KR20170096290A - Control mehtod for ventilating system using brain wave - Google Patents

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KR20170096290A
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송지성
박수조
송하림
김거송
백다희
신민우
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한양대학교 에리카산학협력단
송지성
백다희
김거송
신민우
박수조
송하림
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Abstract

The present invention provides a method of driving a ventilation system capable of discharging air using brainwaves. According to an embodiment of the present invention, the method of driving a ventilation system using brainwaves includes: a brainwave receiving step of receiving users brainwaves; a smell determination step of determining whether a device is driven by detecting the brainwaves for recognizing the smell from the received brainwaves; a menu displaying step of displaying, on the display, a menu for driving the device; a selection determination step of selecting the device to be driven in a manner that compares a change in brainwaves with a pre-stored pattern and determines whether the change is the same as the pre-stored pattern; and a device driving step of driving the selected device.

Description

뇌파를 이용한 환기 시스템의 구동 방법{CONTROL MEHTOD FOR VENTILATING SYSTEM USING BRAIN WAVE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a ventilation system using a brain wave,

본 발명은 환기 시스템의 구동 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 뇌파를 이용한 환기 시스템의 구동 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a driving method of a ventilation system, and more particularly, to a driving method of a ventilation system using an EEG.

일반적으로 뇌파란, 인간의 의식 또는 무의식 상태를 직접 혹은 간접적으로 반영하는 생체신호를 말하며, 인간의 두피에 모든 영역에서 측정되고 수십 마이크로 볼트의 전위차로 주로 30Hz 이하의 주파수를 지닌 파장을 말한다.Generally, brain waves are biological signals that directly or indirectly reflect human consciousness or unconscious state, and refers to a wavelength having a frequency of 30 Hz or less with a potential difference of tens of microvolts measured in all regions of human scalp.

이러한 뇌파는 주파수 대역별로 델타(delta)파, 세타(theta)파, 알파(alpha)파, 베타(beta)파, 감마(gamma)파로 분류된다. 델타파는 4Hz 이하의 주파수를 가진 뇌파로서 정상적인 수면상태에서 전형적으로 나타나며, 세타파는 4∼8Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파로서 정신적으로 상태가 불안하거나 주위가 산만할 때 주로 나타나며 학습장애가 있는 청소년에게 종종 나타난다. These EEGs are classified into a delta wave, a theta wave, an alpha wave, a beta wave, and a gamma wave by frequency band. Delta waves are typically EEG waves with a frequency of less than 4 Hz and are typical of normal sleep states. Theta waves are those with frequencies in the range of 4 to 8 Hz and are often present when the state is mentally disturbed or distracted, often in adolescents with learning disabilities .

알파파는 8∼12Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파로서 대체로 정신적인 상태가 안정적이며 눈을 감고 편안한 심리적 상태를 취하고 있을 때 뚜렷하게 나타난다. 또한 알파파는 주변의 상황에서 분리될 정도로 고도의 집중이 이루어진 경우 또는 명상으로 인하여 심리적인 안정이 이루어진 경우에도 발생한다. 감마파는 30~50Hz의 주파수를 갖는 뇌파를 말하며 흥분 상태에서 나타난다.The alpha wave is an electroencephalogram with a frequency of about 8 to 12 Hz, which is generally stable when the mental state is stable, and the eye is closed and taking a relaxed psychological state. Alpha waves also occur when there is a high degree of concentration to separate from the surrounding situation, or when psychological stabilization has occurred due to meditation. Gamma wave is an EEG having a frequency of 30 to 50 Hz and appears in an excited state.

베타파는 12∼30Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파를 지칭하며, 약간의 긴장상태나 일정 이상의 주의를 기울일 때 주로 나타난다. 베타파는 운동이나 학습, 또는 업무를 수행일 때 뇌 전체에서 광범위하게 나타난다. 베타파는 12∼15Hz의 주파수를 갖는 SMR파, 15∼18Hz의 주파수를 갖는 중간 베타파, 20Hz 이상의 주파수를 갖는 고 베타파로 구분된다. 베타파는 불안, 긴장 등의 스트레스를 받을 경우 더욱 강하게 나타나므로 스트레스파라고도 한다.Beta waves refer to the EEG with a frequency of about 12 to 30 Hz, which is mainly observed when a little tension or attention is paid. Beta waves are widespread throughout the brain when exercising, learning, or performing tasks. The beta wave is divided into an SMR wave having a frequency of 12 to 15 Hz, an intermediate beta wave having a frequency of 15 to 18 Hz, and a high-beta wave having a frequency of 20 Hz or more. Beta waves are more stressful when exposed to stress such as anxiety or tension.

주의를 기울인 상태에서는 SMR파가 나타나며, 집중, 정상적인 활동을 할 때에는 좌측 뇌에서 15∼18Hz의 주파수를 갖는 중간 베타파가 나타나고 긴장과 불안이 계속될 때에는 20Hz 이상의 고베타파가 나타난다.When attention is paid, SMR wave appears. When concentrated and normal activities are performed, middle beta waves with a frequency of 15 to 18 Hz appear in the left brain, and Kobe beat exceeding 20 Hz appears when tension and anxiety continue.

본 발명은 뇌파를 이용하여 공기를 배출시킬 수 있는 환기 시스템의 구동 방법을 제공한다.
The present invention provides a driving method of a ventilation system capable of discharging air using brain waves.

본 발명의 일 측면에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법은 사용자의 뇌파를 수신하는 뇌파 수신 단계, 수신된 뇌파로부터 냄새를 인지하는 뇌파를 검출하여 기기의 구동 여부를 판단하는 냄새 판단 단계, 디스플레이에 기기를 구동할 수 있도록 메뉴를 표시하는 메뉴 표시 단계, 상기 메뉴에서 뇌파의 변화를 기 저장된 패턴과 비교하고 일치 여부를 판단하여 구동할 기기를 선택하는 선택 판단 단계, 및 선택된 기기를 가동시키는 기기 가동 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of operating a ventilation system using an EEG, the method comprising: receiving an EEG signal to receive a user's EEG; detecting an EEG to recognize an odor from the received EEG; A menu display step of displaying a menu for driving the device, a selection judgment step of comparing the change of the brain waves with the pre-stored pattern and judging whether the brain waves are coincident or not and selecting a device to be driven, Step < / RTI >

여기서, 상기 냄새 판단 단계는 고베타파 또는 감마파가 기 설정된 시간 동안 지속적으로 나타나는지 여부를 판단하는 인지뇌파 검색 단계를 포함할 수 있다.The smell determining step may include a cognitive EEG search step of determining whether Kobe beat or gamma wave continuously appears for a predetermined time.

또한, 상기 인지뇌파 검색 단계는 사용자가 불쾌한 냄새를 맡았을 때 나타나는 뇌파의 특징적인 뇌파패턴을 저장하고 수신된 뇌파가 저장된 뇌파패턴과 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.In addition, the cognitive EEG search step may store a characteristic EEG pattern of the EEG appearing when the user assumes an unpleasant smell, and may determine whether the received EEG matches the stored EEG pattern.

또한, 상기 냄새 판단 단계는 질문을 생성하여 표시하는 질문 생성 단계와 질문에 대한 긍정 뇌파 또는 부정 뇌파의 발생을 판단하는 긍부 판단 단계를 포함할 수 있다.In addition, the smell determining step may include a question generating step of generating and displaying a question, and a positive judgment step of judging occurrence of positive EEG or negative EEG for the question.

또한, 상기 긍부 판단 단계는 두 곳에서 측정된 뇌파 성분으로 이루어지는 위상 공간에서의 회전방향을 의미하는 편향성과, 두 곳에서 측정된 뇌파가 동시에 증가하거나 동시에 감소하는 정도를 나타내는 변수인 동기율을 이용하여 긍정 의사 또는 부정 의사를 판단할 수 있다.In addition, the positive judgment step may be performed by using a bias, which means a direction of rotation in a phase space composed of EEG components measured at two places, and a synchronization rate, which is a variable indicating the degree of simultaneous increase or decrease of EEG measured at two places So that it can judge a positive or negative intention.

또한, 상기 메뉴 표시 단계는 뇌파의 변화에 따라 메뉴를 이동시키는 메뉴 이동 단계를 포함할 수 있다.In addition, the menu display step may include a menu moving step of moving the menu according to the change of brain waves.

또한, 상기 메뉴 이동 단계는 SMR파와 중간베타파를 더한 값을 세파타로 나눈 집중도 인자를 산출하고, 집중도가 증가할 때 메뉴를 오른쪽으로 이동시키고, 집중도 인자와 고베타파가 증가할 때 메뉴를 왼쪽으로 이동시킬 수 있다.In addition, in the menu moving step, the concentration factor obtained by dividing the value obtained by adding the SMR wave and the middle beta wave to the separator is calculated. When the concentration is increased, the menu is moved to the right. When the concentration factor and Kobe beat increase, Can be moved.

또한, 선택 판단 단계는 알파파의 증가와 감소가 기절 설정된 기간 내에 2회 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다.In addition, the selection determination step may determine that the patterns match when the increase and decrease of the alpha waves are repeated twice within the set period.

또한, 선택 판단 단계는 알파파의 활성도 변화를 판단 함에 있어, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 낮아지는 패턴이 기 설정된 시간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다.In addition, in the selection determination step, it is determined that the pattern matches when the activity of the left parietal lobe becomes higher and the activity of the left / right frontal lobe becomes lower in the determination of the activity change of the alpha .

또한, 상기 환기 시스템 구동 방법은 상기 패턴 판단 단계에서 패턴이 일치하는 것으로 판단된 경우 그림과 문자를 교차 제시하여 뇌파 변화를 판단하는 구동 확인 단계를 더 포함할 수 있다.The ventilation system driving method may further include a drive confirmation step of determining a change in brain waves by crossing a picture and a character when it is determined that the patterns match in the pattern determination step.

또한, 상기 구동 확인 단계는 문자와 그림을 순차적으로 디스플레이에 표시하는 표시 단계를 포함할 수 있다.The driving confirmation step may include a display step of sequentially displaying characters and pictures on a display.

또한, 상기 구동 확인 단계는 그림을 제시할 때의 뇌파의 변화와 문자를 제시할 때의 뇌파의 변화를 판단하는 뇌파변화 판단 단계를 포함할 수 있다.
In addition, the driving confirmation step may include a step of determining a change in brain waves when a picture is presented, and a step of determining a change in brain waves when a character is presented.

상기와 같이 본 발명에 따르면 뇌파의 변화를 이용하여 환기 시스템을 작용시켜서 공기를 배출할 수 있다.
As described above, according to the present invention, the air can be discharged by operating the ventilation system using the change of EEG.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환기 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템의 메뉴 표시부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a view for explaining a ventilation system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a ventilation system using EEG according to a first embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of driving a ventilation system using an EEG according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a menu display unit of a ventilation system using EEG according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a ventilation system using EEG according to a second embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of driving a ventilation system using EEG according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.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 can be variously modified and may have various embodiments, and specific embodiments will be described in detail with reference to the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환기 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템을 도시한 구성도이다.FIG. 1 is a view for explaining a ventilation system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a ventilation system using an EEG according to a first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템(100)는 뇌파 수신부(10), 뇌파 분석부(20), 냄새 판단부(30), 구동 선택부(40), 기기 가동부(50)를 포함한다.1 and 2, a ventilation system 100 using an EEG according to the first embodiment includes an EEG receiving unit 10, an EEG analyzing unit 20, an odor determining unit 30, (40), and a device moving part (50).

본 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템(100)은 가정에서 사용자(110)가 뇌파 측정기(20)를 사용하여 뇌파를 이용하여 환기를 위한 후드(130), 창문(140), 공기 청정기(30) 등의 기기들을 가동시킬 수 있는 장치이다. 뇌파 측정기(120)는 모자, 헤드셋 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.The ventilator system 100 using the EEG according to the first embodiment uses a brain wave to use the brain wave measuring device 20 by the user 110 in the home so that the hood 130 for ventilation, the window 140, (30) and the like. The brain wave measuring device 120 may be formed in various forms such as a hat, a headset, and the like.

