• 제목/요약/키워드: EEG Signal

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EEG 대역별 스펙트럼 활성 비를 활용한 BCI-TAT 기반 심리 분석 시스템 (Psychology analyzing system using spectrum component density ratio of EEG based on BCI-TAT)

  • 신정훈;진상현
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.112-124
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    • 2010
  • 정신장애 관련 검사 및 진단 방안에 관한 연구는 국내 외적으로 활발히 진행되고 있으나 해결을 위한 가장 기본적인 연구인 심리검사에 관한 연구는 다음과 같은 근본적인 문제점들을 내포한다. 기존 심리 검사의 대표적인 문제점으로는 심리상담가의 전문적 훈련정도에 따른 검사 결과의 해석 차이 등을 들 수 있다. 이러한 문제는 객관화된 심리 분석기법의 부재로부터 야기되어 지며 그 결과 동일한 피험자 응답에 대해서도 심리 검사자에 따른 서로 다른 주관적인 분석으로 귀결되어 진다. 심리검사 시 또 다른 문제점은 심리검사의 방법으로 부터 야기되어 진다. 기존의 심리검사는 다양한 의사소통을 통하여 이루어지게 되며, 이러한 문제는 중증장애우, 외국인, 영유아 피험자들의 심리 검사 및 분석을 어렵게 한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 주관적인 심리검사의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 Ballken지수법을 활용하여 주관적 심리검사 및 분석 기법중 하나인 TAT(Thematic Apperception Test)를 분석하여 정량화를 시도하며 객관화 하고자 한다. 정량화되어진 분석결과를 BCI(Brain Computer Interface)기반의 TAT환경 하에 수집되어진 사용자의 뇌파 신호와 비교분석하여 정신장애에 따른 뇌파특징벡터 DB의 구축 및 분류를 수행 한다. 본 논문에서 제안하는 심리검사 및 진단 시스템은 기 구축된 뇌파특징벡터 DB를 활용하여 기존의 주관적인 심리검사 기법을 정량화 및 객관화하며, 피험자의 간단한 뇌파검사만으로도 심리검사가 가능하여 기존 심리검사의 대표적인 문제점을 해결 가능 할 것으로 판단되어진다.

Biopac 뇌파측정 장치를 이용한 학습의 효율성 분석 (The efficiency Analysis of study using brainwave measurement device)

  • 안영준;이충헌;박문규;지훈;이동훈
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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    • pp.951-953
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    • 2015
  • 일상적으로 생각하는 학습이란, 연습이나 경험의 결과로 생기는 비교적 지속적인 유기체의 행동변화를 말한다. 학생들이 학습할 때 집중하면서 했다고 하지만 이를 객관적으로 평가하기란 매우 어렵다. 그러나 뇌파는 그렇지 않다. 뇌파란 뇌의 전기적 활동에 의해서 일어나는 두피상의 두 점 사이의 전위 변동을 연속적으로 기록한 것을 말한다. 종류로는 델타파(0~4Hz), 세타파(4~8Hz), 알파파(8~13Hz), 베타파(13~30Hz), 감마파(30~50Hz) 등이 있다. 그 중에서 SMR파(13~15Hz), Mid-베타파(16~20Hz)는 학습에 집중할 때 나타나며 집중력에 가장 영향을 주는 부분은 Mid-베타파라고 보고된 바 있다. 이와 관련하여 학습에 집중정도를 뇌파를 이용하여 객관적으로 평가할 수 있는 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 Biopac 장비를 사용하여 소수의 피험자를 대상으로 학습 집중 주제를 준 후 뇌파를 측정한 다음 학습과 관련이 되는 Mid-베타파영역의 신호를 추출하기위해 FFT로 변환하였다. 집중할 때 Mid-베타파 주파수의 파워 변화를 측정하여 상관관계를 제시하고자 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 학생들이 학습할 때 얼마나 집중하고 있는지 객관적으로 파악하여 좀 더 효율적으로 학업에 임하고 있는지 분석하였다.

