KR20140098021A - Multidimensional physiological signal-based method which evaluates the efficiency of audio-video content devised to enhance the attention abilities of humans - Google Patents
Multidimensional physiological signal-based method which evaluates the efficiency of audio-video content devised to enhance the attention abilities of humans Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140098021A KR20140098021A KR1020140011751A KR20140011751A KR20140098021A KR 20140098021 A KR20140098021 A KR 20140098021A KR 1020140011751 A KR1020140011751 A KR 1020140011751A KR 20140011751 A KR20140011751 A KR 20140011751A KR 20140098021 A KR20140098021 A KR 20140098021A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- concentration
- bio
- user
- signal
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16Z—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G16Z99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 집중력 향상용 시청각콘텐츠 또는, 이를 포함하는 디바이스의 효능을 평가하는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 사용자의 다차원 생체신호를 측정함으로써 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능을 보다 객관적이고 정확하게 평가할 수 있는 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to audiovisual contents for improving concentration and a method for evaluating the effectiveness of a device including the same. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for evaluating the effectiveness of a visual- The present invention relates to a method for evaluating the effectiveness of audiovisual contents for improving concentration based on multidimensional bio-signal measurement.
교육, 연구, 업무수행 등에 있어서 그 효율을 높이기 위해서는 집중력이 매우 중요하다. 이러한 이유로 집중력을 향상시키기 위한 다양한 시청각콘텐츠(이하 이와 관련된 디바이스 포함) 들이 개발/상품화 되고 있다. 하지만, 이러한 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능을 객관적으로 신뢰성 있게 평가할 수 있는 방법의 부재로 제작자는 더욱 효능이 높은 제품을 개발하기가 어렵고, 사용자는 제품의 효능을 신뢰하기가 어렵다.Concentration is very important in order to increase efficiency in education, research, and business performance. For this reason, a variety of audiovisual contents (including devices related thereto) are being developed / commercialized to improve concentration. However, it is difficult for a manufacturer to develop a product with higher efficacy, and it is difficult for a user to trust the efficacy of a product because there is no method of objectively and reliably evaluating the efficacy of the audiovisual contents for improving concentration.
집중도와 집중력을 평가하는 방법으로서 설문지를 이용한 주관적 자기보고 방식이 있고 뇌파, 심전도 등의 생체신호를 측정하는 방식이 있다.There is a subjective self-report method using a questionnaire as a method of evaluating concentration and concentration, and there is a method of measuring bio-signals such as brain waves and electrocardiogram.
허나 이러한 생체신호를 측정하는 방식은 측정된 원하는 신호에 대한 원하지 않는 잡음문제, 장치의존성, 심각한 개인차 등으로 어렵지만 객관성이 높으므로 기술적인 문제가 극복되면 전망이 밝다.
However, the method of measuring such a biological signal is difficult because of undesired noise problem, device dependency, serious individual difference, etc., of the desired signal to be measured, but the prospect is bright when the technical problem is overcome because it is highly objective.
생체신호를 측정하여 집중력을 평가하는 방법은, 크게 중추신경계로서의 뇌파를 측정하는 방법과 자율신경계로서의 심전도, 피부전도반응 등을 측정하는 방법이 있다.A method of measuring the concentration of a living body signal by measuring a biological signal includes a method of measuring an EEG as a central nervous system and a method of measuring an electrocardiogram and a skin conduction reaction as an autonomic nervous system.
중추신경계를 반영하는 뇌파는 뇌의 활성화 정도를 나타내며, 뇌파의 알파파 대역(8-13 Hz)은 정신적 부하가 클수록 비례하여 감소한다. 따라서, 알파파는 대뇌피질이 쉬고 있는 정도를 반영하며, 깨어 있는 상태에서 사람이 눈을 감고 조용히 쉬고 있을 경우 가장 활발하다. 업무가 어려울수록 알파파의 power가 감소한다는 관측결과에 따라 알파파의 활성화 정도는 그 업무를 수행하기 위하여 대뇌피질 신경세포들이 동원된 정도에 반비례한다고 할 수 있다.The EEG reflects the activation of the brain, and the alpha wave band (8-13 Hz) of EEG decreases proportionally as the mental load increases. Thus, the alpha wave reflects the degree to which the cerebral cortex rests and is most active when the person is awake and resting quietly. As a result of the observation that the power of ALPHA decreases with difficult task, the activation level of ALPHA is inversely proportional to the degree of cerebral cortical neurons mobilized to perform the task.
특히, 언어적 또는 공간적 정보처리 업무수행을 위한 높은 주의집중과 작업메모리가 요구될 경우 전두엽의 낮은 알파파 대역(8-10 Hz)의 power가 더욱 감소한다. 반면에, 낮은 베타파 대역의 뇌파(13-20 Hz) power는 집중 시 증가한다.
Particularly, when attention is paid to work memory and task memory to perform linguistic or spatial information processing tasks, the power of the lower frontal lobe (8-10 Hz) power is further reduced. On the other hand, the power of the EEG (13-20 Hz) in the lower beta band increases during the concentration.
한편, 자율신경계를 반영하는 심전도로부터 심박수(heart rate: HR)를 산출할 수 있는데, 외적 자극(예: 시청각 자극)에 대한 집중 시 HR은 감소하는 반면 내적 자극(예: 연산 수행)에 대한 집중 시 HR은 증가한다. 또한, 외적 자극에 의한 집중 시 인간은 긍정적 감성을 유발하는 자극에 비하여 부정적 감성을 유발하는 자극에 생존을 위하여 더 집중하도록 진화해왔으며, 그 결과 부정적 감성을 유발하는 자극을 지각하는 과정에서 HR은 더욱 감소한다.On the other hand, the heart rate (HR) can be calculated from an electrocardiogram reflecting the autonomic nervous system. While focusing on external stimuli (eg audiovisual stimuli), HR is reduced while concentrating on internal stimuli Hour HR increases. In addition, in the concentration by the external stimulus, the human being has evolved to concentrate more on the stimulus that induces the negative emotion than the stimulus which induces the positive emotion. As a result, in the process of perceiving the stimulus that induces the negative emotion, Further decrease.