뇌파 수신부(10)는 모자 등으로 이루어진 다수의 전극을 사용자의 두피에 부착하여, 상기 전극을 통해 상기 사용자의 뇌파를 수신한다. 예를 들면, 다수의 전극 중 그라운드 전극이 사용자의 두피 중앙에 배치되고, 그 양측으로 우뇌용 전극과 좌뇌용 전극이 동일한 개수로 사용자의 두피에 부착되어 사용자의 뇌파를 수신한다. 이 때, 뇌파 수신부(10)는 사용자의 전두엽영역에 대한 뇌파 또는 전두엽을 제외한 영역에 대한 뇌파 등을 선택하여 수신한다. 뇌파 수신부(10)는 밴드 형태로 이루어질 수 있으며, 모자 형태로 이루어질 수 있다. The EEG receiving unit 10 attaches a plurality of electrodes made of a cap or the like to a user's scalp and receives the user's brain waves through the electrodes. For example, a ground electrode among a plurality of electrodes is disposed at the center of a user's scalp, and a right-brain electrode and a left-brain electrode are attached to the scalp of the user on both sides thereof. At this time, the EEG receiving unit 10 selects and receives an EEG for the frontal region of the user except the EEG or the frontal region. The EEG receiving unit 10 may have a band shape and a hat shape.

뇌파 분석부(20)는 수신된 뇌파로부터 알파파, 베타파, 세타파, 및 감마파를 추출한다. 뇌파 분석부(20)는 증폭 모듈(21)과 필터 모듈(22), AD 변환 모듈(23)을 포함한다. The EEG analysis unit 20 extracts the alpha waves, beta waves, theta waves, and gamma waves from the received EEG. The EEG analysis unit 20 includes an amplification module 21, a filter module 22, and an AD conversion module 23.

증폭 모듈(21)은 내부에 증폭기를 구비하고, 증폭기를 통해 뇌파 수신부(10)에서 수신한 수십 μV~ 수십 mV의 뇌파를 3 ~ 5V로 증폭시켜, 수신된 뇌파 분석을 용이하게 하도록 한다.The amplification module 21 has an amplifier therein and amplifies the brain waves of several tens of μV to several tens of mV received by the brain-wave receiving unit 10 through the amplifier to 3 to 5 V to facilitate the analysis of the received brain waves.

필터 모듈(22)은 다수의 아날로그 필터를 구비하여 증폭 모듈(21)에서 증폭된 뇌파에 포함된 각종 노이즈를 필터링한다. 이 때, 필터는 고대역통과필터(high pass filter), 대역통과필터(band pass filter), 대역저지필터(band stop filter), 저역통과필터(low pass filter)로 구성된다. 이러한 고대역통과필터는 DC전압, 호흡, 몸 움직임, 눈 깜빡임 등에 의한 노이즈를 1차적으로 제거하고, 대역통과필터는 측정하고자 하는 주파수 대역범위를 갖는 뇌파를 필터링한다. 대역저지필터는 50Hz 또는 60Hz의 전원공급에 따른 노이즈를 제거하고, 저역통과필터는 뇌파를 대역제한 시켜 왜곡현상을 방지하고, 뇌파 복원 시 발생하는 왜곡현상을 방지한다. AD 변환 모듈(23)은 필터 모듈(22)을 통해 추출한 아날로그 상태의 뇌파를 디지털화한다. The filter module 22 includes a plurality of analog filters to filter various noise included in the brain waves amplified by the amplification module 21. At this time, the filter is composed of a high pass filter, a band pass filter, a band stop filter, and a low pass filter. Such a high-pass filter primarily removes noise due to DC voltage, respiration, body movement, eye blinking, and the like, and the band-pass filter filters the EEG having a frequency band range to be measured. The band-stop filter removes noise due to the power supply of 50Hz or 60Hz, and the low-pass filter limits the width of the brain waves to prevent distortion and prevents distortion occurring when the brain waves are restored. The AD conversion module 23 digitizes the electroencephalogram in the analog state extracted through the filter module 22.

냄새 판단부(30)는 냄새를 인지하는 뇌파를 검출하여 기기의 구동 여부를 판단한다. 냄새 판단부(30)는 인지뇌파 검색 모듈(31), 질문 생성 모듈(32), 긍부 판단 모듈(33)을 포함한다. 인지뇌파 검색 모듈(31)은 불쾌한 냄새를 맡았을 때 사용자의 뇌에서 발생하는 스트레스 뇌파를 인지한다. 인지뇌파 검색 모듈(31)은 고베타파 또는 감마파가 기 설정된 시간 동안 지속적으로 나타나는지 여부를 판단한다. 인지뇌파 검색 모듈(31)은 고베타파 또는 감마파가 10초 이상 지속될 때 요리 등으로 인하여 불쾌한 냄새가 발생한 것으로 판단한다.The smell judgment unit (30) detects an EEG for recognizing the smell and judges whether the apparatus is driven or not. The smell determining unit 30 includes a cognitive EEG search module 31, a question generating module 32, and a probing module 33. The cognitive EEG search module 31 recognizes the stress brain waves generated in the user's brain when the user smells an unpleasant smell. The cognitive EEG search module 31 determines whether Kobe beat or gamma wave continuously appears for a preset time. The cognitive EEG search module 31 determines that an unpleasant smell has occurred due to cooking or the like when Kobe beat or gamma wave continues for 10 seconds or more.

또한, 인지뇌파 검색 모듈(31)은 사용자가 불쾌한 냄새를 맡았을 때 나타나는 뇌파의 특징적인 뇌파패턴을 저장하고 수신된 뇌파가 저장된 뇌파패턴과 일치하는지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해서 사용자는 불쾌한 냄새가 나타나는 상황에서 발생한 뇌파를 미리 저장할 수 있다.The cognitive EEG search module 31 may store the characteristic EEG pattern of the EEG appearing when the user assumes an unpleasant smell and judge whether or not the received EEG matches the stored EEG pattern. For this purpose, the user can store the EEG generated in a situation where an unpleasant smell appears.

질문 생성 모듈(32)은 디스플레이 화면에 문자를 표시하거나 소리를 발생하는 방식으로 질문을 생성한다. 질문은 환기를 원하는지 여부에 대한 질문으로 이루어질 수 있다.The question generation module 32 generates a question by displaying a character on the display screen or generating a sound. The question can be answered by asking whether you want to venture.

긍부 판단 모듈(33)은 질문에 대한 긍정 뇌파 또는 부정 뇌파의 발생을 진단한다. 긍정 뇌파 보다는 부정 뇌파에서 베타파의 변화가 명확한 바, 긍부 판단 모듈(33)은 뇌파의 부정 패턴 발생 여부만을 판단할 수 있다. 또한, 긍부 판단 모듈(33)은 뇌파의 시공간적 상호 관계를 계산하여 긍정 뇌파인지 부정 뇌파인지를 판단한다. 긍부 판단 모듈(33)은 편향성과 동기율을 계산하고 이를 신경회로망의 논리판단 변수로 사용하여 긍정과 부정을 판단할 수 있다. 여기서 편향성은 두 곳에서 측정된 뇌파 성분으로 이루어지는 위상 공간에서의 회전방향을 의미하며, 동기율은 두 곳에서 측정된 뇌파가 동시에 증가하거나 동시에 감소하는 정도를 나타내는 변수이다. The positive decision module 33 diagnoses the occurrence of positive EEG or negative EEG for the question. Since the change of the beta wave in the negative EEG wave rather than the positive EEG wave is definite, the positive decision module 33 can judge whether or not the negative wave pattern of the EEG occurs. The positive decision module 33 calculates the temporal and spatial correlation of brain waves to determine whether the brain waves are positive or negative. The affirmative decision module 33 can determine the positive and negative by calculating the bias and synchronization rate and using it as a logic decision variable of the neural network. Here, the bias refers to the direction of rotation in the phase space composed of EEG components measured at two places, and the synchronization rate is a variable indicating the degree of simultaneous increase or decrease of EEG measured at two places.

동기율은

Figure pat00001
로 정의되며, 여기서, 상기 s1과 s2는 두 위치에서 측정된 뇌파 신호, 상기 H(x)는 x가 음수이거나 0일 때에는 0, 양수일 때는 1의 값을 갖는 스텝 함수, 및 상기 w는 동기율을 계산하는 구간 크기이다.The synchronization rate
Figure pat00001
(X) is a step function having a value of 0 when x is negative or 0, and a positive value when x is positive, and w is a step function having a synchronization rate .

한편, 편향성은

Figure pat00002
로 정의되며, 여기서 상기 P(t)는 편향성, 상기 벡터 s는 s1과 s2로 이루어진 2차원 벡터, 상기 단위 벡터 θ는 s1과 s2로 이루어지는 위상공간에서의 원점을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전하는 방향의 단위 벡터이다. On the other hand,
Figure pat00002
, Wherein P (t) is biased, the vector s is a two-dimensional vector consisting of s1 and s2, and the unit vector [theta] is rotated counterclockwise about the origin in the phase space consisting of s1 and s2 Direction unit vector.

긍부 판단 모듈(33)은 동기율과 편향성을 신경회로망, 선형결정함수와 같은 분별 방법의 변수로 대입하여 긍정과 부정을 판단한다. 동기율과 편향성은 단독으로 각각 사용될 수 있으며, 2개의 변수가 모두 입력될 수도 있다. 신경회로망은 입력층(input layer), 은닉층(hidden layer) 및 출력층(node level output layer)을 갖는 다중 퍼셉트론(multilayer perceptron)으로 구성되며, 논리 판단을 위하여 이미 학습이 되어 있다. 긍부 판단 모듈(33)은 긍정인 것으로 판단된 경우 구동 선택부(40)로 긍정인 신호를 전송한다.The positive decision module 33 determines the positive and negative by assigning the synchronization rate and the bias to the variables of the classification method such as the neural network and the linear decision function. The synchronization rate and bias can be used individually, and both variables can be input. The neural network consists of a multilayer perceptron with an input layer, a hidden layer, and a node level output layer, and is already learned for logic judgment. The affirmative judgment module 33 transmits an affirmative signal to the drive selection section 40 when it is determined to be affirmative.

구동 선택부(40)는 뇌파의 변화를 기 저장된 패턴과 비교하여 일치 여부를 판단하여 구동할 기기를 선택한다.The drive selection unit 40 compares the change of brain waves with a pre-stored pattern, and determines whether or not the EEG coincides with the pre-stored pattern to select a device to be driven.

구동 선택부(40)는 긍정 신호가 수신된 경우 뇌파 신호 중에서 알파파, 베타파, 세타파, 및 감마파의 증감을 비교하고, 추출된 뇌파의 변화를 기 저장된 패턴과 비교하여 일치 여부를 판단한다. 구동 선택부(40)는 메뉴 표시 모듈(41), 메뉴 이동 모듈(42), 선택 판단 모듈(43)을 포함한다.The drive selection unit 40 compares the increase / decrease of the alpha wave, beta wave, theta wave, and gamma wave among the EEG signals when an affirmative signal is received, and compares the change of the extracted EEG with the pre-stored pattern to determine coincidence . The drive selection unit 40 includes a menu display module 41, a menu movement module 42, and a selection determination module 43.

도 4에 도시된 바와 같이 메뉴 표시 모듈(41)은 디스플레이 화면에 기기를 선택할 수 있도록 메뉴를 표시한다. 메뉴 이동 모듈(42)은 사용자가 기기를 선택할 수 있도록 뇌파의 변화에 따라 메뉴를 이동시킨다. As shown in FIG. 4, the menu display module 41 displays a menu for selecting a device on the display screen. The menu movement module 42 moves the menu according to the change of brain waves so that the user can select the device.

