• 한국음향학회지
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• 제41권5호
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• pp.518-524
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• 2022

본 논문에서는 합성곱 신경망과 주의집중 메커니즘을 결합하여 뇌파 신호로부터 감정적 스트레스 인식 성능을 향상시키는 방식을 제안한다. 제안하는 방식에서는 뇌파 신호를 5개의 주파수 영역으로 분해하고, 각 주파수 영역에 합성곱 신경망 계층을 사용하여 뇌파 특징의 공간정보를 획득한 후에 게이트 트랜스포머를 이용한 주의집중 메커니즘을 사용하여 각 주파수 대역에서 두드러진 주파수 정보를 학습하고, 주파수 간 대역 매핑을 통해 보완 주파수 정보를 학습하여 최종 주의집중 표현에 반영한다. DEAP 데이터세트와 6명의 피 실험자가 참여한 뇌파 스트레스 인식 실험을 통해, 제안된 방식이 기존 방식과 비교하여 뇌파 기반 스트레스 인식 성능 향상에 효과가 있음을 보여준다.

• 한국실내디자인학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.60-69
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• 2016

This experimental study measures the emotional and physiological responses of customers as to cafe facade design. It is done through eye-tracking and EEG response experiments. Specifically, their visual concentration and EEG concentration are analyzed in line with their facade preferences. The findings are as follows. First, the correlation between their facade preferences and visual concentration on facades is as follows: Highly preferable facades have a lower visual concentration frequency than the less preferable facades. Second, an analysis of $12{\times}12$ lattice division of facades shows that all facades have a high visual concentration for signs. The exceptions are F(6), F(7), F(8), and F(10). There is no correlation between the facade preferences and visual concentration behaviors for particular facade elements. Third, an analysis of prefrontal lobe's facade concentration shows that there is no correlation between the preferences and EEG concentration. However, there are big differences in the prefrontal lobe activity of 12 subjects depending on the facade. In particular, nine of them (3, 9, 13, 14, 15, 28, 36, 38, 43) show an activated prefrontal lobe as to the highly preferable facades-F(1), F(2), F(3), and F(4). However, such activation is not detected on the less preferable facades-F(9), F(10), F(11), and F(12).

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제6권6호
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• pp.273-283
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• 2016

본 연구에서는 뉴로피드백을 이용한 로봇 발명 교육 프로그램이 ADHD 아동의 주의집중력에 미치는 영향을 연구하였다. 이를 위하여 12차시로 구성된 로봇 발명 교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램에서 학생들은 스스로 로봇을 만든 다음 뇌파 측정 장치를 이용하여 로봇을 움직이는 활동을 한다. 뇌파의 측정은 뉴로스카이의 마인드셋을 이용하였으며, 퍼즐박스를 이용하여 뇌파 신호를 로봇에 전달하였다. 실험을 위하여 천안 지역 ADHD 아동 8명을 대상으로 선정하였다. 연구는 총 10회에 걸쳐 진행되었다. 주의집중력 변화를 살펴보기 위한 도구로 행동 관찰, 부모용 아동 문제 행동 체크리스트, 교사용 주의력 결핍 평정 척도, ADS 등을 이용하여 사전 사후 검사를 실시하였다. 행동관찰 결과 평균 45%이상의 주의산만 행동을 보이던 아동들이 32%까지 감소하였다. 부모용 아동문제 행동 체크리스트의 경우 큰 변화를 보이지 않았다. 교사용 주의력 결핍 척도인 CTRS-R의 경우 대상 아동 전체적으로 주의집중력이 향상되는 것으로 나타났다. ADS 검사 결과에서는 사전 측정시 정상 범위를 넘어선 수치가 프로그램이 진행됨에 따라 정상 수치로 나타나는 것을 볼 수 있었다.

