KR20150018679A - Apparatus and method for classifying brain wave - Google Patents

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KR20150018679A KR20130094245A KR20130094245A KR20150018679A KR 20150018679 A KR20150018679 A KR 20150018679A KR 20130094245 A KR20130094245 A KR 20130094245A KR 20130094245 A KR20130094245 A KR 20130094245A KR 20150018679 A KR20150018679 A KR 20150018679A
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Abstract

Disclosed is a brainwave classifying apparatus capable of classifying brainwaves sensed by using a plurality of channels into a plurality of groups. The brainwave classifying apparatus selects any number of channels from among the channels, and determines whether classifying the selected channels into specific groups is appropriate. The brainwave classifying apparatus may also analyze brainwave responses with the sum of outputs of a plurality of groups when the brainwave responses caused by a plurality of stimuli are received. The brainwave classifying apparatus includes a sensing unit, a channel selection unit, and a determination unit.

Description

뇌파 분류 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CLASSIFYING BRAIN WAVE}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR CLASSIFYING BRAIN WAVE [0002]

하기의 실시예들은 뇌파를 분류하는 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 뇌파들간의 상관 계수를 이용하여 뇌파를 분류하는 기술에 관한 것이다.
The following embodiments are directed to techniques for classifying EEG, and more specifically, techniques for classifying EEG using correlation coefficients between EEGs.

두뇌 상태가 변화할 때 발생하는 전기적 특성인 EEG를 이용해 기계 장치나 컴퓨터를 제어하는 BCI system은 사람의 생각만으로 장치를 자유자재로 다룰 수 있어 차세대 인터페이스로 각광을 받고 있다. 특히 심상만을 이용하여 장치 제어가 가능하기 때문에 근육을 사용하는데 어려움이 있어 근전도 방식의 제어를 적용할 수 없는 환자들도 기계장치 혹은 컴퓨터를 제어할 수 있다는 점에서 주목할 만하다. 근래에는 VEP (Visual Evoked Potential), P300, 뮤 리듬 등, 다양한 종류의 뇌파 반응을 이용한 BCI system이 등장하였고 응용 분야로 휠체어를 움직이거나 로봇 의수를 작동시키는 등의 다양한 연구가 진행되어 왔다. 특히 다양한 방법을 이용해 연구가 진행되었던 시각 자극을 통한문자 입력기는 상용화를 앞두고 있을 정도로 많은 발전을 하였다. 최근에는 국내에서도 BCI system을 이용해 로봇을 제어하는 등의 연구들이 진행되고 있다.The BCI system, which controls the mechanical devices and computers using EEG, which is an electrical characteristic that occurs when the brain state changes, is able to handle the device freely with the thought of the human being, and is receiving the spotlight as the next generation interface. In particular, it is noteworthy that patients who can not control EMG because of their difficulty in using muscles because they can control the device using only images can control the machine or the computer. Recently, BCI system using various kinds of EEG responses such as VEP (Visual Evoked Potential), P300, and mu rhythm has appeared, and various researches have been conducted such as moving a wheelchair or operating a robot in application field. In particular, the character input device through visual stimulation, which has been studied using various methods, has advanced to the point of being commercialized. In recent years, researches have been carried out in Korea, such as controlling a robot using a BCI system.

BCI system을 구현하는데 가장 기초가 되는 단계는 신호의 습득 단계이다. 노이즈를 최소화하여 원하는 신호만을 깨끗하게 습득할 수 있다면 이후의 신호 처리 및 의도 추론 과정에서 발생할 수 있는 문제점을 줄 일수 있을 것이다. 그러나 EEG 신호를 측정하는 대부분의 방식은 비침습적 방식으로, 두피를 따라 전극을 부착하여 뇌파를 습득하기 때문에 공간 해상도가 낮고, 노이즈에 취약 할 수 밖에 없는 문제점이 발생한다. 따라서 EEG를 이용하여 BCI system을 개발하려면 노이즈에 대한 충분히 대비를 갖추어야 하고, 공간 해상도를 높이기 위해서 많은 전극들을 설치해야 한다. 이러한 내용을 바탕으로 지금까지의 연구들은 장치를 동작하기 위해서 한 가지의 자극을 피험자에게 주었고 이 때 발생하는 뇌파의 변화만을 탐구, 분석하였기때문에 측정된 많은 채널 중에서 일부, 혹은 다른 두뇌 영역은 전극을 설치하지 않고 목표로 하는 채널만 선택하여 전극을 설치해 왔었다. 이런 경우, 두뇌의 다른 영역에서 발생하는 뇌파들이 어떠한 변화를 이루고 있는지 지금까지 무시되어 왔고, 많은 채널 중 일부 채널만을 사용할 수밖에 없어 효율적인 뇌파 측정이 어려웠다.
The most basic step in implementing a BCI system is the acquisition of signals. If the noise can be minimized and only the desired signal can be learned clearly, the problems that may arise in the subsequent signal processing and intention reasoning process can be reduced. However, since most of the methods for measuring EEG signals are non-invasive, electrodes are attached along the scalp to acquire brain waves, resulting in a problem of low spatial resolution and susceptibility to noise. Therefore, in order to develop a BCI system using EEG, it is necessary to sufficiently prepare for noise and to install many electrodes in order to increase spatial resolution. Based on these findings, previous researches have given one stimulus to the subject to operate the device, and only the changes of the EEG occurring at this time were explored and analyzed. Therefore, some of the measured channels, or other brain regions, The electrodes have been installed by selecting only the target channel without installing them. In this case, it has been disregarded what kind of changes in EEG occurring in other areas of the brain have been ignored so far, and it is difficult to measure the EEG effectively because only a part of the channels can be used.

하기 실시예들의 목적은 센싱된 복수 채널의 뇌파들을 복수의 그룹으로 분류하는 것이다.
The purpose of the following embodiments is to classify a plurality of sensed EEG channels into a plurality of groups.

예시적 실시예에 따르면, 복수의 채널을 이용하여 뇌파를 센싱하는 센싱부, 상기 복수의 채널들 중에서 임의의 개수의 채널을 선택하는 채널 선택부 및 상기 선택된 채널들간의 상관 계수를 산출하고, 산출된 상관 계수에 기반하여 상기 선택된 채널들을 그룹으로 분류할지 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 뇌파 분류 장치가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a channel estimation method comprising: a sensing unit sensing a brain wave using a plurality of channels; a channel selection unit selecting an arbitrary number of channels from among the plurality of channels; And a determination unit for determining whether to classify the selected channels into groups based on the correlation coefficients.

여기서, 상기 채널 선택부는 미리 정해진 횟수만큼 상기 임의의 개수의 채널로 구성된 채널 조합을 선택하고, 상기 판단부는 상기 각 채널 조합에 포함된 채널들간의 상관 계수에 기반하여 상기 채널 조합들 중에서 상기 그룹을 선택할 수 있다.Here, the channel selection unit may select a channel combination composed of the arbitrary number of channels by a predetermined number of times, and the determination unit may determine the group among the channel combinations based on a correlation coefficient between the channels included in each channel combination You can choose.

그리고, 상기 복수의 채널 각각이 선택되었는지 여부를 나타내는 메모리부를 더 포함할 수 있다.And a memory unit indicating whether each of the plurality of channels is selected.