메뉴 이동 모듈(42)은 SMR파와 중간베타파를 더한 값을 세파타로 나눈 집중도 인자를 산출하고, 집중도가 증가할 때 메뉴를 오른쪽으로 이동시키고, 집중도 인자와 고베타파가 증가할 때 메뉴를 왼쪽으로 이동시킬 수 있다. 사용자가 메뉴를 응시하면 집중도가 증가하는데 집중도의 증가에 따라 SMR파와 중간베타파를 더한 값을 세파타로 나눈 집중도 인자의 값이 상승한다. 집중력이 상승할 때 메뉴는 기본적으로 오른쪽으로 이동한다. 한편, 집중력이 상승한 상태에서 손이나 얼굴에 힘을 주는 경우 고베타파가 증가하는데, 집중력이 상승하고 고베타파가 증가하는 경우에는 메뉴를 왼쪽으로 이동시킨다. The menu movement module 42 calculates the concentration factor obtained by dividing the value obtained by adding the SMR wave and the middle beta wave into the cepa and moves the menu to the right when the concentration is increased and the menu to the left when the concentration factor and Kobe beat are increased Can be moved. When the user gazes at the menu, the degree of concentration increases. As the concentration increases, the value of the concentration factor obtained by dividing the sum of the SMR wave and the middle beta wave by the separator increases. When concentration increases, the menu moves to the right by default. On the other hand, if you give power to your hand or face in the state of increased concentration, Kobe beat increases, and when the concentration increases, Kobe beat increases, the menu moves to the left.

선택 판단 모듈(43)은 수신된 뇌파 패턴이 기 저장된 패턴과 수신된 뇌파 변화가 일치하는지 여부를 판단하여 메뉴에서 구동할 기기를 선택하는 신호를 생성한다. 선택 판단 모듈(43)은 알파파의 증가와 감소가 기절 설정된 기간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단한다. 사용자가 3초 간격으로 눈을 감고 뜨는 동작을 반복할 경우, 폐안 시에는 알파파가 증가하고 폐안 시에는 알파파가 감소하는데, 이러한 알파파의 증감 패턴이 저장되고, 선택 판단 모듈(43)은 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다.The selection determination module 43 determines whether the received EEG pattern matches the pre-stored pattern and the received EEG changes, and generates a signal for selecting a device to be driven in the menu. The selection determination module 43 determines that the patterns match if the increase and decrease of the alpha waves are repeated two or more times within the set period. When the user repeats the operation of closing and closing the eyes at intervals of 3 seconds, the alpha wave is increased in the closed eye and the alpha wave is decreased in the closed eye. The change pattern of the alpha wave is stored, It is possible to judge whether or not these patterns match.

선택 판단 모듈(43)은 알파파의 활성도 변화를 판단 함에 있어, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 낮아지는 패턴이 기 설정된 시간 내에 적어도 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 문자를 읽거나 문자를 머리속으로 생각하는 경우, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 매우 낮아지는데 이러한 알파파의 증감 패턴이 저장되고, 선택 판단 모듈(43)은 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다.The selection decision module 43 determines that the pattern matches when the activity of the left parietal lobe is increased and the activity of the left / right frontal lobe is lowered in the determination of the activity change of the alpha wave at least twice within a predetermined time It can be judged. The activity of the left parietal lobe is increased and the activity of the left / right frontal lobe becomes very low. Such a change pattern of the alpha waves is stored, and the selection judgment module 43 compares the pattern matching Can be determined.

또한, 선택 판단 모듈(43)은 SMR파와 중간 베타파의 증가가 기 설정된 기간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 사용자가 그림 또는 문자를 인식하는 경우에는 SMR파와 중간 베타파가 증가하는데 선택 판단 모듈(43)은 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다. In addition, the selection determination module 43 can determine that the patterns match when the increase of the SMR wave and the middle beta wave is repeated twice or more within a predetermined period. When the user recognizes the picture or the character, the SMR wave and the intermediate beta wave increase, and the selection judgment module 43 can judge whether the pattern matches or not.

기기 가동부(50)는 기기를 선택하는 신호가 수신된 경우 구동 선택부(40)에서 선택된 기기를 가동시킨다. 기기 가동부(50)는 주방에 설치된 후드(hood)를 가동시키는 후드 가동 모듈과 창문을 개방시키는 창문 개방 모듈, 및 공기 청정기를 가동시키는 청정기 가동 모듈을 포함할 수 있다. 여기서 후드를 가동한다 함은 후드에 설치된 팬을 가동시키는 것을 의미한다.
The device moving unit 50 activates the device selected by the drive selection unit 40 when a signal for selecting the device is received. The device moving part 50 may include a hood operation module for operating a hood installed in the kitchen, a window opening module for opening the window, and a cleaner operation module for operating the air cleaner. Here, operating the hood means operating the fan installed in the hood.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Hereinafter, a method of driving the ventilation system using EEG according to the first embodiment of the present invention will be described. 3 is a flowchart illustrating a method of driving a ventilation system using an EEG according to the first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법은 뇌파 수신 단계(S101), 뇌파 분석 단계(S102), 냄새 판단 단계(S103), 메뉴 표시 단계(S104), 선택 판단 단계(S105), 및 기기 가동 단계(S106)를 포함한다. 1 to 3, the method for driving the ventilation system using the EEG according to the first embodiment includes the steps of receiving an EEG wave (step S101), analyzing an EEG wave (step S102), determining an odor (step S103) (S104), a selection determination step (S105), and a device activation step (S106).

뇌파 수신 단계(S101)는 뇌파 수신부(10)에 의하여 이루어지며 다수의 전극을 사용자의 두피에 부착하여, 전극을 통해 상기 사용자의 뇌파를 수신한다. 예를 들면, 다수의 전극 중 그라운드 전극이 사용자의 두피 중앙에 배치되고, 그 양측으로 우뇌용 전극과 좌뇌용 전극이 동일한 개수로 사용자의 두피에 부착되어 사용자의 뇌파를 수신 이 때, 뇌파 수신 단계(S101)는 사용자의 전두엽영역에 대한 뇌파 또는 전두엽을 제외한 영역에 대한 뇌파 등을 선택하여 수신할 수 있다.The EEG receiving step S101 is performed by the EEG receiving unit 10 and attaches a plurality of electrodes to the user's scalp and receives the user's brain waves through the electrodes. For example, when the ground electrode of the plurality of electrodes is disposed at the center of the user's scalp, and both right and left brain electrodes are attached to the scalp of the user in the same number on both sides thereof, (S101) may be selected by receiving an EEG for the frontal region of the user or an EEG for the region excluding the frontal lobe.

뇌파 분석 단계(S102)는 수신된 뇌파로부터 알파파, 베타파, 세타파, 및 감마파를 추출한다. 뇌파 분석 단계(S102)는 증폭 단계와 필터링 단계와 AD 변환 단계를 포함한다.The EEG analysis step (S102) extracts the alpha waves, beta waves, theta waves, and gamma waves from the received EEG. The EEG analysis step S102 includes an amplification step, a filtering step, and an AD conversion step.

증폭 단계는 증폭 모듈(21)에 의하여 이루어지며 증폭기를 이용하여 뇌파 수신부(10)에서 수신한 수십 μV~ 수십 mV의 뇌파를 3 ~ 5V로 증폭시킨다.The amplifying step is performed by the amplifying module 21 and amplifies the brain waves of several tens of μV to tens of mV received by the EEG receiving unit 10 to 3 to 5 V by using an amplifier.

필터링 단계는 필터 모듈(123)에 의하여 이루어지며 다수의 아날로그 필터를 이용하여 증폭된 뇌파에 포함된 각종 노이즈를 필터링한다. 이 때, 필터는 고대역통과필터(high pass filter), 대역통과필터(band pass filter), 대역저지필터(band stop filter), 저역통과필터(low pass filter)로 이루어질 수 있다. 이러한 필터링 단계는 고대역통과필터를 이용하여 DC전압, 호흡, 몸 움직임, 눈 깜빡임 등에 의한 노이즈를 1차적으로 제거하는 고대역 필터링 단계와 대역통과필터를 이용하여 측정하고자 하는 주파수 대역범위를 갖는 뇌파를 필터링하는 밴드 패스 필터링 단계를 포함한다. The filtering step is performed by the filter module 123 and filters various noise included in the EEG amplified by using a plurality of analog filters. In this case, the filter may be a high pass filter, a band pass filter, a band stop filter, or a low pass filter. The filtering step includes a high-pass filtering step of first removing noise due to DC voltage, respiration, body motion, eye blinking, and the like using a high-pass filter, and an EEG And a band pass filtering step of filtering the received signal.

필터링 단계는 대역저지필터를 이용하여 50Hz 또는 60Hz의 전원공급에 따른 노이즈를 제거하는 대역저지 필터링 단계와 저역통과필터를 이용하여 뇌파를 대역제한 시켜 왜곡현상을 방지하고, 뇌파 복원 시 발생하는 왜곡현상을 방지하는 저역통과 필터링 단계를 더 포함한다. AD 변환 단계는 AD 변환 모듈(125)을 이용하여 아날로그 상태의 뇌파를 디지털화 한다.In the filtering step, a band-stop filtering step of removing noise due to power supply of 50 Hz or 60 Hz using a band-stop filter and a bandpass filtering of a low-pass filter are used to prevent distortion, And a low-pass filtering step for preventing the low-pass filter. The A / D conversion step digitizes the EEG in the analog state using the A / D conversion module 125.

냄새 판단 단계(S103)는 냄새를 인지하는 뇌파를 검출하여 기기의 구동 여부를 판단한다. 냄새 판단 단계(S103)는 인지뇌파 검색 단계, 질문 생성 단계, 긍부 판단 단계를 포함한다. 인지뇌파 검색 단계는 불쾌한 냄새를 맡았을 때 사용자의 뇌에서 발생하는 스트레스 뇌파를 인지한다. 인지뇌파 검색 단계는 고베타파 또는 감마파가 기 설정된 시간 동안 지속적으로 나타나는지 여부를 판단한다. 인지뇌파 검색 단계는 고베타파 또는 감마파가 10초 이상 지속될 때 요리 등으로 인하여 불쾌한 냄새가 발생한 것으로 판단한다.In the smell judgment step (S103), an EEG recognizing the smell is detected to judge whether or not the apparatus is driven. The smell determining step S103 includes a cognitive EEG search step, a question generating step, and a positive judgment step. The cognitive EEG search step recognizes the stress brain waves that occur in the user's brain when an unpleasant smell is given. The cognitive EEG search step determines whether Kobe beat or gamma waves are continuously appearing for a predetermined time. The cognitive brain wave search step judges that an unpleasant smell occurs due to cooking or the like when the Kobe beat or gamma wave persists for more than 10 seconds.

또한, 인지뇌파 검색 단계는 사용자가 불쾌한 냄새를 맡았을 때 나타나는 뇌파의 특징적인 뇌파패턴을 저장하고 수신된 뇌파가 저장된 뇌파패턴과 일치하는지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해서 사용자는 불쾌한 냄새가 나타나는 상황에서 발생한 뇌파를 미리 저장할 수 있다.In addition, the cognitive EEG search step stores the characteristic EEG pattern of the EEG appearing when the user takes an unpleasant smell and judges whether or not the received EEG matches the stored EEG pattern. For this purpose, the user can store the EEG generated in a situation where an unpleasant smell appears.

질문 생성 단계는 디스플레이 화면에 문자를 표시하거나 소리를 발생하는 방식으로 질문을 생성한다. 질문은 환기를 원하는지 여부에 대한 질문으로 이루어질 수 있다.The question generating step generates a question in such a manner that a character is displayed on the display screen or a sound is generated. The question can be answered by asking whether you want to venture.

