 신호를 디지털화 한 후 시리얼 통신으로 컴퓨터로 전송하는 방법을 사용한다. 그러나 본 발명의 뇌파신호분석부(6)에서는 마이크로 들어온 음성신호를 티지털화 하는 사운드카드의 A/D칩을 이용하여 뇌파를 디지털화 시키고 컴퓨터로 전송하는 작업을 한번에 해결하였다.1 is a block diagram of the present invention showing a configuration path from the user to output the concentration and stability. The EEG detection unit 1 is a sensor designed to detect an EEG while including a function of a general headset, and the EEG measuring unit 2 detects an EEG and a selection switch 3 for distinguishing between an EEG measurement mode and a general headset mode. And a differential instantaneous amplifier 4 for amplification, and an analog filter 5 for filtering only a frequency band to be analyzed from the measured brain waves. The EEG signal analysis section 6 includes a sound card microphone input 7 and an EEG analysis algorithm 8. In general, conventional EEG equipment uses expensive A / D conversion dedicated card to directly recognize the digitized value by using computer and E / A chip to digitize analog signal Use the method of communication to the computer by communication. However, the EEG signal analysis unit 6 of the present invention solves the task of digitizing the EEG and transmitting it to the computer at once using the A / D chip of the sound card that digitalizes the voice signal coming into the microphone.
전원공급에 있어서 일반적인 뇌파장비 또는 뇌파 응용 장비의 경우 차동증폭기 및 필터와 증폭기의 구동을 위한 전원 공급을 위하여 별도의 전원공급장치를 둔다. 그러나 본 발명에서는 전원공급을 프린트포트의 데이터버스로부터 5 V의 전원을 공급받아 사용하므로 별도의 전원 공급장치가 필요 없다. 또한 미리 지정해 놓은 뇌파 측정버튼을 누르면 프린터포트의 데이터버스 중 1비트가 일정시간 동안 5 V로 유지되며 이는 뇌파측정앰프부(2)의 선택 스위치를 뇌파 측정모드로 변환시켜 뇌파를 측정 및 분석하게 된다. 참고로 스위치는 일반적인 아날로그 스위치를 사용하였고 스위치 콘트롤 입력으로 5 V가 들어오면 뇌파측정회로와 연결되고 0 V가 들어오면 마이크회로와 연결되도록 하였다. 따라서 사용자는 게임 또는 컴퓨터 작업등 특정작업을 수행하는 중에도 뇌파측정이 필요할 때면 언제든지 집중도 및 안정도 측정이 가능하도록 하였다. 단, 뇌파 측정버튼은 키보드의 특정키, 마우스, 조이스틱의 버튼과 같이 컴퓨터의 주변기기면 모두 가능하다.In the case of power supply, in general EEG equipment or EEG application equipment, a separate power supply device is provided for power supply for driving differential amplifiers, filters, and amplifiers. However, in the present invention, since the power supply uses 5 V of power from the data port of the print port, a separate power supply is not required. In addition, when a previously designated EEG measurement button is pressed, one bit of the data port of the printer port is maintained at 5 V for a predetermined time, which converts the selector switch of the EEG measurement unit 2 to EEG measurement mode to measure and analyze EEG. do. For reference, the switch uses a general analog switch, and when 5 V is input as the switch control input, it is connected to the EEG circuit and when 0 V is input, it is connected to the microphone circuit. Therefore, the user can measure the concentration and stability at any time when EEG measurement is necessary even while performing a specific task such as game or computer work. However, EEG button can be used for any peripheral device of the computer, such as a specific key on the keyboard, a mouse and a button on the joystick.
