KR20160001081A - Group emotion analysis platform and method based on electroencephalogram, and recording medium for performing the method - Google Patents

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장민우
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Abstract

A group emotion analysis apparatus based on a brain wave comprises: a brain wave data collecting unit which receives brain wave data from multiple brain wave measuring devices; a data processing unit which processes the brain wave data; an analysis unit which classifies the processed brain wave data by each emotion by using a group emotion classification algorithm; and an interface unit which utilizes the classification result of the analysis unit and provides an interface for controlling the brain wave data collecting unit, the brain wave data processing unit, and the analysis unit. Accordingly, it is possible to accurately analyze emotion of a group by using brain waves.

Description

뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치, 방법 및 이를 수행하기 위한 기록 매체{GROUP EMOTION ANALYSIS PLATFORM AND METHOD BASED ON ELECTROENCEPHALOGRAM, AND RECORDING MEDIUM FOR PERFORMING THE METHOD} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a group emotion analysis apparatus, a method, and a recording medium for performing the same. [0002] The present invention relates to a group emotion analyzing apparatus,

본 발명은 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치, 방법 및 이를 수행하기 위한 기록 매체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 군집에 대한 뇌파를 측정하여 환경 또는 대상으로 인한 공통의 감성을 분석하기 위한 군집 감성 분석 장치, 방법 및 이를 수행하기 위한 기록 매체에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for analyzing a cluster emotion based on EEG, and a recording medium for performing the method. More particularly, the present invention relates to a cluster emotion analyzing apparatus and method for analyzing common emotions An analysis apparatus, a method, and a recording medium for performing the same.

뇌파는 사람의 두피에서 측정 가능한 전기 신호로서 주파수 대역과 전압의 진폭에 따라 델타파, 세타파, 알파파, 베타파, 감마파 등으로 분류된다. 뇌파를 분석하고자 하는 기술로서, 뇌전도(Electroencephalogram; 이하, EEG) 기술이 현재 의학적, 학술적, 상업적 목적으로 사용되고 있다. EEG는 인간의 뇌 내에서 뉴론의 작용에 따라 생성되는 전기적 신호를 기록하는 기술로서, 의학적인 관점에서 EEG는 짧은 시간 내에서 뇌의 자발적인 전기적 활성을 기록하는 것을 의미한다. 이러한 EEG는 보통 인간의 머리 부분에 접촉하는 복수의 전극으로부터 전기적 신호를 검출한다.Electroencephalogram (EEG) is an electrical signal that can be measured on a person's scalp and classified into delta wave, set wave, alpha wave, beta wave, and gamma wave depending on the frequency band and the amplitude of the voltage. Electroencephalogram (EEG) technology is currently being used for medical, academic, and commercial purposes as a technique for analyzing brain waves. EEG is a technology for recording electrical signals generated by the action of neurons in the human brain. From a medical point of view, EEG means recording the spontaneous electrical activity of the brain in a short time. Such an EEG detects electrical signals from a plurality of electrodes that normally contact the human head.

뇌파는 실시간으로 측정이 가능하고 별다른 동작 없이도 뇌로부터 발생하므로, 이를 컴퓨터의 인터페이스 수단으로 활용하고자 하는 연구가 이루어지고 있다. 이러한 연구 분야를 BCI(Brain Computer Interface) 라고 한다. 또한, 각 뇌파들은 신체 및 정신의 상태에 따라 다른 파장을 나타내므로, 이를 의료 또는 연구에 활용하기도 한다. EEG can be measured in real time and is generated from the brain without any action, so research is being conducted to use it as a computer interface. These research fields are called BCI (Brain Computer Interface). In addition, each EEG exhibits different wavelengths depending on the state of the body and mental state, so it is used for medical or research purposes.

뇌파를 측정하는 방식은 침습형 방식과 비침습형 방식이 있다. 침습형 방식은 마이크로 칩을 두피에 시술하여 뇌파를 측정하는 방식으로 정확한 측정이 가능하지만 시술이 필요하고, 외과적 부작용이 있을 수 있다. 비침습형 방식은 헬멧이나 헤드셋 형태의 장비로 뇌파를 측정하는 방식으로써, 간편하지만 잡음이 섞여서 측정되므로 정확도가 낮은 문제점이 있다. There are two methods of measuring brain waves: invasive and noninvasive. In the invasive method, the microchip is applied to the scalp and the EEG is measured. Although accurate measurement is possible, the procedure is necessary and there may be a surgical side effect. The noninvasive method is a method of measuring EEG with a helmet or a headset type device. However, it is simple but has a low accuracy because it is measured with noise.

일반적으로, 뇌파를 활용하기 위해 대부분 외과적 시술이 필요 없는 비침습형 방식을 사용하고 있고, 비침습형 방식에서 필연적으로 발생하는 잡음을 제거하기 위한 연구가 진행되고 있다. In general, non-invasive methods, which do not require surgical procedures, are being used to utilize EEG, and studies are in progress to remove the inevitable noise from noninvasive methods.