긍부 판단 단계는 질문에 대한 긍정 뇌파 또는 부정 뇌파의 발생을 진단한다. 긍정 뇌파 보다는 부정 뇌파에서 베타파의 변화가 명확한 바, 긍부 판단 단계는 뇌파의 부정 패턴 발생 여부만을 판단할 수 있다. 또한, 긍부 판단 단계는 뇌파의 시공간적 상호 관계를 계산하여 긍정 뇌파인지 부정 뇌파인지를 판단한다. 긍부 판단 단계는 편향성과 동기율을 계산하고 이를 신경회로망의 논리판단 변수로 사용하여 긍정과 부정을 판단할 수 있다. 여기서 편향성은 두 곳에서 측정된 뇌파 성분으로 이루어지는 위상 공간에서의 회전방향을 의미하며, 동기율은 두 곳에서 측정된 뇌파가 동시에 증가하거나 동시에 감소하는 정도를 나타내는 변수이다. The positive judgment stage diagnoses the occurrence of positive EEG or negative EEG for the question. Since the change of the beta wave in the negative EEG rather than the positive EEG is clear, the judgment step can judge only whether the negative pattern of the EEG occurs. In addition, the positive judgment step calculates the temporal and spatial correlation of brain waves to determine whether they are positive brain waves or negative brain waves. In the affirmative judgment step, positive and negative can be judged by calculating the bias and synchronization rate and using it as a logical decision variable of the neural network. Here, the bias refers to the direction of rotation in the phase space composed of EEG components measured at two places, and the synchronization rate is a variable indicating the degree of simultaneous increase or decrease of EEG measured at two places.

동기율은

Figure pat00003
로 정의되며, 여기서, 상기 s1과 s2는 두 위치에서 측정된 뇌파 신호, 상기 H(x)는 x가 음수이거나 0일 때에는 0, 양수일 때는 1의 값을 갖는 스텝 함수, 및 상기 w는 동기율을 계산하는 구간 크기이다.The synchronization rate
Figure pat00003
(X) is a step function having a value of 0 when x is negative or 0, and a positive value when x is positive, and w is a step function having a synchronization rate .

한편, 편향성은

Figure pat00004
로 정의되며, 여기서 상기 P(t)는 편향성, 상기 벡터 s는 s1과 s2로 이루어진 2차원 벡터, 상기 단위 벡터 θ는 s1과 s2로 이루어지는 위상공간에서의 원점을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전하는 방향의 단위 벡터이다. On the other hand,
Figure pat00004
, Wherein P (t) is biased, the vector s is a two-dimensional vector consisting of s1 and s2, and the unit vector [theta] is rotated counterclockwise about the origin in the phase space consisting of s1 and s2 Direction unit vector.

긍부 판단 단계는 동기율과 편향성을 신경회로망, 선형결정함수와 같은 분별 방법의 변수로 대입하여 긍정과 부정을 판단한다. 동기율과 편향성은 단독으로 각각 사용될 수 있으며, 2개의 변수가 모두 입력될 수도 있다. 신경회로망은 입력층(input layer), 은닉층(hidden layer) 및 출력층(node level output layer)을 갖는 다중 퍼셉트론(multilayer perceptron)으로 구성되며, 논리 판단을 위하여 이미 학습이 되어 있다. 긍부 판단 단계에서 긍정인 것으로 판단된 경우 신호 생성부로 긍정인 신호를 전송한다.In the affirmative judgment step, positive and negative are judged by assigning the synchronization rate and bias to the variables of the classification method such as the neural network and the linear decision function. The synchronization rate and bias can be used individually, and both variables can be input. The neural network consists of a multilayer perceptron with an input layer, a hidden layer, and a node level output layer, and is already learned for logic judgment. If it is determined in the affirmative decision step, the positive signal is transmitted to the signal generation unit.

메뉴 표시 단계(S104)는 긍정 신호가 수신된 경우 디스플레이에 기기를 구동할 수 있도록 메뉴를 표시하고 뇌파에 의하여 메뉴 또는 메뉴를 선택하는 커서, 선택되는 메뉴를 이동시킨다. 메뉴 표시 단계(S104)는 표시 단계와 메뉴 이동 단계를 포함할 수 있다.In the menu display step S104, when a positive signal is received, a menu is displayed so that the apparatus can be driven on the display, and a cursor for selecting a menu or a menu by an electroencephalogram is moved. The menu display step S104 may include a displaying step and a menu moving step.

도 4에 도시된 바와 같이 표시 단계는 디스플레이 화면에 기기를 선택할 수 있도록 메뉴를 표시한다. 메뉴 이동 단계는 사용자가 기기를 선택할 수 있도록 뇌파의 변화에 따라 메뉴를 이동시킨다. As shown in FIG. 4, the display step displays a menu for selecting a device on the display screen. The menu moving step moves the menu according to the change of brain waves so that the user can select the device.

메뉴 이동 단계는 SMR파와 중간베타파를 더한 값을 세파타로 나눈 집중도 인자를 산출하고, 집중도가 증가할 때 메뉴를 오른쪽으로 이동시키고, 집중도 인자와 고베타파가 증가할 때 메뉴를 왼쪽으로 이동시킬 수 있다. 사용자가 메뉴를 응시하면 집중도가 증가하는데 집중도의 증가에 따라 SMR파와 중간베타파를 더한 값을 세파타로 나눈 집중도 인자의 값이 상승한다. 집중력이 상승할 때 메뉴는 기본적으로 오른쪽으로 이동한다. 한편, 집중력이 상승한 상태에서 손이나 얼굴에 힘을 주는 경우 고베타파가 증가하는데, 메뉴 이동 단계는 집중력이 상승하고 고베타파가 증가하는 경우에는 메뉴를 왼쪽으로 이동시킨다. In the menu move step, the concentration factor is calculated by dividing the value obtained by adding the SMR wave and the middle beta wave into the separator, moving the menu to the right when the concentration is increased, and moving the menu to the left when the concentration factor and Kobe beat increase have. When the user gazes at the menu, the degree of concentration increases. As the concentration increases, the value of the concentration factor obtained by dividing the sum of the SMR wave and the middle beta wave by the separator increases. When concentration increases, the menu moves to the right by default. On the other hand, if you give your hand or face strength while the concentration is increased, the Kobe beat increases. In the menu movement phase, when the concentration increases and Kobe beat increases, the menu moves to the left.

선택 판단 단계(S105)는 수신된 뇌파 패턴이 기 저장된 패턴과 수신된 뇌파 변화가 일치하는지 여부를 판단하여 메뉴에서 구동할 기기를 선택하는 신호를 생성한다. 선택 판단 단계(S105)는 알파파의 증가와 감소가 기절 설정된 기간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단한다. 사용자가 3초 간격으로 눈을 감고 뜨는 동작을 반복할 경우, 폐안 시에는 알파파가 증가하고 폐안 시에는 알파파가 감소하는데, 이러한 알파파의 증감 패턴이 저장되고, 선택 판단 단계(S105)는 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다.The selection decision step S105 generates a signal for selecting a device to be driven in the menu by judging whether the received EEG pattern matches the pre-stored pattern and the received EEG change. The selection determination step S105 determines that the patterns match when the increase and decrease of the alpha waves are repeated two or more times within the set period of stunning. When the user repeats the operation of closing the eyes at intervals of 3 seconds, the alpha wave is increased in the closed eye and the alpha wave is decreased in the closed eye. The change pattern of the alpha wave is stored and the selection decision step (S105) It is possible to judge whether or not these patterns match.

선택 판단 단계(S105)는 알파파의 활성도 변화를 판단 함에 있어, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 낮아지는 패턴이 기 설정된 시간 내에 적어도 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 문자를 읽거나 문자를 머리속으로 생각하는 경우, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 매우 낮아지는데 이러한 알파파의 증감 패턴이 저장되고, 선택 판단 단계(S105)는 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다.In the selection decision step S105, when the activity of the left parietal lobe is increased and the activity of the left / right frontal lobe is lowered in determining the change in activity of the alpha wave, It can be judged. In the case of reading a character or thinking of a character in the head, the activity of the left parietal lobe becomes high and the activity of the frontal lobe becomes very low. The change pattern of the alpha waves is stored. In the selection judgment step (S105) Can be determined.

또한, 선택 판단 단계(S105)는 SMR파와 중간 베타파의 증가가 기 설정된 기간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 사용자가 그림 또는 문자를 인식하는 경우에는 SMR파와 중간 베타파가 증가하는데 선택 판단 단계(S105)는 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다. In addition, the selection determination step (S105) can determine that the patterns match when the increase of the SMR wave and the middle beta wave is repeated twice or more within a preset period. If the user recognizes the picture or the character, the SMR wave and the middle beta wave increase, and the selection decision step S105 can determine whether the pattern matches or not.

기기 가동 단계(S106)는 기기를 선택하는 신호가 수신된 경우 구동 선택부(40)에서 선택된 기기를 가동시킨다. 기기 가동 단계(S106)는 주방에 설치된 후드(hood)를 가동시키는 후드 가동 모듈과 창문을 개방시키는 창문 개방 모듈, 및 공기 청정기를 가동시키는 청정기 가동 모듈을 포함할 수 있다. 여기서 후드를 가동한다 함은 후드에 설치된 팬을 가동시키는 것을 의미한다.
The device operation step S106 activates the device selected by the drive selection unit 40 when a signal for selecting the device is received. The device activation step S106 may include a hood activation module for activating a hood installed in the kitchen, a window opening module for opening the window, and a cleaner operation module for activating the air cleaner. Here, operating the hood means operating the fan installed in the hood.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템을 도시한 구성도이다.Hereinafter, a ventilation system using EEG according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram illustrating a ventilation system using EEG according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템(100)는 뇌파 수신부(10), 뇌파 분석부(20), 냄새 판단부(30), 구동 선택부(40), 기기 가동부(50), 및 구동 확인부(80)를 포함한다.5, the ventilating system 100 using the EEG according to the second embodiment includes an EEG receiving unit 10, an EEG analyzing unit 20, an odor determining unit 30, a driving selecting unit 40, A device moving part 50, and a driving confirmation part 80. [

본 제2 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템(100)은 가정에서 사용자(110)가 뇌파 측정기(120)를 사용하여 뇌파를 이용하여 환기를 위한 후드(130), 창문(140), 공기 청정기(150) 등의 기기들을 가동시킬 수 있는 장치이다. 뇌파 측정기(120)는 모자, 헤드셋 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.The ventilator system 100 using the EEG according to the second embodiment is configured such that the user 110 in the home uses the brain wave measuring instrument 120 to perform a ventilating operation using the hood 130, (150), and the like. The brain wave measuring device 120 may be formed in various forms such as a hat, a headset, and the like.

뇌파 수신부(10)는 모자 등으로 이루어진 다수의 전극을 사용자의 두피에 부착하여, 상기 전극을 통해 상기 사용자의 뇌파를 수신한다. 예를 들면, 다수의 전극 중 그라운드 전극이 사용자의 두피 중앙에 배치되고, 그 양측으로 우뇌용 전극과 좌뇌용 전극이 동일한 개수로 사용자의 두피에 부착되어 사용자의 뇌파를 수신한다. 이 때, 뇌파 수신부(10)는 사용자의 전두엽영역에 대한 뇌파 또는 전두엽을 제외한 영역에 대한 뇌파 등을 선택하여 수신한다. 뇌파 수신부(10)는 밴드 형태로 이루어질 수 있으며, 모자 형태로 이루어질 수 있다. The EEG receiving unit 10 attaches a plurality of electrodes made of a cap or the like to a user's scalp and receives the user's brain waves through the electrodes. For example, a ground electrode among a plurality of electrodes is disposed at the center of a user's scalp, and a right-brain electrode and a left-brain electrode are attached to the scalp of the user on both sides thereof. At this time, the EEG receiving unit 10 selects and receives an EEG for the frontal region of the user except the EEG or the frontal region. The EEG receiving unit 10 may have a band shape and a hat shape.

뇌파 분석부(20)는 수신된 뇌파로부터 알파파, 베타파, 세타파, 및 감마파를 추출한다. 뇌파 분석부(20)는 증폭 모듈(21)과 필터 모듈(22), AD 변환 모듈(23)을 포함한다. The EEG analysis unit 20 extracts the alpha waves, beta waves, theta waves, and gamma waves from the received EEG. The EEG analysis unit 20 includes an amplification module 21, a filter module 22, and an AD conversion module 23.

증폭 모듈(21)은 내부에 증폭기를 구비하고, 증폭기를 통해 뇌파 수신부(10)에서 수신한 수십 μV~ 수십 mV의 뇌파를 3 ~ 5V로 증폭시켜, 수신된 뇌파 분석을 용이하게 하도록 한다.The amplification module 21 has an amplifier therein and amplifies the brain waves of several tens of μV to several tens of mV received by the brain-wave receiving unit 10 through the amplifier to 3 to 5 V to facilitate the analysis of the received brain waves.

