KR20200052205A - Brain-computer interface systems and method for analysing brain wave signals expressed by motor imagery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 사용자 별로 동작 상상과 관련된 뇌파 특징 추출을 위해 최적화된 주파수 영역 및 시간 영역을 제공하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템 및 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a brain-computer interface system that provides an optimized frequency domain and a time domain for extracting EEG features related to motion imagination for each user, and a method of analyzing EEG signals expressed by motion imagination.
뇌파는 우리 몸의 신경계와 뇌 신경 사이의 정보가 전달될 때 발현되는 전기적 신호로서, 특히 비침습 방법을 활용하여 측정되는 뇌파는 별도의 외과적 수술 없이 두피에 부착된 전극을 통해 측정할 수 있고, 뇌의 실시간 활동을 측정하여 사용자의 의도를 파악할 수 있는 중요한 수단이 될 수 있다. EEG is an electrical signal that is expressed when information between the body's nervous system and the brain nerve is transmitted. In particular, EEG measured using a non-invasive method can be measured through electrodes attached to the scalp without additional surgical procedures. , It can be an important means to grasp the user's intention by measuring real-time activity of the brain.
일반적으로 뇌파는 시간적 특징, 주파수에 따른 대역별 특징, 공간적 특징을 활용하는 등 다양한 접근법으로 분류가 가능하다고 알려져 있다. 예를 들어, 눈을 감은 편안한 상태에서 발현되는 알파파(주파수 8~13Hz, 진폭 20~60V), 의식적으로 집중한 상태에서 발현되는 베타파(14~30Hz, 진폭 2~20V), 얕은 수면상태에서 발현되는 세타파(주파수 4~7Hz, 진폭 20~100V) 등이 많이 알려져 있으나, 이들 외에도 몸의 움직임과 관련된 의도 또는 생각을 할 때 뇌 운동영역(Motor cortex)에서 발생하는 뮤-밴드파(Mu-band)(8~12Hz)도 존재한다고 알려져 있다.In general, it is known that EEG can be classified into various approaches such as temporal characteristics, band-specific characteristics according to frequency, and spatial characteristics. For example, alpha waves (frequency 8-13 Hz, amplitude 20-60 V) expressed in a comfortable state with eyes closed, beta waves (14-30 Hz, amplitude 2-20 V) expressed in a consciously focused state, shallow sleep Theta waves (
비침습 뇌-기계 인터페이스는 비침습 뇌파를 통해 사용자의 의도를 인식하여 외부 기계를 제어하는 인터페이스 기술로써, 기존에 척추 부상이나 퇴행성 신경 질환으로 인해 신체가 자유롭지 못하거나 마비된 환자를 위한 보철 기구 제어, 의사소통을 위한 스펠러 등과 같은 의료 분야에서 주로 사용되어 왔다. 그러나 최근 뇌파 분석 기술의 발달로 인하여, 일반인들의 일상생활 보조 서비스 개발을 통한 다양한 분야에서 비침습 뇌-기계 인터페이스가 적용되고 있는 추세이다.The non-invasive brain-machine interface is an interface technology that recognizes the user's intention through a non-invasive brain wave and controls an external machine. It has been used mainly in the medical field, such as, a speller for communication. However, due to the recent development of EEG analysis technology, non-invasive brain-machine interfaces have been applied in various fields through the development of daily life assistance services for the general public.
특히, 동작 상상(Motor imagery)에 따른 뇌파 분석 기반의 뇌-기계 인터페이스 기술은 별도의 외부 자극이 없이도 사용자의 의도 인식이 용이하기 때문에 주로 사용되고 있다. 동작 상상에 따른 뇌파 분석은 실제 근육의 움직임 없이 몸의 특정 부위를 움직이고자 하는 생각만으로 발현되는 뇌파를 통하여 사용자의 의도를 파악하는 기술이다. 동작 상상은 뇌의 일차 운동 영역(Primary motor cortex)을 활성화시킬 수 있으며, 각 부위 별 움직임을 상상하는 동안 보통 8~12Hz 주파수 영역의 뮤-밴드파의 형태로 뇌파가 발현될 수 있다. In particular, brain-machine interface technology based on EEG analysis according to motion imagery is mainly used because it is easy to recognize a user's intention without a separate external stimulus. EEG analysis according to motion imagination is a technique to grasp the user's intention through EEG expressed only by thinking of moving a specific part of the body without moving the muscle. Motion imagination can activate the primary motor cortex of the brain, and brain waves can be expressed in the form of mu-band waves in the frequency range of 8 to 12 Hz while imagining the motion of each part.
뮤-밴드파에서 확인할 수 있는 대표적인 동작 상상 분석을 위한 특징의 종류 중에는ERD(Event-Related Desynchronization) 및 ERS(Event-Related Synchronization)가 있다. ERD는 사용자가 움직임을 의도하거나 상상할 때 감각 운동 피질(Sensorymotor cortex)에서 뮤-밴드파가 일시적으로 감소하는 현상을 말하며, ERS는 사용자의 움직임이 있은 후에 베타파(18~25Hz)가 일시적으로 증가하는 현상을 말한다.Among the types of features for representative motion imagination analysis that can be found in mu-band waves are Event-Related Desynchronization (ERD) and Event-Related Synchronization (ERS). ERD refers to a phenomenon in which the mu-band wave temporarily decreases in the sensory motor cortex when the user intends or imagines the movement, and ERS temporarily increases the beta wave (18-25 Hz) after the user moves. Refers to the phenomenon.
고차원적인 임무 수행이 가능한 뇌-기계 인터페이스의 성능 향상을 위해, 현재 기술의 접근법은 크게 동작 상상을 기반으로 하는 분석 기술과 외부 자극을 통해 발현되는 뇌파 신호의 특징을 활용하여 분석을 하는 방향으로 나누어진다.In order to improve the performance of the brain-machine interface capable of performing high-level tasks, the current technology approach is largely divided into an analysis technique based on the motion imagination and the characteristics of the EEG signal expressed through external stimuli. Lose.
동작 상상을 기반으로 한 BCI 시스템 기술로서, 대한민국 특허등록 제 10-1293446호(발명의 명칭: 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법 및 그 장치), 대한민국 특허등록 제 10-1518575호(발명의 명칭: BCI를 위한 사용자 의도인지 분석 방법), 대한민국 특허등록 제 10-1619973호(발명의 명칭: 스펙트럼 분석과 벡터 양자화를 이용한 운동 상상 뇌전도 판별 방법 및 판별 시스템), 대한민국 특허등록 제 10-1446845호(발명의 명칭: 뇌파를 이용한 주행체 제어 방법, 장치 및 그 방법을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체) 등이 있다.As a BCI system technology based on motion imagination, Republic of Korea Patent Registration No. 10-1293446 (Invention name: brain wave classification method and device for imagining motion), Korea Patent Registration No. 10-1518575 (Invention name: BCI User Intention Cognitive Analysis Method), Republic of Korea Patent Registration No. 10-1619973 (Invention Name: Motion Imagination EEG Determination Method and Discrimination System Using Spectral Analysis and Vector Quantization), Korea Patent Registration No. 10-1446845 (Invention Name: Vehicle control method using EEG, device, and a recording medium recording a program for performing the method).
또한 뇌파 신호의 특징을 이용한 분석 기술로서, 대한민국 특허등록 제 10-1680995호(발명의 명칭: 생물 물리학적 신호의 수집된 시간적 및 공간적 패턴에 기초한 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템), 대한민국 특허등록 제 10-1740894호(발명의 명칭: 공간필터를 이용한 뇌-기계 인터페이스 시스템 및 방법), 대한민국 특허등록 제 10-1205892호(발명의 명칭: 뇌파 신호로부터 2차원 공간-주파수 ERD/ERS 패턴을 생성하는 방법, 이 2차원 공간-주파수 ERD/ERS 패턴을 이용한 인간 의도를 분류하는 방법 및 이 분류 방법으로 분류된 뇌파 신호를 입력신호로 사용하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치), 대한민국 특허등록 제 10-1068017호(발명의 명칭: 뇌-컴퓨터 인터페이스를 위한 합성 공통 공간 패턴 분석 방법 및 이를 이용한 뇌파 분석 방법) 등이 있다. Also, as an analysis technology using features of EEG signals, Korean Patent Registration No. 10-1680995 (Invention name: Brain-computer interface system based on collected temporal and spatial patterns of biophysical signals), Korean Patent Registration No. 10- No. 1740894 (Invention name: Brain-machine interface system and method using spatial filter), Republic of Korea Patent Registration No. 10-1205892 (Invention name: Method for generating 2-dimensional space-frequency ERD / ERS pattern from EEG signal, A method for classifying human intention using this two-dimensional space-frequency ERD / ERS pattern and a brain-computer interface device using the EEG signal classified by this classification method as an input signal, Korean Patent Registration No. 10-1068017 (Invention) Name: Synthetic common spatial pattern analysis method for brain-computer interface and EEG analysis method using the same.