뇌파 활용 방식은 뇌파의 특징에 따라 뇌파 유도 방식과 뇌파 인식 방식이 있다. 뇌파 유도 방식은 특정 뇌파의 출현을 유도해 응용하는 방법으로 사용자의 실제 의도와 뇌파의 출현이 일치하지 않기 때문에 특정 뇌파를 만들어내기 위해서 훈련이 필요하다. 이러한 뇌파 유도 방식을 이용해 게임, 컴퓨터 또는 로봇의 입력 인터페이스로 활용하기 위한 연구가 진행되고 있다. There are two types of EEG using EEG and EEG according to the characteristics of EEG. The brain wave induction method induces the appearance of a specific EEG, and training is necessary to generate a specific EEG because the user's actual intention and the appearance of EEG do not coincide with each other. Research is underway to utilize this EEG as an input interface for games, computers, or robots.

뇌파 인식 방식은 사람의 뇌파를 그대로 분석해 그대로 컴퓨터나 기계에 전달하는 방식이다. 마취 전과 후의 뇌파 차이를 비교하여 마취 상태를 확인하는 마취 심도 측정기가 이 방식에 속한다. 또한 사람의 뇌파를 이용하여 집중력, 주의력, 수면 정도, 감정 등을 측정하기 위한 연구나 사람과 사람 사이의 인터렉션을 뇌 레벨에서 분석하기 위한 연구도 진행되고 있다.EEG is a way of analyzing human brain waves as it is and transferring them to computers or machines. Anesthesia depth meter is an example of this method that confirms the state of anesthesia by comparing EEG differences before and after anesthesia. Research is also underway to analyze the interaction between people and people at the brain level, to measure concentration, attention, sleep level, and emotion using human brain waves.

그러나, 뇌파를 활용하거나 뇌파를 분석하여 사람의 상태를 파악하는 등 개인을 대상으로 하는 연구나 사람과 사람간의 1:1 상호작용에 관한 연구는 이루어지고 있지만, 1:n 또는 n:n 형태로 다수의 뇌파를 수집하여 특정 대상 또는 환경에 대한 공통의 반응을 측정하거나 다수를 대상으로 비교하기 위한 연구는 이루어지지 않고 있다. However, studies on individuals and research on 1: 1 interaction between humans and humans have been conducted, such as using brain waves or analyzing brain waves to identify human conditions. However, 1: n or n: n No studies have been conducted to collect a large number of brain waves and to measure a common response to a specific object or environment or compare them to a large number of subjects.

KRKR 2002-00155472002-0015547 AA KRKR 10-134521610-1345216 B1B1

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 군집에 대한 뇌파를 측정하여 환경 또는 대상으로 인한 공통의 감성을 분석하기 위한 군집 감성 분석 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a cluster emotion analyzing apparatus for analyzing common emotions due to environments or objects by measuring EEG for a cluster.

본 발명의 다른 목적은 군집에 대한 뇌파를 측정하여 환경 또는 대상으로 인한 공통의 감성을 분석하기 위한 군집 감성 분석 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cluster emotion analysis method for analyzing EEG on a cluster to analyze common emotions due to the environment or object.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 군집 감성 분석 방법을 수행하기 위한 기록 매체를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a recording medium for performing the cluster emotion analysis method.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치는, 다수의 뇌파 측정기로부터 뇌파 데이터를 수신하는 뇌파 데이터 수집부; 상기 뇌파 데이터를 가공하는 뇌파 데이터 가공부; 가공된 상기 뇌파 데이터를 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 각 감성별로 분류하는 분석부; 및 상기 분석부에서 분류된 결과를 활용하고, 상기 뇌파 데이터 수집부, 상기 뇌파 데이터 가공부 및 상기 분석부를 제어하기 위한 인터페이스를 제공하는 인터페이스부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for analyzing a cluster emotion based on brain waves, comprising: an EEG data collecting unit for receiving EEG data from a plurality of EEG analyzers; An EEG data processing unit for processing the EEG data; An analyzer for classifying the processed EEG data for each emotion using a cluster emotion classification algorithm; And an interface unit for providing the interface for controlling the brain wave data collecting unit, the brain wave data processing unit, and the analyzing unit, utilizing the results classified by the analyzing unit.

본 발명의 실시예에서, 상기 군집 감성 분류 알고리즘은, 수집된 뇌파 데이터를 훈련 데이터로 이용하여 기계 학습을 한 후 학습된 알고리즘을 통해 입력되는 뇌파 데이터에 대해 분류 기능을 제공할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the cluster sensory classification algorithm can provide a classification function for brain wave data input through the learned algorithm after machine learning using the collected brain wave data as training data.

본 발명의 실시예에서, 상기 뇌파 데이터를 데이터 베이스에 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a storage unit for storing the brain wave data in a database.

본 발명의 실시예에서, 상기 뇌파 데이터를 제3자 또는 권한이 없는 자에게 노출되지 않도록 개인정보를 보호하는 사생활 보호부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the EEG data may further include a privacy protection unit for protecting personal information from being exposed to a third party or an unauthorized person.