그러나, 부정적 감성을 유발하는 자극이더라도 역겨운 장면에 대한 회피적 반응을 나타낼 때는 HR이 더욱 감소하지만 위협적 장면에 대한 방어적 반응을 나타낼 때 또는, 흥분을 일으키는 스포츠 관람 시(또는 게임에 집중 시) 교감신경계가 활성화되어 집중에 의한 HR의 감소가 잘 관찰되지 않던가, 오히려 증가할 수 있다.However, even if stimuli that cause negative emotions are evasive responses to disgusting scenes, HR decreases even more, but when they show a defensive response to a threatening scene, or when they engage in excitement sports (or focus on games) The activation of the nervous system causes a decrease in HR due to concentration, which is not well observed, but can be increased.
한편, 집중 초기에는 외적자극에 의한 정보를 받아들이는 과정에서 외적자극 후 부교감신경계에 의하여 3-4초 동안만 HR이 감소하지만 집중을 지속시키기 위하여 노력할 경우 교감신경계가 활성화되어 HR은 다시 증가한다.
On the other hand, in the early stage of concentration, in the process of accepting the information by external stimuli, after the external stimulation, the parasympathetic nervous system reduces HR for only 3-4 seconds, but when trying to maintain the concentration, sympathetic nervous system is activated and HR increases again.
즉, 집중 시 부교감신경계가 활성화되는데, HR은 부교감신경계뿐만 아니라 교감신경계의 영향도 받으므로 HR 단일지표만으로는 집중을 판단하기에 한계가 있다. 그런데, 호흡동성부정맥(respiratory sinus arrhythmia: RSA)은 부교감신경계의 활성도에만 선택적으로 반응하므로 집중력 평가에 유력한 지표이다. 이러한 RSA는 HR의 변동성을 나타내는 심박변이도(heart rate variability: HRV)를 주파수영역에서 나타낸 power spectrum의 높은 주파수 대역의 power(HRV power of high frequency band: HF)로 나타낼 수 있으며, 부교감신경계의 활성도에만 선택적으로 반응하므로 집중도를 평가하는데 HR보다 훨씬 유리하다.In other words, the parasympathetic nervous system is activated at the time of concentration. Since HR is influenced not only by the parasympathetic nervous system but also by the sympathetic nervous system, there is a limit in determining the concentration by the HR single index alone. However, respiratory sinus arrhythmia (RSA) is a potent indicator of concentration, because it selectively responds to the activity of the parasympathetic nervous system. This RSA can be expressed as the HRV power of the high frequency band (HF) of the power spectrum in which the heart rate variability (HRV) indicating the HR variability is expressed in the frequency domain, and the activity of the parasympathetic nervous system It is much more advantageous than HR in evaluating concentration because it reacts selectively.
또한, 안정상태(집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용하지 않고 평안을 유지하고 있는 상태)에서의 HF는 집중능력을 나타낸다. 즉, 안정상태에서 HF가 클수록 집중능력이 높음을 의미한다.
In addition, the HF in the stable state (state in which peacefulness is maintained without using the audio-visual contents for improving the concentration) indicates the concentration ability. That is, the larger the HF in the stable state, the higher the concentration ability.
더불어, 자율신경계 반응을 나타내는 피부전도성은 2가지 타입, 즉 단조하게 변하는 성분과 급격히 변하는 성분이 있다. 단조하게 변하는 성분은 급격한 외부자극이 없을 경우에 해당되며 피부전도의 기저레벨을 나타내며 피부전도레벨(skin conductance level: SCL) 이라고 한다. SCL은 개인에 따라 다르며 (10 - 50 μS), 한 개인에 있어서도 심리적 상태와 자율신경계의 통제에 따라 변한다. 급격히 변하는 성분은 급격한 외부자극이 있을 경우에 해당되며, 피부전도반응(skin conductance response: SCR) 이라고 한다. SCR은 외부자극에 의하여 증가되었다가 10 - 20초 후에 SCL 수준으로 돌아온다. SCR을 단순히 GSR(galvanic skin response)이라고 표현하기도 한다. 외부자극이 없을 경우에도 자발적 GSR이 나타나는데 1분에 1-3회 정도이며 개인에 따라 다르다.In addition, there are two types of skin conductivity that indicate an autonomic nervous system response: monotonically changing components and abruptly changing components. The monotonically changing component corresponds to the absence of a sudden external stimulus and represents the baseline level of skin conduction and is referred to as the skin conductance level (SCL). The SCL varies from individual to individual (10 - 50 μS) and varies with the psychological state and autonomic control of an individual. The abruptly changing component corresponds to a sudden external stimulus and is referred to as a skin conductance response (SCR). SCR is increased by external stimulus and returns to SCL level after 10-20 seconds. SCR is simply referred to as GSR (galvanic skin response). In the absence of external stimuli, spontaneous GSR appears 1-3 times per minute, depending on the individual.
SCL은 제시자극이 낮은 각성도를 유발하는 자극(예: 평온하고 즐거운 장면)에 대하여는 급격히 감소하지만 높은 각성도를 유발하는 자극 (예: 공포를 유발하는 장면, 위협적 장면, 재미있는 장면, 역겨운 장면, 수술장면 등)에 대하여는 증가한다. 즉, 부정적 감성을 유발하는 자극이더라도 역겨운 장면에 대한 회피적 반응을 나타낼 때는 cholinergic 교감신경계가 활성화되어 SCL이 증가되고 위협적 장면에 대한 방어적 반응을 나타낼 때는 β-adrenergic 교감신경계가 활성화되어 HR이 증가한다.
The SCL is dramatically reduced for stimuli that cause a low level of awakening (eg, calm and pleasant scenes), but stimuli that cause high arousal (eg, fearful, threatening, funny, disgusting, Etc.). In other words, even if the stimulus causing the negative emotion is evasive response to the disgusting scene, when the cholinergic sympathetic nervous system is activated and the SCL is increased and the defensive response to the threatening scene is shown, the β-adrenergic sympathetic nervous system is activated, do.
이와 같이 집중을 나타내는 생체신호는 그 자극이 내적인가 또는 외적인가, 위협적이어서 방어적 반응을 불러일으키는가 또는 역겨워서 회피적 반응을 불러일으키는가, 각성도를 증가시키는가 또는 감소시키는가, 단발적인가 또는 노력을 하여 지속적인가 등에 따라 같은 교감신경계가 활성화되더라도 서로 다른 자율신경계 생체신호는 서로 반대로 반응할 수 있고 동일한 생체신호이지만 제시자극의 특성에 따라 서로 반대로 반응할 수 있는 복잡성 때문에, 생체신호 기반 집중도 평가방법이 신뢰성을 확보하지 못하여 잘 활용되지 못하고 있다.
