KR20140117828A - A device and method for electroencephalography signal correction - Google Patents

A device and method for electroencephalography signal correction Download PDF

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KR20140117828A
KR20140117828A KR1020130032589A KR20130032589A KR20140117828A KR 20140117828 A KR20140117828 A KR 20140117828A KR 1020130032589 A KR1020130032589 A KR 1020130032589A KR 20130032589 A KR20130032589 A KR 20130032589A KR 20140117828 A KR20140117828 A KR 20140117828A
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최민국
이현규
신병석
이상철
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인텔렉추얼디스커버리 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an electroencephalography signal correction device. Particularly, the electroencephalography signal correction device according to one embodiment of the present invention includes: an electroencephalography signal measurement module which measures an electroencephalography signal of a user; a user movement recognition module which recognizes the movement of a user; a classification determination module which determinates a noise through the classification of the movement of the user according to the recognized user movement of the user movement recognition module, and determinates a noise; and an electroencephalography signal correction module which corrects the measured electroencephalography signal depending on the determination result of the classification determination module.

Description

뇌파 신호 보정 장치 및 보정 방법{A DEVICE AND METHOD FOR ELECTROENCEPHALOGRAPHY SIGNAL CORRECTION}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a device for correcting an EEG signal,

본 발명은 뇌파 신호 보정 장치 및 보정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 뇌파 신호 분석을 통한 사용자 움직임에 의한 뇌파 신호 보정 장치 및 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for correcting an EEG signal, and more particularly, to an apparatus and method for correcting an EEG signal by user's movement through analysis of an EEG signal.

근래에 와서, 스마트폰, 스마트 TV 등 스마트 기기가 발전됨에 따라, 기기와 인간과의 자연스러운 융합을 지향하는 디지털 컨버전스가, 인간의 감정, 지능, 상상력이 시스템과 상호 결합된 지능 컨버전스로 진화되고 있다. 이에 따라, 사용자의 의도 정보를 획득 및 처리하려는 신개념 다차원 휴먼 인터페이스 기술이 요구되고 있다. 이러한 사용자의 의도 정보를 획득하는 데에, 최근 뇌파 등 생체 정보를 분석하여 사용자의 잠재적, 무의식적 의도를 파악하는 것이 가능하게 되었다.Recently, as smart devices such as smart phones and smart TVs have been developed, digital convergence aiming at natural fusion between devices and humans has evolved into intelligent convergence where human emotions, intelligence, and imagination are combined with systems . Accordingly, there is a demand for a new concept multi-dimensional human interface technique for acquiring and processing the intention information of a user. In order to acquire the intention information of such a user, it has become possible to grasp the potential and unconscious intentions of the user by analyzing biometric information such as brain waves.

그러나, 기존의 방식으로 뇌파 신호를 측정하면, 사용자의 머리가 움직이는 등의 내부적 요인에 따라, 사용자의 의도를 파악하는데 불필요한 노이즈가 발생하여 뇌파 신호 분석에 악영향을 끼칠 수 있다. 따라서, 뇌파 신호 측정시 발생하는 노이즈를 보정하고자 하는 연구가 필요하다.However, when an EEG signal is measured by an existing method, an unnecessary noise is generated in order to grasp a user's intention according to an internal factor such as a movement of a user's head, which may adversely affect analysis of an EEG signal. Therefore, there is a need for research to correct the noise generated in EEG signal measurement.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 뇌파 신호 측정시 사용자 움직임에 의해 발생하는 노이즈를 검출 및 보정하여, 원 목적에 따른 뇌파 신호 분석을 신뢰도 높게 할 수 있게 하는 데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been devised to solve the problems described above, and its object is to detect and correct noise generated by a user's movement in EEG signal measurement, have.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파 신호 보정 장치는 사용자의 뇌파 신호를 측정하는 뇌파 신호 측정 모듈, 사용자 움직임을 인식하는 사용자 움직임 인식 모듈, 사용자 움직임 인식 모듈이 인식한 사용자 움직임에 따라, 사용자 움직임을 분류하여 잡음을 판별하는 분류 판별 모듈, 및 분류 판별 모듈의 판별 결과에 따라, 측정된 뇌파 신호를 보정하는 뇌파 신호 보정 모듈을 포함한다. 뇌파 신호 측정 모듈은, 사용자의 뇌파 신호를 획득하는 뇌파 신호 획득 모듈, 및 뇌파 신호 획득 모듈에서 획득된 뇌파 신호로부터 특징 벡터를 추출하는 뇌파 신호 특징 벡터 추출 모듈을 포함한다. 사용자 움직임 인식 모듈은, 사용자 움직임 정보를 획득하는 사용자 움직임 정보 획득 모듈, 및 획득된 사용자 움직임 정보로부터 사용자 움직임 특징 벡터를 추출하는 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈을 포함한다. 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈은, 사용자 움직임이 소정치 이상인 경우 사용자 움직임 특징 벡터를 추출한다. 사용자 움직임 정보 획득 모듈은, 복수의 압전 소자, 자이로 센서, 및 카메라를 포함한다. 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈은, 복수의 압전 소자의 전압 변화에 따른 압전 소자 특징 벡터를 추출하는 압전 소자 특징 벡터 추출 모듈, 자이로 센서의 각속도 정보에 따른 자이로 센서 특징 벡터를 추출하는 자이로 센서 특징 벡터 추출 모듈, 및 카메라에 의해 촬영된 사용자 얼굴의 중심점의 이동 정보에 따른 카메라 특징 벡터를 추출하는 카메라 특징 벡터 추출 모듈을 포함한다. 분류 판별 모듈은, 특징 벡터를 분류하는 서포트 벡터 머신 분류기, 및 서포트 벡터 머신 분류기의 분류 결과에 따라 잡음을 판별하는 잡음 판별 모듈을 포함한다. 잡음 판별 모듈은, 압전 소자 특징 벡터, 자이로 센서 특징 벡터, 카메라 특징 벡터, 및 뇌파 신호 특징 벡터 각각에 가중치를 부여하여, 잡음을 판별한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for correcting an EEG signal, comprising: an EEG signal measurement module for measuring a user's EEG signal; a user movement recognition module for recognizing a user movement; A classification discrimination module for classifying the user's movement and discriminating noise, and an EEG signal correction module for correcting the measured EEG signal according to the discrimination result of the classification discrimination module. The EEG signal measurement module includes an EEG signal acquisition module for acquiring a user's EEG signal and an EEG signal feature vector extraction module for extracting a feature vector from the EEG signal acquired by the EEG acquisition module. The user motion recognition module includes a user motion information acquisition module for acquiring user motion information, and a user motion feature vector extraction module for extracting user motion feature vectors from the obtained user motion information. The user motion feature vector extraction module extracts a user motion feature vector when the user motion is equal to or greater than a predetermined value. The user motion information acquisition module includes a plurality of piezoelectric elements, a gyro sensor, and a camera. The user motion feature vector extraction module includes a piezoelectric element feature vector extraction module for extracting a piezoelectric device feature vector according to a change in voltage of a plurality of piezoelectric elements, a gyro sensor feature vector extraction unit for extracting a gyro sensor feature vector according to the angular velocity information of the gyro sensor, Module and a camera feature vector extraction module for extracting a camera feature vector according to movement information of a center point of the user's face photographed by the camera. The classification discrimination module includes a support vector machine classifier for classifying feature vectors and a noise discrimination module for discriminating noises according to classification results of a support vector machine classifier. The noise discrimination module assigns a weight to each of the piezoelectric element feature vector, the gyro sensor feature vector, the camera feature vector, and the EEG signal feature vector to discriminate the noise.