본 발명의 실시예에서, 상기 뇌파 데이터 가공부는, 상기 뇌파 데이터의 잡음을 제거하는 필터링부; 및 상기 뇌파 데이터 중 감성 분류를 위해 필요한 유효 뇌파 영역을 검출하는 유효 뇌파 검출부를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the EEG data processing unit may include: a filtering unit that removes noise of the EEG data; And an effective EEG detecting unit for detecting an effective EEG region necessary for emotional classification of the EEG data.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법은, 다수의 뇌파 측정기로부터 뇌파 데이터를 수집하는 단계; 상기 뇌파 데이터를 가공하는 단계; 가공된 상기 뇌파 데이터를 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 각 감성별로 분류하는 단계; 및 상기 뇌파 데이터의 분류된 결과를 활용하고 제어하기 위한 인터페이스를 제공하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for analyzing cluster emotion based on brain waves, comprising the steps of: collecting EEG data from a plurality of EEGs; Processing the EEG data; Classifying the processed EEG data by each emotion using a cluster emotion classification algorithm; And providing an interface for utilizing and controlling the classified results of the EEG data.

본 발명의 실시예에서, 상기 가공된 뇌파 데이터를 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 각 감성별로 분류하는 단계는, 수집된 뇌파 데이터를 훈련 데이터로 이용하여 기계 학습을 하는 단계; 및 학습된 알고리즘을 통해 입력되는 뇌파 데이터를 분류하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, classifying the processed EEG data by each emotion using a cluster emotion classification algorithm comprises: performing machine learning using collected EEG data as training data; And classifying the EEG data inputted through the learned algorithm.

본 발명의 실시예에서, 상기 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법은, 상기 뇌파 데이터를 제3자 또는 권한이 없는 자에게 노출되지 않도록 개인정보를 보호하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the cluster emotion analysis method based on the EEG may further include protecting personal information so that the EEG data is not exposed to a third party or an unauthorized person.

본 발명의 실시예에서, 상기 뇌파 데이터를 가공하는 단계는, 잡음을 제거하기 위해 상기 뇌파 데이터를 필터링하는 단계; 및 상기 뇌파 데이터 중 감성 분류를 위해 필요한 유효 뇌파 영역을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step of processing the brain wave data includes filtering the brain wave data to remove noise; And detecting an effective EEG region necessary for emotional classification in the EEG data.

상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에는, 전술한 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable storage medium storing a computer program for performing a cluster emotion analysis method based on the brain waves described above.

이와 같은 본 발명에 따르면, 다수의 뇌파 데이터를 수집하여 1:n 또는 n:n 의 뇌파 데이터 분석 및 비교가 가능하고, 특정 그룹이 직면한 상황이나 집중하고 있는 대상에 대해 나타나는 일반적인 감성을 확인할 수 있다. 또한, 노약자, 미취학 아동, 지체 장애인과 같이 표현력이 부족하거나 의사 표현이 어려운 집단을 대상으로 표정을 관찰을 하는 것 보다 더 미세한 감성을 확인할 수 있다. 나아가, 그러한 집단과 관련한 사회적 문제를 확인하고 해결하는데 도움을 줄 수 있으며, 뇌 컴퓨터 인터페이스(BCI; Brain Computer Interface) 분야에 적용할 수 있다.According to the present invention, a plurality of brain wave data can be collected to analyze and compare brain wave data of 1: n or n: n, and it is possible to confirm general emotions appearing in a situation facing a specific group or a focused object have. In addition, it is possible to identify a more subtle emotion than observing facial expressions in a group of people with limited expressive power or difficulty in expressing their opinions, such as elderly people, preschoolers, and people with physical disabilities. Furthermore, it can help identify and solve social problems related to such groups, and can be applied to the brain computer interface (BCI) field.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치의 블록도이다.
도 3은 뇌파 데이터 가공부의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치의 블록도이다.
도 5는 군집 감성 분석 소프트웨어의 플랫폼의 개념도이다.
도 6은 도 5의 플랫폼의 내부 데이터 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법의 흐름도이다.
도 8은 도 7의 뇌파 데이터를 가공하는 단계의 흐름도이다.
도 9는 도 7의 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 뇌파 데이터를 분석하는 단계의 흐름도이다.
1 is a block diagram of a cluster emotion analyzing apparatus based on EEG according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a cluster emotion analyzing apparatus based on EEG according to another embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an EEG data processing unit.
4 is a block diagram of an apparatus for analyzing a cluster emotion based on EEG according to another embodiment of the present invention.
5 is a conceptual view of the platform of the cluster emotion analysis software.
Figure 6 is an internal data flow diagram of the platform of Figure 5;
7 is a flowchart illustrating a method of analyzing cluster emotion based on EEG according to another embodiment of the present invention.
8 is a flowchart of steps of processing brain wave data of FIG.
9 is a flowchart of a step of analyzing brain wave data using the cluster sensibility classification algorithm of FIG.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치의 블록도이다. 도 3은 뇌파 데이터 가공부의 블록도이다. 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a cluster emotion analyzing apparatus based on EEG according to an embodiment of the present invention. 2 is a block diagram of a cluster emotion analyzing apparatus based on EEG according to another embodiment of the present invention. 3 is a block diagram of an EEG data processing unit. 4 is a block diagram of an apparatus for analyzing a cluster emotion based on EEG according to another embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치(10, 이하 장치)는 뇌파 데이터 수집부(110), 뇌파 데이터 가공부(130), 분석부(150) 및 인터페이스부(170)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a cluster emotion analyzing apparatus 10 (hereinafter referred to as a device) based on EEG according to the present embodiment includes an EEG data collecting unit 110, an EEG data processing unit 130, an analyzing unit 150, (170).