도2는 헤드셋 타입의 뇌파측정 센서부와 뇌파측정앰프부의 사시도이다. 먼저 헤드셋 타입의 뇌파측정센서부(1)에는 이마 부분과 접촉하게 되는 부분에 3개의 전극(9)을 일렬로 배치시켰다. 일반적으로 뇌파 측정 방법에는 한 개의 기준전극과액티브 전극과의 전위차이를 측정하는 유니폴라 측정방법과 기준전극을 중심으로 각 액티브 전극간의 전위차이를 측정하는 바이폴라 방식이 있다. 본 발명에서는 바이폴라 방식으로 뇌파를 측정하도록 하였으므로 가운데의 전극은 기준 전극이며 왼쪽과 오른쪽 전극은 액티브 전극이다. 3개의 전극은 스폰지 또는 탄성이 많은 고무류의 고정판(10)에 고정하였다. 고정판은 전극을 이마에 일정압력으로 밀어주어 전극의 접촉에 도움을 주는 역할을 하므로 뇌파 측정시 헤드셋의 작은 움직임에 의한 노이즈발생을 방지할 수 있다. 뇌파 측정을 하지 않을 경우에는 마이크(11)를 사용할 수 있도록 하였고 장기 착용시 귀걸이 부분에 통증을 줄이기 위하여 부드럽고 탄력이 있는 고무 등의 재질로 귀걸이 보호대(12)를 만들었다. 또한 안정적으로 헤드셋을 고정시키기 위하여 탄성이 있는 고정밴드(13)를 쉽게 붙이고 뗄 수 있도록 하였다. 뇌파측정앰프(2)는 컴퓨터의 병렬포트에 연결이 가능하도록 케이스 외부에 25pin connector를 부착하였고 뇌파측정앰프에서 나오는 두 개의 잭(14)인 이어폰 전용잭과 마이크와 뇌파입력 겸용잭을 통하여 컴퓨터와 인터페이스 할 수 있도록 구성하였다.2 is a perspective view of a headset-type EEG sensor unit and an EEG measurement unit. First, in the headset type EEG sensor 1, three electrodes 9 are arranged in a line in contact with the forehead portion. In general, EEG measuring methods include a unipolar measuring method for measuring a potential difference between one reference electrode and an active electrode, and a bipolar method for measuring the potential difference between each active electrode around the reference electrode. In the present invention, since the EEG is measured by the bipolar method, the center electrode is a reference electrode and the left and right electrodes are active electrodes. Three electrodes were fixed to the fixed plate 10 of sponge or elastic rubber. The fixed plate serves to help the electrode contact by pushing the electrode at a constant pressure on the forehead, thereby preventing noise caused by the small movement of the headset during EEG measurement. When not measuring the EEG, the microphone (11) can be used, and earring protectors (12) were made of a soft and elastic material such as rubber to reduce pain in the earring part during long-term wearing. In addition, in order to stably fix the headset, the elastic fixing band 13 was easily attached and detached. The EEG (2) has a 25pin connector attached to the outside of the case so that it can be connected to the parallel port of the computer.The two jacks (14) coming out of the EEG measure earphone jack, microphone and EEG input jack. It is configured to interface.
도3은 사용자가 본 발명을 사용할 경우의 하드웨어 셋팅을 나타낸 것으로써 사용자는 뇌파측정센서(1)를 착용하고 뇌파 측정 앰프부(2)를 컴퓨터의 병렬 포트와 연결하여 전원공급과 선택스위치(3)의 입력인 뇌파측정 버튼의 on/off 신호를 받으며 마지막으로 뇌파측정앰프부(2)로부터 나온 두개의 잭(14) 각각을 싸운드 카드의 이어폰입력과 마이크 입력에 삽입 함으로 모든 하드웨어의 셋팅이 끝난다.Figure 3 shows the hardware settings when the user uses the present invention, the user wears the EEG sensor (1) and connects the EEG measurement unit (2) with the parallel port of the computer, the power supply and selection switch (3) Receives the ON / OFF signal of the EEG button, which is the input of the), and finally, inserts each of the two jacks 14 from the EEG part 2 into the earphone input and the microphone input of the sound card, and all hardware settings are completed. .