본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파 신호 보정 방법은, 사용자의 뇌파 신호를 측정하는 뇌파 신호 측정 단계, 사용자 움직임을 인식하는 사용자 움직임 인식 단계, 사용자 움직임 인식 단계에서 인식한 사용자 움직임에 따라, 사용자 움직임을 분류하여 잡음을 판별하는 분류 판별 단계, 및 분류 판별 단계에서의 판별 결과에 따라, 측정된 뇌파 신호를 보정하는 뇌파 신호 보정 단계를 포함한다. 뇌파 신호 측정 단계는, 사용자의 뇌파 신호를 획득하는 뇌파 신호 획득 단계, 및 뇌파 신호 획득 단계에서 획득된 뇌파 신호로부터 특징 벡터를 추출하는 뇌파 신호 특징 벡터 추출 단계를 포함한다. 사용자 움직임 인식 단계는, 사용자 움직임 정보를 획득하는 사용자 움직임 정보 획득 단계, 및 획득된 사용자 움직임 정보로부터 사용자 움직임 특징 벡터를 추출하는 사용자 움직임 특징 벡터 추출 단계를 포함한다. 사용자 움직임 특징 벡터 추출 단계는, 사용자 움직임이 소정치 이상인 경우 사용자 움직임 특징 벡터를 추출하는 단계를 포함한다. 사용자 움직임 특징 벡터 추출 단계는, 복수의 압전 소자의 전압 변화에 따른 압전 소자 특징 벡터를 추출하는 압전 소자 특징 벡터 추출 단계, 자이로 센서의 각속도 정보에 따른 자이로 센서 특징 벡터를 추출하는 압전 소자 특징 벡터 추출 단계, 및 카메라에 의해 촬영된 사용자 얼굴의 중심점의 이동 정보에 따른 카메라 특징 벡터를 추출하는 압전 소자 특징 벡터 추출 단계를 포함한다. 분류 판별 단계는, 특징 벡터를 분류하는 특징 벡터 분류 단계, 및 특징 벡터 분류 단계에서의 분류 결과에 따라 잡음을 판별하는 잡음 판별 단계를 포함한다. 잡음 판별 단계는, 압전 소자 특징 벡터, 자이로 센서 특징 벡터, 카메라 특징 벡터, 및 뇌파 신호 특징 벡터 각각에 가중치를 부여하여, 잡음을 판별하는 단계를 포함한다.The EEG signal correcting method according to an embodiment of the present invention may include a step of measuring an EEG signal measuring a user's EEG signal, a user's motion recognition step of recognizing a user's movement, A classification discrimination step of discriminating noise, and an EEG signal correction step of correcting the measured EEG signal according to the discrimination result in the classification discrimination step. The step of measuring the EEG signal includes an EEG signal acquisition step of acquiring a user's EEG signal and an EEG signal feature vector extraction step of extracting a feature vector from the EEG signal acquired in the EEG acquisition step. The user motion recognition step includes a user motion information acquisition step of acquiring user motion information, and a user motion feature vector extraction step of extracting a user motion feature vector from the acquired user motion information. The user motion feature vector extraction step includes extracting a user motion feature vector when the user motion is equal to or greater than a predetermined value. The user motion feature vector extraction step includes a piezoelectric element feature vector extraction step for extracting a piezoelectric element feature vector according to a voltage change of a plurality of piezoelectric elements, a piezoelectric element feature vector extraction step for extracting a gyro sensor feature vector according to the angular velocity information of the gyro sensor And a piezoelectric element feature vector extraction step of extracting a camera feature vector according to movement information of a center point of the user's face photographed by the camera. The classification discrimination step includes a feature vector classification step of classifying the feature vectors, and a noise discrimination step of discriminating noises according to classification results in the feature vector classification step. The noise discrimination step includes weighting each of the piezoelectric element feature vector, the gyro sensor feature vector, the camera feature vector, and the EEG signal feature vector to discriminate the noise.

본 발명에 의하면 뇌파 신호를 측정하고 분석할 때, 뇌파 신호 측정시 사용자 움직임에 따라 발생되는 노이즈를 검출 및 보정할 수 있어, 뇌파 신호 분석 결과가 신뢰성이 높아지는 효과가 있다.According to the present invention, when measuring and analyzing an EEG signal, it is possible to detect and correct noise generated according to a user's motion when measuring an EEG signal, thereby improving the reliability of EEG signal analysis results.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호 보정 장치의 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호 측정 모듈의 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 움직임 인식 모듈의 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 움직임 정보 획득 모듈의 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈의 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 분류 판별 모듈의 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 보정 장치에서 뇌파를 보정하는 과정을 도시한 순서도이다.
FIG. 1 schematically shows a configuration of an EEG signal correcting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an EEG signal measurement module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a user motion recognition module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a user motion information acquisition module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a structure of a user motion feature vector extraction module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of a classification discrimination module according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a process of correcting brain waves in an EEG apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.If any part is referred to as being "on" another part, it may be directly on the other part or may be accompanied by another part therebetween. In contrast, when a section is referred to as being "directly above" another section, no other section is involved.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.The terms first, second and third, etc. are used to describe various portions, components, regions, layers and / or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish any moiety, element, region, layer or section from another moiety, moiety, region, layer or section. Thus, a first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as a second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified and that the presence or absence of other features, regions, integers, steps, operations, elements, and / It does not exclude addition.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.Terms indicating relative space such as "below "," above ", and the like may be used to more easily describe the relationship to other portions of a portion shown in the figures. These terms are intended to include other meanings or acts of the apparatus in use, as well as intended meanings in the drawings. For example, when inverting a device in the figures, certain parts that are described as being "below" other parts are described as being "above " other parts. Thus, an exemplary term "below" includes both up and down directions. The device can be rotated by 90 degrees or rotated at different angles, and terms indicating relative space are interpreted accordingly.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical 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. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호 보정 장치(100)의 구성을 간략히 도시한 것이다.FIG. 1 schematically shows a configuration of an EEG signal correcting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호 보정 장치(100)는 뇌파 신호 측정 모듈(200), 사용자 움직임 인식 모듈(300), 분류 판별 모듈(400), 및 뇌파 신호 보정 모듈(500)을 포함한다.Referring to FIG. 1, an apparatus for correcting an EEG signal 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes an EEG signal measurement module 200, a user motion recognition module 300, a classification discrimination module 400, 500).