본 발명에서 군집이라 함은, 공통점이 있는 다수의 사람을 의미한다. 또한, 군집 감성이라 함은, 군집으로부터 얻어낸 집단이 공통으로 느끼는 슬픔, 기쁨, 분노 등의 감성을 의미한다. In the present invention, crowd refers to a large number of people having a common point. Also, the term "cluster emotion" means the emotion such as sadness, joy, anger, etc. commonly felt by a group obtained from the community.

본 발명의 상기 장치(10)는 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석을 수행하기 위해 구성된 플랫폼으로서, 컴퓨터 시스템의 기반이 되는 하드웨어 또는 소프트웨어, 응용 프로그램이 실행될 수 있는 기초를 이루는 컴퓨터 시스템일 수 있다. 예를 들어, 상기 장치(10)는 운영체계, 컴퓨터 시스템의 보조 프로그램, 그리고 마이크로프로세서, 논리연산을 수행하고 컴퓨터 내의 데이터 이동을 관장하는 마이크로칩(IC) 등으로 구성될 수 있다. The device 10 of the present invention may be a platform configured to perform cluster emotion analysis based on brain waves, and may be a computer system on which hardware or software or an application program on which a computer system is based may be executed. For example, the device 10 may comprise an operating system, an auxiliary program for a computer system, and a microprocessor, a microchip (IC) that performs logic operations and directs data movement within the computer.

또는, 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석을 수행하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)가 설치되어 실행될 수 있으며, 상기 뇌파 데이터 수집부(110) 등의 구성은 상기 장치(10)에서 실행되는 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. Alternatively, software (application) for performing cluster emotion analysis based on brain waves may be installed and executed. The configuration of the brain wave data collection unit 110 and the like may be controlled by software executed in the apparatus 10 .

상기 장치(10)는 별도의 장치이거나 또는 단말기의 일부 모듈일 수 있다. 상기 장치(10)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 서버(server) 또는 엔진(engine) 형태일 수 있으며, 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말(terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. The device 10 may be a separate device or some module of the terminal. The device 10 may be fixed or mobile and may be in the form of a server or an engine and may be a device, an apparatus, a terminal, a user equipment (UE) a mobile station, an MT, a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, a personal digital assistant (PDA), a wireless modem, a handheld device, And so on.

상기 뇌파 데이터 수집부(110)는 1:n 또는 n:n 형태로 다수의 뇌파를 수집하여 특정 대상 또는 환경에 대한 공통의 반응을 측정하거나 다수를 대상으로 비교하기 위해 다수의 뇌파 측정기로부터 뇌파 데이터를 수신한다. 상기 뇌파 데이터 수집부(110)는 상기 다수의 뇌파 측정기와 유선 또는 무선으로 데이터 통신을 수행한다. The EEG data collecting unit 110 collects a large number of EEGs in the form of 1: n or n: n, measures a common reaction to a specific object or environment, compares EEG data from a plurality of EEG data, . The EEG data collecting unit 110 performs data communication with the plurality of brain wave measuring devices by wire or wirelessly.

예를 들어, 상기 다수의 뇌파 측정기는 비침습형 방식으로 특정 집단의 뇌파를 측정하고, 측정된 뇌파 데이터를 상기 뇌파 데이터 수집부(110)로 실시간 무선으로 전송할 수 있다.For example, the plurality of electroencephalographs may measure a specific group of electroencephalograms in a non-invasive manner, and may transmit the measured electroencephalogram data to the electroencephalogram data collection unit 110 in real time.

본 발명의 다른 실시예로서, 도 2를 참조하면, 상기 장치(10)는 상기 뇌파 데이터 수집부(110)로부터 수신한 상기 뇌파 데이터를 관리하는 저장부(120)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the apparatus 10 may further include a storage unit 120 for managing the brain wave data received from the brain wave data collection unit 110.

상기 저장부(120)는 상기 뇌파 데이터를 데이터 베이스에 저장하고, 상기 뇌파 데이터 가공부(130)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 저장부(120)는 상기 뇌파 데이터 가공부(130)에서 가공된 뇌파 데이터 및 상기 분석부(150)에서 분석된 결과를 데이터 베이스에 저장하고 관리할 수 있다.The storage unit 120 may store the brain wave data in a database and transmit the brain wave data to the brain wave data processor 130. The storage unit 120 stores and manages the brain wave data processed by the brain wave data processor 130 and the analysis result of the analysis unit 150 in a database.