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뇌파를 이용한 열차 최적의 HUD위치 평가 (Evaluation for Optimal HUD Location on a Train Using EEG)

  • 왕창원;김용규;민세동
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39C권11호
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    • pp.985-993
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    • 2014
  • 본 논문은 뇌파와 ANOVA를 이용하여 생체신호와 통계 분석기반의 상관관계를 통해 열차 최적의 HUD위치를 평가하는 새로운 방법을 제안하였다. 본 연구에서는 최적의 HUD위치를 평가하기 위해 총 2가지 실험을 진행하였다. 첫 번째 연구실에서 각각 다른 여섯 위치(좌측 상단 및 하단, 중앙 상단 및 하단, 우측 상단 및 하단)에 시각자극을 제시하였고, 이미지는 $235{\times}197cm2$ 크기의 스크린에 30초동안 나타냈다. 두 번째 HUD 이미지는 철도시뮬레이터에서 각각 다른 세 군데에 구성하였고, 이미지는 스크린에 30초 동안 나타냈다. 뇌파는 정서적 안정성을 평가하기 위해 알파파와 베타파를 이용하였고, 10-20전극 배치법에 따라 Fp1, Fp2, F7, F8채널에서 측정하였다. 연구실 실험 결과, F7채널 베타파에서 유의확률 0.006으로 통계적으로 유의하게 나타났고, 알파파와 베타파 간 음의 상관관계(r=-0.190)가 있는 것으로 나타났다. 또한 스크린의 좌측 상단, 중앙 하단 위치가 우측 하단 위치에 비해 베타파가 낮게 나타났다. 철도 시뮬레이터 실험 결과, Fp1베타파가 유의확률 0.033으로 통계적으로 유의하게 나타났고, 중앙보다는 좌측일 때 베타파가 낮게 나타났다. 본 연구의 결과는 알파 파와 베타 파 사이의 상관 관계를 통해 최적의 HUD 위치의 평가에 대한 도움이 될 것으로 생각된다.

행동·감정체계 유형에 따른 전전두엽 알파파 비대칭 특성 및 실내공간 색채감정 (Prefrontal alpha EEG Asymmetry and Interior Color Affect Based on Types of Behavioral and Affective System)

  • 하지민;박수빈
    • 대한건축학회논문집:계획계
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    • 제34권9호
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    • pp.55-66
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    • 2018
  • This study aims to propose color affective model of indoor space by evaluating subjects' physiological responses according to the types of behavioral and affective system. 99 subjects(44 females, 55 males) in their 20s, who had no disorders in visual perception, participated in the experiment. To categorize the subjects based on behavioral and affective system, BAS/BIS scale and Affective scale were used. Color stimuli were composed of five basic colors and three tones: vivid, pale and dull tone of R, Y, G, B, P. For physiological experiment, right and left prefrontal alpha activity was measured to analyze prefrontal EEG asymmetry. Participants were exposed to fifteen color stimuli for 20 seconds each other under the positive and negative emotional condition in a research room with the natural light blocked. The results and conclusion of this study are as follows. Along with factors of behavioral and affective system, cluster analysis was carried out and four types were classified. Type A had high BAS sensitivity, especially high 'drive' trait, and showed high levels of 'anxiety' and 'anger'. Type B had low BAS sensitivity, especially low 'fun seeking' and low 'drive' trait, and showed low levels of 'anxiety' as well as low levels of 'happiness'. Type C had low BIS sensitivity and showed high levels of 'happiness' and low levels of 'sadness'. Type D had high BIS sensitivity and showed high levels of 'lethargy' and 'sadness'. As a result of EEG signal analysis of color stimuli, Type B, Type C, and Type D showed significant differences in prefrontal alpha asymmetry under the negative emotional stimuli. Type B showed more left prefrontal activation in the spaces with pale R and dull G. Type C showed more left prefrontal activation in the spaces with vivid Y and B, pale R, and dull R, G, P. Type D showed more left prefrontal activation in the spaces with vivid Y and P, pale R, Y, P, and dull R, Y, G, B, P. The group of high BAS sensitivity was not influenced by color stimuli under the emotional conditions, whereas the group of high BIS sensitivity was affected by color stimuli under the negative emotional conditions. They showed left prefrontal activation when they were exposed the spaces with vivid, pale, dull tones of Y and P wall.