특허등록 제10-1293446호는 움직임을 상상하는 뇌파 분류 방법과 그 기술에 관한 것으로서, 좌측 움직임 상상 뇌파 신호와 우측 움직임 상상 뇌파 신호를 분류하는 기술을 제안하고 있다. 해당 기술에 적용되는 뇌파 분류 기술은 서포트 백터 생성 알고리즘(GMM)과 분류 알고리즘(SVM)을 사용하여 분류 정확성이 향상되는 장점이 있다. 그러나, 해당 기술은 명확하게 드러나지 않는 ERD/ERS 패턴의 특징에서 동작 상상 정보를 담고 있는 뇌파의 특징이 정확히 추출되어야만 구현이 가능하므로 실현이 어렵다는 한계점이 있다.Patent registration No. 10-1293446 relates to an EEG classification method for imagining motion and its technology, and proposes a technology for classifying a left motion imagination EEG signal and a right motion imagination EEG signal. The EEG classification technology applied to the technology has an advantage of improving classification accuracy using a support vector generation algorithm (GMM) and a classification algorithm (SVM). However, this technique has a limitation in that it is difficult to realize since it can be implemented only when the characteristics of the EEG containing the motion imagination information are accurately extracted from the features of the ERD / ERS pattern that are not clearly revealed.
등록특허 제10-1518575호는 동작을 상상할 때 발현되는 뇌 신호를 디지털 노치 필터(Digital notch filter)와 밴드 패스 필터(Band pass filter)를 이용하여 뮤-밴드파의 주파수 대역만의 뇌 신호 특징을 추출할 수 있는 기술을 제안하고 있다. 그러나, 해당 기술은 일반적으로 움직임 상상을 뇌파를 통해 인식할 때, 뮤-밴드파를 사용하면 사용자마다 다양한 주파수 대역에서 나오는 뇌파 특징을 반영하지 못하는 한계점이 있을 수 있다. Registered Patent No. 10-1518575 uses the digital notch filter and the band pass filter to express brain signals that are expressed when imagining motions, and to characterize brain signals only in the frequency band of mu-band waves. A technique that can be extracted is proposed. However, this technology generally has a limitation in that when using a mu-band wave, a motion imagination is recognized through brain waves, and each user may not reflect brain wave characteristics from various frequency bands.
등록특허 제10-1619973호는 운동 상상 관련 뇌 신호를 8~30Hz 주파수 대역의 전체에 대하여 필터링 하여 사용하는 특징이 있다. 전체 주파수 대역의 모든 시간 범위를 필터링하여 뇌 신호 특징을 추출하면, 동작 상상 또는 움직임 의도와 관련 없는 특징 패턴과 다양한 잡음이 포함된 뇌 신호가 추출될 수 있다. 이로써 동작 상상 시 발현되는 뇌 신호 특징 패턴을 정확하게 인식할 수 없는 한계점이 있다. Patent No. 10-1619973 has a feature of filtering and using a brain signal related to exercise imagination over the entire 8 ~ 30Hz frequency band. When a brain signal feature is extracted by filtering all time ranges of the entire frequency band, a brain signal including feature patterns and various noises not related to motion imagination or motion intention may be extracted. As a result, there is a limitation in that it is impossible to accurately recognize a brain signal feature pattern expressed when imagining motion.
등록특허 제10-1446845호는 동작 상상(왼쪽, 오른손 및 혀의 동작 상상) 중 적어도 하나의 뇌파 특징으로 사용자 의도를 인식하는 뇌파를 이용한 주행체 제어 장치에 관한 것이다. 뇌파 특징은 SMR (SensoriMotor Rhythm) 영역의 주파수 대역을 사용하여 사용자 의도 인식을 한다. 다양한 동작 상상 실험 업무를 단순한 SMR 영역의 주파수 대역을 사용하여 뇌 신호 특징을 추출하게 되면, 각각 동작 상상 실험 업무에 따른 최적화된 뇌 신호 특징을 추출하기 어려운 문제점이 있다.Patent No. 10-1446845 relates to a vehicle control apparatus using brain waves that recognize a user's intention with at least one brain wave characteristic of motion imagination (left, right hand, and tongue motion imagination). The EEG feature recognizes the user's intention using the frequency band of the SMR (SensoriMotor Rhythm) region. When various motion imagination experiment tasks extract brain signal features using a frequency band of a simple SMR region, it is difficult to extract optimized brain signal features according to each motion imagination experiment task.
등록특허 제10-1680995호는 사용자의 뇌파 신호 특징을 식별하기 위해 사용자의 뇌 활동과 연관된 생물 물리학적 신호들의 수집된 시간적 및 공간적 패턴들을 상관시켜 사용하는 기술을 제안하고 있다. 즉, 해당 기술은 위상학적으로 구성된 뇌 영역에서의 기록된 뇌 활동을 뇌의 각 부위에 대응하는 신체 위치의 움직임과 상관시키는 방법을 통해 최종적으로 컴퓨터에 입력을 수행하는 단계로 연계시키는 시스템을 개시하고 있다. 이러한 시스템은 움직임 상상과 관련된 뇌파 신호 분석을 위해 시간적 및 공간적인 특징들을 활용하고 있으나, 사용자가 상상을 하는 명확한 시점을 탐색하여 효과적인 시간 구간을 추론함으로써 사용자에게 특화된 주파수 및 시간 영역을 검출하는 것이 실질적으로 어렵다는 문제점이 있다. Patent No. 10-1680995 proposes a technique of correlating collected temporal and spatial patterns of biophysical signals associated with a user's brain activity to identify a user's brainwave signal characteristics. That is, the technology discloses a system that connects recorded brain activity in a topologically configured brain region to a step of finally performing input to a computer through a method of correlating with movement of a body position corresponding to each part of the brain. Doing. These systems utilize temporal and spatial features to analyze EEG signals related to motion imagination, but it is practical to detect frequency and time domains specific to the user by inferring effective time intervals by searching for a clear point of time that the user imagines. There is a problem that is difficult.
등록특허 제10-1740894호는 공간필터를 이용한 뇌-기계 인터페이스 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 뇌파 데이터의 동일한 동작 간의 분산과 상이한 동작 간의 분산을 산출하고, 해당 뇌파 데이터의 동일한 동작과 상이한 동작 간의 분산 비율을 이용하여 공간 필터를 생성함으로써 사용자가 의도한 동작을 분류하는 시스템을 제안하고 있다. 이를 위해 뇌파 데이터는 복수 개의 동작에 대하여 동작의 시작부터 종료까지 뇌파 데이터를 시간 구간별로 추출하여 동일 동작 별로 저장하는데, 이러한 방식은 공간 패턴 필터를 생성함에 있어서 사용자의 상태에 특화되지 못한 전체적인 시간 구간에서 추출된 특징들을 활용하는 한계점으로 인해 효율적인 성능 발휘에 제한이 있다. Patent No. 10-1740894 relates to a brain-machine interface system and method using a spatial filter, calculates variance between the same operation and different operations of EEG data, and variance between the same operation and different operations of the EEG data A system for classifying a motion intended by a user is proposed by generating a spatial filter using a ratio. To this end, the EEG data is extracted for each operation from the start to the end of the operation for a plurality of operations, and stored for each operation. In this method, the entire time period that is not specialized to the user's state in generating a spatial pattern filter Due to the limitations of using the features extracted from, there is a limit to effective performance.