• 감성과학
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• 제22권3호
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• pp.21-34
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• 2019

이 연구는 노년기 인지기능 및 생리적 건강상태와 관련 있는 정량화 뇌파의 Alpha 고유리듬 피크 위치 및 진폭의 출현 유무가 정신적·육체적 스트레스, 주의집중 등의 뇌파 지표들과 심박변이도 지표 간에 어떠한 관련성과 임상적 의미가 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 평균 73세 남녀 노인 76명을 대상으로 전두엽 2채널 뇌파와 1채널 심전도를 동시에 측정 가능한 장치를 이용하여 폐안시 EEG, HRV를 측정하였다. 의미있는 분석 결과는 다음과 같다. 첫 번째, Alpha 고유리듬피크 위치와 상관없이 고유리듬 진폭이 높게 잘 나타난 집단은 낮은 집단에 비해 정신적 스트레스에 대한 저항도는 높고, 육체적 스트레스는 낮게 나타나는 상관성을 보였다. 두 번째, 심박변이도의 HRV index, SDNN, RMSSD 지표는 집단 구분에 상관없이 공통적으로 서로 간 높은 양의 상관성을 보였다. 세 번째, Alpha 고유리듬 진폭이 잘 나타나지 않은 집단에서 좌·우뇌 Alpha 비대칭이 커질수록 육체적 스트레스를 반영하는 Delta/Alpha 비율과 주의집중 저하를 반영하는 Theta/SMR 비율도 커지는 상관성을 보였다. 네 번째, Alpha 고유리듬피크가 느린 리듬쪽에 위치한 집단은 빠른 리듬 쪽에 위치한 집단에 비해 Theta/SMR 비율이 높게 나타나 주의집중도 저하와 관련이 있음을 의미하였다. 따라서 정량화 뇌파의 Alpha 고유리듬 피크 위치 및 진폭의 출현 유무는 노년기 인지기능 및 생리적 건강상태를 반영하는 지표로 활용 가능성이 있음을 시사하였다.

• 한국음향학회지
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• 제41권2호
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• pp.115-121
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• 2022

본 논문에서는 음악 청취 시에 나타나는 뇌파 특징을 이용하여 사용자 감정에 따른 음악 분류 시스템을 제안한다. 제안된 시스템에서는 뇌파 신호로부터 추출한 감정별 뇌파 특징과 음악신호에서 추출한 청각적 특징 간의 관계를 회귀 심층신경망을 통해 학습한다. 실제 적용 시에는 이러한 회귀모델을 기반으로 제안된 시스템은 입력되는 음악의 청각 특성에 매핑된 뇌파 신호 특징을 자동으로 생성하고, 이 특징을 주의집중 기반의 심층신경망에 적용함으로써 음악을 자동으로 분류한다. 실험결과는 제안된 자동 음악분류 프레임 워크의 음악 분류 정확도를 제시한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2014년도 춘계학술발표대회
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• pp.1001-1004
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• 2014

IT 기술과 의료 기술이 발전함에 따라 뇌파를 이용한 많은 연구들이 진행되고 있다. 컴퓨터로 사용자가 뇌파를 측정하고, 측정된 뇌파를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 고속 데이터 처리 알고리즘을 소개하고, 측정된 뇌파를 통하여 우울증을 진단할 수 있는 시스템을 구현하였다. 특히 실시간 뇌파지표 분석을 통하여 뇌파의 기본파형이 분류되고, 분류된 신호에서 개발된 알고리즘에 따라 주의/이완/집중/우울의 4가지 지표가 실시간으로 도출된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.42-50
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• 2011

생체신호인 뇌파를 이용하여 이러닝 학습자의 학습태도를 파악하고 그에 따른 적절한 피드백을 제공하여 학습자의 학습효율을 극대화하려는 연구의 일환으로 여대생을 대상으로 학습자의 학습태도와 뇌파를 분석하여 이들의 상관관계를 밝혀보고자 한다. 학습자가 학습에 집중하는 태도와 그렇지 않은 태도에 대해 뇌파의 파워 스펙트럼을 추출하여 학습자의 뇌파가 어떻게 반응하는지에 중점을 두어 연구하였다. 학습에 집중하는 태도의 대조군으로 산만한 태도와 눈감은 태도를 설정하여 실험을 진행하였다. 학습에 집중하는 태도에서는 집중도가 산만한 태도에 비하여 높게 나타나고 이완지표는 낮게 나타나며, 클릭과 눈굴림과 같은 산만한 태도에서는 주의지표와 잡파 비율이 높게 나왔다. 특히, 눈을 감았을 때는 알파 세타 비율이 1이하로 나타나 눈을 뜬 다른 상태와 뚜렷이 구분되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2177-2178
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• 2006

