• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2001.05a
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• pp.179-182
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• 2001

인체 활동에 따라 우리 몸에는 다양한 전기적 생체신호가 발생하며 특히 뇌의 활동에 따라 발생되는 뇌파(EEG)는 비침습적 방법으로 측정될 수 있는 장점 때문에 뇌기능 연구 및 임상 등에서 널리 사용되어지고 있다. 또한 임상에서는 주로 뇌 신경계 질환환자의 병인 규명 및 기전 연구를 위하여 뇌파가 사용되어지고 있다. 최근에는 컴퓨터 발달에 따라 카오스, 비선형 이론 등의 다양한 방법으로 복잡한 시계열 신호인 뇌파를 분석하는 기법들이 개발되어 뇌파의 특징점을 찾아 임상에 활용하거나 뇌기능 연구에 적용하려는 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 잡화(artifact)가 섞여 있는 뇌파신호 및 artifact가 제거된 다음 재구성된 뇌파신호(reconstructed EEG signal), 그리고 독립성분으로 분리된 각각의 신호에 대하여 특징점을 찾기 위하여 비선형 및 선형 분석을 실시하여 유의한 차이점을 밝혔다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.12 no.5
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• pp.442-450
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• 2002

In measuring EEG, which is widely used for studying brain function, EEG is frequently mixed with noise and artifact. In this study, the signals relevant to the artifact were distracted by applying ICA to EEG signal. First, each independent component which was assumed to be the source was separated by applying ICA to EEG which involved artifact relevant to the eye movement of a normal person. Next, the signal which was assumed to be artifact was removed from the separated 18 independent components, and the nonlinear analysis method such as correlation dimension and the Iyapunov exponent was applied to each reconstructed EEG signal and the original signal including artifact in order to find meaningful difference between the two signals and infer the anatomical localization of its source and distribution. This study shows it is possible not only to analyze the brain function visually and spatially for visually complex EEG signal, but also to observe its meaningful change through the quantitative analysis of EEG by means of the nonlinear analysis.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.1
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• pp.81-90
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• 2001

본 연구에서는 디지털 영상 뇌파계(digital video electroencephalogram, Digital VEEG)에서 비디오 영상과 뇌전도 파형의 동기화된 편집 시스템을 구성한다. 이 시스템은 기존 아날로그 영상 뇌파계(analog video electroencephalogram)의 동기화 문제와 디지털 영상 시스템에서의 영상편집 문제를 해결하기 위하여 MPEG-I(이하 MPEG) 고압축 기술을 이용한 MPEG 인코딩 보드(encoding board)와 MPEG 편집 엔진(editing engine)을 각각 사용하였다. 시스템은 디지털 영상뇌파계모듈과 디지털 편집 모듈로 구성되며, 뇌전도모듈에서는 환자에게 연결된 전극을 통해 들어온 뇌파를 생체신호증폭기를 이용하여 증폭한 후 AD 보드(analog to digital board)를 이용 디지털화한다. 디지털 카메라로 촬영된 환자영상의 아날로그 영상신호(NTSC 신호)는 MPEG 인코딩 보드를 이용하여 고압축 디지털화한다. 이후 디지털화된 뇌전도신호와 MPEG 형식의 영상을 시간 동기화하여 두 개의 모니터에 각각보여준다. 편집 모듈에서는 영상신호와 뇌파신호를 어느 부분이든 간단한 조작으로 오려 붙이기(cut and paste) 기능을 이용할 수 있다. 본 시스템은 사용된 데이터 모두 디지털 기술을 이용하여 영상과 뇌파신호의 정확한 동기화 및 각각의 데이터의 오려 붙이기 기능을 가능케 하였으며, 이는 환자의 데이터를 관리 및 보관하는데 있어, 임상의에게 의미 있는 자료만을 모아서 효율적으로 관리할 수 있게 해준다. 이와 같은 장점을 갖는 디지 영상뇌파계 편집시스템을 구현하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2001.12a
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• pp.189-192
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• 2001