또한, 상기 채널 선택부는 상기 메모리부를 참조하여 각 채널들이 이전에 선택되었는지 확인하고, 각 채널들이 이전에 선택되었는지 여부에 따라 상기 임의의 개수의 채널을 선택할 수 있다.Also, the channel selection unit may check the memory units to see if the channels are previously selected, and may select the arbitrary number of channels according to whether the channels are previously selected.

여기서, 상기 판단부는 하기 수학식 1에 따라서 상기 상관 계수를 산출할 수 있다.
Here, the determination unit may calculate the correlation coefficient according to the following equation (1).

[수학식 1]
[Equation 1]

Figure pat00001

Figure pat00001

여기서, N은 선택된 채널의 개수를 나타내고,

Figure pat00002
는 채널간의 상관 계수를 구하는 함수이다. 또한,
Figure pat00003
는 각 채널을 나타낸다.Here, N represents the number of selected channels,
Figure pat00002
Is a function for obtaining correlation coefficients between channels. Also,
Figure pat00003
Represents each channel.

그리고, 뇌파 반응을 수신하는 수신부 및 상기 수신된 뇌파 반응을 상기 분류된 복수의 그룹의 반응의 합으로 분석하는 반응 분석부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a receiver for receiving the EEG response and a reaction analyzer for analyzing the received EEG response as the sum of the responses of the plurality of classified groups.

또한, 상기 반응 분석부는 하기 수학식 2에 따라서 상기 뇌파 반응을 분석할 수 있다.
In addition, the reaction analyzer may analyze the EEG response according to the following equation (2).

[수학식 2]
&Quot; (2) "

Figure pat00004

Figure pat00004

여기서,

Figure pat00005
는 시간 t에서, g개의 그룹으로 표현된 반응 뇌파이고,
Figure pat00006
는 그룹의 개수이다.
Figure pat00007
는 시간 t에서, i번째 그룹
Figure pat00008
가 얼마나 활성화되었는지를 나타내는 계수이다.
Figure pat00009
는 시간 t에서 각 그룹
Figure pat00010
에 속하는 채널들이 가진 출력값을 의미함.here,
Figure pat00005
Is the reaction EEG expressed in g groups at time t,
Figure pat00006
Is the number of groups.
Figure pat00007
At time t, the i-th group
Figure pat00008
Is activated.
Figure pat00009
Lt; RTI ID = 0.0 > t &
Figure pat00010
And the output value of the channels belonging to the channel.

또 다른 예시적 실시예에 따르면, 복수의 채널을 이용하여 뇌파를 센싱하는 단계, 상기 복수의 채널들 중에서 임의의 개수의 채널을 선택하는 채널 단계 및 상기 선택된 채널들간의 상관 계수를 산출하고, 산출된 상관 계수에 기반하여 상기 선택된 채널들을 그룹으로 분류할지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 뇌파 분류 방법이 제공된다.According to yet another exemplary embodiment, there is provided a method of detecting brain waves, comprising the steps of sensing an EEG using a plurality of channels, a channel step of selecting an arbitrary number of channels from the plurality of channels, a correlation step between the selected channels, And determining whether to classify the selected channels into groups based on the correlation coefficients.

여기서, 상기 채널을 선택하는 단계는 미리 정해진 횟수만큼 상기 임의의 개수의 채널로 구성된 채널 조합을 선택하고, 상기 판단하는 단계는 상기 각 채널 조합에 포함된 채널들간의 상관 계수에 기반하여 상기 채널 조합들 중에서 상기 그룹을 선택할 수 있다.Here, the selecting of the channel may include selecting a channel combination composed of the arbitrary number of channels by a predetermined number of times, and the determining may include determining a channel combination based on a correlation coefficient between channels included in each channel combination, It is possible to select the group.

그리고, 상기 채널을 선택하는 단계는 상기 복수의 채널 각각이 선택되었는지 여부를 메모리에 저장할 수 있다.In addition, the step of selecting the channel may store in the memory whether or not each of the plurality of channels is selected.

또한, 상기 채널을 선택하는 단계는 상기 메모리를 참조하여 각 채널들이 이전에 선택되었는지 확인하고, 각 채널들이 이전에 선택되었는지 여부에 따라 상기 임의의 개수의 채널을 선택할 수 있다.In addition, the step of selecting the channel may refer to the memory to check whether each of the channels has been previously selected, and to select the arbitrary number of channels according to whether each channel has been previously selected.

여기서, 상기 판단하는 단계는 하기 수학식 3에 따라서 상기 상관 계수를 산출할 수 있다.
Here, the determining step may calculate the correlation coefficient according to the following equation (3).

[수학식 3]
&Quot; (3) "

Figure pat00011

Figure pat00011

여기서, N은 선택된 채널의 개수를 나타내고,

Figure pat00012
는 채널간의 상관 계수를 구하는 함수이다. 또한,
Figure pat00013
는 각 채널을 나타낸다.Here, N represents the number of selected channels,
Figure pat00012
Is a function for obtaining correlation coefficients between channels. Also,
Figure pat00013
Represents each channel.

그리고, 뇌파 반응을 수신하는 단계 및 상기 수신된 뇌파 반응을 상기 분류된 복수의 그룹의 반응의 합으로 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include receiving an EEG response and analyzing the received EEG response as a sum of responses of the plurality of classified groups.

또한, 상기 반응을 분석하는 단계는 하기 수학식 4에 따라서 상기 뇌파 반응을 분석할 수 있다.
In addition, the analyzing step may analyze the EEG response according to Equation (4).

[수학식 4]
&Quot; (4) "

Figure pat00014

Figure pat00014

여기서,

Figure pat00015
는 시간 t에서, g개의 그룹으로 표현된 반응 뇌파이고,
Figure pat00016
는 그룹의 개수이다.
Figure pat00017
는 시간 t에서, i번째 그룹
Figure pat00018
가 얼마나 활성화되었는지를 나타내는 계수이다.
Figure pat00019
는 시간 t에서 각 그룹
Figure pat00020
에 속하는 채널들이 가진 출력값을 의미함.
here,
Figure pat00015
Is the reaction EEG expressed in g groups at time t,
Figure pat00016
Is the number of groups.
Figure pat00017
At time t, the i-th group
Figure pat00018
Is activated.
Figure pat00019
Lt; RTI ID = 0.0 > t &
Figure pat00020
And the output value of the channels belonging to the channel.

하기 실시예들의 목적은 센싱된 복수 채널의 뇌파들을 복수의 그룹으로 분류하는 것이다.
The purpose of the following embodiments is to classify a plurality of sensed EEG channels into a plurality of groups.

도 1은 예시적 실시예에 따라서, 복수의 채널을 이용하여 센싱한 뇌파를 복수의 그룹으로 분류하는 것을 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 뇌파 분류 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 3은 예시적 실시예에 따라서, 각 채널들이 선택되었는지 여부를 저장하는 메모리부를 도시한 도면이다.
도 4는 예시적 실시예에 따라서, 뇌파 반응을 여러 그룹에 포함된 채널들의 반응의 합으로 분석하는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 뇌파 분류 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
1 is a diagram showing classification of brain waves sensed using a plurality of channels into a plurality of groups according to an exemplary embodiment.
2 is a block diagram illustrating the structure of an EEG classifying apparatus according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram illustrating a memory unit storing whether or not each channel is selected, according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram illustrating analysis of an EEG response as a sum of the responses of channels included in several groups, according to an exemplary embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating steps of an EEG classifying method according to an exemplary embodiment.