필터 모듈(22)은 다수의 아날로그 필터를 구비하여 증폭 모듈(21)에서 증폭된 뇌파에 포함된 각종 노이즈를 필터링한다. 이 때, 필터는 고대역통과필터(high pass filter), 대역통과필터(band pass filter), 대역저지필터(band stop filter), 저역통과필터(low pass filter)로 구성된다. 이러한 고대역통과필터는 DC전압, 호흡, 몸 움직임, 눈 깜빡임 등에 의한 노이즈를 1차적으로 제거하고, 대역통과필터는 측정하고자 하는 주파수 대역범위를 갖는 뇌파를 필터링한다. 대역저지필터는 50Hz 또는 60Hz의 전원공급에 따른 노이즈를 제거하고, 저역통과필터는 뇌파를 대역제한 시켜 왜곡현상을 방지하고, 뇌파 복원 시 발생하는 왜곡현상을 방지한다. AD 변환 모듈(23)은 필터 모듈(22)을 통해 추출한 아날로그 상태의 뇌파를 디지털화한다. The filter module 22 includes a plurality of analog filters to filter various noise included in the brain waves amplified by the amplification module 21. At this time, the filter is composed of a high pass filter, a band pass filter, a band stop filter, and a low pass filter. Such a high-pass filter primarily removes noise due to DC voltage, respiration, body movement, eye blinking, and the like, and the band-pass filter filters the EEG having a frequency band range to be measured. The band-stop filter removes noise due to the power supply of 50Hz or 60Hz, and the low-pass filter limits the width of the brain waves to prevent distortion and prevents distortion occurring when the brain waves are restored. The AD conversion module 23 digitizes the electroencephalogram in the analog state extracted through the filter module 22.

냄새 판단부(30)는 냄새를 인지하는 뇌파를 검출하여 기기의 구동 여부를 판단한다. 냄새 판단부(30)는 인지뇌파 검색 모듈(31), 질문 생성 모듈(32), 긍부 판단 모듈(33)을 포함한다. 인지뇌파 검색 모듈(31)은 불쾌한 냄새를 맡았을 때 사용자의 뇌에서 발생하는 스트레스 뇌파를 인지한다. 인지뇌파 검색 모듈(31)은 고베타파 또는 감마파가 기 설정된 시간 동안 지속적으로 나타나는지 여부를 판단한다. 인지뇌파 검색 모듈(31)은 고베타파 또는 감마파가 10초 이상 지속될 때 요리 등으로 인하여 불쾌한 냄새가 발생한 것으로 판단한다.The smell judgment unit (30) detects an EEG for recognizing the smell and judges whether the apparatus is driven or not. The smell determining unit 30 includes a cognitive EEG search module 31, a question generating module 32, and a probing module 33. The cognitive EEG search module 31 recognizes the stress brain waves generated in the user's brain when the user smells an unpleasant smell. The cognitive EEG search module 31 determines whether Kobe beat or gamma wave continuously appears for a preset time. The cognitive EEG search module 31 determines that an unpleasant smell has occurred due to cooking or the like when Kobe beat or gamma wave continues for 10 seconds or more.

또한, 인지뇌파 검색 모듈(31)은 사용자가 불쾌한 냄새를 맡았을 때 나타나는 뇌파의 특징적인 뇌파패턴을 저장하고 수신된 뇌파가 저장된 뇌파패턴과 일치하는지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해서 사용자는 불쾌한 냄새가 나타나는 상황에서 발생한 뇌파를 미리 저장할 수 있다.The cognitive EEG search module 31 may store the characteristic EEG pattern of the EEG appearing when the user assumes an unpleasant smell and judge whether or not the received EEG matches the stored EEG pattern. For this purpose, the user can store the EEG generated in a situation where an unpleasant smell appears.

질문 생성 모듈(32)은 디스플레이 화면에 문자를 표시하거나 소리를 발생하는 방식으로 질문을 생성한다. 질문은 환기를 원하는지 여부에 대한 질문으로 이루어질 수 있다.The question generation module 32 generates a question by displaying a character on the display screen or generating a sound. The question can be answered by asking whether you want to venture.

긍부 판단 모듈(33)은 질문에 대한 긍정 뇌파 또는 부정 뇌파의 발생을 진단한다. 긍정 뇌파 보다는 부정 뇌파에서 베타파의 변화가 명확한 바, 긍부 판단 모듈(33)은 뇌파의 부정 패턴 발생 여부만을 판단할 수 있다. 또한, 긍부 판단 모듈(33)은 뇌파의 시공간적 상호 관계를 계산하여 긍정 뇌파인지 부정 뇌파인지를 판단한다. 긍부 판단 모듈(33)은 편향성과 동기율을 계산하고 이를 신경회로망의 논리판단 변수로 사용하여 긍정과 부정을 판단할 수 있다. 여기서 편향성은 두 곳에서 측정된 뇌파 성분으로 이루어지는 위상 공간에서의 회전방향을 의미하며, 동기율은 두 곳에서 측정된 뇌파가 동시에 증가하거나 동시에 감소하는 정도를 나타내는 변수이다. The positive decision module 33 diagnoses the occurrence of positive EEG or negative EEG for the question. Since the change of the beta wave in the negative EEG wave rather than the positive EEG wave is definite, the positive decision module 33 can judge whether or not the negative wave pattern of the EEG occurs. The positive decision module 33 calculates the temporal and spatial correlation of brain waves to determine whether the brain waves are positive or negative. The affirmative decision module 33 can determine the positive and negative by calculating the bias and synchronization rate and using it as a logic decision variable of the neural network. Here, the bias refers to the direction of rotation in the phase space composed of EEG components measured at two places, and the synchronization rate is a variable indicating the degree of simultaneous increase or decrease of EEG measured at two places.

동기율은

Figure pat00005
로 정의되며, 여기서, 상기 s1과 s2는 두 위치에서 측정된 뇌파 신호, 상기 H(x)는 x가 음수이거나 0일 때에는 0, 양수일 때는 1의 값을 갖는 스텝 함수, 및 상기 w는 동기율을 계산하는 구간 크기이다.The synchronization rate
Figure pat00005
(X) is a step function having a value of 0 when x is negative or 0, and a positive value when x is positive, and w is a step function having a synchronization rate .

한편, 편향성은

Figure pat00006
로 정의되며, 여기서 상기 P(t)는 편향성, 상기 벡터 s는 s1과 s2로 이루어진 2차원 벡터, 상기 단위 벡터 θ는 s1과 s2로 이루어지는 위상공간에서의 원점을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전하는 방향의 단위 벡터이다. On the other hand,
Figure pat00006
, Wherein P (t) is biased, the vector s is a two-dimensional vector consisting of s1 and s2, and the unit vector [theta] is rotated counterclockwise about the origin in the phase space consisting of s1 and s2 Direction unit vector.

긍부 판단 모듈(33)은 동기율과 편향성을 신경회로망, 선형결정함수와 같은 분별 방법의 변수로 대입하여 긍정과 부정을 판단한다. 동기율과 편향성은 단독으로 각각 사용될 수 있으며, 2개의 변수가 모두 입력될 수도 있다. 신경회로망은 입력층(input layer), 은닉층(hidden layer) 및 출력층(node level output layer)을 갖는 다중 퍼셉트론(multilayer perceptron)으로 구성되며, 논리 판단을 위하여 이미 학습이 되어 있다. 긍부 판단 모듈(33)은 긍정인 것으로 판단된 경우 구동 선택부(40)로 긍정인 신호를 전송한다.The positive decision module 33 determines the positive and negative by assigning the synchronization rate and the bias to the variables of the classification method such as the neural network and the linear decision function. The synchronization rate and bias can be used individually, and both variables can be input. The neural network consists of a multilayer perceptron with an input layer, a hidden layer, and a node level output layer, and is already learned for logic judgment. The affirmative judgment module 33 transmits an affirmative signal to the drive selection section 40 when it is determined to be affirmative.

구동 선택부(40)는 뇌파의 변화를 기 저장된 패턴과 비교하여 일치 여부를 판단하여 구동할 기기를 선택한다.The drive selection unit 40 compares the change of brain waves with a pre-stored pattern, and determines whether or not the EEG coincides with the pre-stored pattern to select a device to be driven.

구동 선택부(40)는 긍정 신호가 수신된 경우 뇌파 신호 중에서 알파파, 베타파, 세타파, 및 감마파의 증감을 비교하고, 추출된 뇌파의 변화를 기 저장된 패턴과 비교하여 일치 여부를 판단한다. 구동 선택부(40)는 메뉴 표시 모듈(41), 메뉴 이동 모듈(42), 선택 판단 모듈(43)을 포함한다.The drive selection unit 40 compares the increase / decrease of the alpha wave, beta wave, theta wave, and gamma wave among the EEG signals when an affirmative signal is received, and compares the change of the extracted EEG with the pre-stored pattern to determine coincidence . The drive selection unit 40 includes a menu display module 41, a menu movement module 42, and a selection determination module 43.

메뉴 표시 모듈(41)은 디스플레이 화면에 기기를 선택할 수 있도록 메뉴를 표시한다. 메뉴 이동 모듈(42)은 사용자가 기기를 선택할 수 있도록 뇌파의 변화에 따라 메뉴를 이동시킨다. The menu display module 41 displays a menu for selecting the device on the display screen. The menu movement module 42 moves the menu according to the change of brain waves so that the user can select the device.

메뉴 이동 모듈(42)은 SMR파와 중간베타파를 더한 값을 세파타로 나눈 집중도 인자를 산출하고, 집중도가 증가할 때 메뉴를 오른쪽으로 이동시키고, 집중도 인자와 고베타파가 증가할 때 메뉴를 왼쪽으로 이동시킬 수 있다. 사용자가 메뉴를 응시하면 집중도가 증가하는데 집중도의 증가에 따라 SMR파와 중간베타파를 더한 값을 세파타로 나눈 집중도 인자의 값이 상승한다. 집중력이 상승할 때 메뉴는 기본적으로 오른쪽으로 이동한다. 한편, 집중력이 상승한 상태에서 손이나 얼굴에 힘을 주는 경우 고베타파가 증가하는데, 집중력이 상승하고 고베타파가 증가하는 경우에는 메뉴를 왼쪽으로 이동시킨다. The menu movement module 42 calculates the concentration factor obtained by dividing the value obtained by adding the SMR wave and the middle beta wave into the cepa and moves the menu to the right when the concentration is increased and the menu to the left when the concentration factor and Kobe beat are increased Can be moved. When the user gazes at the menu, the degree of concentration increases. As the concentration increases, the value of the concentration factor obtained by dividing the sum of the SMR wave and the middle beta wave by the separator increases. When concentration increases, the menu moves to the right by default. On the other hand, if you give power to your hand or face in the state of increased concentration, Kobe beat increases, and when the concentration increases, Kobe beat increases, the menu moves to the left.

선택 판단 모듈(43)은 수신된 뇌파 패턴이 기 저장된 패턴과 수신된 뇌파 변화가 일치하는지 여부를 판단하여 메뉴에서 구동할 기기를 선택하는 신호를 생성한다. 선택 판단 모듈(43)은 알파파의 증가와 감소가 기절 설정된 기간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단한다. 사용자가 3초 간격으로 눈을 감고 뜨는 동작을 반복할 경우, 폐안 시에는 알파파가 증가하고 폐안 시에는 알파파가 감소하는데, 이러한 알파파의 증감 패턴이 저장되고, 선택 판단 모듈(43)은 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다.The selection determination module 43 determines whether the received EEG pattern matches the pre-stored pattern and the received EEG changes, and generates a signal for selecting a device to be driven in the menu. The selection determination module 43 determines that the patterns match if the increase and decrease of the alpha waves are repeated two or more times within the set period. When the user repeats the operation of closing and closing the eyes at intervals of 3 seconds, the alpha wave is increased in the closed eye and the alpha wave is decreased in the closed eye. The change pattern of the alpha wave is stored, It is possible to judge whether or not these patterns match.