다양한 뇌파 신호의 특징을 안정적으로 추출하기 위해, 등록특허 제10-1205892호는 피험자의 안정 상태의 뇌파를 측정한 후, 뇌파 신호로부터 2차원 공간-주파수 ERD/ERS 패턴을 생성하는 방법을 제안하고 있다. 이러한 방법을 이용하여 사용자의 의도를 분류하게 되고, 분류된 뇌파 신호가 컴퓨터 시스템에 대한 입력 수단으로 제공될 수 있다. 이러한 기술은 사용자의 안정 상태에서 획득된 뇌 신호의 주파수 대역 전체를 이용하므로, 특정 여러 움직임에 대한 뇌 신호 정보를 얻는 것에 어려움이 있고, 시간 구간을 최적화하는 부분을 고려하지 않으므로 특징 추출 과정에서 비효율성이 수반되는 문제점이 있다. In order to stably extract the characteristics of various EEG signals, Patent No. 10-1205892 proposes a method for generating a two-dimensional space-frequency ERD / ERS pattern from EEG signals after measuring the EEG of a subject's stable state. have. The user's intention is classified using this method, and the classified EEG signal may be provided as an input means to the computer system. Since these technologies use the entire frequency band of the brain signal obtained in the user's stable state, it is difficult to obtain brain signal information for a specific number of movements, and the part of optimizing the time interval is not taken into account, so it is not necessary in the feature extraction process. There is a problem with efficiency.
등록특허 제10-1068017호는 동작 상상 시 발현되는 대표적인 뇌 신호 특징인 ERD/ERS패턴을 합성 공통 공간 패턴 분석 방법을 통하여 뇌파 특징을 추출하는 방법을 제안하고 있다. 그러나, ERD/ERS패턴은 사용자에 따라 큰 편차가 있고, 감각 피질 영역에서 명확하게 나타나는 현상이 아니기 때문에 해당 뇌파의 특징을 추출하기에 어렵다는 문제점이 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 공통 공간 패턴 분석법을 사용하고 있지만, 공통 공간 패턴 분석 방법은 명확하게 뇌의 공간적인 분포나 특징이 나타나지 않는 사용자들 (BCI illiteracy)에게는 적용하기 어렵고, 특히 주파수 대역 필터링에 따라서 공통 공간 패턴이 모두 다르게 나올 수 있는 한계점이 존재할 수 있다. Patent No. 10-1068017 proposes a method of extracting EEG features through a synthetic common spatial pattern analysis method of ERD / ERS patterns, which are representative brain signal features expressed when imagining motion. However, the ERD / ERS pattern has a large variation depending on the user, and it is difficult to extract the characteristics of the EEG because it is not a phenomenon that is clearly seen in the sensory cortical region. To solve this problem, a common spatial pattern analysis method is used, but the common spatial pattern analysis method is difficult to apply to users (BCI illiteracy) who do not clearly exhibit spatial distribution or characteristics of the brain. There may be limitations in which common space patterns can all come out differently.
상술한 바와 같이, 종래의 동작 상상 기반의 BCI 시스템은 사용자로부터 획득한 원시 뇌파 신호를 경험론적으로 뮤-밴드와 같은 특정 주파수 대역이나 ERD/ERS패턴 특징에 해당하는 주파수 대역으로 필터링하여 뇌 신호를 분석하고 있지만, 사용자 별로 동작 상상이 이뤄지는 정확한 시간 구간을 고려하지 않고 뇌파 특징을 추출하기 때문에 동작 상상 기반 BCI 시스템의 성능이 저하될 수 밖에 없고, 비효율적이라는 한계점이 있다.As described above, the conventional motion imagination-based BCI system filters the brain signal by empirically filtering the raw EEG signal obtained from the user into a specific frequency band such as a mu-band or a frequency band corresponding to an ERD / ERS pattern feature. Although analyzing, the performance of the motion imagination-based BCI system has to be deteriorated and the inefficiency is limited because the EEG characteristics are extracted without considering the exact time interval in which motion imagination is performed for each user.
또한, 종래의 BCI 시스템은 특정 동작 상상 클래스의 성능이 높은 경우에도 해당 성능이 실제 그 동작의 상상을 통해 나온 뇌파의 특징을 이용해서 나온 것인지, 해당 뇌파와 상관없는 정보도 포함되어 성능이 측정된 것인지 확인할 수 없어 신뢰도가 떨어진다는 문제점이 있다. 즉, 사람마다 뇌파 특징 패턴이 다르게 발현되지만, 모든 사용자의 뇌파에 일정 범위의 주파수 대역을 적용하여 뇌파 특징을 추출하기 때문에 사용자 별로 동작 상상에 대한 뇌 신호 특징이 가장 정확하게 발현될 수 있는 뇌파 정보를 고려하지 못한다는 문제점이 있다.In addition, even if the performance of a specific motion imagination class is high in a conventional BCI system, performance is measured by including information irrelevant to the corresponding EEG whether the performance is actually derived from the characteristics of the EEG generated through the imagination of the motion. There is a problem in that it is impossible to confirm whether it is reliable. That is, although the EEG characteristic pattern is differently expressed for each person, EEG characteristics are extracted by applying a certain range of frequency bands to EEGs of all users, so that EEG information that enables the most accurately expressed brain signal characteristics for each user's imagination There is a problem of not being considered.
따라서, 사용자마다 동작 상상 정보를 정확하게 추출할 수 있는 최적화된 주파수 대역이 필요하며, 동시에 사용자들이 동작 상상을 자의적으로 실행하는 시간 구간이 각각 다르므로 뇌파 특징 추출을 위한 최적 주파수 대역 별로 시간 범위를 적용하여 공통 공간 패턴을 분석하면 BCI성능 향상에 도움이 될 수 있다.Accordingly, an optimized frequency band capable of accurately extracting motion imagination information is required for each user, and at the same time, time ranges are applied for each optimal frequency band for extracting EEG features because the time intervals at which users voluntarily execute motion imagination are different. Therefore, analyzing the common space pattern can help improve BCI performance.
본 발명에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템 및 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법은 일반적인 동작 상상 BCI 실험 패러다임을 통해 획득한 뇌파를 이용한 BCI 시스템 성능 향상을 위하여 사용자 별 최적화된 동작 상상 주파수 대역에서 가장 높은 성능을 발휘하는 시간 범위를 선택하도록 하는 방법을 제안하고자 한다. The brain-computer interface system according to the present invention and the method of analyzing the EEG signal expressed by the motion imagination are optimized for each user to improve the performance of the BCI system using the EEG obtained through the general motion imagination BCI experiment paradigm. I would like to suggest a way to select the time range that gives the highest performance.
본 발명의 일 실시예에 따른 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법은, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템에 의해 수행되는 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법에 있어서, a) 기설정된 측정 시간 동안에 동작 상상시 발현되는 원시 뇌파 신호를 획득하고, 상기 원시 뇌파 신호를 동작 상상과 관련된 기본 주파수 대역으로 필터링하여 뇌파 신호를 생성하는 단계; b) 상기 뇌파 신호에 대한 뇌파 특징 패턴의 최적 발현 주파수 영역과 시간 범위를 산출하는 최적 성능 탐색 알고리즘을 수행을 수행하여, 상기 뇌파 신호를 기설정된 주파수 간격으로 분할하여 n개의 서브 밴드 신호로 변환 한 후 상기 서브 밴드 신호 별로 최대 성능 시간 범위를 검출하는 단계; c) 상기 서브 밴드 신호별 최대 성능 시간 범위를 기준으로 뇌파 특징을 추출하고, 상기 추출된 뇌파 특징을 이용하여 사용자가 상상 또는 의도한 동작을 인식하는 분류 모델을 생성한 후 상기 분류 모델의 분류 결과에 대한 정확도를 계산하여 분류 성능 평가를 수행하는 단계; 및 d) 상기 분류 성능 평가의 결과값에 기초하여 최상위 성능을 가지는 최적 서브 밴드 신호와, 상기 최적 서브 밴드 신호와 연계된 최대 성능 시간 범위를 검출하여 사용자별 최적화된 동작 상상 주파수-시간 영역으로 제공하는 단계를 포함하되, 상기 최적 성능 탐색 알고리즘은, 기설정된 시간 범위를 갖는 시간 탐색창을 설정하고, 각 서브 밴드 신호의 상기 측정 시간에 기설정된 임계 시간 간격으로 상기 시간 탐색창을 적용함으로 인해 생성되는 복수 개의 시간 범위에서 성능 평가를 수행하는 것이다. Method for analyzing the brain wave signal expressed by the motion imagination according to an embodiment of the present invention, in the method for analyzing the brain wave signal expressed by the motion imagination performed by the brain-computer interface system, a) a predetermined Obtaining a primitive EEG signal expressed during imagination of motion during a measurement time, and filtering the primitive EEG signal into a fundamental frequency band associated with imagination of motion to generate an EEG signal; b) by performing an optimal performance search algorithm for calculating the optimal expression frequency range and time range of the EEG feature pattern for the EEG signal, dividing the EEG signal into predetermined frequency intervals and converting the EEG signal into n subband signals Then detecting a maximum performance time range for each subband signal; c) extracting EEG features based on the maximum performance time range for each sub-band signal, and using the extracted EEG features to generate a classification model that recognizes a user's imagination or intended behavior, and then classifying the classification model Performing classification performance evaluation by calculating accuracy for the; And d) detecting the optimal sub-band signal having the highest performance based on the result of the classification performance evaluation, and the maximum performance time range associated with the optimal sub-band signal, thereby providing an optimized frequency-time domain for each user. The optimum performance search algorithm is generated by setting a time search window having a preset time range and applying the time search window at a predetermined threshold time interval to the measurement time of each subband signal. Performance evaluation is performed in a plurality of time ranges.