이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 예시적 실시예에 따라서, 복수의 채널을 이용하여 센싱한 뇌파를 복수의 그룹으로 분류하는 것을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing classification of brain waves sensed using a plurality of channels into a plurality of groups according to an exemplary embodiment.

사람과 컴퓨터 사이의 인터페이스 중 하나로, 뇌파를 이용하여 컴퓨터 등을 직접 제어하는 기술에 대한 연구가 진행되고 있다. 현 단계는 기술 개발의 초기 단계로서, 사용자(110)의 두뇌로부터 뇌파를 센싱하고, 센싱된 뇌파를 분석하는데 연구가 집중되고 있다.One of the interfaces between human and computer, research is being conducted on technologies to directly control computers using brain waves. The present stage is an initial stage of technology development, and research is focused on sensing brain waves from the user's 110 brain and analyzing the sensed brain waves.

일측에 따르면, 사용자(110)의 두뇌 여러 부분에 복수의 전극을 설치한다. 도 1의 (a)에서는 사용자(110)의 두피에 복수의 전극(111, 112, 113)을 설치하여 사용자의 뇌파를 센싱할 수 있다.According to one aspect, a plurality of electrodes are installed in various parts of the brain of the user 110. In FIG. 1 (a), a plurality of electrodes 111, 112, and 113 are provided on the scalp of the user 110 to sense the user's brain waves.

사용자(110)의 뇌파를 센싱하기 위하여, 사용자(110)에게 특정한 반응을 유도하는 자극을 준다. 여기서, 시각 자극, 청각 자극 등이 사용자(110)에게 주어질 수 있다. 사용자(110)는 자극에 반응하여 특정한 패턴의 뇌파를 생성한다.In order to sense the brain waves of the user 110, a stimulus is given to the user 110 to induce a specific reaction. Here, visual stimulation, auditory stimulation, and the like can be given to the user 110. The user 110 generates a specific pattern of brain waves in response to stimulation.

뇌파 분류 장치는 복수의 전극(111, 112, 113)을 이용하여 사용자(110)의 뇌파를 센싱한다. 각 전극(111, 112, 113)을 이용하여 센싱한 뇌파들을 각각의 채널에 대응된다. 즉, 본 명세서의 '채널'은 서로 다른 전극을 이용하여 센싱한 뇌파를 말한다.The brain wave classifying apparatus senses brain waves of the user 110 using a plurality of electrodes 111, 112, and 113. Electroencephalograms sensed using the electrodes 111, 112, and 113 correspond to respective channels. That is, 'channel' in the present specification refers to an EEG sensed by using different electrodes.

각 채널을 이용하여 센싱한 뇌파를 모두 분석하면, 특정한 자극에 대한 사용자(110)의 두뇌 활동을 파악할 수 있다. 그러나, 모든 채널의 신호를 분석하는 것은 계산량, 복잡도 등으로 인하여 여럽다.By analyzing all the brain waves sensed using each channel, it is possible to grasp the brain activity of the user 110 with respect to a specific stimulus. However, analyzing signals of all channels is complicated due to calculation amount, complexity, and the like.

따라서, 복수의 채널들을 그룹(121, 122, 123, 124, 125, 126)으로 분류하여 분석의 대상이 되는 신호의 개수를 감소시키는 채널 선택 기법이 제안되었다. 도 1의 (b)에서는 복수의 채널들이 6개의 그룹(121, 122, 123, 124, 125, 126)으로 분류된 실시예가 도시되었다. 도 1의 (b)에서는 각 그룹들(121, 122, 123, 124, 125, 126)이 두피의 영역에 따라 구분되었으나, 다른 실시예에 따르면, 각 채널 또는 전극들은 다른 방법으로 구분될 수도 있다.
Accordingly, a channel selection technique for dividing a plurality of channels into groups 121, 122, 123, 124, 125, 126 and reducing the number of signals to be analyzed has been proposed. In FIG. 1B, an embodiment in which a plurality of channels are classified into six groups 121, 122, 123, 124, 125 and 126 is shown. 1B, each of the groups 121, 122, 123, 124, 125, and 126 is divided according to the area of the scalp, but according to another embodiment, each channel or electrode may be differentiated .

도 2는 예시적 실시예에 따른 뇌파 분류 장치의 구조를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating the structure of an EEG classifying apparatus according to an exemplary embodiment.

예시적 실시예에 따른 뇌파 분류 장치(200)는 센싱부(210), 채널 선택부(220), 메모리부(230), 판단부(240), 수신부(250) 및 반응 분석부(260)를 포함한다.The EEPROM 200 according to the exemplary embodiment includes a sensing unit 210, a channel selection unit 220, a memory unit 230, a determination unit 240, a reception unit 250, and a reaction analysis unit 260 .

센싱부(210)는 복수의 채널을 이용하여 뇌파를 센싱한다. 여기서, 채널은 서로 다른 전극을 이용하여 센싱된 뇌파를 의미한다. 일측에 따르면, 센싱부(210)는 60여개 채널을 이용하여 뇌파를 센싱할 수 있다.The sensing unit 210 senses brain waves using a plurality of channels. Here, the channel means an EEG sensed using different electrodes. According to one aspect, the sensing unit 210 can sense EEG using about 60 channels.

채널 선택부(220)는 센싱된 복수의 채널들 중에서 임의의 개수의 채널을 선택한다. 일측에 따르면, 채널 선택부(220)는 미리 정해진 횟수만큼 채널을 선택할 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 횟수가 1000번이라면, 채널 선택부(220)는 임의의 개수의 채널을 선택하는 것을 1000번 반복할 수 있다. 이 경우에, 1번에 선택된 복수의 채널들을 채널 조합이라 할 수 있다. 따라서, 채널 선택부(220)가 임의의 개수의 채널을 1000번 선택하면, 채널 선택부(220)는 1000개의 채널 조합을 생성할 수 있다. 각 채널 조합은 채널 선택부(220)가 선택한 임의의 개수의 채널을 포함한다. 여기서, 채널 선택부(220)는 선택하는 채널의 개수를 매번 임의로 결정할 수 있다. The channel selection unit 220 selects an arbitrary number of channels from a plurality of sensed channels. According to one aspect, the channel selection unit 220 can select a channel a predetermined number of times. For example, if the predetermined number of times is 1000, the channel selection unit 220 may repeat the selection of an arbitrary number of channels 1000 times. In this case, a plurality of channels selected at the first time may be referred to as a channel combination. Accordingly, when the channel selector 220 selects an arbitrary number of channels 1000 times, the channel selector 220 can generate 1000 channel combinations. Each channel combination includes an arbitrary number of channels selected by the channel selection unit 220. Here, the channel selection unit 220 can arbitrarily determine the number of channels to be selected each time.

판단부(230)는 선택된 채널들간의 상관 계수를 산출한다. 상관 계수는 각 채널들간의 신호가 얼마나 유사한지 여부를 나타내는 계수로서, 각 채널들간의 신호가 유사하면 큰 값을, 각 채널들간의 신호가 유사하지 않으면 작은 값을 가진다.The determination unit 230 calculates a correlation coefficient between the selected channels. The correlation coefficient is a coefficient indicating whether the signals between the channels are similar. If the signals between the channels are similar, the correlation coefficient is a large value. If the signals between the channels are not similar, the correlation coefficient is a small value.