Such a biomedical signal indicating concentration is a phenomenon in which the stimulus is intrinsic or extrinsic, threatening to invoke a defensive response or evasive evasive reaction, increase or decrease of arousal, Even if the same sympathetic nervous system is activated, different autonomic nervous system biomedical signals can react opposite to each other and the same biological signals can not react to each other depending on the characteristics of the presentation stimulus. It is not well utilized.
최근 생체신호로서 뇌파의 유발전위를 이용한 집중력 테스트방법이 선행 특허(국내등록특허 제10-1030162, "안정-상태 시각 유발전위를 이용한 집중력 테스트 방법과, 이를 이용한 집중력 테스트 장치 및 이를 이용한 집중력 트레이니 방법")로 등록된 바 있지만, 단일채널의 유발전위를 측정하여 집중도를 평가하기 때문에 정확성이 부족할 수 있다. 또한, 비슷한 정도의 집중상태에서도 제시자극의 콘텐츠 특성에 따라 동일한 생체신호이더라도 서로 다르게 반응할 수 있다. 또한, 사용자의 집중도를 더욱 높이기 위한 시청각콘텐츠를 제작하기 위해서는 시청각콘텐츠의 내용이 변함에 따른 사용자의 집중도 변화를 알 수 있어야 한다.
Recently, a concentration test method using an evoked potential of an EEG as a bio-signal is disclosed in a prior patent (Korean Patent No. 10-1030162, "a concentration test method using a steady-state visual evoked potential and a concentration test device using the same, Method "), but accuracy may be insufficient because the concentration is evaluated by measuring the evoked potential of a single channel. Also, even in the concentrated state of a similar degree, the same biological signals can react differently depending on the contents characteristic of the presentation stimulus. Further, in order to produce an audiovisual content for further enhancing the user's concentration, it is necessary to know the change of the user's concentration according to the change of the contents of the audiovisual contents.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 특성을 분류하여 집중력 평가의 정확성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능을 다차원 생체신호 기반으로 평가하는 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide an audiovisual content enhancement apparatus, Based on bio-signals based on the multi-dimensional bio-signal.
또한, 본 발명은 사용자의 집중정도를 시청각콘텐츠 자극의 시간축과 동기화하여 그 변화를 나타내어 제시자극의 어떠한 특징이 집중력을 향상시킬 수 있는지도 모니터링할 수 있는 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 제공함에 있다.
In addition, the present invention can be applied to a multidimensional bio-signal measurement-based visual and auditory content enhancement function capable of monitoring the degree of concentration of a user in synchronization with the time axis of audiovisual content stimulation, And to provide an evaluation method.
본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법은, 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 고객(사용자)에 대하여 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용하기 전, 안정상태에서 집중력 평가를 위하여 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 단계, 상기 사용자가 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용한 후, 그 효능을 평가하기 위하여 다시 안정상태에서 집중력 평가를 위하여 생체신호를 측정하는 단계 및 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 사용 전과 후, 각각의 안정상태에서 집중력 평가를 위하여 상기 생체신호를 측정한 결과를 이용하여, 상기 사용자에 대한 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능을 평가하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A method for evaluating the effectiveness of an audio-visual content for enhancing concentration based on multidimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention is a method for evaluating an effect of concentration on a user (user) Measuring a bio-signal of the user for evaluation; measuring a bio-signal for a concentration evaluation in a stable state again to evaluate the effectiveness of the user after using the audio-visual content for improving concentration; Evaluating the effectiveness of the audio-visual content for improving the concentration on the user by using the result of measuring the bio-signal for the concentration evaluation in each stable state before and after use of the audio-visual content for the user .
여기서, 상기 생체신호는 상기 사용자의 심박변이도의 높은 주파수 대역(0.15-0.4 Hz)의 power(HF)인 것을 특징으로 한다.Here, the bio-signal is a power (HF) of a high frequency band (0.15-0.4 Hz) of the user's heart beat variability.
이 때, 상기 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법은, 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용하기 전, 안정상태에서 집중력 평가를 위하여 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 단계를 수행한 후, 상기 사용자가 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용하는 동안, 사용자의 다차원 생체신호를 측정하는 단계 및 상기 측정한 다차원 생체신호로부터 집중도를 평가하여 집중도 그래프를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,In this case, the method for evaluating the effectiveness of the multi-dimensional bio-signal measurement-based concentration-enhancing audio-visual content may include measuring the bio-signal of the user for the concentration evaluation in a stable state before using the audio-visual content for concentration- Measuring a user's multidimensional bio-signal while the user is using the concentration-enhancing audiovisual content, and evaluating the degree of concentration from the measured multidimensional bio-signal to provide a concentration graph. In addition,
상기 다차원 생체신호는 상기 사용자의 낮은 알파파 대역의 뇌파 power, 낮은 베타파 대역의 뇌파 power, 심박수, 심박변이도의 높은 주파수 대역(0.15-0.4 Hz)의 power(HF) 및 피부전도레벨(SCL)인 것을 특징으로 한다.The multidimensional bio-signals are obtained by measuring the power of the user in the low frequency band (0.15-0.4 Hz) and the skin conduction level (SCL) in the low frequency band (0.15-0.4 Hz) of the brain wave power, the low beta waveband power, the heart rate, .
더불어, 상기 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법은 상기 측정한 생체신호로부터 집중도를 평가하여 집중도 그래프를 제공하는 단계를 수행한 후, 상기 제공된 집중도 그래프로부터 평가자가 원하는 구간의 집중도 값을 적분하여 해당 구간에 대한 총 집중도와 평균 집중도를 측정하여 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of evaluating the effectiveness of the audio-visual contents for improving the concentration-based bio-signal measurement based on the multidimensional bio-signal measurement may include a step of evaluating the concentration from the measured bio signal to provide a concentration graph, And integrating the values to measure and provide a total concentration and an average concentration for the corresponding interval.
또한, 상기 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법은 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용하기 전, 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 특성(제시자극)을 파악하여, 기설정된 자극 중 어떤 자극에 속하는지 분류하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the method for evaluating the effectiveness of the audio-visual content for the purpose of improving the concentration-based bio-signal measurement based on the above-mentioned multi-dimensional bio-signal measurement may further comprise the step of identifying the characteristic (presentation stimulus) And classifying whether the stimulus belongs to the stimulus.