뇌 기능의 연구수단으로써 널리 사용되고 있는 뇌파(Electroencephalogram)는 측정시에 노이즈(noise)나 잡파(Artifacts)가 섞여서 측정되기 쉽다. 이러한 노이즈나 잡파들을 제거하기 위하여 미지의 혼합된 신호들을 분리하는데 적용되고 있는 통계적인 처리 방식인 독립성분분석(ICA) 알고리즘을 뇌파에 적용하여 그 결과를 알아보았다. 본 연구에서는 정상인의 안구운동(Eye Movement)상태의 뇌파 신호에 대해서 독립성분분석을 적용하여 안구운동과 관련된 잡파가 포함된 원래의 뇌파신호(Original EEG Signal)와 제거한 다음의 뇌파신호(Corrected EEG Signal)에 대하여 비선형 분석법을 사용하여 두 신호의 유의한 차이점을 밝히고, 분리된 독립 신호들의 해부학적 발생위치 및 분포를 추정하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 2003.05a
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• pp.36-40
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• 2003

근래에 들어 질병으로 인하여 의사표현이 곤란한 환자에게 뇌파에 기초한 BCI(Brain Computer Interface)와 같은 새로운 인터페이스를 제공하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. BCI를 위한 기초 연구로서 특정 자극에 대해 유발되는 뇌파의 측정과 분석은 BCI를 위한 뇌파의 패턴과 인터페이스의 설계에 중요한 역할을 한다. 이 연구의 목적은 시청각 자극 인가후 피험자의 반응 시간을 측정하는 시스템을 EEG와 같은 생체 신호 계측 시스템과 연동이 가능한 형태로 개발하는 것이다. 제안된 시스템은 기능적으로 자극 신호 발생부, 반응시간 측정부, 유발뇌파 측정부, 동기신호발생부로 나뉘어진다. 자극신호 발생부는 실험에 이용되는 자극신호를 제작하는 부분으로서 Flash를 사용하여 구현하였다. 반응시간 측정부는 문제에 대한 답 선택 요청시각으로부터 피험자의 반응까지의 시간을 측정하는 부분으로서 마이크로 컴퓨터(80C31)를 이용하여 구현하였다. 우발뇌파 측정부는 시판용 하드웨어와 소프트웨어를 그대로 사용하였다. 동기신호 발생부는 전체 시스템의 동기를 맞추기 위한 신호를 발생하는 부분으로서 문제제시, 답요구와 동기한 화면상의 명암 신호와 이를 검출하는 광센서로 구성하였다. 본 논문에서 제시한 방법에서는 기존의 유발진위 측정 및 자극시스템에 특정 모듈(반응시간 측정 장치, 동기신호 발생장치)만을 추가하여 실험자의 의도에 맞는 시스템을 설계할 수 있어 유발 뇌파 및 반응시간 측정을 필요로 하는 연구를 가속화 할 것이 기대된다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.32 no.2
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• pp.19-28
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• 2017

뇌파신호는 사람의 생각이나 감정을 가장 현실적인 방법으로 취득하여 해석하고 분석할 수 있는 유용한 정보원이다. 뇌파는 음성인식 이후에 사람과 사람, 사람과 사물, 사람과 컴퓨터 간에 편리하고 가장 자연스러운 초연결(Hyper-Connection) 접속과 통신을 가능하게 하는 유력하고 궁극적인 수단이다. 하지만 뇌파를 두뇌 활동 시 발생하는 신경세포와 신경세포 사이에 형성된 시냅스들의 화학적 활성화에 의한 전자기적 신호 평균의 총합으로만 해석하는 한, 뇌과학에서 이룩한 복잡한 사람의 생각과 감정 패턴과의 연결 해석이 불가능한 한계가 발생한다. 본고에서는 이를 극복하여 뇌파를 미래의 초연결 접속과 통신 수단으로 활용 가능하도록 하기 위한 기술적 가치와 가능성을 재발견하기 위하여 뇌과학에서 밝혀지고 있는 생각과 감정회로와 연동 해석하기 위한 뇌파신호의 처리, 해석 및 응용 기술 동향에 대해 기술한다.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2004.05a
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• pp.859-862
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• 2004

