• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.515-520
• /
• 2012

In brain computer interface (BCI) system, the most important part is classification of human thoughts in order to translate into commands. The more accuracy result in classification the system gets, the more effective BCI system is. To increase the quality of BCI system, we proposed to reduce noise and artifact from the recording data to analyzing data. We used auditory stimuli instead of visual ones to eliminate the eye movement, unwanted visual activation, gaze control. We applied independent component analysis (ICA) algorithm to purify the sources which constructed the raw signals. One of the most famous spatial filter in BCI context is common spatial patterns (CSP), which maximize one class while minimize the other by using covariance matrix. ICA and CSP also do the filter job, as a raw filter and refinement, which increase the classification result of linear discriminant analysis (LDA).

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제19권11호
• /
• pp.1022-1028
• /
• 2013

It is well knowns that based on the CSP (Common Spatial Pattern) algorithm, the linear projection of an EEG (Electroencephalography) signal can be made to spaces that optimize the discriminant between two patterns. Sharing disadvantages from linear time invariant systems, CSP suffers from the non-stationary nature of EEGs causing the performance of the classification in a BCI (Brain-Computer Interface) system to drop significantly when comparing the training data and test data. The author has suggested a simple idea based on the parallel model of CSP filters to improve the performance of BCI systems. The model was tested with a simple CSP algorithm (without any elaborate regularizing methods) and a perceptron learning algorithm as a classifier to determine the improvement of the system. The simulation showed that the parallel model could improve classification performance by over 10% compared to conventional CSP methods.

• 인지과학
• /
• 제21권2호
• /
• pp.309-338
• /
• 2010

본 논문에서는 사지가 마비되어 신체를 움직이지 못하지만 뇌의 기능은 살아있는 장애인들을 위하여, 생각만으로 외부의 장치를 제어할 수 있도록 하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI: Brain-Computer Interface) 기술을 연구하였다. 신경생리학 분야에서의 연구 결과에 의하면, 신체를 움직이는 상상을 할 경우, 뇌의 운동/감각 피질 영역에서는 $\beta$파(14-26 Hz)와 $\mu$파(8-12 Hz)가 억제/증가되는 ERD/ERS(Event-Related Desynchronization / Synchronization) 현상이 발생한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 이를 기반으로 혀, 발, 왼손, 오른손의 동작 상상을 자극으로 이용하여 변화하는 뇌 신호 패턴을 실시간으로 분석하여 피험자의 생각을 읽을 수 있도록 하였으며, 상 하 좌 우의 네 방향으로 이동할 수 있도록 하는 마우스 제어 인터페이스를 구현하였다. 동작 상상 시 발생하는 뇌 신경 활동의 변화를 관측하기 위해서 뇌에 손상을 주지 않으면서도 높은 시간 해상도로 측정이 가능한 비침습적 뇌전도(EEG: ElectroEncephaloGraphy)를 이용하였다. 그러나 뇌전도 신호는 특성상 신호의 크기가 미약하고, 잡음의 영향을 많아 분석이 어렵다. 따라서 이를 극복하기 위해 통계적 방법을 기반으로 한 기계학습 기법인 CSP(Common Spatial Pattern)와 선형판별 분석(Linear Discriminant Analysis)을 이용하여 서로 다른 동작 상상에 의해 발생하는 뇌 신호들 간의 분산이 최대가 되도록 신호를 변환하여 인식 성능을 높일 수 있었다. 또한 분석된 뇌 신호의 시각화를 통해, 기존에 알려진 뇌의 해부학적, 신경생리학적 지식과 일치하는 ERD/ERS 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있었다.