뇌파 신호 측정 모듈(200)은 사용자의 뇌파 신호를 측정한다. 구체적으로는, 뇌파 신호 측정 모듈(200)은 사용자의 뇌파 신호를 획득하고, 획득된 뇌파 신호로부터 뇌파 신호 특징 벡터를 추출하도록 구성되어 있다. 자세한 것은 도 2를 참조하여 후술한다.The EEG signal measurement module 200 measures a user's brain wave signal. Specifically, the EEG signal measurement module 200 is configured to acquire a user's EEG signal and extract an EEG signal feature vector from the obtained EEG signal. Details will be described later with reference to Fig.

사용자 움직임 인식 모듈(300)은 사용자 움직임 정보를 획득하여, 획득된 사용자 움직임 정보로부터 사용자 움직임 특징 벡터를 추출하도록 구성되어 있다. 자세한 것은 도 3을 참조하여 후술한다.The user motion recognition module 300 is configured to acquire user motion information and extract a user motion feature vector from the acquired user motion information. Details will be described later with reference to Fig.

분류 판별 모듈(400)은 사용자 움직임 인식 모듈(300)이 인식한 사용자 움직임에 따라, 잡음을 판별하도록 구성되어 있다. 자세한 것은 도 6을 참조하여 후술한다.The classification discrimination module 400 is configured to discriminate a noise according to a user's movement recognized by the user's motion recognition module 300. Details will be described later with reference to Fig.

뇌파 신호 보정 모듈(500)은 분류 판별 모듈(400)의 판별 결과에 따라, 측정된 뇌파 신호를 보정하도록 구성되어 있다.The EEG signal correction module 500 is configured to correct the measured EEG signal according to the discrimination result of the classification discrimination module 400.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호 측정 모듈(200)의 구성을 간략히 도시한 것이다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of an EEG signal measurement module 200 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 뇌파 신호 측정 모듈(200)은 뇌파 신호 획득 모듈(210), 및 뇌파 신호 특징 벡터 추출 모듈(220)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the EEG signal measurement module 200 includes an EEG signal acquisition module 210 and an EEG signal feature vector extraction module 220.

뇌파 신호 획득 모듈(210)은 사용자의 뇌파 신호를 획득한다. 구체적으로는, 뇌파 신호 획득 모듈(210)은 뇌파 신호 측정 장비를 사용하여 사용자의 뇌파 신호를 획득한다. 뇌파 신호 측정 장비는, 복수개의 채널로부터 뇌파를 측정하며, 뇌파 신호 획득 모듈(210)은 뇌파 신호 측정 장비로부터 측정된 뇌파를 기초로 뇌파 신호를 획득할 수 있다. 복수개의 채널은 14개일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 뇌파 신호 측정 장비는 상용화된 공지의 장비를 사용하며, 1초에 128개의 뇌파 신호를 추출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The EEG signal acquisition module 210 acquires a user's EEG signal. Specifically, the EEG signal acquisition module 210 acquires a user's EEG signal using an EEG signal measuring device. The EEG signal measuring module measures EEG waves from a plurality of channels, and the EEG signal acquisition module 210 can acquire an EEG signal based on the EEG measured from the EEG measurement device. The number of the plurality of channels may be 14, but is not limited thereto. The EEG signal measuring device uses commercially available equipment and can extract 128 EEG signals per second, but the present invention is not limited thereto.

뇌파 신호 특징 벡터 추출 모듈(220)은 뇌파 신호 획득 모듈(210)에서 획득된 뇌파 신호로부터 뇌파 신호 특징 벡터를 추출한다. 구체적으로는, 뇌파 신호 특징 벡터 추출 모듈(220)은 뇌파 신호 획득 모듈(210)에서 얻어진 복수의 뇌파 신호의 진폭에 대한 평균, 뇌파 신호의 진폭에 대한 표준편차, 뇌파 신호의 진폭에 대한 전후 입력의 1차 미분값들의 평균, 뇌파 신호의 진폭에 대한 전후 입력의 1차 미분값들의 표준편차, 뇌파 신호의 진폭에 대한 2차 모멘트, 뇌파 신호의 진폭에 대한 Skewness를 이용하여 뇌파 신호 특징 벡터를 추출한다.The EEG signal feature vector extraction module 220 extracts an EEG signal feature vector from the EEG signal acquired by the EEG acquisition module 210. Specifically, the EEG signal feature vector extracting module 220 calculates an average EEG amplitude of the plurality of EEG signals obtained by the EEG signal acquisition module 210, a standard deviation of the amplitude of the EEG signal, , The standard deviation of the first derivatives of the front and back inputs to the amplitude of the brain wave signal, the second moment of the amplitude of the brain wave signal, and the skewness of the amplitude of the brain wave signal, .

상술한 평균 및 표준편차는 16개의 뇌파 신호의 평균을 이용하며, 따라서 뇌파 신호 특징 벡터는 1초에 8개, 즉 0.125초에 한 개의 특징 벡터를 얻을 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 14개의 채널의 뇌파 신호 값에 대해 1차 변화량 및 2차 변화량을 계산하여 특징 벡터의 값으로 사용하므로, 하나의 특징 벡터는 (1차 변화량 및 2차 변화량) X (14개 채널)로 총 28차원을 갖게 된다.The above-described average and standard deviation use the average of 16 EEG signals, so that EEG signal feature vectors can obtain one feature vector at 8 seconds per second, that is, 0.125 seconds. As described above, since the first-order change amount and the second-order change amount are calculated for the EEG signal values of the fourteen channels and used as the values of the feature vectors, one feature vector is (first change amount and second change amount) X 14 channels) with a total of 28 dimensions.

즉, 뇌파 신호 특징 벡터(X1)는 다음과 같다.That is, the EEG signal feature vector X1 is as follows.