도4는 본 발명의 집중도와 안정도를 측정하기 위한 소프트웨어 프로그램의전체 흐름선도이다. 먼저 프로그램이 시작되면 뇌파 분석 시간을 입력하게 된다(단계15). 만약 자세한 집중도를 측정하고자 할 경우 뇌파 분석 시간을 5초 이상으로 설정하되 그렇지 않을 경우 3초에서 5초 사이로 설정하면 된다. 여기서 최하를 3초로 하는 이유는 뇌파의 주파수가 낮으며 뇌파의 주파수 분석 결과의 오차를 줄이기 위함이다. 뇌파 분석 시간 입력 후 프로그램은 뇌파 측정 스위치 버튼의 on/off 여부를 측정하여(단계16) off 상태일 경우 마이크 사용 모드가 되어 음성신호만 사운드 카드의 마이크입력으로 들어가게 되며(단계17) on 상태일 경우 병렬포트의 데이터 버스 중 한 비트를 통하여 입력된 뇌파 분석 시간만큼 5 V 신호를 뇌파 측정 앰프부로 보내어(단계18) 뇌파 측정을 시작하고 측정된 뇌파를 사운드카드의 마이크입력으로 보내어 아날로그 뇌파신호를 디지털화 시킨다(단계19). 뇌파는 알파, 베타파형을 얻기 위하여 주파수 스팩트럼변환을 거치며(단계20) 이를 다시 알파1(8~10Hz), 알파2(10~12Hz), 베타1(12~14Hz), 베타2(14~16), 베타3(16~20)파형의 주파수 파워값을 측정한다(단계21). 각각의 주파수 파워값은 집중도, 안정도 판정 알고리즘을 통하여(단계 22) 집중도 및 안정도가 0부터 100까지의 수치로 출력된다(단계23).4 is an overall flow diagram of a software program for measuring concentration and stability of the present invention. First, when the program starts, the brain wave analysis time is input (step 15). If you want to measure detailed concentration, set the EEG analysis time to 5 seconds or more. Otherwise, set the time between 3 seconds and 5 seconds. The reason why the lowest is 3 seconds is because the frequency of the EEG is low and to reduce the error of the EEG frequency analysis result. After inputting the EEG analysis time, the program measures whether the EEG measurement button is on or off (step 16). When it is off, the program enters the microphone mode and only the voice signal enters the microphone input of the sound card (step 17). In this case, a 5 V signal is sent to the EEG measurement amplifier unit for the EEG analysis time input through one bit of the data port of the parallel port (step 18) to start the EEG measurement, and the measured EEG is sent to the microphone input of the sound card to transmit the analog EEG signal. Digitize (step 19). EEG undergoes a frequency spectrum transformation to obtain alpha and beta waveforms (step 20), which in turn are alpha 1 (8-10 Hz), alpha 2 (10-12 Hz), beta 1 (12-14 Hz), and beta 2 (14-16). ), The frequency power value of the beta 3 (16-20) waveform is measured (step 21). Each frequency power value is output as a numerical value ranging from 0 to 100 (step 23) through a concentration and stability determination algorithm (step 22).
안정도는 일반적으로 많이 사용되는 알파비(total알파파/total베타파)를 사용하였으며, 집중도는 실험을 통하여 얻은 결과로써 집중시 전체적인 알파비가 높아지면서 특별히 fast알파파 즉, 알파2대역이 알파1대역보다 주파수 파워값이 커짐을 이용하였다. 안정도 및 집중도 알고리즘은 입력된 뇌파분석 시간(15)을 두 번 이상 측정하여 분석하며 처음 분석된 데이터를 기준으로 다음 데이터를 비교 분석하는 방법이다. 따라서 안정도 판정 알고리즘은 초기에 측정된 알파비를 기준으로 연이어 측정된 알파비가 증가하면 안정상태이며, 집중도 판정은 안정상태로 판정된 상태에서 알파2를 알파1로 나눈 값이 점점 증가하면 집중상태로 판단하도록 하였고 베타1에서 베타3으로 값이 증가할수록 비집중 및 불안정도가 높아짐으로 판단하도록 프로그래밍 하였다.Stability is generally used alpha ratio (total alpha / total beta) which is widely used, and concentration is obtained through experiments. As a result, the overall alpha ratio increases during concentration, especially fast alpha, that is, alpha 2 band is alpha 1 band. The larger the frequency power value was used. The stability and concentration algorithms measure and analyze the input EEG analysis time 15 more than once and compare and analyze the next data based on the first analyzed data. Therefore, the stability determination algorithm is stable when the measured alpha ratio is subsequently increased based on the initially measured alpha ratio, and the concentration determination is focused when the value obtained by dividing alpha2 by alpha1 gradually increases. It was programmed to judge that as the value increased from beta 1 to beta 3, the decentralization and instability increased.
본 발명은 일반 컴퓨터에 쉽게 부착하여 사용할 수 있도록 구성되었으나 SMD타입의 칩 사용과 베터리형 구동방식으로 구성하여 헤드셋 내부에 회로를 구현하면 더욱 작고 간편화할 수도 있다.The present invention is configured to be easily attached to a general computer, but by using a SMD-type chip and a battery-driven method to implement a circuit inside the headset can be more compact and simplified.