상기 뇌파 데이터 가공부(130)는 상기 뇌파 데이터를 분석하기 전에 상기 뇌파 데이터를 유효 데이터로 가공한다. 이를 위해, 도 3을 참조하면, 상기 뇌파 데이터 가공부(130)는 필터링부(131) 및 유효 뇌파 검출부(133)를 포함할 수 있다.The brain wave data processor 130 processes the brain wave data into valid data before analyzing the brain wave data. 3, the EEG data processing unit 130 may include a filtering unit 131 and a EEG detecting unit 133.

상기 필터링부(131)는 뇌파 데이터와 군집 감성 분류의 연동성 향상을 위한 잡음제거 필터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 필터링부(131)는 상기 뇌파 데이터의 잡음을 제거하는 필터로서 전파 정류(full-wave rectification) 필터 또는 저역 통과 필터(Low-Pass Filter) 등을 포함할 수 있다. 상기 유효 뇌파 검출부(133)는 상기 뇌파 데이터 중 감성 분류를 위해 필요한 유효 뇌파 영역을 검출한다.The filtering unit 131 may include a noise canceling filter for improving the interoperability of brain wave data and cluster emotion classification. For example, the filtering unit 131 may include a full-wave rectification filter or a low-pass filter to remove noise of the EEG data. The effective EEG detector 133 detects an effective EEG area required for emotional classification of the EEG data.

상기 분석부(150)는 상기 뇌파 데이터 가공부(130)에서 가공된 뇌파 데이터를 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 각 감성별로 분류한다. 상기 군집 감성 분류 알고리즘은, 수집된 뇌파 데이터를 훈련 데이터로 이용하여 기계 학습을 한 후 학습된 알고리즘을 통해 입력되는 뇌파 데이터에 대해 분류 기능을 제공한다.The analyzer 150 classifies the brain wave data processed in the brain wave data processor 130 by each emotion using a cluster emotion classification algorithm. The cluster sensibility classification algorithm provides a classification function for brain wave data input through the learned algorithm after machine learning using collected EEG data as training data.

예를 들어, 상기 알고리즘은 특정 파라미터와 가중치를 갖는 분석 모델일 수 있다. 이 경우, 상기 분석부(150)는 반복적인 실험을 통해 상기 분석 모델을 생성할 수 있다.For example, the algorithm may be an analytical model having specific parameters and weights. In this case, the analysis unit 150 may generate the analysis model through repeated experiments.

상기 인터페이스부(170)는 상기 분석부(150)에서 출력된 결과를 활용하고, 전반적인 플랫폼 제어를 위한 인터페이스를 제공한다. 구체적으로, 상기 인터페이스부(170)는 상기 분석부(150)에서 분류된 결과를 활용하기 위한 API(Application Program Interface)와, 상기 뇌파 데이터 수집부(110), 상기 뇌파 데이터 가공부(130) 및 상기 분석부(150)를 제어하기 위한 API를 제공할 수 있다.The interface unit 170 utilizes the result output from the analysis unit 150 and provides an interface for overall platform control. Specifically, the interface unit 170 includes an API (Application Program Interface) for utilizing results classified by the analysis unit 150 and an API (Application Program Interface) for using the results of the brain wave data collection unit 110, the brain wave data processing unit 130, An API for controlling the analysis unit 150 may be provided.

사용자는 상기 인터페이스부(170)를 통하여 현재 수집 중인 뇌파 데이터를 모니터링 할 수 있고, 상기 뇌파 데이터 수집부(110), 상기 뇌파 데이터 가공부(130) 및 상기 분석부(150)를 제어할 수 있다.The user can monitor the EEG data currently collected through the interface unit 170 and control the EEG data collecting unit 110, the EEG data processing unit 130 and the analysis unit 150 .

본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 4를 참조하면, 상기 장치(10)는 사생활 보호부(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 사생활 보호부(140)는 뇌파 데이터 송수신 간에 상기 뇌파 데이터를 제3자 또는 권한이 없는 자에게 노출되지 않도록 개인정보를 보호할 수 있다. 특히, 상기 사생활 보호부(140)는 사용자가 상기 인터페이스를 통해 뇌파 데이터에 접근할 때 기능할 수 있다.Referring to FIG. 4, the apparatus 10 may further include a privacy protection unit 140. FIG. The privacy protection unit 140 may protect personal information such that the brain wave data is not exposed to a third party or an unauthorized person during transmission and reception of brain wave data. In particular, the privacy protection unit 140 may function when a user accesses brain wave data through the interface.