여기서, 제시자극이란 위협적 자극, 역겨운 자극, 평온한 즐거운 자극, 스포츠/게임 등 흥분 또는 재미 유발 자극을 의미하며, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하다.
Here, the presentation stimulus means a threat stimulus, a disgusting stimulus, an amusing stimulus, a sport / game stimulus or an exciting stimulus, which is merely an embodiment of the present invention.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법은 영화 관람객이나 게임 사용자의 생체신호를 다차원적으로 측정하여 실제로 언제, 얼마나 집중하고 있는지를 과학적이고 객관적으로 평가할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is provided a method for evaluating the efficacy of audiovisual contents for the purpose of improving the concentration of a multi-dimensional bio-signal based on the measurement of bio-signals of a movie visitor or a game user in a scientific and objective way There is an effect that can be evaluated.
또한, 시청각콘텐츠의 특성을 고려함으로써 사용자의 집중도를 정확하게 알 수 있는 효과가 있으며, 집중력 향상용 시청각콘텐츠 사용전과 사용후에 대한 안정상태의 HF를 비교함으로써, 집중능력이 얼마나 향상되었는지 평가할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an effect of accurately grasping the user's concentration by considering the characteristics of the audiovisual contents, and it is possible to evaluate how much the concentration ability is improved by comparing the HF of the stable state before and after the use of the audiovisual contents for improving the concentration have.
더불어, 사용자의 다차원적 생체신호 특성을 분석함으로써, 사용자의 집중도를 정확하게 알 수 있으며,In addition, by analyzing the user's multi-dimensional bio-signal characteristics, the user's concentration can be accurately known,
시청각콘텐츠의 시간축에 동기시킴으로써, 사용자의 집중도 변화를 모니터링하고, 이를 통해서, 그 원인이 되는 구체적 시청각콘텐츠의 특성을 확인할 수 있는 장점이 있다.
By synchronizing with the time axis of the audiovisual contents, it is possible to monitor the change in the user's concentration and to check the characteristics of the specific audiovisual contents which cause the change.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 집중도 및 집중력 측정을 위한 전체 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 집중도 및 집중력을 평가하기 위해 다차원 생체신호를 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 좌측 전두엽에서 측정된 뇌파로부터 집중도 평가를 위하여 도출한 낮은 알파파 대역(8-10Hz)의 power에 대한 낮은 베타파 대역(13-20Hz)의 power의 비율을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 우측 전두엽에서 측정된 뇌파로부터 집중도 평가를 위하여 도출한 낮은 알파파 대역(8-10Hz)의 power에 대한 낮은 베타파 대역(13-20Hz)의 power의 비율을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 측정한 사용자의 심전도로부터 심전도의 R-peak와 R-peak들 간의 간격(RR Interval: RRI)의 변동성 그래프를 나타낸 도면이며, 이를 이용하여 1분간 평균 심박수와, 심박변이도를 각각 구할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 집중도 및 집중력을 평가하기 위하여 측정한 심전도로부터, 심박변이도를 주파수 영역에서 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 측정한 피부전도 반응으로부터 피부전도레벨을 산출하여 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 집중도 및 집중력을 평가하기 위하여 측정한 다차원 생체신호에 의한 집중도의 시간적 변화를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an entire system for measuring a user's concentration and concentration using a method for evaluating the effectiveness of audiovisual contents for enhancing concentration based on multi-dimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for evaluating the effectiveness of audio-visual contents for enhancing concentration based on multidimensional bio-signal measurement according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph illustrating a multidimensional bio-signal measurement for evaluating user's concentration and concentration using a method for evaluating the effectiveness of audio-visual contents for improving concentration based on multi-dimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the results of a multi-dimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, (13-20 Hz) to the power of the low-frequency band (-10 Hz).
FIG. 5 is a graph showing the results of the evaluation of the effectiveness of the audiovisual contents based on the multi-dimensional bio-signal measurement according to the embodiment of the present invention. (13-20 Hz) to the power of the low-frequency band (-10 Hz).
FIG. 6 is a graph illustrating a relationship between an R-peak of an electrocardiogram and an R-interval between R-peaks of an electrocardiogram from a user's electrocardiogram using a method for evaluating the effectiveness of audiovisual contents based on multi- : RRI), and the average heart rate and heart rate variability for 1 minute can be obtained.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the heart rate variability and the heart rate variability in the frequency domain from the electrocardiogram measured to evaluate the user's concentration and concentration using the multi-dimensional bio- Fig.
FIG. 8 is a view showing the skin conduction level calculated from the measured skin conduction response using the method of evaluating the effectiveness of the audiovisual contents for improving concentration power based on multidimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing a time-dependent change in concentration due to a multidimensional bio-signal measured to evaluate a concentration and a concentration of a user using the method of evaluating the effectiveness of the audio-visual contents for improving concentration based on the multidimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention Fig.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, a method for evaluating the effectiveness of the audiovisual contents for enhancing concentration based on multi-dimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms. In addition, like reference numerals designate like elements throughout the specification.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
In this case, unless otherwise defined, technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In the following description and the accompanying drawings, A description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the description of the present invention will be omitted.
본 발명은 사용자의 집중력 향상을 목적으로 고안된 시청각콘텐츠(또는, 이를 포함하는 장치 포함)의 효능을 평가하기 위한 것으로, 고려대상인 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용하기 전, 관심대상 사용자의 안정상태에서의 심박변이도의 높은 주파수 대역의 power를 분석하여 집중능력을 평가하고, 이 후, 상기 시청각콘텐츠를 시청하는 동안 사용자로부터 뇌파, 심전도, 피부전도레벨 등의 다차원 생체신호를 동시에 측정하며, 상기 다차원 생체신호 각각으로부터 사용자의 집중정도(이하, 집중도)를 평가하고, 상기 시청각콘텐츠를 사용한 후, 집중력이 얼마나 향상되었는지를 평가하기 위하여 안정상태에서 다시 심전도를 측정한 뒤 심박변이도의 높은 주파수 대역의 power를 분석하여, 이를 통해서, 상기 시청각콘텐츠의 사용 전과 후의 집중력을 비교 분석함으로써, 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능을 평가할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention is for evaluating the efficacy of audiovisual contents (or apparatuses including them) designed for the purpose of enhancing the user's concentration, and before the audiovisual contents for concentration enhancement, Analyzing the power of a high frequency band of heart beat variability to evaluate the concentration ability, and then simultaneously measuring multi-dimensional bio-signals such as brain waves, electrocardiogram, skin conduction level, etc. from the user while viewing the audiovisual contents, (Hereinafter referred to as concentration) from each of them, and after using the audiovisual contents, the electrocardiogram is measured again in a stable state so as to evaluate how much the concentration is improved, and then the power of the high frequency band of the heartbeat variation is analyzed The concentration of the audiovisual contents before and after the use of the audio- Analysis, to a method for evaluating the efficacy of the audio-visual content for the concentration improved by.