본 발명은 뇌파측정시 전극으로인한 구속력을 감소시키고 손쉽게 집중도 및 안정도를 측정하여 뇌파를 이용한 게임기, 교육용 학습기, 심신수련용 등의 타 응용 분야에 이용할 수 있는 기반기술을 제공하며 이를 이용한 사용자는 안정도와 집중도를 스스로 조절할 수 있는 능력을 향상시킬 수 있다. 또한 뇌파가 아닌 심전도, 근전도, 피부전기신호, 온도 등의 다른 생체신호 역시 동일한 방법으로 측정이 가능하므로 본 발명과 동일한 구성을 가지되 각 신호의 측정 위치와 신호의 주파수 대역만을 맞추어 줄 경우 근전도를 이용한 게임기, 근력테스터기, 심전도를 이용한 HRV(Heart Rate Varability)측정기, 온도와 피부전기신호를 이용한 실시간 감성모니터링 시스템 등으로의 사용이 가능하다.The present invention reduces the binding force caused by the electrode when measuring EEG and provides a basic technology that can be used in other applications such as game machines, educational learners, mental and physical training using brain waves by measuring the concentration and stability easily and the user using the stability You can improve your ability to control your concentration. In addition, other biological signals such as electrocardiogram, electrocardiogram, skin electrical signal, temperature, etc. can be measured by the same method, but have the same configuration as the present invention, but only when the measurement position of each signal and the frequency band of the signal are adjusted. It can be used as game machine, strength tester, HRV (Heart Rate Varability) measuring machine using electrocardiogram, and real-time emotional monitoring system using temperature and skin electric signal.

Claims (5)

  1. 이마와 접촉하여 뇌파를 측정 할 수 있도록 설계된 헤드셋의 형태와 3개의 전극위치 및 고정밴드(13)를 포함한 뇌파검출센서부의 특징을 가진 헤드셋형 뇌파측정 시스템.Headset type EEG measuring system characterized by the shape of the headset designed to measure the EEG in contact with the forehead and the EEG detection unit including three electrode positions and a fixed band (13).
  2. 프린트포트의 데이터버스를 이용한 전원공급방법으로 별도의 전원공급장치가 필요없이 동작 가능한 뇌파측정앰프부(2)를 포함한 뇌파측정시스템.EEG measuring system including an EEG measuring unit (2) that can operate without the need of a separate power supply in the power supply method using the data port of the print port.
  3. 프린터 포트의 데이터 버스를 이용한 스위치 조절을 통하여 마이크와 뇌파측정을 겸하여 사용할 수 있는 뇌파측정앰프부(2)의 특징을 갖는 뇌파측정시스템.EEG measuring system having a feature of the EEG measurement unit (2) that can be used as a microphone and EEG measurement through a switch control using a data bus of the printer port.
  4. 아날로그 뇌파신호를 사운드카드의 마이크 입력으로 보내어 아날로그 뇌파를 디지털화 시키는 뇌파측정앰프부를 이용한 뇌파측정시스템.An EEG measurement system using an EEG measuring unit that digitizes an analog EEG by sending an analog EEG signal to a microphone input of a sound card.
  5. 집중도 판별 알고리즘의 구현 방법;An implementation method of the concentration determination algorithm;
    본 발명의 알고리즘은 두 번 이상의 측정으로 이루어지며 집중도는 베타파에 대한 알파파의 비가 초기보다 증가하는 안정 상태의 경우에서 알파2(10~12Hz)를 알파1(8~10Hz)으로 나눈 값이 점점 증가하면 집중상태로 판단하도록 한 알고리즘 구현방법.The algorithm of the present invention consists of two or more measurements, and the concentration is the value obtained by dividing alpha 2 (10-12 Hz) by alpha 1 (8-10 Hz) in a steady state where the ratio of alpha waves to beta waves increases from the initial stage. Algorithm implementation method to judge the concentration as it increases.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010083804A (en) * 2001-06-29 2001-09-03 배병훈 Bio-Signal Modem using the Coherent Amplitude Modulation and Demodulation Method
KR20010083803A (en) * 2001-06-29 2001-09-03 배병훈 Bio-Signal Modem using the Noncoherent Amplitude Modulation and Demodulation Method
KR100491549B1 (en) * 2001-06-27 2005-05-27 코바스전자주식회사 Headband for tuning a brain to alpha wave generation with alpha wave apparatus
KR100554664B1 (en) * 2001-07-27 2006-02-24 한국전자통신연구원 Method for capturing the moment of decision making using spatio-tempral correlation of an electroencephalogram and recording medium capable of being read by computer
KR101247748B1 (en) * 2011-05-04 2013-03-26 경북대학교 산학협력단 Apparatus for analysing focus and nonfocus states and method therof