X1=(x11, x12, x13, x14, x15, x16)X1 = (x11, x12, x13, x14, x15, x16)

(여기에서, x11: 뇌파 신호의 진폭에 대한 평균, x12: 뇌파 신호의 진폭에 대한 표준편차, x13: 뇌파 신호의 진폭에 대한 전후 입력의 1차 미분값들의 평균, x14: 뇌파 신호의 진폭에 대한 전후 입력의 1차 미분값들의 표준편차, x15: 뇌파 신호의 진폭에 대한 2차 모멘트, x16: 뇌파 신호의 진폭에 대한 Skewness이다) (Where x11 is the average of the amplitude of the EEG signal, x12 is the standard deviation of the amplitude of the EEG signal, x13 is the average of the first derivative values of the front and back inputs to the amplitude of the EEG signal, and x14 is the amplitude of the EEG signal. X15 is the second moment of the amplitude of the EEG signal, and x16 is the skewness of the amplitude of the EEG signal.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 움직임 인식 모듈(300)의 구성을 간략히 도시한 것이다.FIG. 3 schematically shows a configuration of a user motion recognition module 300 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 사용자 움직임 인식 모듈(300)은 사용자의 움직임을 인식한다. 구체적으로는, 사용자 움직임 인식 모듈(300)은 사용자 움직임 정보 획득 모듈(310) 및 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈(320)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the user motion recognition module 300 recognizes the movement of the user. Specifically, the user motion recognition module 300 includes a user motion information acquisition module 310 and a user motion feature vector extraction module 320.

사용자 움직임 정보 획득 모듈(310)은 사용자 움직임 정보를 획득한다. 자세한 것은 도 4를 참조하여 후술한다.The user motion information acquisition module 310 acquires user motion information. Details will be described later with reference to Fig.

사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈(320)은 획득된 사용자 움직임 정보로부터 사용자 움직임 특징 벡터를 추출한다. 구체적으로는, 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈(320)은 사용자 움직임 정보 획득 모듈(310)에서 획득된 사용자 움직임 정보에 포함되어 있는 사용자 움직임의 정도가 소정치 이상인 경우, 사용자 움직임 정보로부터 사용자 움직임 특징 벡터를 추출한다. 사용자 움직임의 정도가 소정치 이상인 경우에, 사용자 움직임에 의하여 뇌파에 노이즈가 발생하기 쉽기 때문이다.The user motion feature extraction module 320 extracts a user motion feature vector from the acquired user motion information. Specifically, the user motion feature vector extracting module 320 extracts a user motion feature vector from the user motion information when the degree of user motion included in the user motion information acquired by the user motion information acquiring module 310 is equal to or greater than a predetermined value, . Noise is likely to occur in the brain waves due to user's movement when the degree of user's motion is greater than a predetermined value.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 움직임 정보 획득 모듈(310)의 구성을 간략히 도시한 것이다.FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a user motion information acquisition module 310 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 사용자 움직임 정보 획득 모듈(310)은 복수의 압전 소자(312), 자이로 센서(314), 및 카메라(316)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the user motion information acquisition module 310 includes a plurality of piezoelectric elements 312, a gyro sensor 314, and a camera 316.

복수의 압전 소자(312)는 뇌파 측정 장비의 각 노드와 사용자의 두피를 1:1로 연결하도록, 뇌파 측정 장비의 각 노드와 사용자의 두피에 각각 부착된다. 사용자의 두피와 압전 소자(312) 사이의 접촉에 따라, 압전 소자(312)의 전압이 변화하게 되며, 압전 소자(312)의 전압 변화에 따라, 압전 소자 특징 벡터가 추출될 수 있다.The plurality of piezoelectric elements 312 are attached to each node of the EEG instrument and the scalp of the user so that each of the nodes of the EEG instrument and the user's scalp are connected one by one. The voltage of the piezoelectric element 312 changes according to the contact between the user's scalp and the piezoelectric element 312 and the piezoelectric element feature vector can be extracted in accordance with the change in the voltage of the piezoelectric element 312. [

구체적으로는, 압전 소자(312)의 전압 변화의 평균, 압전 소자(310)의 전압 변화의 표준편차, 압전 소자(312)의 입력 전압의 1차 미분값들의 평균, 압전 소자(312)의 입력 전압의 1차 미분값들의 표준편차, 압전 소자(312)의 입력 전압의 2차 미분값들의 평균, 압전 소자(312)의 입력 전압의 2차 미분값들의 표준편차를 이용하여 압전 소자 특징 벡터를 추출한다.Specifically, the average of the voltage change of the piezoelectric element 312, the standard deviation of the voltage change of the piezoelectric element 310, the average of the first-order differential values of the input voltage of the piezoelectric element 312, By using the standard deviation of the first derivative values of the voltage, the average of the second derivative values of the input voltage of the piezoelectric element 312, and the standard deviation of the second derivative values of the input voltage of the piezoelectric element 312, .

상술한 평균 및 표준편차는, 뇌파 신호 특징 벡터(X1)와의 동기화를 위하여, 1초에 8개가 추출되도록 하며, 그러기 위해서는 0.125초마다의 전압 변화를 측정하여 그 평균 및 표준편차를 이용하면 된다.In order to synchronize with the EEG signal feature vector X1, the above-described average and standard deviation are extracted eight times per second. To do so, the average and standard deviation of the average and standard deviation may be measured by measuring the voltage change every 0.125 second.

즉, 압전 소자 특징 벡터(X2)는 다음과 같다.That is, the piezoelectric element feature vector X2 is as follows.

X2=(x21, x22, x23, x24, x25, x26)X2 = (x21, x22, x23, x24, x25, x26)

(여기에서, x21: 압전 소자(312)의 전압 변화의 평균, x22: 압전 소자(310)의 전압 변화의 표준편차, x23: 압전 소자(312)의 입력 전압의 1차 미분값들의 평균, x24: 압전 소자(312)의 입력 전압의 1차 미분값들의 표준편차, x25: 압전 소자(312)의 입력 전압의 2차 미분값들의 평균, x26: 압전 소자(312)의 입력 전압의 2차 미분값들의 표준편차이다) X23: an average of the first-order differential values of the input voltages of the piezoelectric elements 312, x24 (the average of the first-order differential values of the input voltages of the piezoelectric elements 312) X25 is an average of the second derivative values of the input voltage of the piezoelectric element 312, x26 is a second derivative of the input voltage of the piezoelectric element 312 Lt; / RTI >

자이로 센서(314)는 사용자 움직임에 따른 각속도 정보를 획득하며, 획득된 각속도 정보에 따라 자이로 센서 특징 벡터가 추출될 수 있다.The gyro sensor 314 acquires the angular velocity information according to the user's motion, and the gyro sensor characteristic vector can be extracted according to the obtained angular velocity information.

구체적으로는, 자이로 센서(314)에서 획득된 회전 각도의 평균, 회전 각도의 표준편차, 회전 각도의 1차 미분값들의 평균, 회전 각도의 1차 미분값들의 표준편차, 회전 각도의 2차 미분값들의 평균, 회전 각도의 2차 미분값들의 표준편차를 이용하여 자이로 센서 특징 벡터를 추출한다.Specifically, the average of the rotation angle obtained by the gyro sensor 314, the standard deviation of the rotation angle, the average of the first differential values of the rotation angle, the standard deviation of the first differential values of the rotation angle, The gyro sensor feature vector is extracted using the standard deviation of the mean values of the values and the second derivative values of the rotation angle.