다시 말하자면, 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용하기 전과, 사용하는 동안 그리고, 사용한 후의 사용자의 다차원 생체신호를 측정 및 분석하여 시청각콘텐츠를 시청하는 동안 집중도의 변화를 알 수 있을 뿐만 아니라, 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능을 객관적으로 평가할 수 있는 방법이다.In other words, it is possible not only to detect the change in the degree of concentration while observing the audiovisual contents by measuring and analyzing the multidimensional bio-signals of the user before, during and after using the concentration-enhancing audiovisual contents, It is a way to objectively evaluate the efficacy of the content.
이 때, 본 발명에서 집중도란, 집중상태의 정도를 의미하고, 집중력이란, 개인이 집중할 수 있는 능력을 의미한다.In this case, the term " concentration " in the present invention means the degree of concentration, and the term " concentration " means the ability of an individual to concentrate.
본 발명은, 뇌파(electroencephalogram: EEG), 심전도(electrocardiogram: ECG), 피부전도레벨(skin conductance level: SCL) 등의 생체신호 측정을 중심으로 기술하나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하다. 즉, 본 발명은 생체신호 측정장치 이외의 기기를 이용하여 획득한 사용자의 집중도를 평가하는 장치 및 방법을 포함하며, 또한, 영화나 게임 등의 시청각콘텐츠뿐만 아니라, 집중력 향상을 목적으로 하는 다양한 시청각 제시자극을 이용한 장치 및 방법도 포함한다.The present invention mainly focuses on bio-signal measurement such as electroencephalogram (EEG), electrocardiogram (ECG) and skin conductance level (SCL), but this is merely an embodiment of the present invention. That is, the present invention includes an apparatus and a method for evaluating the concentration of a user acquired by using a device other than a bio-signal measuring device, and also includes various audiovisual contents such as movies and games, It also includes devices and methods using presentation stimuli.
더불어, 일상생활에서 접하는 집중을 유도하는 다양한 시청각 제시 시스템을 포함한다.In addition, it includes various visual and audiovisual presentation systems that induce concentration in daily life.
다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 영화를 관람하는 사용자(영화관람객)의 집중력 및 집중도를 측정하는 경우를 예를 들어 설명하며, 이를 본 발명의 일 실시예에 불과하다.
However, in this specification, for convenience of explanation, the case of measuring the concentration and concentration of a user (movie visitor) watching a movie will be described as an example, and this is merely an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 집중도 및 집중력 측정을 위한 전체 시스템을 나타낸 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an entire system for measuring a user's concentration and concentration using a method for evaluating the effectiveness of audiovisual contents for enhancing concentration based on multi-dimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자의 집중력 측정장치로, 뇌파를 포함하는 중추신경계 생체신호 측정장치와, 심전도, 피부전도레벨 등 다양한 자율신경계 생체신호 측정장치를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, a method for measuring the concentration of an audiovisual content based on a multi-dimensional bio-signal measurement according to an exemplary embodiment of the present invention includes a central nervous system bio- An electrocardiogram, a skin conduction level, and the like.
상기 집중도 측정장치는 사용자로부터 측정한 뇌파, 심전도 및 피부전도레벨 등의 다차원 생체신호를 이용하여 집중도를 측정한다. 즉, 상기 다차원 생체신호를 이용하여 사용자의 집중도를 시청각콘텐츠가 제시하는 동안 측정할 수 있다. 상기 측정된 다차원 생체신호는 유선 또는, 무선으로 연결되어 있는 컴퓨팅 디바이스로 입력될 수 있다.The concentration measuring apparatus measures the concentration using multi-dimensional bio-signals such as brain waves, electrocardiograms, and skin conduction levels measured by the user. That is, the user's concentration can be measured while the audiovisual contents are presented using the multi-dimensional bio-signal. The measured multidimensional bio-signal may be input to a computing device connected to a wired or wireless network.
이 때, 상기 컴퓨팅 디바이스는 상기 다차원 생체신호를 분석하여 집중력 및 집중도를 평가한다.
At this time, the computing device analyzes the multidimensional bio-signals to evaluate concentration and concentration.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법의 흐름도이다. 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 집중도 및 집중력을 평가하기 위하여 시청각콘텐츠의 특성에 따라, 사용자가 집중 시 나타나는 다차원 생체신호 각각의 특징을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method for evaluating the effectiveness of audio-visual contents for enhancing concentration based on multidimensional bio-signal measurement according to an exemplary embodiment of the present invention. In other words, in order to evaluate the concentration and concentration of the user by using the method of evaluating the effectiveness of the audio-visual contents for improving the concentration based on the multidimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a flowchart showing characteristics of each of the multi-dimensional bio-signals. Fig.
상세하게는, 시청각콘텐츠의 제시자극, 즉, 상기 시청각콘텐츠의 특성이 위협적이어서 사용자가 방어적 반응을 불러일으키는가 또는, 시청각콘텐츠의 제시자극이 역겨워서 사용자가 회피적 반응을 불러일으키는가, 이에 따른 각성도를 증가시키는가 또는, 감소시키는가, 등에 따라 같은 교감신경계가 활성화되더라도 서로 다른 자율신경계 생체신호는 서로 반대로 반응할 수 있고 동일한 생체신호이더라도 제시자극의 특성에 따라 서로 반대로 나타날 수 있는데, 이를 도 2에 도시하였다.
Specifically, the presentation stimulus of the audiovisual contents, that is, the characteristics of the audiovisual contents are threatening, so that the user invokes a defensive response, or the presentation stimulus of the audiovisual contents is disgusting, thereby causing the user to evasive reaction, Even if the same sympathetic nervous system is activated according to the increase, decrease, or the like, the different autonomic nervous system bio-signals can react with each other, and even if they are the same bio-signals, they can appear opposite to each other depending on the characteristics of the presentation stimulus. .