선택 판단 모듈(43)은 알파파의 활성도 변화를 판단 함에 있어, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 낮아지는 패턴이 기 설정된 시간 내에 적어도 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 문자를 읽거나 문자를 머리속으로 생각하는 경우, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 매우 낮아지는데 이러한 알파파의 증감 패턴이 저장되고, 선택 판단 모듈(43)은 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다.The selection decision module 43 determines that the pattern matches when the activity of the left parietal lobe is increased and the activity of the left / right frontal lobe is lowered in the determination of the activity change of the alpha wave at least twice within a predetermined time It can be judged. The activity of the left parietal lobe is increased and the activity of the left / right frontal lobe becomes very low. Such a change pattern of the alpha waves is stored, and the selection judgment module 43 compares the pattern matching Can be determined.

또한, 선택 판단 모듈(43)은 SMR파와 중간 베타파의 증가가 기 설정된 기간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 사용자가 그림 또는 문자를 인식하는 경우에는 SMR파와 중간 베타파가 증가하는데 선택 판단 모듈(43)은 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다. In addition, the selection determination module 43 can determine that the patterns match when the increase of the SMR wave and the middle beta wave is repeated twice or more within a predetermined period. When the user recognizes the picture or the character, the SMR wave and the intermediate beta wave increase, and the selection judgment module 43 can judge whether the pattern matches or not.

구동 확인부(80)는 구동 선택부(40)에서 패턴이 일치하는 것으로 판단된 경우 그림과 문자를 교차 제시하여 최종적으로 기기를 구동할 의사가 있는지를 판단한다. 구동 확인부(80)는 그림을 제시하는 그림 표시 모듈(81)과, 문자를 표시하는 문자 표시 모듈(82)과 그림을 제시할 때의 뇌파의 변화와 문자를 제시할 때의 뇌파의 변화를 판단하는 뇌파변화 판단 모듈(83)을 포함한다.If the drive selection unit 40 determines that the patterns match, the drive confirmation unit 80 presents a figure and a letter to each other to determine whether the device is to be finally driven. The driving confirmation unit 80 includes a picture display module 81 for presenting a picture, a character display module 82 for displaying characters, and a change in brain waves when a picture is presented, And an EEG change determining module 83 for determining EEGs.

그림 표시 모듈(81)은 TV 또는 기타 표시패널에 그림을 표시한다. 그림은 화면에 표시될 수도 있으며 LED 램프 형태로 표시될 수도 있다. 그림은 도형으로 이루어질 수 있으며 인물화, 수채화, 유화 등으로 이루어질 수도 있다. The picture display module 81 displays pictures on a TV or other display panel. The picture may be displayed on the screen or in the form of an LED lamp. The figure can be made up of figures, and it can be composed of figure painting, watercolor painting, oil painting and so on.

문자 표시 모듈(82)은 TV 또는 기타 표시패널에 그림을 표시한다. 그림은 화면에 표시될 수도 있으며 LED 램프 형태로 표시될 수도 있다. 문자는 하나로 이루어질 수 있으며, 한 단어 또는 문장으로 이루어질 수도 있다. The character display module 82 displays a picture on a TV or other display panel. The picture may be displayed on the screen or in the form of an LED lamp. The letters can be made up of one word, or a word or a sentence.

뇌파변화 판단 모듈(83)은 그림을 제시할 때의 뇌파의 변화와 문자를 제시할 때의 뇌파의 변화를 판단한다. 뇌파변화 판단 모듈(83)은 그림을 제시할 때 세타파의 세기가 낮아지고 SMR파와 중간 베타파의 세기가 높아지는 것을 구동 의사가 있는 것으로 판단할 수 있으며, 뇌파변화 판단 모듈(83)은 그림에서 문자로 변경하여 제시할 때, 그림을 제시하는 경우에 비하여 세타파의 세기가 높아지고 중간 베타파의 세기가 낮아지는 것을 구동 의사가 있는 것으로 판단할 수 있다.The EEG change determination module 83 determines a change in the EEG when the picture is presented and a change in the EEG when the character is presented. The EEG change determination module 83 can determine that the intensity of the setter wave is lowered and the intensity of the SMR wave and the middle beta wave are increased when the picture is presented. , It can be judged that there is a willingness to drive the intensity of the cetapha and the intensity of the middle beta wave to be lower than that of the case where the picture is presented.

또한, 뇌파변화 판단 모듈(83)은 그림을 제시할 때 우측 반구에서 알파파 세기가 감소하고 좌측 반구에서는 알파파의 변화가 없으며, 글자를 제시할 때 좌측 반구에서 알파파의 세기가 감소하고, 우측 반구에 알파파의 변화가 없는 것을 구동 의사가 있는 것으로 판단할 수 있다.In addition, the EEG change determination module 83 reduces the intensity of the alpha wave in the right hemisphere, does not change in the left hemisphere, and decreases in the left hemisphere when presenting the letters, It can be judged that there is a willingness to drive that there is no change of the alpha wave in the right hemisphere.

사람이 그림과 문자를 인식할 때 각기 다른 뇌파 패턴을 보이는데, 그림과 문자를 인식하는 경우 모두 배경 뇌파에 비하여 세타파의 세기가 감소하며 그림을 인식하는 경우에는 배경 뇌파에 비하여 SMR파와 중간 베타파의 세기가 유의미하게 증간한다. SMR파와 중간 베타파의 세기는 전압의 세기로 측정될 수 있다. 또한 사람이 문자를 인식하는 경우에 그림을 제시하는 경우에 비하여 세타파의 세기가 높아지고 중간 베타파의 세기가 유의미하게 낮아진다.When a person recognizes a picture and a character, they show different EEG patterns. In the case of recognizing a picture and a character, the intensity of the seta is reduced compared to the background EEG. In the case of recognizing a picture, the SMR wave and the middle beta wave The intensity increases significantly. The intensity of the SMR wave and the middle beta wave can be measured by the intensity of the voltage. In addition, when a person recognizes a character, the intensity of a seta wave increases and the intensity of a middle beta wave becomes significantly lower than when a picture is presented.

또한 놔파의 종류가 아닌 알파파의 변화를 영역별로 나누어 판단하면 언어적 과제를 수행하는 동안에는 좌측 반구에서 알파파의 세기가 감소하고, 우측 반구에 알파파의 변화가 없으며, 그림을 보는 등의 공간적 과제를 수행하는 동안에는 우측 반구에서 알파파 세기가 감소하고 좌측 반구에서는 알파파의 변화가 없다.In addition, judging the change of the ALPHA rather than the type of ALPA, the intensity of the ALPHA is decreased in the left hemisphere, the ALPA is not changed in the right hemisphere, During the task, the intensity of the alpha wave is decreased in the right hemisphere and there is no change in the alpha wave in the left hemisphere.

기기 가동부(50)는 구동 확인부(80)에서 신호가 수신된 경우 구동 선택부(40)에서 선택된 기기를 가동시킨다. 기기 가동부(50)는 주방에 설치된 후드(hood)를 가동시키는 후드 가동 모듈과 창문을 개방시키는 창문 개방 모듈, 및 공기 청정기를 가동시키는 청정기 가동 모듈을 포함할 수 있다. 여기서 후드를 가동한다 함은 후드에 설치된 팬을 가동시키는 것을 의미한다.The device operation unit 50 activates the device selected by the drive selection unit 40 when the drive confirmation unit 80 receives a signal. The device moving part 50 may include a hood operation module for operating a hood installed in the kitchen, a window opening module for opening the window, and a cleaner operation module for operating the air cleaner. Here, operating the hood means operating the fan installed in the hood.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Hereinafter, a method of driving a ventilation system using an EEG according to a second embodiment of the present invention will be described. 6 is a flowchart illustrating a method of driving a ventilation system using EEG according to a second embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법은 뇌파 수신 단계(S201), 뇌파 분석 단계(S202), 냄새 판단 단계(S203), 메뉴 표시 단계(S204), 선택 판단 단계(S205) 구동 확인 단계(S206), 및 기기 가동 단계(S207)를 포함한다. Referring to FIGS. 5 and 6, the method for driving the ventilation system using the EEG according to the first embodiment includes the steps of receiving an EEG wave (step S201), analyzing an EEG wave (step S202), determining an odor (step S203) (S204), a selection determination step (S205), a driving confirmation step (S206), and a device activation step (S207).

뇌파 수신 단계(S201)는 뇌파 수신부(10)에 의하여 이루어지며 다수의 전극을 사용자의 두피에 부착하여, 전극을 통해 상기 사용자의 뇌파를 수신한다. 예를 들면, 다수의 전극 중 그라운드 전극이 사용자의 두피 중앙에 배치되고, 그 양측으로 우뇌용 전극과 좌뇌용 전극이 동일한 개수로 사용자의 두피에 부착되어 사용자의 뇌파를 수신 이 때, 뇌파 수신 단계(S201)는 사용자의 전두엽영역에 대한 뇌파 또는 전두엽을 제외한 영역에 대한 뇌파 등을 선택하여 수신할 수 있다.The EEG receiving step S201 is performed by the EEG receiving unit 10 and attaches a plurality of electrodes to the user's scalp to receive the user's brain waves through the electrodes. For example, when the ground electrode of the plurality of electrodes is disposed at the center of the user's scalp, and both right and left brain electrodes are attached to the scalp of the user in the same number on both sides thereof, (S201) can select and receive brain waves for the frontal region of the user or brain waves for the region excluding the frontal lobe.

뇌파 분석 단계(S202)는 수신된 뇌파로부터 알파파, 베타파, 세타파, 및 감마파를 추출한다. 뇌파 분석 단계(S202)는 증폭 단계와 필터링 단계와 AD 변환 단계를 포함한다. 증폭 단계는 증폭 모듈(21)에 의하여 이루어지며 증폭기를 이용하여 뇌파 수신부(10)에서 수신한 수십 μV~ 수십 mV의 뇌파를 3 ~ 5V로 증폭시킨다.The EEG analysis step (S202) extracts the alpha waves, beta waves, theta waves, and gamma waves from the received EEG. The EEG analysis step S202 includes an amplification step, a filtering step, and an AD conversion step. The amplifying step is performed by the amplifying module 21 and amplifies the brain waves of several tens of μV to tens of mV received by the EEG receiving unit 10 to 3 to 5 V by using an amplifier.

필터링 단계는 필터 모듈(123)에 의하여 이루어지며 다수의 아날로그 필터를 이용하여 증폭된 뇌파에 포함된 각종 노이즈를 필터링한다. 이 때, 필터는 고대역통과필터(high pass filter), 대역통과필터(band pass filter), 대역저지필터(band stop filter), 저역통과필터(low pass filter)로 이루어질 수 있다. 이러한 필터링 단계는 고대역통과필터를 이용하여 DC전압, 호흡, 몸 움직임, 눈 깜빡임 등에 의한 노이즈를 1차적으로 제거하는 고대역 필터링 단계와 대역통과필터를 이용하여 측정하고자 하는 주파수 대역범위를 갖는 뇌파를 필터링하는 밴드 패스 필터링 단계를 포함한다. The filtering step is performed by the filter module 123 and filters various noise included in the EEG amplified by using a plurality of analog filters. In this case, the filter may be a high pass filter, a band pass filter, a band stop filter, or a low pass filter. The filtering step includes a high-pass filtering step of first removing noise due to DC voltage, respiration, body motion, eye blinking, and the like using a high-pass filter, and an EEG And a band pass filtering step of filtering the received signal.

필터링 단계는 대역저지필터를 이용하여 50Hz 또는 60Hz의 전원공급에 따른 노이즈를 제거하는 대역저지 필터링 단계와 저역통과필터를 이용하여 뇌파를 대역제한 시켜 왜곡현상을 방지하고, 뇌파 복원 시 발생하는 왜곡현상을 방지하는 저역통과 필터링 단계를 더 포함한다. AD 변환 단계는 AD 변환 모듈(125)을 이용하여 아날로그 상태의 뇌파를 디지털화 한다.In the filtering step, a band-stop filtering step of removing noise due to power supply of 50 Hz or 60 Hz using a band-stop filter and a bandpass filtering of a low-pass filter are used to prevent distortion, And a low-pass filtering step for preventing the low-pass filter. The A / D conversion step digitizes the EEG in the analog state using the A / D conversion module 125.