본 발명의 다른 실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템은, 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템에 있어서, 사용자의 뇌파를 검출하여 원시 뇌파 신호를 제공하는 센서모듈; 상기 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 메모리; 및 상기 프로그램을 실행하기 위한 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 프로그램의 실행에 의해, 기설정된 측정 시간 동안에 동작 상상시 발현되는 원시 뇌파 신호를 획득하고, 상기 원시 뇌파 신호를 동작 상상과 관련된 기본 주파수 대역으로 필터링하여 뇌파 신호를 생성하며, 상기 뇌파 신호에 대한 뇌파 특징 패턴의 최적 발현 주파수 영역과 시간 범위를 산출하는 최적 성능 탐색 알고리즘을 수행을 수행하여, 상기 뇌파 신호를 기설정된 주파수 간격으로 분할하여 n개의 서브 밴드 신호로 변환 한 후 상기 서브 밴드 신호 별로 최대 성능 시간 범위를 검출하고, 상기 서브 밴드 신호별 최대 성능 시간 범위를 기준으로 뇌파 특징을 추출하고, 상기 추출된 뇌파 특징을 이용하여 사용자가 상상 또는 의도한 동작을 인식하는 분류 모델을 생성한 후 상기 분류 모델의 분류 결과에 대한 정확도를 계산하여 분류 성능 평가를 수행하며, 상기 분류 성능 평가의 결과값에 기초하여 최상위 성능을 가지는 최적 서브 밴드 신호와, 상기 최적 서브 밴드 신호와 연계된 최대 성능 시간 범위를 검출하여 사용자별 최적화된 동작 상상 주파수-시간 영역으로 제공하되, 상기 최적 성능 탐색 알고리즘은, 기설정된 시간 범위를 갖는 시간 탐색창을 설정하고, 각 서브 밴드 신호의 상기 측정 시간에 기설정된 임계 시간 간격으로 상기 시간 탐색창을 적용함으로 인해 생성되는 복수 개의 시간 범위에서 성능 평가를 수행하는 것이다.A brain-computer interface system according to another embodiment of the present invention includes: a brain-computer interface system for analyzing brainwave signals expressed by motion imagination, comprising: a sensor module that detects a user's brainwave and provides a raw brainwave signal; A memory in which a program for performing a method for analyzing an EEG signal expressed by the motion imagination is recorded; And a processor for executing the program, wherein the processor acquires a raw EEG signal expressed when an operation is imagined for a predetermined measurement time by executing the program, and the basic EEG signal is associated with the motion imagination. Filtering by frequency band generates an EEG signal, and performs an optimal performance search algorithm to calculate an optimal frequency range and time range of the EEG characteristic pattern for the EEG signal, and divides the EEG signal into preset frequency intervals. After converting to n sub-band signals, the maximum performance time range is detected for each sub-band signal, EEG characteristics are extracted based on the maximum performance time range for each sub-band signal, and the extracted EEG features are used for the user. Creates a classification model that recognizes imaginary or intended behavior Then, the classification performance evaluation is performed by calculating the accuracy of the classification result of the classification model, and based on the result of the classification performance evaluation, the optimal subband signal having the highest performance and the maximum performance associated with the optimal subband signal. Detecting a time range and providing an optimized operation for each user in an imaginary frequency-time domain, wherein the optimal performance search algorithm sets a time search window having a preset time range, and is preset to the measurement time of each sub-band signal. The performance evaluation is performed in a plurality of time ranges generated by applying the time search window at a critical time interval.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 동작상상 기반의 BCI시스템에서 사용자 별로 최적화된 주파수 영역과, 해당 주파수 영역에서 뇌파 특징이 가장 명확하게 발현되는 짧은 구간의 최대 성능 시간 범위를 검출할 수 있고, 그로 인해 동작 상상 시 발현되는 뇌파의 특징 패턴을 보다 정확하게 추출할 수 있어 BCI 시스템의 정확도를 크게 향상시킬 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present invention, in the operationally based BCI system, it is possible to detect a frequency range optimized for each user and a maximum performance time range in a short section in which the EEG characteristics are most clearly expressed in the frequency domain. , As a result, it is possible to more accurately extract the characteristic patterns of the EEG expressed when imagining the motion, thereby greatly improving the accuracy of the BCI system.
또한, 본 발명은 동작 상상의 특성상 넒은 시간 구간에서 동작 상상이 이루어지는 것이 아니라 사용자가 동작 상상을 자의적으로 실행하는 짧은 시간 구간에서 강한 뇌 신호가 발현되기 때문에, 사용자 별로 최적화된 동작 상상 주파수 영역에서 최대 성능을 발휘하는 시간 범위를 특정하여 뇌파 특징 추출함으로써 기존에 비해 높은 성능과 빠른 속도로 안정적인 BCI 시스템의 운영이 가능하다.In addition, since the present invention does not perform motion imagination in a short period of time due to the characteristics of the motion imagination, since a strong brain signal is expressed in a short time period in which the user voluntarily executes the motion imagination, the maximum in the motion imagination frequency domain optimized for each user It is possible to operate a stable BCI system with higher performance and faster speed than the previous one by extracting EEG features by specifying a time range that exhibits performance.
또한, 본 발명은 넓은 시간 구간(예를 들어, 3000ms 정도), 즉 뇌파를 측정한 전체 시간인 고정된 시간 범위를 활용하는 것이 아니라 뇌파 특징을 추출하는 시간 범위를 정밀하게 축소하므로 뇌파 분석 과정에서 소요되는 연산과 잡음을 줄일 수 있어 BCI 시스템의 신뢰도와 편의성을 높일 수 있다. In addition, the present invention does not utilize a fixed time range that is a wide time interval (for example, about 3000 ms), that is, the entire time of measuring the EEG, and precisely reduces the time range for extracting EEG features, so in the EEG analysis process, By reducing the computation and noise required, it is possible to increase the reliability and convenience of the BCI system.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 일반적인 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템의 사용자 의도 인식 과정을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 도 3의 최적 성능 탐색 알고리즘을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 도 3의 최적 성능 탐색 알고리즘의 서브 밴드별 시간 탐색창 적용 및 최대 성능 시간 범위 선택 과정을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining the configuration of a brain-computer interface system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a user intention recognition process of a general brain-computer interface system.
3 is a flowchart illustrating a method of analyzing an EEG signal expressed by motion imagination according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an optimal performance search algorithm of FIG. 3.