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 집중도 및 집중력을 평가하기 위해 다차원 생체신호를 측정한 그래프이다.FIG. 3 is a graph illustrating a multidimensional bio-signal measurement for evaluating user's concentration and concentration using a method for evaluating the effectiveness of audio-visual contents for improving concentration based on multi-dimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention.
상세하게는, 도 3 a), b)는 뇌파 2채널, c)는 심전도 1채널, d)는 피부전도레벨 1채널을 도시하고 있다.
Specifically, FIGS. 3A and 3B show two electroencephalogram channels, c) one electrocardiogram channel, and d) a skin conduction level one channel.
더불어, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 좌측 전두엽에서 측정된 뇌파로부터 집중도 평가를 위하여 도출한 낮은 알파파 대역(8-10Hz)의 power에 대한 낮은 베타파 대역(13-20Hz)의 power의 비율을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 우측 전두엽에서 측정된 뇌파로부터 집중도 평가를 위하여 도출한 낮은 알파파 대역(8-10Hz)의 power에 대한 낮은 베타파 대역(13-20Hz)의 power의 비율을 나타낸 도면이다.In addition, FIG. 4 is a graph showing the results of the evaluation of the effectiveness of the audiovisual contents based on the multidimensional bio-signal measurement according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the ratio of the power of the low-beta band (13-20 Hz) to the power of 8-10 Hz, FIG. 5 is a graph showing the effect of the multi- (13-20 Hz) power for the power of the low alpha wave band (8-10 Hz) derived from the EEG measured from the right frontal lobe of the user using the evaluation method to be.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자로부터 측정한 뇌파를 분석한 결과로서, 집중도 그래프를 나타내며, 집중도 지표는 하기의 수학식 1로 정의할 수 있다.
That is, as a result of analyzing the EEG measured by the user using the method of evaluating the effectiveness of the audiovisual contents for improving concentration power based on the multidimensional bio-signal measurement according to the embodiment of the present invention, the concentration graph is shown, Can be defined by Equation (1).
여기에서,From here,
0<a<1 : 시청각콘텐츠의 특성과 주관적 집중도에 따라 결정됨.
0 <a <1: Depends on the characteristics and subjective concentration of audiovisual contents.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 측정한 사용자의 심전도로부터 심전도의 R-peak와 R-peak들 간의 간격(RR Interval: RRI)의 변동성 그래프를 나타낸 도면이다. 이를 이용하여 1분간 심박수 HR을 산출한 결과로서, 이에 따른 집중도 지표는 하기의 수학식 2로 정의할 수 있다.
FIG. 6 is a graph illustrating a relationship between an R-peak of an electrocardiogram and an R-interval between R-peaks of an electrocardiogram from a user's electrocardiogram using a method for evaluating the effectiveness of audiovisual contents based on multi- : RRI). FIG. As a result of calculating the heart rate HR for 1 minute using this, the concentration index can be defined by the following equation (2).
여기에서,From here,
HR : 관심영역에서 시청각콘텐츠 사용자의 1분간 심박수,HR: 1-minute heart rate of audiovisual users in the area of interest,
0<b1<1: 역겨운 자극에 대한 회피적 반응의 집중시와 평온한 자극에 대한 즐거운 반응의 집중시에 해당되며 주관적 집중도에 따라 결정됨,0 <b 1 <1: Concentration of evasive responses to disgusting stimuli and concentration of pleasurable responses to careful stimuli, determined by subjective concentration,
0<b2<1: 위협적 자극에 대한 방어적 반응의 집중시와 흥분성자극에 대한 재미 반응의 집중시에 해당되며 주관적 집중도에 따라 결정됨.
0 <b 2 <1: This corresponds to the concentration of defensive responses to threatening stimuli and the concentration of fun responses to excitatory stimuli and is determined by subjective concentration.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 집중도 및 집중력을 평가하기 위하여 측정한 심전도로부터, 심박변이도를 주파수 영역에서 도시한 도면이다.FIG. 7 is a graph showing the relationship between the heart rate variability and the heart rate variability in the frequency domain from the electrocardiogram measured to evaluate the user's concentration and concentration using the multi-dimensional bio- Fig.
사용자의 심전도를 측정하여 심박변이도를 주파수 영역에서 산출한 뒤, 높은 주파수 대역(0.15-0.4 Hz)의 power(HF)를 산출한 결과로, 집중도 그래프를 나타내며 이에 따른 집중도 지표는 하기의 수학식 3와 같이 정의할 수 있다.
The heart rate variability is calculated in the frequency domain by measuring the electrocardiogram of the user, and then the power (HF) of the high frequency band (0.15-0.4 Hz) is calculated. The concentration graph is shown as follows. Can be defined as follows.
여기에서,From here,
HF : 관심영역에서 심박변이도의 높은 주파수 대역의 power,HF: power in the high frequency band of heart rate variability in the region of interest,
0<C<1: 시청각콘텐츠의 특성과 주관적 집중도에 따라 결정됨.
0 <C <1: Depends on the characteristics and subjective concentration of audiovisual contents.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 측정한 피부전도 반응으로부터 피부전도레벨을 산출하여 도시한 도면이다. 즉, 시청각콘텐츠를 관람(사용)하는 사용자의 피부전도반응으로부터 피부전도레벨을 산출한 그래프를 나타내며 이에 따른 집중도 지표는 하기의 수학식 4와 같이 정의할 수 있다.
FIG. 8 is a view showing the skin conduction level calculated from the measured skin conduction response using the method of evaluating the effectiveness of the audiovisual contents for improving concentration power based on multidimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention. That is, the graph shows a skin conduction level calculated from a skin conduction reaction of a user viewing (using) an audiovisual content, and the concentration index according to the skin conduction level can be defined as Equation (4).
여기에서,From here,
SCL : 관심영역에서의 피부전도레벨,SCL: Skin conduction level in the region of interest,
0<d1<1 : 평온한 자극에 대한 즐거운 반응의 집중시에 해당되며 주관적 집중도에 따라 결정됨,0 <d 1 <1: corresponds to a concentration of pleasurable response to a calm stimulus and is determined by subjective concentration,
0<d2<1 : 위협적 자극에 대한 방어적 반응의 집중시와 흥분적 자극에 대한 재미적 반응의 집중시에 해당되며 주관적 집중도에 따라 결정됨.