은닉 마코프 모델을 이용한 정신질환자의 뇌파 판별 (The Classification of the Schizophrenia EEG Signal using Hidden Markov Model)

  • 이경일;김필운;조진호;김명남
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.217-225
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    • 2004
  • 본 논문에서는 은닉 마코프 모델을 이용하여 정상인과 정신분열증 환자의 뇌파에 대한 새로운 자동 판별 방법을 제안하였다. 특징 파라미터로는 통계적 정상구간에 대한 분산과 알파파, 베타파, 세타파의 전력비를 이용하였다. 실험 결과, 정상인의 경우에는 90.9%, 정신분열증 환자의 경우에는 90.5%의 높은 판별 정확성을 보였으며 이는 제안한 시스템이 복잡한 신호처리과정을 이용하는 시스템보다 효과적임을 알 수 있다. 따라서, 은닉 마코프 모델이 뇌파와 같은 복잡한 생체신호의 분석과 판별에 사용될 수 있으며 제안한 방법이 임상적인 전단에 상당한 도움이 될 것으로 기대된다.

다양한 외부 자극에 따른 생체 정보 변화와 감정 분류 연구 동향 (Research trends on Biometric information change and emotion classification in relation to various external stimulus)

  • 김기환;이훈재;이영실;김태용
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.24-30
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    • 2019
  • 현대인들은 불안정한 소득과 타인과의 갈등 등 다양한 요소로 인하여 정신건강 관리가 필요하다는 주장이 있다. 최근에는 웨어러블 장비에 심전도(Electrocardiogram, ECG)를 측정할 수 있는 장비가 보급되고 있으며, 해외의 경우 의학적 보조수단으로 활용된 사례를 볼 수 있다[14]. 이와 같은 기능을 활용하는 것으로 대표적인 감정(기쁨, 슬픔, 분노 등)을 객관적인 수치로 구별하는 연구들이 진행되고 있다. 그러나 대부분의 연구는 제한적인 환경에서 복합적인 생체 신호를 수집하는 것으로 정확도를 높이고 있다. 따라서 각각의 자극에 대한 생체 정보의 변화와 판별에 가장 많은 영향을 미친 요소를 살펴본다.

생체신호를 이용한 안드로이드 플랫폼 기반의 효율적인 스마트 실내 감성조명 제어 시스템 (An Efficient Smart Indoor Emotional Lighting Control System based on Android Platform using Biological Signal)

  • 윤수정;홍성일;인치호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.199-207
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    • 2016
  • 본 논문에서는 안드로이드 플랫폼 기반의 스마트 감성조명 제어 시스템을 제안한다. 제안된 스마트 실내 감성조명 제어 시스템은 생체신호 측정기기와 이동식 스마트 월 패드, 조명 드라이버, 조명기기로 구성하였다. 제어 시스템은 생체신호를 측정하여 감정어휘를 추출하고, 월 패드에서 블루투스를 이용하여 각 조명 드라이버에 제어신호를 조명 드라이버에 전송하며, 조명 드라이버는 제어신호와 주변의 조도정보를 수집하여 확장보드를 통해 조명기기를 제어하도록 설계하였다. 이때, 월 패드에서는 실내 감성조명 제어 알고리즘에 의한 수동제어와 생체신호 모드 선택이 가능하고, 원하는 조명을 선택하여 부분적인 제어도 가능하게 제어 프로그램을 구현하였다. 제안된 스마트 실내 감성조명 제어 시스템의 실험 결과, 필요로 하는 영역의 조명기기에 대하여 선택적 제어와 색온도 가변에 의한 수동 제어와 생체신호 및 감성어휘에 의한 효율적 가변점등을 할 수 있었다. 따라서 상황에 적합한 색상과 밝기를 제어하여 실내 공간 업무 행위에 있어 집중력 및 업무능력 향상을 위한 효과적인 제어가 가능하였다. 그리고 기존 감성조명 제어 시스템보다 전력 소비 및 디머전압, 전격전류를 감소시켰다.