상술한 평균 및 표준편차는, 뇌파 신호 특징 벡터(X1) 및 압전 소자 특징 벡터(X2)와의 동기화를 위하여, 1초에 8개가 추출되도록 하며, 그러기 위해서는 0.125초마다의 전압 변화를 측정하여 그 평균 및 표준편차를 이용하면 된다.For the purpose of synchronizing the EEG signal characteristic vector X1 and the piezoelectric element characteristic vector X2, the above-described average and standard deviation are extracted eight times per second. To do so, the voltage variation is measured every 0.125 second, And standard deviation.

즉, 자이로 센서 특징 벡터(X3)는 다음과 같다.That is, the gyro sensor characteristic vector X3 is as follows.

X3=(x31, x32, x33, x34, x35, x36)X3 = (x31, x32, x33, x34, x35, x36)

(여기에서, x31: 획득된 회전 각도의 평균, x32: 회전 각도의 표준편차, x33: 회전 각도의 1차 미분값들의 평균, x34: 회전 각도의 1차 미분값들의 표준편차, x35: 회전 각도의 2차 미분값들의 평균, x36: 회전 각도의 2차 미분값들의 표준편차이다) X32 is the standard deviation of the rotation angle, x33 is the average of the first derivative values of the rotation angle, x34 is the standard deviation of the first derivative values of the rotation angle, and x35 is the rotation angle. , And x36: the standard deviation of the second derivative values of the rotation angle)

카메라(316)는 사용자의 얼굴을 연속적으로 촬영하여, 촬영된 사용자 얼굴의 중심점의 이동 정보에 따라 카메라 특징 벡터를 추출될 수 있다. 그러나 촬영된 사용자 얼굴의 중심점의 이동 정보를 채택해야 하는 것은 아니다.The camera 316 can continuously photograph the face of the user and extract the camera feature vector according to the movement information of the center point of the captured user face. However, it is not necessary to adopt the movement information of the center point of the photographed user's face.

구체적으로는, 카메라(316)에서 획득된 사용자 얼굴의 중심점의 위치 변화의 1차 미분값들의 평균, 중심점의 위치 변화의 1차 미분값들의 표준편차, 중심점의 위치 변화의 2차 미분값들의 평균, 중심점의 위치 변화의 2차 미분값들의 표준편차를 이용하여 카메라 특징 벡터를 추출한다.Specifically, the average of the first-order differential values of the positional change of the center point of the user's face obtained by the camera 316, the standard deviation of the first-order differential values of the positional change of the center point, , And the camera feature vector is extracted using the standard deviation of the second-order differential values of the positional change of the center point.

상술한 평균 및 표준편차는, 뇌파 신호 특징 벡터(X1), 압전 소자 특징 벡터(X2), 및 자이로 센서 특징 벡터(X3)와의 동기화를 위하여, 1초에 8개가 추출되도록 하며, 그러기 위해서는 0.125초마다의 전압 변화를 측정하여 그 평균 및 표준편차를 이용하면 된다.In order to synchronize the EEG signal feature vector X1, the piezoelectric element feature vector X2, and the gyro sensor feature vector X3, the above-described average and standard deviation are extracted eight at a time, And the average and standard deviation of the voltage may be used.

즉, 카메라 특징 벡터(X4)는 다음과 같다.That is, the camera feature vector X4 is as follows.

X4=(x41, x42, x43, x44)X4 = (x41, x42, x43, x44)

(여기에서, x41: 사용자 얼굴의 중심점의 위치 변화의 1차 미분값들의 평균, x42: 중심점의 위치 변화의 1차 미분값들의 표준편차, x43: 중심점의 위치 변화의 2차 미분값들의 평균, x44: 중심점의 위치 변화의 2차 미분값들의 표준편차이다) (Where x41 is the average of the first derivative values of the positional change of the center point of the user face, x42 is the standard deviation of the first derivative values of the positional change of the center point, x43 is the average of the second derivative values of the positional change of the center point, x44: the standard deviation of the second derivative values of the positional change of the center point)

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈(320)의 구성을 간략히 도시한 것이다.FIG. 5 schematically shows a structure of a user motion feature vector extraction module 320 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈(320)은 압전 소자 특징 벡터 추출 모듈(322), 자이로 센서 특징 벡터 추출 모듈(324), 및 카메라 특징 벡터 추출 모듈(326)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the user motion feature vector extraction module 320 includes a piezoelectric device feature vector extraction module 322, a gyro sensor feature extraction module 324, and a camera feature vector extraction module 326.

압전 소자 특징 벡터 추출 모듈(322)은 압전 소자(312)의 전압 변화에 따라, 압전 소자 특징 벡터를 추출한다. 자이로 센서 특징 벡터 추출 모듈(324)은 사용자 움직임에 따른 각속도 정보에 따라 자이로 센서 특징 벡터를 추출한다. 카메라 특징 벡터 추출 모듈(326)은 사용자 얼굴의 중심점의 이동 정보에 따라 카메라 특징 벡터를 추출한다.The piezoelectric element feature vector extraction module 322 extracts the piezoelectric element feature vector according to the change in the voltage of the piezoelectric element 312. The gyro sensor characteristic vector extracting module 324 extracts the gyro sensor characteristic vector according to the angular velocity information according to the user's motion. The camera feature vector extraction module 326 extracts the camera feature vector according to the movement information of the center point of the user's face.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 분류 판별 모듈(400)의 구성을 간략히 도시한 것이다.FIG. 6 schematically shows a configuration of a classification discrimination module 400 according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 분류 판별 모듈(400)은 SVM(Support Vector Machine) 분류기(410) 및 잡음 판별 모듈(420)을 포함한다.Referring to FIG. 6, the classification discrimination module 400 includes a SVM (Support Vector Machine) classifier 410 and a noise discrimination module 420.

SVM 분류기(410)는 공지된 기술로, 뇌파 신호 특징 벡터 추출 모듈(220) 및 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈(320)에서 얻어진 특징 벡터들을 분류하도록 구성되어 있다.The SVM classifier 410 is configured to classify feature vectors obtained by the EEG signal feature extraction module 220 and the user motion feature extraction module 320 according to a known technique.

구체적으로는, SVM 분류기란, 특징 벡터의 두 집합이 존재한다고 가정할 때, 두 집합을 가장 이상적으로 나눌 수 있는 초평면(hyper-plane)을 찾는 역할을 하는 것으로, 두 분류 간의 최대 여백(maximum margin)을 찾는 과정을 공식화(formulization)하는 과정을 통하여 특징 벡터를 분류한다.Specifically, the SVM classifier is a function that finds a hyperplane that can ideally divide two sets of assumptions, assuming that there are two sets of feature vectors. The maximum margin ) Are classified into feature vectors through the process of formulization.