상관 계수는 각 2개의 채널간에 정의된다. 따라서, 선택된 채널의 개수에 따라 상관 계수의 개수도 결정된다. 일측에 따르면, 판단부(240)는 하기 수학식 1에 따라 상관 계수를 평균할 수 있다.
The correlation coefficient is defined between each two channels. Therefore, the number of correlation coefficients is also determined according to the number of selected channels. According to one aspect, the determination unit 240 may average correlation coefficients according to Equation (1).

[수학식 1]
[Equation 1]

Figure pat00021

Figure pat00021

여기서, N은 선택된 채널의 개수를 나타내고,

Figure pat00022
는 채널간의 상관 계수를 구하는 함수이다. 또한,
Figure pat00023
는 각 채널을 나타낸다.Here, N represents the number of selected channels,
Figure pat00022
Is a function for obtaining correlation coefficients between channels. Also,
Figure pat00023
Represents each channel.

판단부(240)는 평균된 상관 계수에 기반하여 채널 선택부(220)가 선택한 임의의 개수의 채널을 그룹으로 분류할지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 판단부(240)는 채널 선택부(220)가 선택한 미리 결정된 개수의 채널 조합들 중에서, 그룹으로 분류할 조합을 선택할 수 있다.
The determination unit 240 may determine whether to classify an arbitrary number of channels selected by the channel selection unit 220 into a group based on the averaged correlation coefficient. In addition, the determination unit 240 may select a combination to be grouped among the predetermined number of channel combinations selected by the channel selection unit 220. [

일측에 따르면, 채널 선택부(220)는 이전에 채널을 선택한 결과를 참고하여 새로운 채널을 선택할 수 있다. 이를 위하여, 채널 선택부(220)는 복수의 채널 중에서 임의의 개수의 채널을 선택하고, 메모리부(230)는 각 채널이 선택되었는지 여부를 저장한다.According to one aspect, the channel selection unit 220 can select a new channel with reference to a result of selecting a channel previously. For this, the channel selection unit 220 selects an arbitrary number of channels from among a plurality of channels, and the memory unit 230 stores whether or not each channel is selected.

이하 도 3을 참고하여 메모리부(230)와 채널 선택부(220)의 동작을 설명한다.
Hereinafter, the operations of the memory unit 230 and the channel selection unit 220 will be described with reference to FIG.

도 3은 예시적 실시예에 따라서, 각 채널들이 선택되었는지 여부를 저장하는 메모리부를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a memory unit storing whether or not each channel is selected, according to an exemplary embodiment.

도 3의 가로축은 각 채널이 선택되었는지 여부를 나타내고, 세로축은 채널을 선택한 횟수를 나타낸다. 또한, 각 사각형 내부의 숫자는 해당 채널이 선택되었는지 여부를 나타낸다. 숫자가 '1'인 경우, 해당 채널이 선택된 것을 의미한다. 또한, 숫자가 '0'인 경우, 해당 채널이 선택되지 않은 것을 의미한다.The horizontal axis in FIG. 3 indicates whether each channel is selected, and the vertical axis indicates the number of times the channel is selected. In addition, the number inside each square indicates whether or not the corresponding channel is selected. If the number is '1', it means that the corresponding channel is selected. If the number is '0', it means that the corresponding channel is not selected.

도 3을 참조하면, 채널 선택부(220)는 첫 번째 선택에서 제2 채널, 제4 채널, 제6 채널, 제8 채널의 4개의 채널을 선택하였다. 따라서, 제1 조합에는 제2 채널, 제4 채널, 제6 채널, 제8 채널이 포함된다. 설명의 편의를 위하여 도 3에서는 제1 채널 내지 제4 채널이 하나의 그룹으로 분류되고, 제6 채널 내지 제8 채널이 다른 그룹으로 분류되는 것이 적절한 것으로 가정한다. 판단부(240)는 선택된 4개의 채널들간의 상관 계수를 산출하고, 산출된 상관 계수를 수학식 1과 같이 평균한다.Referring to FIG. 3, the channel selection unit 220 selects four channels of the second channel, the fourth channel, the sixth channel, and the eighth channel in the first selection. Accordingly, the first combination includes the second channel, the fourth channel, the sixth channel, and the eighth channel. For convenience of explanation, it is assumed in FIG. 3 that the first to fourth channels are classified into one group and the sixth to eighth channels are classified into different groups. The determination unit 240 calculates correlation coefficients between the selected four channels, and averages the calculated correlation coefficients as shown in Equation (1).

채널 선택부(220)는 두 번째 선택에서, 제2 채널, 제4 채널, 제5 채널, 제7 채널을 선택하였다. 따라서, 제2 조합에는 제2 채널, 제4 채널, 제5 채널, 제7 채널이 포함된다. 판단부(240)는 선택된 4개의 채널들간의 상관 계수를 산출하고, 산출된 상관 계수를 수학식 1과 같이 평균한다.The channel selection unit 220 selects the second channel, the fourth channel, the fifth channel, and the seventh channel in the second selection. Accordingly, the second combination includes the second channel, the fourth channel, the fifth channel, and the seventh channel. The determination unit 240 calculates correlation coefficients between the selected four channels, and averages the calculated correlation coefficients as shown in Equation (1).

채널 선택부(220)는 제1 조합에 대한 상관 계수의 평균값과 제2 조합에 대한 상관 계수의 평균값을 비교한다. 제2 조합에서는 제6 채널 및 제8 채널 대신에, 제5 채널 및 제7 채널이 선택되었다. 채널 선택부(220)는 채널이 변경된 점과 상관 계수의 평균값이 변경된 점을 고려하여 다음 채널을 선택한다.The channel selection unit 220 compares the average value of the correlation coefficients for the first combination with the average value of the correlation coefficients for the second combination. In the second combination, the fifth channel and the seventh channel were selected instead of the sixth channel and the eighth channel. The channel selection unit 220 selects a next channel in consideration of a point where the channel is changed and an average value of the correlation coefficient is changed.

채널 선택부(220)는 세 번째 선택에서, 제2 채널, 제3 채널, 제4 채널, 제7 채널을 선택할 수 있다. 제3 조합은 제2 채널, 제3 채널, 제4 채널, 제7 채널을 포함한다. 동일한 그룹으로 분류되는 것이 바람직한 제1 채널 내지 제4 채널 중에서 3개의 채널이 선택되었으므로, 제3 조합에 대한 상관 계수의 평균값은 제1 조합 또는 제2 조합에 대한 상관 계수의 평균값 보다는 증가할 수 있다.In the third selection, the channel selection unit 220 can select the second channel, the third channel, the fourth channel, and the seventh channel. The third combination includes a second channel, a third channel, a fourth channel, and a seventh channel. Since three channels are selected from the first to fourth channels, which are preferably classified into the same group, the average value of the correlation coefficients for the third combination may be increased rather than the average value of the correlation coefficients for the first combination or the second combination .