0 <d 2 <1: This corresponds to the concentration of defensive responses to threatening stimuli and the concentration of fun responses to excitatory stimuli and is determined by subjective concentration.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법을 이용하여, 사용자의 집중도 및 집중력을 평가하기 위하여 측정한 다차원 생체신호에 의한 집중도의 시간적 변화를 도시한 도면이다. 상세하게는 X축은 시간이고, Y축은 집중정도를 나타낸다.
FIG. 9 is a graph showing a time-dependent change in concentration due to a multidimensional bio-signal measured to evaluate a concentration and a concentration of a user using the method of evaluating the effectiveness of the audio-visual contents for improving concentration based on the multidimensional bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention Fig. Specifically, the X-axis represents time and the Y-axis represents concentration.
하기의 수학식 5에서, X는 상기의 수학식 1에서의 중추신경계에서 측정되는 집중도 지표를 의미하며, Y는 상기의 수학식 2 내지 4에서의 자율신경계에서 측정되는 집중도 지표, Z는 중추신경계와 자율신경계의 생체신호를 다차원적으로 측정하여 산출한 집중도 지표를 의미한다.
In the following equation (5), X denotes the concentration index measured in the central nervous system in the above equation (1), Y denotes the concentration index measured in the autonomic nervous system in the above equations (2) to (4), Z denotes the central nervous system And an autonomic nervous system bio signal, which is measured by a multidimensional measurement.
시청각콘텐츠를 사용(관람)하는 사용자의 생체신호 측정으로부터 X와 Y 수식을 이용하여 집중도를 구하고, 사용자의 주관적 집중도와 비교하여 주관적 집중도에 근접하도록 α, β1, β2, β3를 각각 구할 수 있으며, 이를 다수의 사용자에 대하여 반복 적용하여 α, β1, β2, β3 각각의 평균치 
Using the X and Y formulas from the bio-electrical signal measurement of the users of the audio-visual content (viewing) to obtain a concentration, as compared with the subjective intensity of the user to approach the subjective intensity α, β1, β 2, to obtain the β 3 respectively, And it is repeatedly applied to a plurality of users to calculate average values of?,? 1,? 2 ,? 3
즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법은 상술한 바와 같이, 기존의 집중도 평가방법의 한계를 극복하기 위하여 시청각콘텐츠 자극의 종류를 구체적으로 분류하고, 다차원적인 생체신호를 측정하여 집중도 변화를 평가할 뿐만 아니라, 이를 목적으로 개발된 장치를 사용하였을 때 사용 전에 비하여 집중력이 얼마나 향상되었는지 그 효능까지 평가할 수 있다.
In other words, as described above, in order to overcome the limitations of the conventional concentration evaluation method, the method of evaluating the effectiveness of the audio-visual contents for improving concentration power based on the multidimensional bio- In addition to evaluating the change in concentration by measuring the multidimensional bio-signals, it is also possible to evaluate the effect of concentration on the improvement of the concentration before using the apparatus developed for this purpose.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한 정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, fall within the scope of the present invention .
Claims (6)
상기 사용자가 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용한 후, 그 효능을 평가하기 위하여 안정상태에서 집중력 평가를 위하여 생체신호를 측정하는 단계; 및
상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 사용 전과 후, 각각의 안정상태에서 집중력 평가를 위하여 상기 생체신호를 측정한 결과를 이용하여, 상기 사용자에 대한 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능을 평가하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법.
Measuring a bio-signal of the user for a concentration test in a stable state before using an audiovisual content for concentration for a user (user) who intends to use the audio-visual content for concentration enhancement;
Measuring a biological signal for a concentration test in a stable state in order to evaluate the effectiveness of the user after using the audio-visual content for improving concentration; And
Evaluating the efficacy of the audio-visual content for the user to improve the concentration by using the result of measuring the bio-signal for the concentration evaluation in each stable state before and after using the audio-visual content for concentration enhancement;
Wherein the bio-signal measuring method comprises the steps of:
상기 생체신호는
상기 사용자의 심박변이도의 높은 주파수 대역(0.15-0.4 Hz)의 power(HF)인 것을 특징으로 하는 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법.
The method according to claim 1,
The bio-
Wherein the power (HF) of the high frequency band (0.15-0.4 Hz) of the heart beat variability of the user is a power (HF) of the multi-dimensional bio-signal measurement.
상기 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법은,
상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용하기 전, 안정상태에서 집중력 평가를 위하여 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 단계를 수행한 후,
상기 사용자가 상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용하는 동안, 사용자의 다차원 생체신호를 측정하는 단계; 및
상기 측정한 생체신호로부터 집중도를 평가하여 집중도 그래프를 제공하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법.
The method according to claim 1,
The method of evaluating the effectiveness of the multi-dimensional bio-signal measurement-based audio-visual contents for improving concentration,
A step of measuring the user's bio-signal for the concentration evaluation in a stable state before using the audio-visual content for concentration-improving,
Measuring a user's multidimensional vital sign while the user is using the audio-visual content for concentration enhancement; And
Evaluating a concentration degree from the measured bio signal to provide a concentration graph;
Further comprising the steps of: measuring the bio-signal intensity of the multi-dimensional bio-signal;
상기 다차원 생체신호는
상기 사용자의 낮은 알파파 대역의 뇌파 power, 낮은 베타파 대역의 뇌파 power, 심박수, 심박변이도의 높은 주파수 대역(0.15-0.4 Hz)의 power(HF) 및 피부전도레벨(SCL)인 것을 특징으로 하는 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법.
The method of claim 3,
The multi-dimensional bio-
(HF) and a skin conduction level (SCL) of a high frequency band (0.15-0.4 Hz) of an EEG power of the user in a low alpha wave band, an EEG power of a low beta wave band, a heart rate, A Method for Evaluating the Effectiveness of Audiovisual Contents for the Improvement of Concentration Based on Multidimensional Bio - signal Measurement.
상기 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법은
상기 측정한 생체신호로부터 집중도를 평가하여 집중도 그래프를 제공하는 단계를 수행한 후,
상기 제공된 집중도 그래프로부터 평가자가 원하는 구간의 집중도 값을 적분하여 해당 구간에 대한 총 집중도와 평균 집중도를 측정하여 제공하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법.