더 자세하게는, SVM 분류기는 주어진 자료에 대해서 그 자료들을 분리하는 초평면 중에서, 자료들과 가장 거리가 먼 초평면을 찾는 방법이다. 신경망을 포함하는 많은 학습 알고리즘들은, 이러한 학습데이터가 주어졌을 때 1 인 점들과 -1 인 점들을 분리하는 초평면을 찾아내는 것이 공통의 목표인데, SVM 분류기가 다른 알고리즘과 차별화되는 특징은 단지 점들을 분리하는 초평면을 찾는 것으로 끝나는 것이 아니라, 점들을 분리할 수 있는 수많은 후보평면들 가운데 마진이 최대가 되는(maximum-margin) 초평면을 찾는다는 것이다. 여기서 마진이란 초평면으로부터 각 점들에 이르는 거리의 최소값을 말하는데, 이 마진을 최대로 하면서 점들을 두 클래스로 분류하려면, 결국 클래스 1에 속하는 점들과의 거리 중 최소값과 클래스 -1에 속하는 점들과의 거리 중 최소값이 같도록 초평면이 위치해야 하며, 이러한 초평면을 maximum-margin 초평면이라고 한다. 결론적으로 SVM 분류기는 두 클래스에 속해있는 점들을 분류하는 수많은 초평면들 중, 최대한 두 클래스의 점들과 거리를 유지하는 것을 찾아내는 알고리즘이라 할 수 있다.More specifically, the SVM classifier is a method of finding a hyperplane that is farthest from the data, among the hyperplanes separating the data for a given data. Many learning algorithms, including neural networks, have a common goal of finding a hyperplane that separates points 1 and -1 when given such learning data. A feature that differentiates SVM classifiers from other algorithms is that they only divide points , But finds the maximum-margin hyperplane among the many candidate planes that can separate the points. In this case, the margin refers to the minimum value of the distance from the hyperplane to each point. To classify the points into two classes while maximizing the margin, the distance between the minimum distance from the points belonging to class 1 and the points belonging to class- And the hyperplane is called the maximum-margin hyperplane. In conclusion, the SVM classifier is an algorithm that finds out of a large number of hyperplanes that classify the points belonging to two classes, maintaining at most two classes of points and distances.

잡음 판별 모듈(420)은 SVM 분류기(410)의 분류 결과에 따라, 잡음 여부를 판별하도록 구성되어 있다. 더 자세하게는, 복수의 SVM 분류기를 이용하여, 각각의 분류기에서 산출되는 값에 기기의 신뢰도에 따라 각각 다른 가중치 계수를 부여하여, 잡음 여부를 판단할 수 있는 최종 변수(Y)를 생성한다.The noise discrimination module 420 is configured to discriminate whether noise is present according to the classification result of the SVM classifier 410. More specifically, a plurality of SVM classifiers are used to assign different weighting coefficients to the values calculated by the respective classifiers according to the reliability of the apparatus, thereby generating a final variable Y for judging whether noise is present or absent.

즉, 압전 소자 특징 벡터로부터 얻어진 분류 결과(Y1), 자이로 센서특징 벡터로부터 얻어진 분류 결과(Y2), 카메라 특징 벡터로부터 얻어진 분류 결과(Y3), 및 뇌파 신호 특징 벡터 분류 결과(Y4)에 대해 특정한 임계값(ρ)을 기준으로 최종 변수(Y)를 계산하여 아래와 같이 최종적으로 잡음 여부를 판별하게 된다.That is, the classification result Y1 obtained from the piezoelectric element feature vector, the classification result Y2 obtained from the gyro sensor characteristic vector, the classification result Y3 obtained from the camera characteristic vector, and the EEG signal feature vector classification result Y4 The final variable Y is calculated on the basis of the threshold value p and it is finally determined whether or not noise is present.

구체적으로는, αY1+βY2+γY3+δY4>ρ인 경우에는 Y=1(잡음)으로 판별하고, 그 외의 경우에는 Y=0(잡음이 아님)으로 판별하게 된다. 여기에서, α, β, γ, δ는 α+β+γ+δ=1이고 α, β, γ, δ>0인 각각의 가중치로, 상황에 맞게 압전 소자 특징 벡터로부터 얻어진 분류 결과(Y1), 자이로 센서 특징 벡터로부터 얻어진 분류 결과(Y2), 카메라 특징 벡터로부터 얻어진 분류 결과(Y3), 및 뇌파 신호 특징 벡터 분류 결과(Y4)에 대해 가중치를 부여하여, 최종 변수(Y)를 계산할 수 있다.Specifically, Y = 1 (noise) is discriminated when? Y1 +? Y2 +? Y3 +? Y4>?, And in the other cases, Y = 0 (no noise). Here,?,?,?, And? Are the weighting values of? +? +? +? = 1 and?,?,?, And?> 0, , The final variable Y can be calculated by weighting the classification result Y2 obtained from the gyro sensor feature vector, the classification result Y3 obtained from the camera feature vector, and the EEG signal feature vector classification result Y4 .

이렇게 하여 잡음으로 판별된 뇌파 신호에 대해서는, 뇌파 신호 보정 모듈(500)에서 뇌파 신호를 보정한다. 뇌파 신호 보정 모듈(500)은 가우시안 필터링(Gaussian filtering)을 통하여 뇌파 신호를 보정할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.For the EEG signal discriminated as noise, the EEG signal correction module 500 corrects the EEG signal. The EEG signal correction module 500 may correct the EEG signal through Gaussian filtering, but is not limited thereto.

여기서 가우시안 함수를 필터로 사용하는 이유는, 저역 통과 필터링(low pass filtering)에 있어, 잡음을 제거하고 원본 신호의 형태를 최대한 보존하기 위해 다양한 형태의 가중치 함수들이 활용되지만, 자연에 존재하는 가장 보편적인 분포인 가우시안 함수를 가중치로 활용할 경우 매우 뛰어난 잡음 제거의 성능을 나타내게 되기 때문이다. 또한 가우스 함수의 파라미터 인 평균과 표준편차에 의해 필터의 강도를 조절할 수 있기 때문에 사용자의 편의 측면에서도 매우 유용한 접근이 될 수 있기 때문이다.The reason for using the Gaussian function as a filter is that, in low pass filtering, various types of weighting functions are utilized to remove noise and preserve the original signal shape to the maximum. However, The weighted Gaussian function is used as a weighted value, and the noise reduction performance is very excellent. In addition, since the intensity of the filter can be adjusted by the average and standard deviation of the parameters of the Gaussian function, it can be very useful in terms of user convenience.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 보정 장치(100)에서 뇌파를 보정하는 과정을 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a process of correcting brain waves in the EEG 100 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 뇌파 보정 장치(100)는 뇌파 신호를 획득하고(S10), 사용자 움직임 정보를 획득하고(S20), 사용자 움직임 정보에 포함되어 있는 사용자 움직임이 소정치 이상인 경우(S30), 사용자 움직임 특징 벡터를 추출하고(S40), 뇌파 신호 특징 벡터를 추출하며(S50), 추출된 특징 벡터에 따라 잡음을 판별하고(S60), 잡음으로 판별된 경우(S70), 잡음을 보정하도록(S80) 구성되어 있다.Referring to FIG. 7, the brain wave correcting apparatus 100 acquires an EEG signal (S10), acquires user motion information (S20), and if the user motion included in the user motion information is greater than or equal to a predetermined value (S30) A user motion feature vector is extracted in step S40, an EEG signal feature vector is extracted in step S50, a noise is determined on the basis of the extracted feature vector in step S60, a noise is determined in step S70, S80).