제3 조합에서는 제3 채널이 새롭게 선택되었고, 그 결과 제3 조합에 대한 상관 계수의 평균값이 증가하였다. 따라서, 채널 선택부(220)는 네 번째 선택에 있어서 제3 채널을 유지할 수 있다. 또는 채널 선택부(220)는 제3 채널이 유지될 가능성을 다른 채널이 유지될 가능성 보다 더 높게 설정할 수 있다.In the third combination, the third channel was newly selected, resulting in an increase in the average value of the correlation coefficient for the third combination. Therefore, the channel selection unit 220 can maintain the third channel in the fourth selection. Alternatively, the channel selection unit 220 may set the possibility that the third channel is maintained to be higher than the possibility that another channel is maintained.

네 번째 선택에서, 채널 선택부(220)는 제1 채널 내지 제4 채널을 선택할 수 있다. 제4 조합은 제1 채널 내지 제4 채널을 포함한다. 동일한 그룹으로 분류되는 것이 바람직한 제1 채널 내지 제4 채널이 모두 선택되었으므로, 제4 조합에 대한 채널 계수의 평균값은 최대값을 보인다.In the fourth selection, the channel selection unit 220 can select the first to fourth channels. The fourth combination includes the first channel to the fourth channel. Since the first to fourth channels, which are preferably classified into the same group, are all selected, the average value of the channel coefficients for the fourth combination is the maximum value.

이후 채널 선택부(220)가 채널의 선택을 반복하여도, 제4 조합에 대한 채널 계수의 평균값이 최대값을 보인다.Even if the channel selection unit 220 repeats the selection of the channel, the average value of the channel coefficients for the fourth combination is the maximum value.

따라서, 채널 선택부(220)가 미리 정해진 횟수만큼 채널 선택을 반복한 경우에, 판단부(240)는 각 조합에 대한 상관 계수의 평균값에 기반하여 채널들을 분류할 수 있다.Accordingly, when the channel selection unit 220 repeats channel selection a predetermined number of times, the determination unit 240 can classify the channels based on the average value of the correlation coefficients for each combination.

도 3에 도시된 실시예에서, 제4 조합에 대한 상관 계수의 평균 값이 가장 크다면, 판단부(240)는 제4 조합에 포함된 채널들을 그룹으로 분류할 수 있다. 따라서, 제1 채널 내지 제4 채널이 특정 그룹으로 분류된다.
In the embodiment shown in FIG. 3, if the average value of the correlation coefficients for the fourth combination is the largest, the determination unit 240 may classify the channels included in the fourth combination into groups. Accordingly, the first to fourth channels are classified into specific groups.

일측에 따르면, 메모리부는 제한된 개수의 조합에 대한 정보만을 저장할 수 있다. 채널 선택부(220)는 채널들의 새로운 조합을 선택하고, 판단부(240)는 새롭게 선택된 조합에 대한 상관 계수의 평균값을 산출할 수 있다. 또한, 판단부(240)는 새로운 조합의 채널들에 대한 상관 계수의 평균값을 이전 조합의 채널들에 대한 상관 계수의 평균값과 비교할 수 있다. 만약 새로운 조합의 채널들에 대한 상관 계수의 평균값이 이전 조합의 채널들에 대한 상관 계수의 평균값보다 크다면, 메모리부(230)는 이전 조합들 중에서 상관 계수의 평균값이 가장 작은 조합을 삭제하고, 새로운 조합을 메모리부에 저장할 수 있다.
According to one aspect, the memory unit may store only information on a limited number of combinations. The channel selection unit 220 selects a new combination of channels, and the determination unit 240 can calculate an average value of correlation coefficients for the newly selected combination. In addition, the determination unit 240 may compare the average value of the correlation coefficients for the new combination channels with the average value of the correlation coefficients for the previous combination channels. If the average value of the correlation coefficients for the new combination channels is larger than the average value of the correlation coefficients for the previous combination channels, the memory unit 230 deletes the combination having the smallest average value of the correlation coefficients among the previous combinations, A new combination can be stored in the memory unit.

채널 선택부(220)가 미리 정해진 횟수의 조합을 모두 선택한 이후에, 판단부(240)는 미리 정해진 횟수의 조합들 중에서 상관 계수의 평균값이 가장 큰 조합을 그룹으로 분류할 수 있다.
After the channel selection unit 220 selects all combinations of the predetermined number of times, the determination unit 240 may classify the combinations having the largest average value of the correlation coefficients among the predetermined number of combinations into groups.

수신부(250)는 특정한 자극에 대한 사용자의 뇌파 반응을 수신한다. 여기서, 특정한 자극은 청각 자극, 시각 자극, 촉각 자극 등일 수 있으며, 두 개 이상의 자극이 중첩된 것일 수도 있다.The receiving unit 250 receives a user's brain wave response to a specific stimulus. Here, a specific stimulus may be an auditory stimulus, a visual stimulus, a tactile stimulus, or the like, or two or more stimuli may be superimposed.

반응 분석부(260)는 수신된 뇌파 반응을 각 그룹의 반응의 합으로 분석한다.
The reaction analyzer 260 analyzes the received EEG response as a sum of the responses of the respective groups.

도 4는 예시적 실시예에 따라서, 뇌파 반응을 여러 그룹에 포함된 채널들의 반응의 합으로 분석하는 것을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating analysis of an EEG response as a sum of the responses of channels included in several groups, according to an exemplary embodiment.

위에서 설명된 바에 따르면, 각 채널들은 복수의 그룹으로 분류될 수 있다. 각 그룹은 두뇌의 특정 영역에 위치한 전극을 이용하여 센싱한 채널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹은 두뇌의 제1 영역(441)에 위치한 전극을 이용하여 센싱한 채널을 포함하고, 제2 그룹은 두뇌의 제2 영역(442)에 위치한 전극을 이용하여 센싱한 채널을 포함할 수 있다. 채널들이 6개의 영역(441, 442, 443, 444, 445, 446)에 대응되는 그룹으로 분류되는 실시예가 도시되었다.
As described above, each channel can be classified into a plurality of groups. Each group may include a channel sensed using an electrode located in a specific region of the brain. For example, the first group includes channels sensed using electrodes located in the first region 441 of the brain, and the second group includes channels sensed by using the electrodes located in the second region 442 of the brain, . ≪ / RTI > An embodiment is shown in which channels are classified into groups corresponding to the six regions 441, 442, 443, 444, 445, and 446. [

인간의 두뇌는 내부 혹은 외부에서 주어지는 자극에 반응하여 뇌파 반응을 생성한다. 특히 특정한 자극에 대하여 발생한 뇌파 반응은 두뇌의 특정부위에서 나타나는 경향을 가지고 있다. 일측에 따르면, 사용자(410)가 시각 자극(420)에 노출된 경우, 두뇌의 제1 영역(441)이 활발히 반응하여 강한 출력의 뇌파를 생성할 수 있다. 또한, 사용자(410)가 청각 자극(430)에 노출된 경우, 두뇌의 제2 영역(442)이 활발히 반응하여 강한 출력의 뇌파를 생성할 수 있다.
The human brain produces an EEG response in response to stimuli given internally or externally. In particular, the EEG response to specific stimuli has a tendency to appear in specific areas of the brain. According to one aspect, when the user 410 is exposed to the visual stimulus 420, the first region 441 of the brain actively reacts to generate a strong output brain wave. In addition, when the user 410 is exposed to the auditory stimulus 430, the second region 442 of the brain actively reacts to generate strong output brain waves.