FIG. 5 is a diagram illustrating a process of applying a time search window for each sub-band and selecting a maximum performance time range of the optimal performance search algorithm of FIG. 3.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . Also, when a part is said to "include" a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components, unless otherwise stated.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 최적화 비침습 뇌-기계 인터페이스 시스템을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a user-optimized non-invasive brain-machine interface system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템의 구성을 설명하는 도면이다. 1 is a view for explaining the configuration of a brain-computer interface system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 사용자로부터 획득한 뇌파 신호의 뇌파 특징에 기반하여 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템(100)은, 통신 모듈(110), 메모리(120), 프로세서(130), 데이터베이스(140) 및 센서 모듈(150)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a brain-
통신 모듈(110)은 통신망과 연동하여 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템(100)과 외부 기기의 송수신 신호를 패킷 데이터 형태로 제공하는 데 필요한 통신 인터페이스를 제공한다. 여기서, 통신 모듈(110)은 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.The
메모리(120)는 사용자별 최적화된 주파수 정보와 특징 추출을 위한 시간 범위를 제공하기 위한 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템의 성능 개선 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된다. 또한, 메모리(120)는 프로세서(130)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 여기서, 메모리(120)는 휘발성 저장 매체(volatile storage media) 또는 비휘발성 저장 매체(non-volatile storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.In the
프로세서(130)는 사용자별 최적화된 동작 상상 주파수 대역에서 최대 성능을 발휘하는 시간 범위를 제공하기 위한 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템의 성능 개선 방법을 제공하는 전체 과정을 제어하는 것으로서, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템(100)의 성능 개선을 위해 뇌파 신호의 특징이 가장 명확하게 발현되는 주파수 영역과 시간 범위를 찾아 최적화된 동작 상상 주파수-시간 영역을 제공하도록 한다. 이러한 프로세서(130)가 수행하는 각각의 동작에 대해서는 추후 보다 상세히 살펴보기로 한다.The
여기서, 프로세서(130)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit, CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the
데이터베이스(140)는 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템의 성능 개선 방법을 수행하면서 누적되는 데이터가 저장된다. 예를 들어, 데이터베이스(140)에는 원시 뇌파 신호, 분류 모델에 대한 분류 성능 지표 정보, 사용자별 최적화된 동작 상상 주파수-시간 영역 정보 등이 저장된다. The
센서 모듈(150)은 사용자가 착용한 상태에서 동작 상상에 관련된 원시 뇌파 신호를 실시간 검출한다. The
도 2는 일반적인 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템의 사용자 의도 인식 과정을 설명하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a user intention recognition process of a general brain-computer interface system.
도 2를 참조하면, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템(100)은 미리 정해진 실험 패러다임을 이용하여 센서 모듈(150)을 통해 실시간 동작 상상과 관련된 사용자의 원시 뇌파 신호를 측정한다. 이때, 실험 패러다임은 주로 사용자에게 특정 업무를 이미지로 지시하고, 사용자는 주어진 큐에 맞춰 특정 업무를 수행한다. 예를 들어 특정 업무는 오른손/왼손 쥐기, 오른손/왼손 펴기, 손목 좌/우 회전 등의 동작 상상과 관련된 이미지 데이터를 생각하는 것이다. Referring to FIG. 2, the brain-
프로세서(130)는 수집된 원시 뇌파 신호를 주어진 큐를 기준으로 동작 상상이 종료될 때까지의 측정 시간을 고정하고, 측정 시간 동안에 수집된 원시 뇌파 신호를 기본 주파수 대역으로 필터링한다. 일반적으로 기본 주파수 대역은 동작 상상과 관련하여 유의미한 주파수 영역인 뮤 밴드(8~13㎐)를 포함하고, 측정 시간은 실험 패러다임이 3000ms 동안 진행되는 경우 3000ms로 고정한다. The
프로세서(130)는 공통 공간 패턴(Common Spatial Pattern, CSP)을 활용하여 공간 특징을 추출하고, 기계 학습 기법을 활용한 분류 모델(131)을 통해 여러 가지 동작 상상에 대한 분류를 수행함으로써 사용자가 최초 상상한 동작에 대한 뇌파 신호에 기반한 디코딩을 수행하여 최종 분류 결과를 출력한다. The
이때, 기본 주파수 대역과 측정 시간은 기존에 실험을 통해 경험적으로 획득된 주파수 영역과 시간 범위이다. 그러나, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템은 사용자마다 뇌파 특징이 가장 명확하게 발현되는 최적의 주파수 영역이 다르며, 동시에 주어진 큐 이후부터 하나의 실험 과정이 종료되기 이전까지 사용자가 동작 상상을 하는 동작 상상 발현 시간 범위는 전체 측정 시간 중 일부 시간이고, 동작 상상 발현 시간 범위의 길이와 시점은 개인마다 무수한 차이가 있다. At this time, the fundamental frequency band and the measurement time are frequency domains and time ranges that have been empirically obtained through experiments. However, the brain-computer interface system has a different optimal frequency domain in which the EEG characteristics are most clearly expressed for each user, and at the same time, the range of motion imagination expression time that the user imagines motion from after the given cue to the end of one experiment process. Is a part of the total measurement time, and the length and time point of the motion imagination expression time range vary from person to person.
따라서, 본 발명의 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템의 성능 개선 방법은 사용자마다 동작 상상이 발현되는 정확한 주파수 영역을 탐색하고, 이렇게 탐색된 주파수 영역과 연계하여 사용자가 동작 상상을 자의적으로 실행하는 최대 성능 시간 범위를 산출한 후 사용자 개인의 최적화된 동작 상상 주파수-시간 영역을 적용하여 공통 공간 패턴을 분석하면 시스템 성능이 개선될 수 있다. Therefore, the method for improving the performance of the brain-computer interface system of the present invention searches for an accurate frequency domain in which a motion imagination is expressed for each user, and a maximum performance time range in which a user voluntarily executes a motion imagination in association with the discovered frequency domain After calculating is, the system performance may be improved by analyzing the common spatial pattern by applying the optimized frequency-time domain of the user's personalized optimized motion.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법을 설명하는 순서도이고, 도 4는 도 3의 최적 성능 탐색 알고리즘을 설명하는 흐름도이며, 도 5는 도 3의 최적 성능 탐색 알고리즘의 서브 밴드별 시간 탐색창 적용 및 최대 성능 시간 범위 선택 과정을 설명하는 도면이다.3 is a flowchart illustrating a method of analyzing an EEG signal expressed by motion imagination according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a flowchart illustrating the optimal performance search algorithm of FIG. 3, and FIG. 5 is FIG. 3 A diagram for explaining a process of applying a time search window for each sub-band of an optimal performance search algorithm and selecting a maximum performance time range.
뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템(100)은 센서 모듈(150)을 통해 실시간으로 사용자의 원시 뇌파 신호를 측정하고(S110), 원시 뇌파 신호에 대한 주변 잡음 소리 및 전원 DC 잡음의 영향이 최소화되도록 전처리기(도시되지 않음)를 통해 0.1~50㎐의 기본 주파수 대역으로 필터링을 수행하여 뇌파 신호를 출력한다(S120). The brain-
기본 주파수 대역은 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술에서 경험론적으로 뮤 밴드와 같은 특정 주파수 대역(8~12㎐), 자극에 따라 특정 주파수에서 뇌파가 감소하는 ERD(Event-Related Desynchronization)와 뇌파가 증가하는 ERS(Event-Related Synchronization) 패턴에 해당하는 주파수 대역을 선택적으로 사용할 수 있다.The fundamental frequency band is empirically in the brain-computer interface technology, certain frequency bands (8 ~ 12 Hz) such as mu bands, ERD (Event-Related Desynchronization) in which EEG decreases at a specific frequency according to stimulation, and ERS in which EEG increases The frequency band corresponding to the (Event-Related Synchronization) pattern can be used selectively.