KR101246183B1 (en) * 2011-04-28 2013-04-01 (주)락싸 Band type sensor-set and operating method of the same
KR101451649B1 (en) * 2012-12-20 2014-10-16 (주)와이브레인 Headwear type apparatus and transcranial electric stimulation system using the same
CN104850223A (en) * 2015-04-28 2015-08-19 成都腾悦科技有限公司 Music terminal real-time interaction system based on brain wave wireless headset
KR20180068917A (en) 2018-06-08 2018-06-22 주식회사 옴니씨앤에스 Method, system and non-transitory computer-readable recording medium for managing mental health using biological information
KR20180076797A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 (주)뮤테이션 Study support apparatus using eeg and artificial reality and the method thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0268035A (en) * 1988-09-02 1990-03-07 Seiko Epson Corp Electroacoustic transducer
JPH07108039A (en) * 1993-10-14 1995-04-25 Hitachi Ltd Body information detecting device
KR970040054A (en) * 1995-12-28 1997-07-24 김태구 Drowsy Driving Alarm
KR19990046503A (en) * 1999-03-23 1999-07-05 박병운 Real-time brain wave estimation apparatus and method using a headband
KR20000058400A (en) * 2000-05-15 2000-10-05 김진경 A computer apparatus for preservation with body electrical signal
KR20010041075A (en) * 1998-02-19 2001-05-15 마인드웨이브즈, 리미티드 Method for determining an individuals intensity of concentration
KR20010090417A (en) * 2000-03-25 2001-10-18 김영귀 The concentration upgrade system
KR20010111615A (en) * 2000-06-12 2001-12-19 이기양 Brain Control Internet Service System

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0268035A (en) * 1988-09-02 1990-03-07 Seiko Epson Corp Electroacoustic transducer
JPH07108039A (en) * 1993-10-14 1995-04-25 Hitachi Ltd Body information detecting device
KR970040054A (en) * 1995-12-28 1997-07-24 김태구 Drowsy Driving Alarm
KR20010041075A (en) * 1998-02-19 2001-05-15 마인드웨이브즈, 리미티드 Method for determining an individuals intensity of concentration
KR19990046503A (en) * 1999-03-23 1999-07-05 박병운 Real-time brain wave estimation apparatus and method using a headband
KR20010090417A (en) * 2000-03-25 2001-10-18 김영귀 The concentration upgrade system
KR20000058400A (en) * 2000-05-15 2000-10-05 김진경 A computer apparatus for preservation with body electrical signal
KR20010111615A (en) * 2000-06-12 2001-12-19 이기양 Brain Control Internet Service System

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100491549B1 (en) * 2001-06-27 2005-05-27 코바스전자주식회사 Headband for tuning a brain to alpha wave generation with alpha wave apparatus
KR20010083804A (en) * 2001-06-29 2001-09-03 배병훈 Bio-Signal Modem using the Coherent Amplitude Modulation and Demodulation Method
KR20010083803A (en) * 2001-06-29 2001-09-03 배병훈 Bio-Signal Modem using the Noncoherent Amplitude Modulation and Demodulation Method
KR100554664B1 (en) * 2001-07-27 2006-02-24 한국전자통신연구원 Method for capturing the moment of decision making using spatio-tempral correlation of an electroencephalogram and recording medium capable of being read by computer
KR101246183B1 (en) * 2011-04-28 2013-04-01 (주)락싸 Band type sensor-set and operating method of the same
KR101247748B1 (en) * 2011-05-04 2013-03-26 경북대학교 산학협력단 Apparatus for analysing focus and nonfocus states and method therof
KR101451649B1 (en) * 2012-12-20 2014-10-16 (주)와이브레인 Headwear type apparatus and transcranial electric stimulation system using the same
CN104850223A (en) * 2015-04-28 2015-08-19 成都腾悦科技有限公司 Music terminal real-time interaction system based on brain wave wireless headset
KR20180076797A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 (주)뮤테이션 Study support apparatus using eeg and artificial reality and the method thereof
KR20180068917A (en) 2018-06-08 2018-06-22 주식회사 옴니씨앤에스 Method, system and non-transitory computer-readable recording medium for managing mental health using biological information

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