도 4를 참고하면, 사용자(410)는 시각 자극(420) 및 청각 자극(430)이 중첩된, 중첩 자극에 노출될 수 있다. 만약 도 4와 같이 여러 자극(420, 430)이 중첩하여 사용자에게 가해질 때, 중첩하여 가해진 자극에 대한 뇌파 반응은, 개별적인 자극에 의해 발생한 개별적인 반응이 중첩된 것으로서, 서로에게 간섭을 하지 않는다고 가정을 할 수 있다. 즉, 도 4와 같이 시각 자극(420) 및 청각 자극(430)이 중첩된, 중첩 자극에 노출된 경우, 두뇌의 제1 영역(441) 및 제2 영역(442)이 활발히 반응할 수 있다.4, the user 410 may be exposed to an overlapping stimulus in which the visual stimulus 420 and the auditory stimulus 430 are superimposed. As shown in FIG. 4, when multiple stimuli 420 and 430 are superimposed on the user, the EEG response to the superimposed stimuli assumes that the individual responses generated by the individual stimuli are superimposed and do not interfere with each other can do. That is, when the visual stimulus 420 and the auditory stimulus 430 are overlapped and exposed to the overlapping stimulus as shown in FIG. 4, the first region 441 and the second region 442 of the brain can actively react.

이 경우에, 중첩된 자극에 의해 발생하는 뇌파는 중첩의 원리를 따른다고 할 수 있고 뇌파의 전체 반응은 개별 자극에 대한 반응들의 선형 결합이라고 생각할 수 있다.In this case, the EEG generated by the nested stimuli follows the principle of superposition, and the total response of the EEG can be thought of as a linear combination of responses to the individual stimuli.

따라서, 특정 시점을 기준으로, 사용자에게 가해지는 자극의 수와, 그 자극에 대한 반응의 수는 같고, 이 때 나타나는 각 반응들을 별개의 그룹으로 생각해 중첩된 반응에 대한 뇌파 반응을 개별적인 그룹의 합으로 분석할 수 있다.
Therefore, the number of stimuli applied to the user and the number of responses to the stimuli are the same, and each reaction appearing as a separate group is regarded as a separate group based on a specific point in time. .

이 내용을 수학식으로 표현하는 하기 수학식 2와 같다.
This is expressed by Equation (2) below.

[수학식 2]
&Quot; (2) "

Figure pat00024

Figure pat00024

여기서,

Figure pat00025
는 시간 t에서, g개의 그룹으로 표현된 반응 뇌파이고,
Figure pat00026
는 그룹의 개수이다. 집중도 계수
Figure pat00027
는 시간 t에서, i번째 그룹
Figure pat00028
가 얼마나 활성화되었는지를 나타내는 계수이다.
Figure pat00029
는 시간 t에서 각 그룹
Figure pat00030
에 속하는 채널들이 가진 출력값을 의미함.
here,
Figure pat00025
Is the reaction EEG expressed in g groups at time t,
Figure pat00026
Is the number of groups. Concentration coefficient
Figure pat00027
At time t, the i-th group
Figure pat00028
Is activated.
Figure pat00029
Lt; RTI ID = 0.0 > t &
Figure pat00030
And the output value of the channels belonging to the channel.

여기기서, 집중도 계수

Figure pat00031
는 하기 수학식 3에 따라서 정의될 수 있다.
Here, the concentration coefficient
Figure pat00031
Can be defined according to the following equation (3).

[수학식 3]
&Quot; (3) "

Figure pat00032

Figure pat00032

수학식 3을 참조하면, 집중도 계수는 전체 채널과 해당 그룹 사이의 출력(power)의 비율을 의미한다. 집중도 계수가 큰 그룹은 t 시간에 가장 활성화되어 사용자가 집중을 하고 있는 중요한 그룹으로 볼 수 있다. 또한, 집중도 계수가 낮은 그룹은 상대적으로 비활성화된 그룹이라고 볼 수 있다.Referring to Equation (3), the concentration coefficient means a ratio of power between the entire channel and the corresponding group. A group with a high concentration coefficient can be regarded as an important group in which the user is most concentrated at the time t. Also, groups with low concentration coefficients can be regarded as relatively inactive groups.

집중도 계수

Figure pat00033
는 시간에 따라 변하는 값이지만, 특정 시간 동안 사용자가 자극에 집중할 수 있다면, 그 시간 동안은 상수로 볼 수 있다.Concentration coefficient
Figure pat00033
Is a time varying value, but if the user can focus on the stimulus during a certain time, it can be seen as a constant during that time.

상기 수학식 2에 따라 반응 뇌파를 분석하면, 두 개 혹은 세 개의 자극에 노출된 경우, 자극에 반응하는 채널들은 하나의 자극이 주어졌을 때와 비슷한 영역들이 동시에 활성화되는 것을 알 수 있다.
Analysis of the response EEG according to Equation (2) reveals that, when exposed to two or three stimuli, the channels responding to the stimuli are activated at the same time as when one stimulus is given.

도 5는 예시적 실시예에 따른 뇌파 분류 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating steps of an EEG classifying method according to an exemplary embodiment.

단계(510)에서, 뇌파 분류 장치는 복수의 채널을 이용하여 뇌파를 센싱한다.In step 510, the brain wave classifying apparatus senses brain waves using a plurality of channels.

단계(520)에서, 뇌파 분류 장치는 센싱된 복수의 채널들 중에서 임의의 개수의 채널을 선택한다. 선택도니 임의의 개수의 채널은 채널 조합을 구성한다.In step 520, the EEG apparatus selects an arbitrary number of channels from among the plurality of sensed channels. Selections Any number of channels constitute channel combinations.

단계(530)에서, 뇌파 분류 장치는 선택된 채널에 대한 정보를 저장한다. 여기서, 선택된 채널에 대한 정보는 각 채널이 선택되었는지 여부를 나타낼 수 있다. 일측에 따르면, 뇌파 분류 장치는 메모리를 구비할 수 있다. 이 경우에, 뇌파 분류 장치는 선택된 채널에 대한 정보를 메모리에 저장할 수 있다.In step 530, the brain wave classifying apparatus stores information about the selected channel. Here, the information on the selected channel may indicate whether or not each channel is selected. According to one aspect, the brain wave classifying apparatus may include a memory. In this case, the brain wave classifying apparatus can store information on the selected channel in the memory.

단계(540)에서, 뇌파 분류 장치는 선택된 채널들에 대한 상관 계수를 산출한다. 일측에 따르면, 뇌파 분류 장치는 산출된 상관 계수를 상기 수학식 1에 따라 평균하여 상관 계수의 평균값을 산출할 수 있다.In step 540, the EEG apparatus calculates a correlation coefficient for the selected channels. According to one aspect of the present invention, the brain wave classifying apparatus can average the calculated correlation coefficients by the above Equation (1) to calculate an average value of correlation coefficients.

단계(550)에서, 뇌파 분류 장치는 미리 결정된 횟수만큼 임의의 개수의 채널을 선택하였는지 여부를 판단할 수 있다. 만약 임의의 개수의 채널을 선택한 횟수가 미리 결정된 횟수 보다 작은 경우에, 뇌파 분류 장치는 단계(520)에서 임의의 개수의 채널을 재선택한다.In step 550, the EEG apparatus may determine whether or not any number of channels have been selected a predetermined number of times. If the number of times that an arbitrary number of channels are selected is smaller than the predetermined number, the EEG classifying apparatus reselects an arbitrary number of channels in step 520.