학습 행동에서의 뇌파 측정은 실시간으로 두뇌 기능 상태를 연구하는데 유용한 연구 방법이며 대뇌의 부위 중 전두엽은 새로움에 대한 지향 반응과 사고 활동에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 중학교 2학년 학생에게 새로운 시청각 학습 자료를 제시하고 5회의 반복학습이 이루어지는 과정에서의 전두부($Fp_2,Fp_2$)의 뇌파를 측정하고 Fourier, Wavelet 변환을 하여 정량적으로 분석하였다. 주의 집중, 정서 등 인지와 관련지어 특정파의 조절 능력 및 파의 특성을 이용한 여러 연구들을 종합해보면, 기억력, 주의지속과 연관되어 알파파, 베타파와 세타파가 발생되는 것을 볼 수 있다. 이 중 알파파는 기존의 뇌 상태를 동기화시키고 주의나 기억의 과정에 영향을 미칠 수 있는 것으로 증명되었다. 본 논문에서는 신호 처리에 높은 효율을 보이는 Wavelet 변환을 이용하여, 학습이 됨에 따라 변화하는 EEG 신호 가운데 알파파의 패턴과 활성도를 분석하고자 한다.

• 한국실내디자인학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.30-40
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• 2016

This study analyzed the attention concentration tendencies of one(1) subject who showed convergent exploratory acts actively through the gaze-brainwave measurement experiment of cafe space images and our research findings are as follows. First, the areas of interest (AOIs) that the subject gazed visually by paying attention to it and concentrating on it at a cafe space include counter&menu area, sign area, partition area, image wall area, stairs area, and movable furniture area, and built-in furniture area: seven areas in total. Second, conscious gaze frequency appeared the highest in counter&menu area, and conscious gaze appeared more later than in initial times. Third, conscious gaze pattern was divided into the zone that explored various areas dispersely (distributed exploratory zone) and the zone that explored between particular areas concentratedly (intensive exploratory zone). Fourth, as a result of analyzing the brainwave attention concentration, it was found that the attention concentration in prefrontal lobe (Fp1, Fp2) and frontal lobe (F3, F4) rose to a higher level in the zone of 15 to 16 seconds and this time zone was considered to be a zone where gazing at counter&menu area was very active. In addition, the attention concentration appeared higher in the initial zone than in the later zone, among the entire experimental time zones. Finally, as a result of analyzing the changes in activation by brain portion of the SMR wave expressed when maintaining the arousal and attention concentration, it was found that the right prefrontal lobe and the frontal lobe became activated in the time zone when the intensive exploration of "counter&menu area" and "movable furniture${\leftrightarrow}$built-in furniture area" had occurred and the time zone when the intensive exploration of "image wall${\leftrightarrow}$partition area" and "counter&menu${\leftrightarrow}$sign area" had occurred.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2000년도 춘계 학술대회 및 국제 감성공학 심포지움 논문집 Proceeding of the 2000 Spring Conference of KOSES and International Sensibility Ergonomics Symposium
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• pp.47-52
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• 2000

단기기억 작업시 집중도를 평가하기 위하여 평가용 task를 설계하고 5단계의 난이도에 대하여 실험을 실시하였다. 난이도에 따른 집중도의 변화를 측정하기 위하여 주관평가를 실시하고 행동지표와 생리신호를 측정하였다. 측정된 생리신호 중 전두엽(Ep1, Ep2)에서 측정한 뇌전도 신호의 $\alpha$-band와 $\beta$-band의 전력의 비와, 심박변화율의 전력 스펙트럼의 MF/(LF+MF+HF)비를 구하였다. 실험 결과 집중도 높게 보고된 단계에서 task를 수행함에 따라 뇌전도 신호의 $\alpha$/$\beta$ 비와 심박변화율의 MF/(LF+MF+HF) 비도 점차로 증가하였다.