전두엽에서 뇌파를 측정했을 때 안전도에 의해 뇌파는 크게 왜곡되게 되는데, 제안한 뇌파 적응필터를 이용하여 측정된 뇌파에서 안전도를 제거하게 된다. 제안한 필터는 전두엽에서 다채널 뇌파를 처리할 수 있는 구조이며 적응필터 기반의 FIR 필터구조로 이루어져 기존의 다채널 적응필터 구조보다 계산량을 크게 줄였고, 짧은 연산 시간으로 실시간 DSP 보드 수행시 더 많은 채널을 수행할 수 있게 되었다. 또한 일반적인 적응필터와는 달리 기준신호 없이 신호처리가 가능한 적응 신호선 보정기 구조이므로 한 채널에 대해서 하나의 입력 신호로 원하는 신호를 얻을 수 있다. 실험을 통하여 제안한 FIR 필터가 뇌파 측정시 안전도를 효과적으로 제거함을 확인하였다.

• Korean Journal of Cognitive Science
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• v.20 no.2
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• pp.155-181
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• 2009

Psychophysiologists are often interested in the EEG signals that accompany certain psychological events. When one is interested in a time series of event-related changes in EEG, one focuses on examining how the waveforms recorded at individual electrode sites vary over time across one or more experimental conditions. This is an analysis of event-related potentials (ERPs). In addition to such a classical EEG analysis in the time domain, the EEG measures can be investigated in the frequency domain. Moreover, it has been demonstrated that spectral analyses can often yield significant insight into the functional cognitive correlations of the signals. Therefore, this review paper tries to summarize essential concepts (e.g. phase-locking) and conventional methods (e.g. wavelet transformation) for understanding spectral analyses of brain oscillatory activity. Phase-coherence is also introduced in relation to functional connectivity of the brain.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1981-1982
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• 2008

뇌파신호 측정 시에는 환자의 움직임 등으로 artifact가 발생하게 된다. 따라서 정확한 진단에는 이와 같은 artifact를 제거하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 뇌파신호에서 발생할 수 있는 artifact 중 EOG(Electrooculogram: 안전위도)를 검출하고 제거하기 위한 방법으로 EOG 필터링(EOG filtering)을 제안하며, 나머지 근전도를 제거하기 위해 신경망(neural network)를 사용한다. 이때 입력신호의 특징이 신경망에 보다 잘 적용될 수 있도록 비선형 양자화기를 적응적으로 동작시키는 방법을 제안한다. 제안하는 방법을 통해 뇌파신호의 artifact를 효과적으로 제거할 수 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10a
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• pp.343-344
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• 2007

본 논문은 의사표현이 어려운 전신마비환자의 뇌파(EEG)를 이용하여 긍정과 부정을 표현할 수 있는 방법에 대해서 소개한다. 더 나아가 인간의 감정에 따라 긍정과 부정을 민감하게 반응하는 뇌 영역을 분석하였다. 해당영역의 뇌파(EEG)변화를 측정하기 위해 컴퓨터 시스템과 접목시키는 목적도 포함하고 있다. 이를 위해서 미약한 뇌파를 증폭 시키는 전치 증폭기를 구현하였고 인공산물과 뇌파 주파수영역만을 통과시키는 아날로그 전자회로를 구현하였다. 또한 인간의 두뇌피질로부터 측정된 신호는 컴퓨터 시스템에 전송된다. 수신된 신호를 실시간 Fast Fourier Transform(FFT) 신호처리과정을 거쳐 뇌파의 주파수 영역을 분류하게 된다. 이때 분류된 뇌파를 바탕으로 인간의 긍정과 부정을 표현할 수 있는 방법을 제시한다.