The method of claim 3,
The method for evaluating the effectiveness of the multi-dimensional bio-signal measurement-based visual /
Evaluating the degree of concentration from the measured bio signal to provide a concentration graph,
Integrating a concentration value of a section desired by the evaluator from the provided concentration graph, and measuring and providing a total concentration and an average concentration of the section;
Further comprising the steps of: measuring the bio-signal intensity of the multi-dimensional bio-signal;
상기 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법은
상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠를 사용하기 전,
상기 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 특성(제시자극)을 파악하여, 기설정된 자극 중 어떤 자극에 속하는지 분류하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다차원 생체신호 측정기반 집중력 향상용 시청각콘텐츠의 효능 평가 방법.The method according to claim 1,
The method for evaluating the effectiveness of the multi-dimensional bio-signal measurement-based visual /
Before using the audio-visual content for improving concentration,
Capturing a characteristic (presentation stimulus) of the audio-visual content for concentration improvement and classifying which stimulus belongs to the preset stimulus;
Further comprising the steps of: measuring the bio-signal intensity of the multi-dimensional bio-signal;
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130010496 | 2013-01-30 | ||
| KR20130010496 | 2013-01-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140098021A true KR20140098021A (en) | 2014-08-07 |
| KR101534809B1 KR101534809B1 (en) | 2015-07-08 |
Family
ID=51745058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140011751A KR101534809B1 (en) | 2013-01-30 | 2014-01-29 | Multidimensional physiological signal-based method which evaluates the efficiency of audio-video content devised to enhance the attention abilities of humans |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101534809B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107847195A (en) * | 2016-03-15 | 2018-03-27 | 欧姆龙株式会社 | Care degree estimation unit, care degree method of estimation, program and recording medium |
| KR101994198B1 (en) * | 2018-01-02 | 2019-07-01 | 주식회사 브레인틀 | User activity support system based on sensory stimulation |
| KR20190136539A (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-10 | (주)아모레퍼시픽 | Selecting method of fragrance for creating sleeping atmosphere and selecting system of fragrance for creating sleeping atmosphere |
| KR20210081559A (en) * | 2019-12-24 | 2021-07-02 | (주)블라우비트 | System and metiod for evaluation of treatment of fear and cognitive disorders using eye tracking |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190007283A (en) | 2017-07-12 | 2019-01-22 | 한국전자통신연구원 | Apparatus for collecting reaction when person contacts robot and method for the same |
| CN108694619A (en) * | 2018-06-20 | 2018-10-23 | 新华网股份有限公司 | Box office receipts prediction technique and system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429706B1 (en) * | 2001-02-23 | 2004-05-03 | 학교법인 한양학원 | System and method for enhancing attention on internet |
| KR101056793B1 (en) * | 2009-09-02 | 2011-08-12 | (주)휴보로 | Learning device and learning method using EEG |
-
2014
- 2014-01-29 KR KR1020140011751A patent/KR101534809B1/en active IP Right Grant
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107847195A (en) * | 2016-03-15 | 2018-03-27 | 欧姆龙株式会社 | Care degree estimation unit, care degree method of estimation, program and recording medium |
| CN107847195B (en) * | 2016-03-15 | 2020-06-12 | 欧姆龙株式会社 | Attention estimation device, attention estimation method, and recording medium |
| KR101994198B1 (en) * | 2018-01-02 | 2019-07-01 | 주식회사 브레인틀 | User activity support system based on sensory stimulation |
| KR20190136539A (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-10 | (주)아모레퍼시픽 | Selecting method of fragrance for creating sleeping atmosphere and selecting system of fragrance for creating sleeping atmosphere |
| KR20210081559A (en) * | 2019-12-24 | 2021-07-02 | (주)블라우비트 | System and metiod for evaluation of treatment of fear and cognitive disorders using eye tracking |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101534809B1 (en) | 2015-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brown et al. | Coherence between subjective experience and physiology in emotion: Individual differences and implications for well-being. | |
| Peterson et al. | Effects of virtual reality high heights exposure during beam-walking on physiological stress and cognitive loading | |
| Al-Shargie et al. | Mental stress quantification using EEG signals | |
| US8706206B2 (en) | Human fatigue assessment device and human fatigue assessment method | |
| KR101534809B1 (en) | Multidimensional physiological signal-based method which evaluates the efficiency of audio-video content devised to enhance the attention abilities of humans | |
| Brouwer et al. | Evidence for effects of task difficulty but not learning on neurophysiological variables associated with effort | |
| Tekok-Kilic et al. | Stimulus modality and Go/NoGo effects on P3 during parallel visual and auditory continuous performance tasks | |
| Overbeek et al. | Respiratory sinus arrhythmia responses to induced emotional states: Effects of RSA indices, emotion induction method, age, and sex | |
| US11690547B2 (en) | Discernment of comfort/discomfort | |
| Scanlon et al. | Your brain on bikes: P3, MMN/N2b, and baseline noise while pedaling a stationary bike | |
| Shukla et al. | Efficient wavelet-based artifact removal for electrodermal activity in real-world applications | |
| Lin et al. | Task-related EEG and HRV entropy factors under different real-world fatigue scenarios | |
| CN111107786A (en) | Application of wavelet analysis of actual signal time variation | |
| Cartocci et al. | A pilot study on the neurometric evaluation of “effective” and “ineffective” antismoking public service announcements | |
| Balt et al. | The effect of infraslow frequency neurofeedback on autonomic nervous system function in adults with anxiety and related diseases | |
| Schulz et al. | Cardiac modulation of startle: Effects on eye blink and higher cognitive processing | |
| LaCount et al. | Dynamic cardiovagal response to motion sickness: a point-process heart rate variability study | |
| Ortner et al. | State of the art in sensors, signals and signal processing | |
| KR101693716B1 (en) | brain function analysis method and apparatus to detect attention reduction | |
| JP4822796B2 (en) | Sleep meter and sleep state determination method | |
| MacDonald et al. | Single-trial event-related potentials and autonomic measures of the orienting reflex | |
| Santarcangelo et al. | Watching neutral and threatening movies: Subjective experience and autonomic responses in subjects with different hypnotizability levels | |
| WO2019013324A1 (en) | Pain classification and momentary-pain determination using sparse modeling | |
| KR101526498B1 (en) | The method of efferent evoked response potential for mind reading of movement | |
| Komori et al. | A preliminary study to investigate relaxation and sleep-inducing effects of cedrol |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180625 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190604 Year of fee payment: 5 |