냄새 판단 단계(S203)는 냄새를 인지하는 뇌파를 검출하여 기기의 구동 여부를 판단한다. 냄새 판단 단계(S203)는 인지뇌파 검색 단계, 질문 생성 단계, 긍부 판단 단계를 포함한다. 인지뇌파 검색 단계는 불쾌한 냄새를 맡았을 때 사용자의 뇌에서 발생하는 스트레스 뇌파를 인지한다. 인지뇌파 검색 단계는 고베타파 또는 감마파가 기 설정된 시간 동안 지속적으로 나타나는지 여부를 판단한다. 인지뇌파 검색 단계는 고베타파 또는 감마파가 10초 이상 지속될 때 요리 등으로 인하여 불쾌한 냄새가 발생한 것으로 판단한다.In the smell determining step (S203), an EEG recognizing the smell is detected to determine whether the apparatus is driven. The smell judgment step (S203) includes a cognitive EEG search step, a question generating step, and a positive judgment step. The cognitive EEG search step recognizes the stress brain waves that occur in the user's brain when an unpleasant smell is given. The cognitive EEG search step determines whether Kobe beat or gamma waves are continuously appearing for a predetermined time. The cognitive brain wave search step judges that an unpleasant smell occurs due to cooking or the like when the Kobe beat or gamma wave persists for more than 10 seconds.

또한, 인지뇌파 검색 단계는 사용자가 불쾌한 냄새를 맡았을 때 나타나는 뇌파의 특징적인 뇌파패턴을 저장하고 수신된 뇌파가 저장된 뇌파패턴과 일치하는지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해서 사용자는 불쾌한 냄새가 나타나는 상황에서 발생한 뇌파를 미리 저장할 수 있다.In addition, the cognitive EEG search step stores the characteristic EEG pattern of the EEG appearing when the user takes an unpleasant smell and judges whether or not the received EEG matches the stored EEG pattern. For this purpose, the user can store the EEG generated in a situation where an unpleasant smell appears.

질문 생성 단계는 디스플레이 화면에 문자를 표시하거나 소리를 발생하는 방식으로 질문을 생성한다. 질문은 환기를 원하는지 여부에 대한 질문으로 이루어질 수 있다.The question generating step generates a question in such a manner that a character is displayed on the display screen or a sound is generated. The question can be answered by asking whether you want to venture.

긍부 판단 단계는 질문에 대한 긍정 뇌파 또는 부정 뇌파의 발생을 진단한다. 긍정 뇌파 보다는 부정 뇌파에서 베타파의 변화가 명확한 바, 긍부 판단 단계는 뇌파의 부정 패턴 발생 여부만을 판단할 수 있다. 또한, 긍부 판단 단계는 뇌파의 시공간적 상호 관계를 계산하여 긍정 뇌파인지 부정 뇌파인지를 판단한다. 긍부 판단 단계는 편향성과 동기율을 계산하고 이를 신경회로망의 논리판단 변수로 사용하여 긍정과 부정을 판단할 수 있다. 여기서 편향성은 두 곳에서 측정된 뇌파 성분으로 이루어지는 위상 공간에서의 회전방향을 의미하며, 동기율은 두 곳에서 측정된 뇌파가 동시에 증가하거나 동시에 감소하는 정도를 나타내는 변수이다. The positive judgment stage diagnoses the occurrence of positive EEG or negative EEG for the question. Since the change of the beta wave in the negative EEG rather than the positive EEG is clear, the judgment step can judge only whether the negative pattern of the EEG occurs. In addition, the positive judgment step calculates the temporal and spatial correlation of brain waves to determine whether they are positive brain waves or negative brain waves. In the affirmative judgment step, positive and negative can be judged by calculating the bias and synchronization rate and using it as a logical decision variable of the neural network. Here, the bias refers to the direction of rotation in the phase space composed of EEG components measured at two places, and the synchronization rate is a variable indicating the degree of simultaneous increase or decrease of EEG measured at two places.

동기율은

Figure pat00007
로 정의되며, 여기서, 상기 s1과 s2는 두 위치에서 측정된 뇌파 신호, 상기 H(x)는 x가 음수이거나 0일 때에는 0, 양수일 때는 1의 값을 갖는 스텝 함수, 및 상기 w는 동기율을 계산하는 구간 크기이다.The synchronization rate
Figure pat00007
(X) is a step function having a value of 0 when x is negative or 0, and a positive value when x is positive, and w is a step function having a synchronization rate .

한편, 편향성은

Figure pat00008
로 정의되며, 여기서 상기 P(t)는 편향성, 상기 벡터 s는 s1과 s2로 이루어진 2차원 벡터, 상기 단위 벡터 θ는 s1과 s2로 이루어지는 위상공간에서의 원점을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전하는 방향의 단위 벡터이다. On the other hand,
Figure pat00008
, Wherein P (t) is biased, the vector s is a two-dimensional vector consisting of s1 and s2, and the unit vector [theta] is rotated counterclockwise about the origin in the phase space consisting of s1 and s2 Direction unit vector.

긍부 판단 단계는 동기율과 편향성을 신경회로망, 선형결정함수와 같은 분별 방법의 변수로 대입하여 긍정과 부정을 판단한다. 동기율과 편향성은 단독으로 각각 사용될 수 있으며, 2개의 변수가 모두 입력될 수도 있다. 신경회로망은 입력층(input layer), 은닉층(hidden layer) 및 출력층(node level output layer)을 갖는 다중 퍼셉트론(multilayer perceptron)으로 구성되며, 논리 판단을 위하여 이미 학습이 되어 있다. 긍부 판단 단계에서 긍정인 것으로 판단된 경우 신호 생성부로 긍정인 신호를 전송한다.In the affirmative judgment step, positive and negative are judged by assigning the synchronization rate and bias to the variables of the classification method such as the neural network and the linear decision function. The synchronization rate and bias can be used individually, and both variables can be input. The neural network consists of a multilayer perceptron with an input layer, a hidden layer, and a node level output layer, and is already learned for logic judgment. If it is determined in the affirmative decision step, the positive signal is transmitted to the signal generation unit.

메뉴 표시 단계(S204)는 긍정 신호가 수신된 경우 디스플레이에 기기를 구동할 수 있도록 메뉴를 표시하고 뇌파에 의하여 메뉴 또는 메뉴를 선택하는 커서, 선택되는 메뉴를 이동시킨다. 메뉴 표시 단계(S204)는 표시 단계와 메뉴 이동 단계를 포함할 수 있다.In the menu display step S204, when an affirmative signal is received, a menu is displayed so that the apparatus can be driven on the display, and a cursor for selecting a menu or a menu by an electroencephalogram is moved. The menu display step S204 may include a displaying step and a menu moving step.

도 4에 도시된 바와 같이 표시 단계는 디스플레이 화면에 기기를 선택할 수 있도록 메뉴를 표시한다. 메뉴 이동 단계는 사용자가 기기를 선택할 수 있도록 뇌파의 변화에 따라 메뉴를 이동시킨다. As shown in FIG. 4, the display step displays a menu for selecting a device on the display screen. The menu moving step moves the menu according to the change of brain waves so that the user can select the device.

메뉴 이동 단계는 SMR파와 중간베타파를 더한 값을 세파타로 나눈 집중도 인자를 산출하고, 집중도가 증가할 때 메뉴를 오른쪽으로 이동시키고, 집중도 인자와 고베타파가 증가할 때 메뉴를 왼쪽으로 이동시킬 수 있다. 사용자가 메뉴를 응시하면 집중도가 증가하는데 집중도의 증가에 따라 SMR파와 중간베타파를 더한 값을 세파타로 나눈 집중도 인자의 값이 상승한다. 집중력이 상승할 때 메뉴는 기본적으로 오른쪽으로 이동한다. 한편, 집중력이 상승한 상태에서 손이나 얼굴에 힘을 주는 경우 고베타파가 증가하는데, 메뉴 이동 단계는 집중력이 상승하고 고베타파가 증가하는 경우에는 메뉴를 왼쪽으로 이동시킨다. In the menu move step, the concentration factor is calculated by dividing the value obtained by adding the SMR wave and the middle beta wave into the separator, moving the menu to the right when the concentration is increased, and moving the menu to the left when the concentration factor and Kobe beat increase have. When the user gazes at the menu, the degree of concentration increases. As the concentration increases, the value of the concentration factor obtained by dividing the sum of the SMR wave and the middle beta wave by the separator increases. When concentration increases, the menu moves to the right by default. On the other hand, if you give your hand or face strength while the concentration is increased, the Kobe beat increases. In the menu movement phase, when the concentration increases and Kobe beat increases, the menu moves to the left.

선택 판단 단계(S205)는 수신된 뇌파 패턴이 기 저장된 패턴과 수신된 뇌파 변화가 일치하는지 여부를 판단하여 메뉴에서 구동할 기기를 선택하는 신호를 생성한다. 선택 판단 단계(S205)는 알파파의 증가와 감소가 기절 설정된 기간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단한다. 사용자가 3초 간격으로 눈을 감고 뜨는 동작을 반복할 경우, 폐안 시에는 알파파가 증가하고 폐안 시에는 알파파가 감소하는데, 이러한 알파파의 증감 패턴이 저장되고, 선택 판단 단계(S205)는 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다.The selection determination step S205 generates a signal for selecting a device to be driven in the menu by determining whether the received EEG pattern matches the pre-stored pattern and the received EEG change. In the selection decision step S205, it is determined that the patterns match when the increase and decrease of the alpha waves are repeated twice or more within the stipulated period. When the user repeats the operation of closing and closing the eyes at intervals of 3 seconds, the alpha wave is increased in the closed eye and the alpha wave is decreased in the closed eye. The change pattern of the alpha wave is stored and the selection decision step (S205) It is possible to judge whether or not these patterns match.

선택 판단 단계(S205)는 알파파의 활성도 변화를 판단 함에 있어, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 낮아지는 패턴이 기 설정된 시간 내에 적어도 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 문자를 읽거나 문자를 머리속으로 생각하는 경우, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 매우 낮아지는데 이러한 알파파의 증감 패턴이 저장되고, 선택 판단 단계(S205)는 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다.In the selection decision step S205, when the activity of the left parietal lobe is increased and the activity of the left / right frontal lobe is lowered in the determination of the activity change of the alpha wave, It can be judged. When the character is read or the character is considered in the head, the activity of the left parietal lobe becomes high and the activity of the frontal lobe becomes very low. The change pattern of the alpha waves is stored. In the selection decision step S205, Can be determined.

또한, 선택 판단 단계(S205)는 SMR파와 중간 베타파의 증가가 기 설정된 기간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 사용자가 그림 또는 문자를 인식하는 경우에는 SMR파와 중간 베타파가 증가하는데 선택 판단 단계(S205)는 이러한 패턴의 일치 여부를 판단할 수 있다. In addition, the selection decision step S205 may determine that the patterns match when the increase of the SMR wave and the middle beta wave is repeated twice or more within a predetermined period. If the user recognizes the picture or the character, the SMR wave and the middle beta wave increase, and the selection decision step S205 can determine whether the pattern matches or not.

구동 확인 단계(S206)는 선택 단계에서 패턴이 일치하는 것으로 판단된 경우 그림과 문자를 교차 제시하여 최종적으로 환기 의사가 있는지를 판단한다. 구동 확인 단계(S206)는 그림 또는 문자를 화면에 표시하는 표시 단계와 그림을 제시할 때의 뇌파의 변화와 문자를 제시할 때의 뇌파의 변화를 판단하는 뇌파변화 판단 단계를 포함한다.If it is determined that the patterns match in the selection step (S206), the driving confirmation step (S206) crosses the pictures and characters to determine whether there is a ventilation intention finally. The driving confirmation step (S206) includes a display step of displaying a picture or a character on the screen, and an EEG change determination step of determining a change of the EEG when the picture is presented and a change of the EEG when the character is presented.