프로세서(130)는 기본 주파수 대역으로 필터링된 뇌파 신호를 랜덤 또는 정해진 규칙에 따라 일정한 주파수 간격으로 분할하여 n개의 서브 밴드 신호를 생성한다(S130). 예를 들면, 프로세서(130)는 3~5 ㎐이내의 주파수 간격으로 뇌파 신호를 분할하여, 0.1~3㎐, 4~7㎐, 8~13㎐, …, 45~50㎐의 서브 밴드 신호를 생성한다. The
프로세서(130)는 각 서브 밴드 신호 별로 최대 성능을 발휘하는 최대 성능 시간 범위를 산출하는 최적 성능 탐색 알고리즘을 수행한다(S140). 최적 성능 탐색 알고리즘을 수행한 결과, 사용자 별로 동작 상상에 최적화된 최적 서브 밴드 및 그와 연계된 최대 성능 시간 범위를 검출한다(S150).The
도 4에 도시된 바와 같이, 최적 성능 탐색 알고리즘은 0.1~50㎐의 뇌파 신호를 n개의 서브 밴드 신호로 변환하고, 기설정된 시간 범위를 갖는 시간 탐색창을 각 서브 밴드 신호의 전체 측정 시간 동안 기설정된 임계 시간 간격으로 적용해가면서 복수 개의 시간 범위를 생성한다(S410). 예를 들어, 전체 측정 시간이 3000ms, 시간 탐색창이 1000ms, 임계 시간 간격이 200ms 인 경우, 서브 밴드 신호는 시간 탐색창이 적용되면서 0~1000ms, 200~1200ms, 400~1400ms, …, 2000~3000ms의 시간 범위들이 생성될 수 있다. As shown in FIG. 4, the optimal performance search algorithm converts the EEG signal of 0.1-50 Hz to n sub-band signals, and a time search window having a preset time range is displayed for the entire measurement time of each sub-band signal. A plurality of time ranges are generated while applying the set threshold time intervals (S410). For example, when the total measurement time is 3000 ms, the time search window is 1000 ms, and the critical time interval is 200 ms, the sub-band signal is applied with a
최적 성능 탐색 알고리즘은 각 서브 밴드 신호의 시간 범위 별로 신호 세기(Frequency Power) 또는 공간 패턴을 활용하여 뇌파 특징을 추출한 후, 추출된 뇌파 특징을 이용하여 사용자의 동작 상상 또는 의도에 대한 동작 상상 클래스들을 학습한 분류기를 생성한다(S420, S430). 최적 성능 탐색 알고리즘은 각 서브 밴드 신호와 그 시간 범위 별로 생성된 분류기의 분류 성능을 평가한다(S440).The optimal performance search algorithm extracts EEG features using signal power (Frequency Power) or spatial patterns for each time range of each sub-band signal, and then uses the extracted EEG features to classify the user's motion imagination or motion imagination classes for intention The learned classifier is generated (S420, S430). The optimal performance search algorithm evaluates the classification performance of the classifier generated for each sub-band signal and its time range (S440).
즉, 최적 성능 탐색 알고리즘은 교차 검증, 상호 정보량 계산, 피셔 스코어 중 어느 하나의 방법을 이용하여 학습된 분류기의 분류 결과에 대한 정확도를 계산하여 성능 지표를 산출하고, 이렇게 산출된 성능 지표에 근거하여 베이지안 확률 등의 확률적 접근법을 통해 사용자에 대해 최상위 성능을 발휘할 수 있는 각 서브 밴드 신호별 최대 성능 시간 범위를 획득한다.That is, the optimal performance search algorithm calculates the accuracy of the classification result of the classifier trained using any of the methods of cross-validation, cross-information calculation, and Fisher score, and calculates a performance index, and based on the calculated performance index Through a probabilistic approach such as Bayesian probability, a maximum performance time range for each subband signal capable of exerting the highest performance for a user is obtained.
예를 들어, 최적 성능 탐색 알고리즘은 k-fold 교차 검증 방법을 적용하여 성능 평가를 수행할 경우, 사용자의 원시 뇌파 신호를 k개의 하위 데이터 세트로 분리하고, 분리된 k개의 하위 데이터 세트 중 하나의 데이터 세트를 제외한 k-1개의 하위 데이터세트를 학습 세트로 이용하여 k개의 모델을 추정한다. 이렇게 추정된 결과들의 평균값을 이용하여 해당 모델의 성능을 학습에 활용한 데이터에 의존하지 않고 객관적으로 측정할 수 있다. For example, when performing performance evaluation by applying a k-fold cross-validation method, the optimal performance search algorithm separates the user's raw EEG signal into k sub-data sets and one of the separated k sub-data sets. The k models are estimated by using k-1 sub-datasets excluding the data set as a training set. Using the average value of the estimated results, the performance of the model can be objectively measured without relying on the data used for training.
최적 성능 탐색 알고리즘은, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 서브밴드 신호 별로 산출된 성능 지표 중 가장 높은 성능을 갖는 최적 서브 밴드 신호와 뇌파 특징 패턴의 최적 발현 시간인 최대 성능 시간 범위를 검출한다. 최적 성능 탐색 알고리즘은 각 서브밴드 신호별 최대 성능을 가지는 시간 범위 후보군에서 성능 지표를 주요 기준으로 베이지안 확률론에 기반하여 해당 사용자에 대해 지속적으로 가장 높은 인식률을 보여줄 수 있는 서브 밴드와 시간 범위를 동작 상상 주파수-시간 영역의 후보군으로 선택하고, 상대적으로 낮은 인식률을 가지는 서브 밴드 신호와 시간 범위에 대한 정보를 제거한다(S450). As illustrated in FIG. 5, the optimal performance search algorithm detects a maximum performance time range that is an optimal expression time of an optimal subband signal having the highest performance and an EEG characteristic pattern among performance indicators calculated for each subband signal. The optimal performance search algorithm is based on the Bayesian probability theory based on the performance index in the time range candidate group having the maximum performance for each subband signal, and imagines the subband and time range that can continuously show the highest recognition rate for the user. It is selected as a candidate group in the frequency-time domain, and information on a time band and a subband signal having a relatively low recognition rate is removed (S450).
최적 성능 탐색 알고리즘은 선택된 최적 서브 밴드와 최대 성능 시간 범위 이외의 다른 서브 밴드와 시간 범위에서 성능 개선이 이루어지지 않는다면 해당 최적 서브 밴드와 최대 성능 시간 범위를 해당 사용자에 대한 최적화된 동작 상상 주파수-시간 영역으로 제공한다(S460). The optimal performance search algorithm optimizes the optimal subband and maximum performance time range for the user if the performance improvement is not made in a subband and time range other than the selected optimal subband and maximum performance time range. It is provided as an area (S460).
다시 도 3을 설명하면, 프로세서(130)는 해당 사용자에 대한 최적화된 동작 상상 주파수-시간 영역을 기준으로 뇌파 특징을 추출하고(S160), 이렇게 추출된 뇌파 특징을 이용하여 최종 분류 모델을 생성한 후 최종 분류 모델의 성능을 반복적으로 비교하여 최적화된 동작 상상 주파수-시간 영역보다 높은 성능을 발휘하는 주파수 영역과 시간 범위를 탐색한다(S170).Referring to FIG. 3 again, the
프로세서(130)는 반복적으로 최적 성능 탐색 알고리즘을 수행한 결과, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시스템의 성능 개선이 더 이상 이루어지지 않는다면 최적 성능 탐색 알고리즘을 중지한다(S180~S200). 최적 성능 탐색 알고리즘에서 성능 지표를 산출하기 위한 적용되는 수학적 또는 통계학적 방법은 교차 검증, 상호 정보량 계산, 피셔 스코어, 베이지안 확률 외에 어떤 방법을 적용하더라도 제한없이 활용할 수 있으며, 수학적 통계학적 방법에 적용되는 알고리즘을 변경하더라도 이를 통한 전체 BCI 시스템의 성능 향상의 정도는 크지 않다. As a result of repeatedly performing the optimal performance search algorithm, the
이와 같이, 본 발명의 BCI 시스템은 동작 상상 BCI 실험 패러다임을 통해 획득한 원시 뇌파 신호를 이용하 여 사용자 별로 최적화된 동작 상상 주파수 대역에서 가장 높은 성능을 발휘하는 최대 성능 시간 범위를 선택하는 최적 성능 탐색 알고리즘을 제공한다. As described above, the BCI system of the present invention uses the original EEG signal obtained through the motion imagination BCI experiment paradigm, and the optimal performance search algorithm selects the maximum performance time range that shows the highest performance in the motion imagination frequency band optimized for each user. Gives
기존에는 경험적으로 알려진 뇌파의 특정 주파수 대역을 모든 사용자의 뇌파 신호에 적용하여 뇌파 특징을 추출하였지만, 최적 성능 탐색 알고리즘은 사용자 별로 최적화된 동작 상상 주파수 영역에서 고정된 전체 측정 시간이 아니라 특징 추출을 위한 시간 구간의 범위를 정밀하게 축소하여 사용자만의 동작 상상을 자의적으로 실행하는 정확한 시간 범위를 검출함으로써 해당 사용자의 뇌파 특징이 가장 명확하게 발현되는 짧은 구간의 시간 범위를 획득할 수 있다.Previously, the EEG characteristics were extracted by applying a specific frequency band of the EEG known to all users to the EEG signal of the user, but the optimal performance search algorithm is optimized for each user. By precisely reducing the range of the time section, it is possible to obtain a time range of a short section in which the EEG characteristics of the user are most clearly expressed by detecting an accurate time range in which the user's own motion imagination is arbitrarily executed.