구체적으로는, 뇌파 신호 획득 모듈(210)은 사용자의 뇌파 신호를 획득하고(S10), 사용자 움직임 정보 획득 모듈(310)은 사용자의 움직임 정보를 획득하고(S20), 사용자 움직임 정보에 포함되어 있는 사용자 움직임이 소정치 이상인 경우(S30), 즉 뇌파에 노이즈가 발생했을 것으로 생각되는 경우, 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈(320)은 사용자 움직임 특징 벡터를 추출하고(S40), 뇌파 신호 특징 벡터 추출 모듈(220)은 뇌파 신호 특징 벡터를 추출하고(S50), 분류 판별 모듈(400)에서 잡음을 판별하며(S60), 잡음으로 판별된 경우(S70), 뇌파 신호 보정 모듈(500)에서 잡음을 보정하도록(S80) 구성되어 있다.Specifically, the EEG signal acquisition module 210 acquires a user's brain wave signal (S10), and the user motion information acquisition module 310 acquires motion information of the user (S20) If it is determined that the user's motion is greater than or equal to a predetermined value (S30), that is, if noise is thought to have occurred in the brain waves, the user motion feature extraction module 320 extracts a user motion feature vector (S40) The EEG signal extracting module 220 extracts the EEG signal feature vector in step S50 and discriminates the noise in the classification discrimination module 400 in step S60. (S80).

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 명세서에서 설명한 각 구성요소의 물질은 당업자가 공지된 다양한 물질로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.Although the present invention has been described in connection with the specific embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. In addition, the materials of each component described in the specification can be easily selected and substituted for various materials known to those skilled in the art. Those skilled in the art will also appreciate that some of the components described herein can be omitted without degrading performance or adding components to improve performance. In addition, those skilled in the art may change the order of the method steps described herein depending on the process environment or equipment. Therefore, the scope of the present invention should be determined by the appended claims and equivalents thereof, not by the embodiments described.

100: 뇌파 신호 보정 장치
200: 뇌파 신호 측정 모듈
210: 뇌파 신호 획득 모듈
220: 뇌파 신호 특징 벡터 추출 모듈
300: 사용자 움직임 인식 모듈
310: 사용자 움직임 정보 획득 모듈
312: 압전 소자
314: 자이로 센서
316: 카메라
320: 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈
322: 압전 소자 특징 벡터 추출 모듈
324: 자이로 센서 특징 벡터 추출 모듈
326: 카메라 특징 벡터 추출 모듈
400: 분류 판별 모듈
410: SVM 분류기
420: 잡음 판별 모듈
100: EEG signal correction device
200: EEG signal measurement module
210: EEG signal acquisition module
220: EEG signal feature vector extraction module
300: user motion recognition module
310: User motion information acquisition module
312: piezoelectric element
314: Gyro sensor
316: Camera
320: user motion feature vector extraction module
322: Piezoelectric device characteristic vector extraction module
324: Gyro sensor feature vector extraction module
326: camera feature vector extraction module
400: Classification discrimination module
410: SVM classifier
420: noise discrimination module

Claims (15)