도 5는 군집 감성 분석 소프트웨어의 플랫폼의 개념도이다. 도 6은 도 5의 플랫폼의 내부 데이터 흐름도이다.5 is a conceptual view of the platform of the cluster emotion analysis software. Figure 6 is an internal data flow diagram of the platform of Figure 5;

도 5를 참조하면, 군집 감성 분석 소프트웨어의 플랫폼(12) 구성의 예로서, 다수의 뇌파 측정기와 데이터 통신을 위한 모듈(210), 데이터 베이스 및 뇌파 데이터 보관 및 활용을 위한 모듈(220), 데이터 송수신간 개인정보 보호 기능을 제공하기 위한 모듈(240), 뇌파 데이터 내 군집감성에 필요한 유효 뇌파 영역검출 모듈(233), 뇌파 데이터와 군집 감성 분류의 연동성 향상을 위한 잡음 제거 필터 모듈(231), 군집 감성 분류 알고리즘 모듈(250), 분석 결과 활용 및 플랫폼 제어를 위한 인터페이스(270)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5, an example of the configuration of the platform 12 of the cluster emotion analysis software includes a module 210 for data communication with a plurality of brain wave measuring instruments, a module 220 for storing and utilizing database and EEG data, A module 240 for providing a personal information protection function between the transmission and reception, a valid EEP region detection module 233 for sensing the community in EEG data, a noise cancellation filter module 231 for improving the interoperability of EEG data and cluster emotion classification, A cluster sensibility classification algorithm module 250, and an interface 270 for utilization of analysis results and platform control.

도 6을 참조하면, 상기 모듈(210)을 통해 외부에 있는 다수의 뇌파 측정기로부터 뇌파 데이터들을 수신하고, 상기 모듈(220)로 뇌파 데이터를 출력한다. 상기 모듈(220)은 데이터 베이스(20)를 통해 뇌파 데이터를 저장 및 관리하고, 상기 모듈(231)을 통해 뇌파 데이터의 잡음을 제거하고, 상기 모듈(233)을 통해 유효 뇌파 영역을 검출한다. 검출된 유효 뇌파 데이터는 상기 모듈(250)에서 군집 감성 분류 알고리즘을 수행하고, 상기 인터페이스(270)를 통해 활용될 수 있다.Referring to FIG. 6, EEG data are received from a plurality of external EEPGs through the module 210, and the EEPROM is output to the module 220. The module 220 stores and manages brain wave data through the database 20, removes noise of brain wave data through the module 231, and detects the effective EEG region through the module 233. [ The detected effective brain wave data is subjected to a cluster emotion classification algorithm in the module 250 and can be utilized through the interface 270. [

이에 따라, 개인을 대상으로 하는 뇌파 활용을 넘어 다수의 뇌파 데이터를 수집하여 1:n 또는 n:n 의 뇌파 데이터 분석 및 비교가 가능하고, 특정 그룹이 직면한 상황이나 집중하고 있는 대상에 의해 나타나는 일반적인 감성을 확인할 수 있다. Thus, it is possible to analyze and compare EEG data of 1: n or n: n by collecting a large number of brain wave data beyond the use of brain waves for an individual, You can see general emotions.

예를 들어 노약자, 미취학 아동, 지체 장애인과 같이 표현력이 부족하거나 의사 표현이 어려운 집단을 대상으로 표정을 관찰을 하는 것 보다 더 미세한 감성을 확인할 수 있다. 더 나아가, 그러한 집단과 관련한 사회적 문제를 확인하고 해결하는데 도움을 줄 수 있다. 뇌파에 관한 연구 또는 분석은 실험 대상이 많을수록 그 정확도가 증가하므로, 축적된 뇌파를 다양한 연구 또는 새로운 서비스에 활용할 수 있을 것이다.
For example, it is possible to identify more subtle emotions than observing facial expressions in groups such as elderly people, preschoolers, and people with physical disabilities who lack expressive power or difficulty in expressing their opinions. Furthermore, it can help identify and solve social problems related to such groups. The more research subjects or analysis about EEG, the more accurate the accuracy of EEG will be, so the accumulated EEG can be used for various research or new services.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법의 흐름도이다. 도 8은 도 7의 뇌파 데이터를 가공하는 단계의 흐름도이다. 도 9는 도 7의 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 뇌파 데이터를 분석하는 단계의 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of analyzing cluster emotion based on EEG according to another embodiment of the present invention. 8 is a flowchart of steps of processing brain wave data of FIG. 9 is a flowchart of a step of analyzing brain wave data using the cluster sensibility classification algorithm of FIG.

본 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법은, 도 1의 장치(10)과 실질적으로 동일한 구성에서 진행될 수 있다. 따라서, 도 1의 장치(10)과 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다. The cluster sensibility analysis method based on the EEG according to the present embodiment can be performed in substantially the same configuration as the apparatus 10 of FIG. Therefore, the same constituent elements as those of the apparatus 10 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and repeated description is omitted.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법은, 다수의 뇌파 측정기로부터 뇌파 데이터를 수집한다(단계 S10). 상기 다수의 뇌파 측정기는 측정된 뇌파 데이터를 실시간 무선으로 전송할 수 있다. 상기 뇌파 데이터는 데이터 베이스에 저장되어 관리 및 활용될 수 있다.Referring to FIG. 7, the cluster emotion analysis method based on the EEG according to the present embodiment collects brain wave data from a plurality of brain wave measuring devices (step S10). The plurality of brain wave measuring devices can transmit measured EEG data in real time. The brain wave data can be stored and managed in a database and utilized.