일측에 따르면, 뇌파 분류 장치는 메모리를 참조하여 각 채널들이 이전에 선택되었는지 여부를 확인하고, 각 채널들이 이전에 선택되었는지 여부에 따라 임의의 개수의 채널을 재선택할 수 있다.According to one aspect, the brain wave classifier can refer to the memory to check whether each channel has been previously selected, and to reselect an arbitrary number of channels depending on whether each channel was previously selected.

일측에 따르면, 메모리는 제한된 개수의 조합에 대한 정보만을 저장할 수 있다. 이 경우에, 뇌파 분류 장치는 새롭게 선택된 조합에 대한 상관 계수의 평균값을 산출할 수 있다. 또한, 뇌파 분류 장치는 새로운 조합의 채널들에 대한 상관 계수의 평균값을 이전 조합의 채널들에 대한 상관 계수의 평균값과 비교할 수 있다. 만약 새로운 조합의 채널들에 대한 상관 계수의 평균값이 이전 조합의 채널들에 대한 상관 계수의 평균값보다 크다면, 뇌파 분류 장치는 이전 조합들 중에서 상관 계수의 평균값이 가장 작은 조합을 삭제하고, 새로운 조합을 메모리에 저장할 수 있다.According to one aspect, the memory may only store information for a limited number of combinations. In this case, the brain wave classifying apparatus can calculate an average value of correlation coefficients for the newly selected combination. In addition, the EEG device can compare the average value of the correlation coefficients for the new combination channels with the average value of the correlation coefficients for the previous combination channels. If the average value of the correlation coefficients for the channels of the new combination is larger than the average value of the correlation coefficients for the channels of the previous combination, the EEG classifier deletes the combination having the smallest average value of the correlation coefficients from the previous combinations, Can be stored in the memory.

만약 단계(550)에서, 임의의 개수의 채널을 선택한 횟수가 미리 결정된 횟수와 동일하거나 큰 경우에, 뇌파 분류 장치는 단계(560)에서, 선택된 채널들 중 적어도 하나를 그룹으로 분류한다. 일측에 따르면, 뇌파 분류 장치는 각 채널 조합에 포함된 채널들간의 상관 계수에 기반하여 채널 조합들 중에서 그룹을 선택할 수 있다. 예를 들어, 뇌파 분류 장치는 선택된 조합들 중에서, 상관 계수의 평균값이 가장 큰 값을 가지는 조합에 포함된 채널들을 그룹으로 분류할 수 있다.
If at step 550 the number of times that an arbitrary number of channels are selected is equal to or greater than a predetermined number, the EEG classifier classifies at least one of the selected channels into groups, at step 560. According to one aspect, the brain wave classifier can select a group among channel combinations based on the correlation coefficient between the channels included in each channel combination. For example, the brain wave classifier can classify the channels included in the combination having the largest average value of the correlation coefficients among the selected combinations as a group.

단계(560)에서, 뇌파 분류 장치는 특정한 자극에 대한 사용자의 뇌파 반응을 수신한다. 여기서, 특정한 자극은 청각 자극, 시각 자극, 촉각 자극 등일 수 있으며, 두 개 이상의 자극이 중첩된 것일 수도 있다.At step 560, the brain wave classifier receives the user's brain wave response to a particular stimulus. Here, a specific stimulus may be an auditory stimulus, a visual stimulus, a tactile stimulus, or the like, or two or more stimuli may be superimposed.

단계(570)에서, 뇌파 분류 장치는 수신된 뇌파 반응을 단계(560)에서 분류된 복수의 그룹의 반응의 합으로 분석한다. 일측에 따르면, 뇌파 분류 장치는 여러 자극이 중첩하여 사용자에게 가해질 때, 중첩하여 가해진 자극에 대한 뇌파 반응은, 개별적인 자극에 의해 발생한 개별적인 반응이 중첩된 것으로서, 서로에게 간섭을 하지 않는다고 가정을 할 수 있다.In step 570, the brain wave classifier analyzes the received EEG response as the sum of the responses of the plurality of groups classified in step 560. According to one aspect of the present invention, when an EEG is applied to a user by overlapping a plurality of stimuli, an EEG response to the stimuli superimposed on each other is assumed to be a superposition of individual responses caused by individual stimuli, have.

이 경우에, 중첩된 자극에 의해 발생하는 뇌파는 중첩의 원리를 따른다고 할 수 있고 뇌파의 전체 반응은 개별 자극에 대한 반응들의 선형 결합이라고 생각할 수 있다.In this case, the EEG generated by the nested stimuli follows the principle of superposition, and the total response of the EEG can be thought of as a linear combination of responses to the individual stimuli.

따라서, 특정 시점을 기준으로, 사용자에게 가해지는 자극의 수와, 그 자극에 대한 반응의 수는 같고, 이 때 나타나는 각 반응들을 별개의 그룹으로 생각해 중첩된 반응에 대한 뇌파 반응을 개별적인 그룹의 합으로 분석할 수 있다.Therefore, the number of stimuli applied to the user and the number of responses to the stimuli are the same, and each reaction appearing as a separate group is regarded as a separate group based on a specific point in time. .

일측에 따르면, 뇌파 분류 장치는 상기 수학식 2에 따라서 뇌파 반응을 개별적은 그룹의 합으로 분석할 수 있다.
According to one aspect, the brain wave classifier can analyze the EEG response according to Equation (2) as a sum of individual groups.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.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 exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

210: 센싱부
220: 채널 선택부
230: 메모리부
240: 판단부
250: 수신부
260: 반응 분석부
210: sensing unit
220: Channel selection unit
230: memory unit
240:
250: Receiver
260: reaction analysis section

Claims (15)

복수의 채널을 이용하여 뇌파를 센싱하는 센싱부;
상기 복수의 채널들 중에서 임의의 개수의 채널을 선택하는 채널 선택부; 및
상기 선택된 채널들간의 상관 계수를 산출하고, 산출된 상관 계수에 기반하여 상기 선택된 채널들을 그룹으로 분류할지 여부를 판단하는 판단부
를 포함하는 뇌파 분류 장치.
A sensing unit sensing a brain wave using a plurality of channels;
A channel selector for selecting an arbitrary number of channels among the plurality of channels; And
A determination unit for determining whether to classify the selected channels into groups based on the calculated correlation coefficients,
And an electroencephalogram classifier.
제1항에 있어서,
상기 채널 선택부는 미리 정해진 횟수만큼 상기 임의의 개수의 채널로 구성된 채널 조합을 선택하고,
상기 판단부는 상기 각 채널 조합에 포함된 채널들간의 상관 계수에 기반하여 상기 채널 조합들 중에서 상기 그룹을 선택하는 뇌파 분류 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the channel selection unit selects a channel combination composed of the arbitrary number of channels by a predetermined number of times,
Wherein the determination unit selects the group among the channel combinations based on a correlation coefficient between channels included in each channel combination.
제2항에 있어서,
상기 복수의 채널 각각이 선택되었는지 여부를 저장하는 메모리부
를 더 포함하는 뇌파 분류 장치.
3. The method of claim 2,
A memory unit for storing whether or not each of the plurality of channels is selected;
Further comprising:
제3항에 있어서,
상기 채널 선택부는 상기 메모리부를 참조하여 각 채널들이 이전에 선택되었는지 확인하고, 각 채널들이 이전에 선택되었는지 여부에 따라 상기 임의의 개수의 채널을 선택하는 뇌파 분류 장치.
The method of claim 3,
Wherein the channel selection unit refers to the memory unit to confirm whether the channels are previously selected and to select the arbitrary number of channels according to whether or not each channel is previously selected.
제1항에 있어서,
상기 판단부는 하기 수학식 1에 따라서 상기 상관 계수를 산출하는 뇌파 분류 장치.