생체신호 분석을 이용한 바이오피드백 인터페이스 설계 (Design of Biofeedback Interface using Biomedical Signal Analysis)

  • 황구연;신동규;신동일
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
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    • pp.337-339
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    • 2012
  • 최근 인간공학 및 감성공학 분야에 대한 관심이 크게 증가하여 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다. 바이오피드백 인터페이스 기술에 대한 기초 연구로서 복합 생체신호를 처리하고 모델링 하는 시스템을 만드는 것은 매우 중요하며 이러한 기술들의 궁극적 역할은 쾌적한 삶의 환경을 제공하는 것이므로 생체 신호 분석을 기반으로 한 인간 중심의 시스템이 미래 기술의 핵심 키워드가 될 것이다. 본 논문에서는 생체신호(EEG, ECG)분석을 통해 사용자의 집중도 및 감정 상태를 인식하고 사용자의 의도를 효과적으로 반영 가능한 바이오피드백 인터페이스를 설계하였다. 기존의 단일 생체신호를 이용한 인터페이스 기법에 비해 복합 생체신호를 분석함으로써 사용자의 상태 및 의도를 판단함에 용이하고 활용성이 향상 되도록 하였다.

뇌전도 신호를 이용한 실시간 감정변화 인식 기법 (Real-Time Emotional Change Recognition Technique using EEG signal)

  • 최동윤;이상혁;송병철
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.131-133
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    • 2019
  • 감정인식 기술은 인간과 인공지능이 감정적인 상호작용을 위하여 매우 중요한 기술이다. 얼굴영상 기반의 감정인식 연구는 가장 널리 진행되어 왔으나 우리는 표정에서 드러나지 않는 내면의 감정을 인식하기 위하여 뇌전도를 이용한 감정인식 기법을 제안한다. 먼저 2 초 구간의 뇌전도 신호에 대하여 time, frequency, time-frequency 영역에서 특징점을 추출하고 이를 3 개의 fully connected layer 로 구성되어 있는 regressor 를 이용하여 valence 정보를 추정한다. MAHNOB-HCI 데이터세트에 대한 실험결과에서 제안기법은 종래기법보다 낮은 오차를 보이며 감정의 변화를 실시간으로 인식하는 결과를 보인다.

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생체 신호처리에 의한 인간 감성 파라미터 추출 - 피검자 영상제시물 직접 선정기법에 의하여 (Human Sensibility Parameter Estimation by Biological Signal Processing - with the Examiner Direct-Selecting Image Presentation)

  • 황재호
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1-5
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    • 2001
  • 시각제시에 의한 감성반응 생체신호 추출 실험시 시각 제시물 선정에 주관적 방식을 사용하였다. 시각제시 영상물로는 감성반응도가 가장 큰 인물얼굴 영상자료를 선정하였다. 피검자군 스스로 자신이 극도로 선호하고 혐오하는 양극단의 얼굴영상물을 선호도 특성조사를 통해 선택케 하였다. 외부와의 영상잡음이 차폐된 모니터 제시 장치를 구성하여 선호와 혐오의 양극단 영상물을 교차 제시하며 설문조사와 뇌파를 측정하였다. 피검자로는 남녀 대학생 20명을 선발하였으며 영상매체 선정을 비롯한 뇌파측정에 과정에 참여시켰다. 뇌파신호 분석 방법으로는 대역별 적분값, 반응구간 변화 미분값을 파라미터로 사용하였다. 분석결과, 교차제시에 따른 반응민감도가 향상되었으며 동일 시각 반복제시에 따라 민감도가 둔화됨을 밝혔다.

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