표시 단계는 TV 또는 기타 표시패널에 그림 또는 문자를 표시한다. 그림 또는 문자는 화면에 표시될 수도 있으며 LED 램프 형태로 표시될 수도 있다. 그림은 도형으로 이루어질 수 있으며 인물화, 수채화, 유화 등으로 이루어질 수도 있다. 문자는 하나로 이루어질 수 있으며, 한 단어 또는 문장으로 이루어질 수도 있다. The display step displays pictures or characters on a TV or other display panel. Pictures or characters may be displayed on the screen or in the form of LED lamps. The figure can be made up of figures, and it can be composed of figure painting, watercolor painting, oil painting and so on. The letters can be made up of one word, or a word or a sentence.

뇌파변화 판단 단계는 그림을 제시할 때의 뇌파의 변화와 문자를 제시할 때의 뇌파의 변화를 판단한다. 뇌파변화 판단 단계는 그림을 제시할 때 세타파의 세기가 낮아지고 SMR파와 중간 베타파의 세기가 높아지는 것을 구동 의사가 있는 것으로 판단할 수 있으며, 뇌파변화 판단 단계는 그림에서 문자로 변경하여 제시할 때, 그림을 제시하는 경우에 비하여 세타파의 세기가 높아지고 중간 베타파의 세기가 낮아지는 것을 구동 의사가 있는 것으로 판단할 수 있다.The EEG decision step determines the EEG changes when presenting pictures and the EEG changes when presenting text. In the step of judging the EEG change, it can be judged that the intensity of the setter wave is lowered and the intensity of the SMR wave and the middle beta wave are increased when the picture is presented. In the determination step of the EEG change, , It can be judged that there is a willingness to drive the intensity of the seta waves and the intensity of the middle beta waves to be lower than when the pictures are presented.

또한, 뇌파변화 판단 단계는 그림을 제시할 때 우측 반구에서 알파파 세기가 감소하고 좌측 반구에서는 알파파의 변화가 없으며, 글자를 제시할 때 좌측 반구에서 알파파의 세기가 감소하고, 우측 반구에 알파파의 변화가 없는 것을 구동 의사가 있는 것으로 판단할 수 있다.In the step of judging the EEG change, the intensity of the alpha wave is decreased in the right hemisphere while the intensity of the alpha wave is not changed in the left hemisphere. When the letter is presented, the intensity of the alpha wave is decreased in the left hemisphere, It can be judged that there is a willingness to drive that there is no change of ALPHA.

사람이 그림과 문자를 인식할 때 각기 다른 뇌파 패턴을 보이는데, 그림과 문자를 인식하는 경우 모두 배경 뇌파에 비하여 세타파의 세기가 감소하며 그림을 인식하는 경우에는 배경 뇌파에 비하여 SMR파와 중간 베타파의 세기가 유의미하게 증간한다. SMR파와 중간 베타파의 세기는 전압의 세기로 측정될 수 있다. 또한 사람이 문자를 인식하는 경우에 그림을 제시하는 경우에 비하여 세타파의 세기가 높아지고 중간 베타파의 세기가 유의미하게 낮아진다.When a person recognizes a picture and a character, they show different EEG patterns. In the case of recognizing a picture and a character, the intensity of the seta is reduced compared to the background EEG. In the case of recognizing a picture, the SMR wave and the middle beta wave The intensity increases significantly. The intensity of the SMR wave and the middle beta wave can be measured by the intensity of the voltage. In addition, when a person recognizes a character, the intensity of a seta wave increases and the intensity of a middle beta wave becomes significantly lower than when a picture is presented.

또한 놔파의 종류가 아닌 알파파의 변화를 영역별로 나누어 판단하면 언어적 과제를 수행하는 동안에는 좌측 반구에서 알파파의 세기가 감소하고, 우측 반구에 알파파의 변화가 없으며, 그림을 보는 등의 공간적 과제를 수행하는 동안에는 우측 반구에서 알파파 세기가 감소하고 좌측 반구에서는 알파파의 변화가 없다.
In addition, judging the change of the ALPHA rather than the type of ALPA, the intensity of the ALPHA is decreased in the left hemisphere, the ALPA is not changed in the right hemisphere, During the task, the intensity of the alpha wave is decreased in the right hemisphere and there is no change in the alpha wave in the left hemisphere.

기기 가동 단계(S207)는 구동 확인 단계(S206)에서 기기를 가동할 의사가 있는 것으로 판단된 경우 선택된 기기를 가동시킨다. 기기 가동 단계(S207)는 주방에 설치된 후드(hood)를 가동시키는 후드 가동 모듈과 창문을 개방시키는 창문 개방 모듈, 및 공기 청정기를 가동시키는 청정기 가동 모듈을 포함할 수 있다. 여기서 후드를 가동한다 함은 후드에 설치된 팬을 가동시키는 것을 의미한다.The device activation step S207 activates the selected device when it is determined that the device is to be operated in the drive confirmation step S206. The device operation step S207 may include a hood operation module for operating a hood installed in the kitchen, a window opening module for opening the window, and a cleaner operation module for activating the air cleaner. Here, operating the hood means operating the fan installed in the hood.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100, 200: 환기 시스템
10: 뇌파 수신부
20: 뇌파 분석부
21: 증폭 모듈
22: 필터 모듈
23: AD 변환 모듈
30: 냄새 판단부
31: 인지뇌파 검색 모듈
32: 질문 생성 모듈
33: 긍부 판단 모듈
40: 구동 선택부
41: 메뉴 표시 모듈
42: 메뉴 이동 모듈
43: 선택 판단 모듈
50: 기기 가동부
51: 후드 가동 모듈
52: 창문 개방 모듈
53: 청정기 가동 모듈
80: 구동 확인부
81: 그림 표시 모듈
82: 문자 표시 모듈
83: 뇌파 변화 판단 모듈
100, 200: ventilation system
10: EEG receiver
20: EEG analysis unit
21: Amplification module
22: Filter module
23: AD conversion module
30: odor judgment unit
31: Cognitive EEG search module
32: Question Generation Module
33: Probe decision module
40:
41: Menu display module
42: Menu movement module
43: Selection decision module
50:
51: Hood operation module
52: Window opening module
53: Cleaner operation module
80:
81: Picture display module
82: Character display module
83: EEG change judgment module

Claims (12)

사용자의 뇌파를 수신하는 뇌파 수신 단계;
수신된 뇌파로부터 냄새를 인지하는 뇌파를 검출하여 기기의 구동 여부를 판단하는 냄새 판단 단계;
디스플레이에 기기를 구동할 수 있도록 메뉴를 표시하는 메뉴 표시 단계;
상기 메뉴에서 뇌파의 변화를 기 저장된 패턴과 비교하고 일치 여부를 판단하여 구동할 기기를 선택하는 선택 판단 단계; 및
선택된 기기를 가동시키는 기기 가동 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
An EEG receiving step of receiving a user's EEG;
An odor determination step of determining whether an apparatus is operating by detecting an EEG that recognizes an odor from a received EEG;
A menu display step of displaying a menu so that the apparatus can be driven on the display;
Selecting a device to be driven by comparing a change in brain waves with a pre-stored pattern in the menu and determining whether the EEG is consistent; And
An operation step of activating the selected device;
And a controller for controlling the operation of the ventilation system.
제1 항에 있어서,
상기 냄새 판단 단계는 고베타파 또는 감마파가 기 설정된 시간 동안 지속적으로 나타나는지 여부를 판단하는 인지뇌파 검색 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the smell determining step includes a cognitive EEG search step of determining whether Kobe beat or gamma wave continuously appears for a preset time period.
제2 항에 있어서,
상기 인지뇌파 검색 단계는 사용자가 불쾌한 냄새를 맡았을 때 나타나는 뇌파의 특징적인 뇌파패턴을 저장하고 수신된 뇌파가 저장된 뇌파패턴과 일치하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the cognitive EEG search step stores a characteristic EEG pattern of an EEG appearing when the user assumes an unpleasant smell and determines whether or not the received EEG matches the stored EEG pattern.
제2 항에 있어서,
상기 냄새 판단 단계는 질문을 생성하여 표시하는 질문 생성 단계와 질문에 대한 긍정 뇌파 또는 부정 뇌파의 발생을 판단하는 긍부 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the smell determining step comprises a question generating step of generating and displaying a question, and a positive judgment step of judging occurrence of positive EEG or negative EEG for the question.
제3 항에 있어서,
상기 긍부 판단 단계는 두 곳에서 측정된 뇌파 성분으로 이루어지는 위상 공간에서의 회전방향을 의미하는 편향성과, 두 곳에서 측정된 뇌파가 동시에 증가하거나 동시에 감소하는 정도를 나타내는 변수인 동기율을 이용하여 긍정 의사 또는 부정 의사를 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
The method of claim 3,
Wherein the positive determination step comprises determining a positive direction using a synchronization rate, which is a variable indicating a direction of rotation in a phase space composed of EEG components measured at two places and a variable indicating a degree of simultaneous increase or decrease of EEG measured at two places, Wherein the controller determines whether a physician or a physician is negative.
제1 항에 있어서,
상기 메뉴 표시 단계는 뇌파의 변화에 따라 메뉴를 이동시키는 메뉴 이동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the menu display step includes a menu moving step of moving a menu according to a change of brain waves.
제6 항에 있어서,
상기 메뉴 이동 단계는 SMR파와 중간베타파를 더한 값을 세파타로 나눈 집중도 인자를 산출하고, 집중도가 증가할 때 메뉴를 오른쪽으로 이동시키고, 집중도 인자와 고베타파가 증가할 때 메뉴를 왼쪽으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
The method according to claim 6,
In the menu moving step, the concentration factor obtained by dividing the value obtained by adding the SMR wave and the middle beta wave to the separator is calculated. When the concentration is increased, the menu is moved to the right, and when the concentration factor and Kobe beat increase, the menu is moved to the left Wherein the ventilating system comprises:
제6 항에 있어서,
선택 판단 단계는 알파파의 증가와 감소가 기절 설정된 기간 내에 2회 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the selection decision step determines that the patterns match if the increase and decrease of the alpha waves are repeated twice within the set period of stunning.
제6 항에 있어서,
선택 판단 단계는 알파파의 활성도 변화를 판단 함에 있어, 좌 두정엽의 활성이 높아지고 좌/우 전두엽의 활성이 낮아지는 패턴이 기 설정된 시간 내에 2회 이상 반복되는 경우 패턴이 일치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
The method according to claim 6,
In the selection judgment step, it is determined that the pattern matches when the activity of the left parietal lobe is increased and the activity of the left / right frontal lobe is lowered in the determination of the activity change of the alpha wave twice or more within a predetermined time A method of driving a ventilation system using an EEG.
제1 항에 있어서,
상기 환기 시스템 구동 방법은 상기 패턴 판단 단계에서 패턴이 일치하는 것으로 판단된 경우 그림과 문자를 교차 제시하여 뇌파 변화를 판단하는 구동 확인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ventilation system driving method further comprises a driving confirmation step of determining a brain wave change by crossing a picture and a letter when it is determined that the patterns match in the pattern determination step.
제10 항에 있어서,
상기 구동 확인 단계는 문자와 그림을 순차적으로 디스플레이에 표시하는 표시 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the driving confirmation step includes a display step of sequentially displaying characters and pictures on a display.
제11 항에 있어서,
상기 구동 확인 단계는 그림을 제시할 때의 뇌파의 변화와 문자를 제시할 때의 뇌파의 변화를 판단하는 뇌파변화 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 환기 시스템 구동 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the driving confirmation step includes an EEG change determination step of determining an EEG change when a picture is presented and a EEG change when a character is presented.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111420215A (en) * 2020-04-22 2020-07-17 厦门萤火相连教育科技有限公司 Method for exercising personal concentration ability through brain wave acquisition equipment

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