따라서, 본 발명은 기존의 BCI 시스템에 비해 사용자 별로 최적화된 BCI 시스템을 제공할 수 있고, 사용자의 뇌파 특징 추출을 위한 시간 구간의 범위를 정밀하게 축소하므로 이에 따른 연산 속도 증가와 불필요한 잡음이 감소될 수 있다.Therefore, the present invention can provide an optimized BCI system for each user as compared to the existing BCI system, and precisely reduces the range of time intervals for extracting the EEG feature of the user, thereby reducing the computational speed and reducing unnecessary noise. Can be.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함하며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.The method of analyzing the EEG signal expressed by the motion imagination according to the embodiment of the present invention described above, may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. Can be. Such recording media include computer readable media, which can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, computer readable media includes computer storage media, which are volatile and nonvolatile implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. , Removable and non-removable media.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and it should be interpreted that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention. do.
100: 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템
110: 통신 모듈
120: 메모리
130: 프로세서
140: 데이터베이스
150: 센서 모듈100: brain-computer interface system
110: communication module 120: memory
130: processor 140: database
150: sensor module
Claims (15)
a) 기설정된 측정 시간 동안에 동작 상상시 발현되는 원시 뇌파 신호를 획득하고, 상기 원시 뇌파 신호를 동작 상상과 관련된 기본 주파수 대역으로 필터링하여 뇌파 신호를 생성하는 단계;
b) 상기 뇌파 신호에 대한 뇌파 특징 패턴의 최적 발현 주파수 영역과 시간 범위를 산출하는 최적 성능 탐색 알고리즘을 수행을 수행하여, 상기 뇌파 신호를 기설정된 주파수 간격으로 분할하여 n개의 서브 밴드 신호로 변환 한 후 상기 서브 밴드 신호 별로 최대 성능 시간 범위를 검출하는 단계;
c) 상기 서브 밴드 신호별 최대 성능 시간 범위를 기준으로 뇌파 특징을 추출하고, 상기 추출된 뇌파 특징을 이용하여 사용자가 상상 또는 의도한 동작을 인식하는 분류 모델을 생성한 후 상기 분류 모델의 분류 결과에 대한 정확도를 계산하여 분류 성능 평가를 수행하는 단계; 및
d) 상기 분류 성능 평가의 결과값에 기초하여 최상위 성능을 가지는 최적 서브 밴드 신호와, 상기 최적 서브 밴드 신호와 연계된 최대 성능 시간 범위를 검출하여 사용자별 최적화된 동작 상상 주파수-시간 영역으로 제공하는 단계를 포함하되,
상기 최적 성능 탐색 알고리즘은, 기 설정된 시간 범위를 갖는 시간 탐색창을 설정하고, 각 서브 밴드 신호의 상기 측정 시간에 기 설정된 임계 시간 간격으로 상기 시간 탐색창을 적용함으로 인해 생성되는 복수 개의 시간 범위에서 성능 평가를 수행하는 것인, 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법.A method of analyzing brainwave signals expressed by an imagination of motion performed by a brain-computer interface system, the method comprising:
a) acquiring a raw EEG signal expressed during imagination of operation during a predetermined measurement time, and filtering the raw EEG signal into a fundamental frequency band related to the imagination of operation to generate an EEG signal;
b) by performing an optimal performance search algorithm for calculating the optimal expression frequency range and time range of the EEG feature pattern for the EEG signal, dividing the EEG signal into predetermined frequency intervals and converting the EEG signal into n subband signals Then detecting a maximum performance time range for each subband signal;
c) extracting EEG features based on the maximum performance time range for each sub-band signal, and using the extracted EEG features to generate a classification model recognizing a user's imagination or intended motion, and then classifying the classification model Performing classification performance evaluation by calculating accuracy for the; And
d) Based on the result of the classification performance evaluation, the optimal sub-band signal having the highest performance and the maximum performance time range associated with the optimal sub-band signal are detected and provided as an optimized imaginary frequency-time domain for each user. Including the steps,
The optimal performance search algorithm sets a time search window having a preset time range, and a plurality of time ranges generated by applying the time search window at predetermined threshold time intervals to the measurement time of each subband signal. A method of analyzing brainwave signals expressed by motion imagination, which is to perform a performance evaluation.
상기 a) 단계는,
상기 기본 주파수 대역을 뮤 밴드(Mu-band), ERD(Event-Related Desynchronization)의 특징에 해당하는 주파수 대역 또는 ERS(Event-Related Synchronization)의 특징에 해당하는 주파수 대역 중 적어도 어느 하나의 주파수 대역을 포함하는 것인, 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법.According to claim 1,
Step a) is,
The base frequency band is a mu band (Mu-band), ERD (Event-Related Desynchronization) of the frequency band corresponding to the characteristics of the or ERS (Event-Related Synchronization) characteristics of at least one of the frequency band of the frequency band A method of analyzing brainwave signals expressed by motion imagination.
상기 b) 단계는,
상기 기본 주파수 대역을 가지는 뇌파 신호를 3~5㎐ 이내의 주파수 간격으로 랜덤 또는 정해진 규칙에 따라 분할하여 n개의 서브 밴드 신호를 생성하는 것인, 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법. According to claim 1,
Step b),
A method of analyzing the EEG signal expressed by imagination of motion by dividing the EEG signal having the basic frequency band into random or predetermined rules at frequency intervals within 3 to 5 Hz.
상기 최적 성능 탐색 알고리즘은,
기설정된 시간 범위(Td )를 갖는 시간 탐색창을 설정하고,
상기 서브 밴드 신호마다 기설정된 임계 시간 간격(Tt)으로 상기 시간 탐색창을 적용하여 상기 측정 시간(Ttotal, Ttotal > Td > Tt)을 세분화시키는 복수 개의 시간 범위를 생성하고,
상기 서브 밴드 신호별로 생성된 복수 개의 시간 범위에서 뇌파 특징을 각각 추출하고,
상기 추출된 뇌파 특징을 이용하여 동작 상상 클래스들을 학습한 분류기를 생성한 후 상기 분류기의 분류 결과에 대한 정확도를 계산하여 성능 지표를 산출하고,
상기 성능 지표를 기준으로 최상위 성능을 가지는 최적 서브 밴드 신호와 최대 성능 시간 범위를 검출하는 것인, 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법. According to claim 1,
The optimal performance search algorithm,
Set a time search window having a preset time range (T d ),
A plurality of time ranges for subdividing the measurement time (T total, T total > T d > T t ) are generated by applying the time search window at a predetermined threshold time interval (T t ) for each subband signal,
EEG characteristics are respectively extracted from a plurality of time ranges generated for each of the sub-band signals,
After generating a classifier learning the motion imaginary classes using the extracted EEG feature, calculating the accuracy of the classification result of the classifier to calculate a performance index,
A method of analyzing an EEG signal expressed by motion imagination, which is to detect an optimal subband signal having the highest performance and a maximum performance time range based on the performance index.
상기 최적 성능 탐색 알고리즘은,
상기 성능 지표를 기준으로 최하위 성능을 가지는 서브 밴드 신호와 시간 범위에 대한 정보를 제거하는 것인, 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법. The method of claim 4,
The optimal performance search algorithm,
A method of analyzing the EEG signal expressed by the motion imagination, which removes information on the subband signal and the time range having the lowest performance based on the performance index.
상기 c) 단계는,
공통 공간 패턴(Common Spatial Pattern, CSP) 또는 주파수 세기를 이용한 특징 추출 알고리즘을 이용하여 상기 서브 밴드 신호별 뇌파 신호에 대한 뇌파 특징을 추출하는 것인, 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법. According to claim 1,
Step c),
A method of analyzing EEG signals expressed by motion imagination, which extracts EEG characteristics for EEG signals for each sub-band signal using a feature extraction algorithm using a common spatial pattern (CSP) or frequency intensity .