상기 뇌파 데이터는 분석을 위해 가공된다(단계 S30).The brain wave data is processed for analysis (step S30).

도 8을 참조하면, 상기 뇌파 데이터를 가공하는 단계(단계 S30)는, 잡음을 제거하기 위해 상기 뇌파 데이터를 필터링하는 단계(단계 S31) 및 상기 뇌파 데이터 중 감성 분류를 위해 필요한 유효 뇌파 영역을 검출하는 단계(단계 S33)를 포함할 수 있다. 단계 S31 또는 단계 S33을 통해 가공된 뇌파 데이터 역시 데이터 베이스에 저장되어 관리 및 활용될 수 있다.Referring to FIG. 8, the step of processing the brain wave data (step S30) includes filtering the brain wave data to remove noises (step S31) and detecting the effective EEG area necessary for emotion classification in the brain wave data (Step S33). The brain wave data processed through the step S31 or the step S33 can also be stored and managed and utilized in the database.

상기 가공된 뇌파 데이터는 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 각 감성별로 분류된다(단계 S50).The processed EEG data is classified by each emotion using a cluster emotion classification algorithm (step S50).

도 9를 참조하면, 상기 가공된 뇌파 데이터를 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 각 감성별로 분류하는 단계(단계 S50)는, 수집된 뇌파 데이터를 훈련 데이터로 이용하여 기계 학습을 하는 단계(단계 S51) 및 학습된 알고리즘을 통해 입력되는 뇌파 데이터를 분류하는 단계(단계 S53)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the step of classifying the processed EEG data by each emotion using a cluster emotion classification algorithm (step S50) includes a step of performing machine learning using collected EEG data as training data (step S51) And classifying the EEG data inputted through the learned algorithm (step S53).

또한, 상기 뇌파 데이터의 분류된 결과를 활용하고 제어하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다(단계 S70). 사용자는 상기 인터페이스부를 통하여 현재 수집 중인 뇌파 데이터를 모니터링 하고, 분석된 결과를 활용하고, 상기 각 단계를 제어할 수 있다.In addition, an interface for utilizing and controlling the classified result of the brain wave data can be provided (step S70). The user can monitor the currently collected EEG data through the interface unit, utilize the analyzed result, and control the respective steps.

본 발명에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법은, 뇌파 데이터 송수신 간에 상기 뇌파 데이터를 제3자 또는 권한이 없는 자에게 노출되지 않도록 개인정보를 보호할 수 있다.The cluster emotion analysis method based on EEG according to the present invention can protect personal information so that the EEG data is not exposed to a third party or unauthorized person between the transmission and reception of EEG data.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. The cluster emotion analysis method based on the EEG described above according to the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination.

상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. The program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be ones that are specially designed and configured for the present invention and are known and available to those skilled in the art of computer software.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include machine language code such as those generated 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 device may be configured to operate as one or more software modules for performing the processing according to the present invention, and vice versa.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. You will understand.

본 발명에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치, 방법 및 이를 수행하기 위한 기록 매체는, 다수의 뇌파 데이터를 수집하여 1:n 또는 n:n 의 뇌파 데이터 분석 및 비교가 가능하고, 특정 그룹이 직면한 상황이나 집중하고 있는 대상에 의해 나타나는 일반적인 감성을 확인할 수 있다. The apparatus and method for analyzing cluster emotion based on EEG according to the present invention can analyze and compare brain wave data of 1: n or n: n by collecting a plurality of brain wave data, You can identify the general emotions that are presented by the situation you are facing or the person you are concentrating on.

예를 들어 노약자, 미취학 아동, 지체 장애인과 같이 표현력이 부족하거나 의사 표현이 어려운 집단을 대상으로 표정을 관찰을 하는 것 보다 더 미세한 감성을 확인할 수 있다. 더 나아가, 그러한 집단과 관련한 사회적 문제를 확인하고 해결하는데 도움을 줄 수 있다. For example, it is possible to identify more subtle emotions than observing facial expressions in groups such as elderly people, preschoolers, and people with physical disabilities who lack expressive power or difficulty in expressing their opinions. Furthermore, it can help identify and solve social problems related to such groups.

뇌파에 관한 연구 또는 분석은 실험 대상이 많을수록 그 정확도가 증가하므로, 축적된 뇌파를 다양한 연구 또는 새로운 서비스에 활용할 수 있다.Since the accuracy of the study or analysis of brain waves increases with the number of subjects, the accumulated brain waves can be used for various studies or new services.