뇌파 신호를 보정하는 장치에 있어서,
사용자의 뇌파 신호를 측정하는 뇌파 신호 측정 모듈;
사용자 움직임을 인식하는 사용자 움직임 인식 모듈;
상기 사용자 움직임 인식 모듈이 인식한 상기 사용자 움직임에 따라, 상기 사용자 움직임을 분류하여 잡음을 판별하는 분류 판별 모듈; 및
상기 분류 판별 모듈의 판별 결과에 따라, 측정된 뇌파 신호를 보정하는 뇌파 신호 보정 모듈
을 포함하는 뇌파 신호 보정 장치.
An apparatus for correcting an EEG signal,
An EEG signal measuring module for measuring a user's EEG signal;
A user motion recognition module for recognizing user movement;
A classification discrimination module for classifying the user's movement according to the user's movement recognized by the user's movement recognition module to discriminate noise; And
According to the discrimination result of the classification discrimination module, an EEG signal correction module
And an EEG signal correcting device.
제1항에 있어서,
상기 뇌파 신호 측정 모듈은,
사용자의 뇌파 신호를 획득하는 뇌파 신호 획득 모듈; 및
상기 뇌파 신호 획득 모듈에서 획득된 상기 뇌파 신호로부터 특징 벡터를 추출하는 뇌파 신호 특징 벡터 추출 모듈
을 포함하는, 뇌파 신호 보정 장치.
The method according to claim 1,
The EEG signal measuring module includes:
An EEG signal acquisition module for acquiring a brain wave signal of a user; And
An EEG signal feature extraction module for extracting a feature vector from the EEG signal acquired by the EEG acquisition module,
And an EEG signal correcting device.
제1항에 있어서,
상기 사용자 움직임 인식 모듈은,
사용자 움직임 정보를 획득하는 사용자 움직임 정보 획득 모듈; 및
획득된 상기 사용자 움직임 정보로부터 사용자 움직임 특징 벡터를 추출하는 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈
을 포함하는, 뇌파 신호 보정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the user motion recognition module comprises:
A user motion information acquisition module for acquiring user motion information; And
A user motion feature extraction module for extracting a user motion feature vector from the obtained user motion information,
And an EEG signal correcting device.
제3항에 있어서,
상기 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈은,
상기 사용자 움직임이 소정치 이상인 경우 상기 사용자 움직임 특징 벡터를 추출하는, 뇌파 신호 보정 장치.
The method of claim 3,
Wherein the user motion feature vector extraction module comprises:
And extracts the user motion feature vector when the user motion is equal to or greater than a predetermined value.
제4항에 있어서,
상기 사용자 움직임 정보 획득 모듈은,
복수의 압전 소자, 자이로 센서, 및 카메라를 포함하는, 뇌파 신호 보정 장치.
5. The method of claim 4,
The user motion information acquisition module includes:
A plurality of piezoelectric elements, a gyro sensor, and a camera.
제5항에 있어서,
상기 사용자 움직임 특징 벡터 추출 모듈은,
상기 복수의 압전 소자의 전압 변화에 따른 압전 소자 특징 벡터를 추출하는 압전 소자 특징 벡터 추출 모듈;
상기 자이로 센서의 각속도 정보에 따른 자이로 센서 특징 벡터를 추출하는 자이로 센서 특징 벡터 추출 모듈; 및
상기 카메라에 의해 촬영된 사용자 얼굴의 중심점의 이동 정보에 따른 카메라 특징 벡터를 추출하는 카메라 특징 벡터 추출 모듈
을 포함하는, 뇌파 신호 보정 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the user motion feature vector extraction module comprises:
A piezoelectric element feature vector extracting module for extracting a piezoelectric element feature vector according to a voltage change of the plurality of piezoelectric elements;
A gyro sensor feature vector extraction module for extracting a gyro sensor feature vector according to the angular velocity information of the gyro sensor; And
A camera feature vector extraction module for extracting a camera feature vector according to movement information of a center point of the user's face photographed by the camera;
And an EEG signal correcting device.
제6항에 있어서,
상기 분류 판별 모듈은,
특징 벡터를 분류하는 서포트 벡터 머신 분류기; 및
상기 서포트 벡터 머신 분류기의 분류 결과에 따라 잡음을 판별하는 잡음 판별 모듈
을 포함하는, 뇌파 신호 보정 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the classification discrimination module comprises:
A support vector machine classifier for classifying feature vectors; And
A noise discrimination module for discriminating noise according to a classification result of the support vector machine classifier;
And an EEG signal correcting device.
제7항에 있어서,
상기 잡음 판별 모듈은,
상기 압전 소자 특징 벡터, 상기 자이로 센서 특징 벡터, 상기 카메라 특징 벡터, 및 상기 뇌파 신호 특징 벡터 각각에 가중치를 부여하여, 잡음을 판별하는, 뇌파 신호 보정 장치.
8. The method of claim 7,
The noise discrimination module comprises:
And a weight is assigned to each of the piezoelectric element feature vector, the gyro sensor characteristic vector, the camera feature vector, and the EEG signal feature vector to discriminate noise.
뇌파 신호를 보정하는 방법에 있어서,
사용자의 뇌파 신호를 측정하는 뇌파 신호 측정 단계;
사용자 움직임을 인식하는 사용자 움직임 인식 단계;
상기 사용자 움직임 인식 단계에서 인식한 상기 사용자 움직임에 따라, 상기 사용자 움직임을 분류하여 잡음을 판별하는 분류 판별 단계; 및
상기 분류 판별 단계에서의 판별 결과에 따라, 측정된 뇌파 신호를 보정하는 뇌파 신호 보정 단계
를 포함하는 뇌파 신호 보정 방법.
A method for correcting an EEG signal,
An EEG signal measuring step of measuring a user's EEG signal;
A user movement recognition step of recognizing a user movement;
A classification discrimination step of classifying the user's movement according to the user's movement recognized in the user's movement recognition step to discriminate noise; And
According to the discrimination result in the class discriminating step, an EEG signal correction step for correcting the measured EEG signal
And an EEG signal correction method.
제9항에 있어서,
상기 뇌파 신호 측정 단계는,
사용자의 뇌파 신호를 획득하는 뇌파 신호 획득 단계; 및
상기 뇌파 신호 획득 단계에서 획득된 상기 뇌파 신호로부터 특징 벡터를 추출하는 뇌파 신호 특징 벡터 추출 단계
를 포함하는, 뇌파 신호 보정 방법.
10. The method of claim 9,
The EEG signal measuring step may include:
An EEG signal acquisition step of acquiring a brain wave signal of a user; And
Extracting an EEG signal feature vector extracting a feature vector from the EEG signal acquired in the EEG signal acquisition step
And an EEG signal correction method.
제9항에 있어서,
상기 사용자 움직임 인식 단계는,
사용자 움직임 정보를 획득하는 사용자 움직임 정보 획득 단계; 및
획득된 상기 사용자 움직임 정보로부터 사용자 움직임 특징 벡터를 추출하는 사용자 움직임 특징 벡터 추출 단계
를 포함하는, 뇌파 신호 보정 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the user motion recognition step comprises:
A user motion information acquiring step of acquiring user motion information; And
A user motion feature vector extraction step of extracting a user motion feature vector from the acquired user motion information
And an EEG signal correction method.
제11항에 있어서,
상기 사용자 움직임 특징 벡터 추출 단계는,
상기 사용자 움직임이 소정치 이상인 경우 상기 사용자 움직임 특징 벡터를 추출하는 단계를 포함하는, 뇌파 신호 보정 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the user motion feature vector extraction step comprises:
And extracting the user motion feature vector if the user motion is greater than or equal to a predetermined value.
제12항에 있어서,
상기 사용자 움직임 특징 벡터 추출 단계는,
상기 복수의 압전 소자의 전압 변화에 따른 압전 소자 특징 벡터를 추출하는 압전 소자 특징 벡터 추출 단계;
상기 자이로 센서의 각속도 정보에 따른 자이로 센서 특징 벡터를 추출하는 압전 소자 특징 벡터 추출 단계; 및
상기 카메라에 의해 촬영된 사용자 얼굴의 중심점의 이동 정보에 따른 카메라 특징 벡터를 추출하는 압전 소자 특징 벡터 추출 단계
를 포함하는, 뇌파 신호 보정 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the user motion feature vector extraction step comprises:
A piezoelectric element characteristic vector extracting step of extracting a piezoelectric element characteristic vector according to a voltage change of the plurality of piezoelectric elements;
A piezoelectric element feature vector extracting step of extracting a gyro sensor feature vector according to the angular velocity information of the gyro sensor; And
Extracting a feature vector of a camera according to movement information of a center point of a user's face photographed by the camera,
And an EEG signal correction method.
제13항에 있어서,
상기 분류 판별 단계는,
특징 벡터를 분류하는 특징 벡터 분류 단계; 및
상기 특징 벡터 분류 단계에서의 분류 결과에 따라 잡음을 판별하는 잡음 판별 단계
를 포함하는, 뇌파 신호 보정 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the classifying step comprises:
A feature vector classifying step of classifying the feature vector; And
A noise discrimination step of discriminating noise according to a result of classification in the feature vector classification step
And an EEG signal correction method.
제14항에 있어서,
상기 잡음 판별 단계는,
상기 압전 소자 특징 벡터, 상기 자이로 센서 특징 벡터, 상기 카메라 특징 벡터, 및 상기 뇌파 신호 특징 벡터 각각에 가중치를 부여하여, 잡음을 판별하는 단계를 포함하는, 뇌파 신호 보정 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the noise discrimination step comprises:
And assigning a weight to each of the piezoelectric element feature vector, the gyro sensor characteristic vector, the camera feature vector, and the EEG signal feature vector to discriminate noise.
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KR20160079501A (en) * 2014-12-26 2016-07-06 고려대학교 산학협력단 Method and apparatus for control of wearable gait robot based on eeg

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