[수학식 1]

Figure pat00034


여기서, N은 선택된 채널의 개수를 나타내고,
Figure pat00035
는 채널간의 상관 계수를 구하는 함수이다. 또한,
Figure pat00036
는 각 채널을 나타낸다.
The method according to claim 1,
Wherein the determination unit calculates the correlation coefficient according to the following equation (1).

[Equation 1]

Figure pat00034


Here, N represents the number of selected channels,
Figure pat00035
Is a function for obtaining correlation coefficients between channels. Also,
Figure pat00036
Represents each channel.
제1항에 있어서,
뇌파 반응을 수신하는 수신부; 및
상기 수신된 뇌파 반응을 상기 분류된 복수의 그룹의 반응의 합으로 분석하는 반응 분석부
를 더 포함하는 뇌파 분류 장치.
The method according to claim 1,
A receiving unit for receiving an EEG response; And
And analyzing the received EEG response as the sum of the responses of the plurality of classified groups,
Further comprising:
제6항에 있어서,
상기 반응 분석부는 하기 수학식 2에 따라서 상기 뇌파 반응을 분석하는 뇌파 분류 장치.

[수학식 2]

Figure pat00037


여기서,
Figure pat00038
는 시간 t에서, g개의 그룹으로 표현된 반응 뇌파이고,
Figure pat00039
는 그룹의 개수이다.
Figure pat00040
는 시간 t에서, i번째 그룹
Figure pat00041
가 얼마나 활성화되었는지를 나타내는 계수이다.
Figure pat00042
는 시간 t에서 각 그룹
Figure pat00043
에 속하는 채널들이 가진 출력값을 의미함.
The method according to claim 6,
Wherein the reaction analyzer analyzes the EEG response according to the following equation (2).

&Quot; (2) "

Figure pat00037


here,
Figure pat00038
Is the reaction EEG expressed in g groups at time t,
Figure pat00039
Is the number of groups.
Figure pat00040
At time t, the i-th group
Figure pat00041
Is activated.
Figure pat00042
Lt; RTI ID = 0.0 > t &
Figure pat00043
And the output value of the channels belonging to the channel.
복수의 채널을 이용하여 뇌파를 센싱하는 단계;
상기 복수의 채널들 중에서 임의의 개수의 채널을 선택하는 채널 단계; 및
상기 선택된 채널들간의 상관 계수를 산출하고, 산출된 상관 계수에 기반하여 상기 선택된 채널들을 그룹으로 분류할지 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 뇌파 분류 방법.
Sensing an EEG using a plurality of channels;
A channel step of selecting an arbitrary number of channels among the plurality of channels; And
Calculating correlation coefficients between the selected channels, and determining whether to classify the selected channels into groups based on the calculated correlation coefficients
And a brain wave.
제8항에 있어서,
상기 채널을 선택하는 단계는 미리 정해진 횟수만큼 상기 임의의 개수의 채널로 구성된 채널 조합을 선택하고,
상기 판단하는 단계는 상기 각 채널 조합에 포함된 채널들간의 상관 계수에 기반하여 상기 채널 조합들 중에서 상기 그룹을 선택하는 뇌파 분류 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the selecting of the channel comprises: selecting a channel combination composed of the arbitrary number of channels by a predetermined number of times;
Wherein the determining comprises selecting the group from among the channel combinations based on a correlation coefficient between the channels included in each channel combination.
제9항에 있어서,
상기 채널을 선택하는 단계는 상기 복수의 채널 각각이 선택되었는지 여부를 메모리에 저장하는 뇌파 분류 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the step of selecting the channel stores in the memory whether or not each of the plurality of channels is selected.
제10항에 있어서,
상기 채널을 선택하는 단계는 상기 메모리를 참조하여 각 채널들이 이전에 선택되었는지 확인하고, 각 채널들이 이전에 선택되었는지 여부에 따라 상기 임의의 개수의 채널을 선택하는 뇌파 분류 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the step of selecting a channel further comprises the steps of: determining whether each of the channels is previously selected by referring to the memory; and selecting the arbitrary number of channels according to whether or not each of the channels is previously selected.
제8항에 있어서,
상기 판단하는 단계는 하기 수학식 3에 따라서 상기 상관 계수를 산출하는 뇌파 분류 방법.

[수학식 3]

Figure pat00044


여기서, N은 선택된 채널의 개수를 나타내고,
Figure pat00045
는 채널간의 상관 계수를 구하는 함수이다. 또한,
Figure pat00046
는 각 채널을 나타낸다.
9. The method of claim 8,
Wherein the determining step calculates the correlation coefficient according to the following equation (3).

&Quot; (3) "

Figure pat00044


Here, N represents the number of selected channels,
Figure pat00045
Is a function for obtaining correlation coefficients between channels. Also,
Figure pat00046
Represents each channel.
제8항에 있어서,
뇌파 반응을 수신하는 단계; 및
상기 수신된 뇌파 반응을 상기 분류된 복수의 그룹의 반응의 합으로 분석하는 단계
를 더 포함하는 뇌파 분류 방법.
9. The method of claim 8,
Receiving an EEG response; And
Analyzing the received EEG response as the sum of the responses of the plurality of classified groups
Further comprising the steps of:
제13항에 있어서,
상기 반응을 분석하는 단계는 하기 수학식 4에 따라서 상기 뇌파 반응을 분석하는 뇌파 분류 장치.

[수학식 4]

Figure pat00047


여기서,
Figure pat00048
는 시간 t에서, g개의 그룹으로 표현된 반응 뇌파이고,
Figure pat00049
는 그룹의 개수이다.
Figure pat00050
는 시간 t에서, i번째 그룹
Figure pat00051
가 얼마나 활성화되었는지를 나타내는 계수이다.
Figure pat00052
는 시간 t에서 각 그룹
Figure pat00053
에 속하는 채널들이 가진 출력값을 의미함.
14. The method of claim 13,
Wherein analyzing the response includes analyzing the EEG response according to Equation (4).

&Quot; (4) "

Figure pat00047


here,
Figure pat00048
Is the reaction EEG expressed in g groups at time t,
Figure pat00049
Is the number of groups.
Figure pat00050
At time t, the i-th group
Figure pat00051
Is activated.
Figure pat00052
Lt; RTI ID = 0.0 > t &
Figure pat00053
And the output value of the channels belonging to the channel.
제8항 내지 제14항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method according to any one of claims 8 to 14.
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JP4876988B2 (en) * 2007-03-13 2012-02-15 日本電気株式会社 Brain computer interface device
KR101068017B1 (en) * 2009-10-07 2011-09-26 포항공과대학교 산학협력단 Method of analysing composite common spatial pattern for brain computer interface and method of analysing electroencephalogram using the same
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