상기 c) 단계는,
교차 검증(Cross validation) 방법, 상호 정보량 (Mutual Information) 계산 방법 또는 피셔 스코어(Fisher Score) 방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 류 모델의 분류 결과에 대한 정확도를 계산하여 성능 지표를 산출하는 것인, 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법. According to claim 1,
Step c),
Calculating the accuracy of the classification result of the class model by using any one of a cross validation method, a mutual information calculation method, or a Fisher Score method to calculate a performance index A method of analyzing EEG signals expressed by phosphorus and motion imagination.
상기 d) 단계는,
상기 최적 성능 탐색 알고리즘을 통해 성능 평가를 반복적으로 수행하고, 상기 최적 서브 밴드 신호와 최대 성능 시간 범위에 대한 분류 성능 평가의 결과값보다 높은 결과값이 검출되지 않는 경우에 상기 최적 성능 탐색 알고리즘을 종료하는 것인, 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법. According to claim 1,
Step d),
Performance evaluation is repeatedly performed through the optimal performance search algorithm, and when the result value higher than the result of the classification performance evaluation for the optimal subband signal and the maximum performance time range is not detected, the optimal performance search algorithm is terminated. How to analyze the brain wave signal expressed by the motion imagination.
사용자의 뇌파를 검출하여 원시 뇌파 신호를 제공하는 센서모듈;
상기 동작 상상에 의해 발현된 뇌파 신호를 분석하는 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 메모리; 및
상기 프로그램을 실행하기 위한 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는, 상기 프로그램의 실행에 의해,
기설정된 측정 시간 동안에 동작 상상시 발현되는 원시 뇌파 신호를 획득하고, 상기 원시 뇌파 신호를 동작 상상과 관련된 기본 주파수 대역으로 필터링하여 뇌파 신호를 생성하며,
상기 뇌파 신호에 대한 뇌파 특징 패턴의 최적 발현 주파수 영역과 시간 범위를 산출하는 최적 성능 탐색 알고리즘을 수행을 수행하여, 상기 뇌파 신호를 기설정된 주파수 간격으로 분할하여 n개의 서브 밴드 신호로 변환 한 후 상기 서브 밴드 신호 별로 최대 성능 시간 범위를 검출하고,
상기 서브 밴드 신호별 최대 성능 시간 범위를 기준으로 뇌파 특징을 추출하고, 상기 추출된 뇌파 특징을 이용하여 사용자가 상상 또는 의도한 동작을 인식하는 분류 모델을 생성한 후 상기 분류 모델의 분류 결과에 대한 정확도를 계산하여 분류 성능 평가를 수행하며,
상기 분류 성능 평가의 결과값에 기초하여 최상위 성능을 가지는 최적 서브 밴드 신호와, 상기 최적 서브 밴드 신호와 연계된 최대 성능 시간 범위를 검출하여 사용자별 최적화된 동작 상상 주파수-시간 영역으로 제공하되,
상기 최적 성능 탐색 알고리즘은, 기 설정된 시간 범위를 갖는 시간 탐색창을 설정하고, 각 서브 밴드 신호의 상기 측정 시간에 기 설정된 임계 시간 간격으로 상기 시간 탐색창을 적용함으로 인해 생성되는 복수 개의 시간 범위에서 성능 평가를 수행하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템. In the brain-computer interface system for analyzing the EEG signal expressed by the motion imagination,
A sensor module that detects a user's EEG and provides a raw EEG signal;
A memory in which a program for performing a method for analyzing an EEG signal expressed by the motion imagination is recorded; And
It includes a processor for executing the program,
The processor, by the execution of the program,
Acquiring a raw EEG signal expressed during imagination of motion during a predetermined measurement time, filtering the raw EEG signal into a fundamental frequency band related to imagination of motion to generate an EEG signal,
After performing an optimal performance search algorithm for calculating an optimal expression frequency region and time range of the EEG feature pattern for the EEG signal, the EEG signal is divided into predetermined frequency intervals, converted into n sub-band signals, and then the The maximum performance time range is detected for each sub-band signal,
EEG characteristics are extracted based on the maximum performance time range for each sub-band signal, and a classification model for recognizing a user's imagined or intended motion is generated using the extracted EEG characteristics, and then the classification result of the classification model is analyzed. Classify performance evaluation by calculating accuracy,
Based on the result of the classification performance evaluation, the optimal sub-band signal having the highest performance and the maximum performance time range associated with the optimal sub-band signal are detected and provided as an optimized imaginary frequency-time domain for each user.
The optimal performance search algorithm sets a time search window having a preset time range, and a plurality of time ranges generated by applying the time search window at predetermined threshold time intervals to the measurement time of each sub-band signal. A brain-computer interface system that performs performance evaluation.
상기 기본 주파수 대역은 뮤 밴드(Mu-band), ERD(Event-Related Desynchronization)의 특징에 해당하는 주파수 대역 또는 ERS(Event-Related Synchronization)의 특징에 해당하는 주파수 대역 중 적어도 어느 하나의 주파수 대역을 포함하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템.The method of claim 9,
The basic frequency band is a mu band (Mu-band), ERD (Event-Related Desynchronization) of the frequency band corresponding to the characteristics or ERS (Event-Related Synchronization) of the frequency band corresponding to at least one of the frequency bands Brain-computer interface system.
상기 프로세서는,
상기 기본 주파수 대역을 가지는 뇌파 신호를 3~5㎐ 이내의 주파수 간격으로 랜덤 또는 정해진 규칙에 따라 분할하여 n개의 서브 밴드 신호를 생성하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템. The method of claim 9,
The processor,
The brain-computer interface system is to generate n sub-band signals by dividing the EEG signal having the basic frequency band into random or predetermined rules at a frequency interval within 3 to 5 Hz.
상기 프로세서는,
공통 공간 패턴(Common Spatial Pattern, CSP) 또는 주파수 세기를 이용한 특징 추출 알고리즘을 이용하여 상기 서브 밴드 신호별 뇌파 신호에 대한 뇌파 특징을 추출하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템. The method of claim 9,
The processor,
A brain-computer interface system that extracts EEG features for EEG signals for each sub-band signal using a feature extraction algorithm using a common spatial pattern (CSP) or frequency intensity.
상기 프로세서는,
교차 검증(Cross validation) 방법, 상호 정보량 (Mutual Information) 계산 방법 또는 피셔 스코어(Fisher Score) 방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 학습된 분류 모델의 분류 결과에 대한 정확도를 계산하여 성능 지표를 산출하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템. The method of claim 9,
The processor,
The performance index is calculated by calculating the accuracy of the classification result of the trained classification model using any one of a cross validation method, a mutual information calculation method, or a Fisher Score method. The brain-computer interface system.
상기 최적 성능 탐색 알고리즘은,
기설정된 시간 범위(Td )를 갖는 시간 탐색창을 설정하고,
상기 서브 밴드 신호마다 기설정된 임계 시간 간격(Tt)으로 상기 시간 탐색창을 적용하여 상기 측정 시간(Ttotal, Ttotal > Td > Tt)을 세분화시키는 복수 개의 시간 범위를 생성하고,
상기 서브 밴드 신호별로 생성된 복수 개의 시간 범위에서 뇌파 특징을 각각 추출하고,
상기 추출된 뇌파 특징을 이용하여 동작 상상 클래스들을 학습한 분류기를 생성한 후 상기 분류기의 분류 결과에 대한 정확도를 계산하여 성능 지표를 산출하고,
상기 성능 지표를 기준으로 최상위 성능을 가지는 최적 서브 밴드 신호와 최대 성능 시간 범위를 검출하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템.The method of claim 9,
The optimal performance search algorithm,
Set a time search window having a preset time range (T d ),
A plurality of time ranges for subdividing the measurement time (T total, T total > T d > T t ) are generated by applying the time search window at a predetermined threshold time interval (T t ) for each subband signal,
EEG characteristics are respectively extracted from a plurality of time ranges generated for each of the sub-band signals,
After generating a classifier learning the motion imaginary classes using the extracted EEG feature, calculating the accuracy of the classification result of the classifier to calculate a performance index,
A brain-computer interface system that detects an optimal subband signal having the highest performance and a maximum performance time range based on the performance indicator.
상기 최적 성능 탐색 알고리즘은,
상기 성능 지표를 기준으로 최하위 성능을 가지는 서브 밴드 신호와 시간 범위에 대한 정보를 제거하는 것인, 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템. The method of claim 14,
The optimal performance search algorithm,
A brain-computer interface system that removes information on a sub-band signal having the lowest performance and a time range based on the performance index.
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