10: 군집 감성 분석 장치 110: 뇌파 데이터 수집부
120: 저장부 130: 뇌파 데이터 가공부
140: 사생활 보호부 150: 분석부
170: 인터페이스부 131: 필터링부
133: 유효 뇌파 검출부
12: 군집 감성 분석 소프트웨어의 플랫폼
10: Cluster sensibility analyzer 110: EEG data collecting unit
120: storage unit 130: brain wave data processing unit
140: Privacy Protection Unit 150: Analysis Unit
170: interface unit 131: filtering unit
133: EEG detecting unit
12: Platform of cluster emotion analysis software

Claims (10)

다수의 뇌파 측정기로부터 뇌파 데이터를 수신하는 뇌파 데이터 수집부;
상기 뇌파 데이터를 가공하는 뇌파 데이터 가공부;
가공된 상기 뇌파 데이터를 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 각 감성별로 분류하는 분석부; 및
상기 분석부에서 분류된 결과를 활용하고, 상기 뇌파 데이터 수집부, 상기 뇌파 데이터 가공부 및 상기 분석부를 제어하기 위한 인터페이스를 제공하는 인터페이스부를 포함하는, 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치.
An EEG data collection unit for receiving EEG data from a plurality of EEG meters;
An EEG data processing unit for processing the EEG data;
An analyzer for classifying the processed EEG data for each emotion using a cluster emotion classification algorithm; And
And an interface unit for providing an interface for controlling the brain wave data collecting unit, the brain wave data processing unit, and the analyzing unit using the results classified by the analyzing unit.
제1항에 있어서, 상기 군집 감성 분류 알고리즘은,
수집된 뇌파 데이터를 훈련 데이터로 이용하여 기계 학습을 한 후 학습된 알고리즘을 통해 입력되는 뇌파 데이터에 대해 분류 기능을 제공하는, 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치.
2. The method of claim 1,
A cluster emotion analyzing device based on EEG, which provides machine learning function using collected EEG data as training data and classifying function of EEG data inputted through learned algorithm.
제1항에 있어서,
상기 뇌파 데이터를 데이터 베이스에 저장하는 저장부를 더 포함하는, 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치.
The method according to claim 1,
And a storage unit for storing the brain wave data in a database.
제1항에 있어서,
상기 뇌파 데이터를 제3자 또는 권한이 없는 자에게 노출되지 않도록 개인정보를 보호하는 사생활 보호부를 더 포함하는, 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치.
The method according to claim 1,
And a privacy protection unit for protecting personal information so that the brain wave data is not exposed to a third party or an unauthorized person.
제1항에 있어서, 상기 뇌파 데이터 가공부는,
상기 뇌파 데이터의 잡음을 제거하는 필터링부; 및
상기 뇌파 데이터 중 감성 분류를 위해 필요한 유효 뇌파 영역을 검출하는 유효 뇌파 검출부를 포함하는, 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 장치.
The apparatus according to claim 1, wherein the brain-
A filtering unit for removing noise of the brain wave data; And
And an effective EEG detecting unit for detecting an EEG region necessary for emotional classification of the brain wave data.
다수의 뇌파 측정기로부터 뇌파 데이터를 수집하는 단계;
상기 뇌파 데이터를 가공하는 단계;
가공된 상기 뇌파 데이터를 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 각 감성별로 분류하는 단계; 및
상기 뇌파 데이터의 분류된 결과를 활용하고 제어하기 위한 인터페이스를 제공하는 단계를 포함하는, 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법.
Collecting brain wave data from a plurality of brain wave measuring devices;
Processing the EEG data;
Classifying the processed EEG data by each emotion using a cluster emotion classification algorithm; And
And providing an interface for utilizing and controlling the classified result of the brain wave data.
제6항에 있어서, 상기 가공된 뇌파 데이터를 군집 감성 분류 알고리즘을 이용하여 각 감성별로 분류하는 단계는,
수집된 뇌파 데이터를 훈련 데이터로 이용하여 기계 학습을 하는 단계; 및
학습된 알고리즘을 통해 입력되는 뇌파 데이터를 분류하는 단계를 포함하는, 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법.
The method of claim 6, wherein classifying the processed EEG data by each emotion using a cluster emotion classification algorithm comprises:
Performing machine learning using collected EEG data as training data; And
And classifying the EEG data inputted through the learned algorithm.
제6항에 있어서,
상기 뇌파 데이터를 제3자 또는 권한이 없는 자에게 노출되지 않도록 개인정보를 보호하는 단계를 더 포함하는, 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법.
The method according to claim 6,
And protecting personal information so that the brain wave data is not exposed to a third party or an unauthorized person.
제6항에 있어서, 상기 뇌파 데이터를 가공하는 단계는,
잡음을 제거하기 위해 상기 뇌파 데이터를 필터링하는 단계; 및
상기 뇌파 데이터 중 감성 분류를 위해 필요한 유효 뇌파 영역을 검출하는 단계를 포함하는, 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법.
7. The method of claim 6, wherein the step of processing the brain wave data comprises:
Filtering the EEG data to remove noise; And
And detecting an effective EEG region necessary for emotional classification of the brain wave data.
제 6항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 따른 뇌파를 기반으로 하는 군집 감성 분석 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
A computer-readable recording medium on which a computer program is recorded, for performing a cluster emotion analysis method based on brain waves according to any one of claims 6 to 9.
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