• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.609-616
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• 2018

In this paper, we designed a multimodal bio-signal measurement system to observe changes in the brain nervous system and vascular system during sleep. Changes in the nervous system and the cerebral blood flow system in the brain during sleep induce a unique correlation between the changes in the nervous system and the blood flow system. Therefore, it is necessary to simultaneously observe changes in the brain nervous system and changes in the blood flow system to observe the sleep state. To measure the change of the nervous system, EEG, EOG and EMG signal used for the sleep stage analysis were designed. We designed a system for measuring cerebral blood flow changes using functional near-infrared spectroscopy. Among the various imaging methods to measure blood flow and metabolism, it is easy to measure simultaneously with EEG signal and it can be easily designed for miniaturization of equipment. The sleep stage was analyzed by the measured data, and the change of the cerebral blood flow was confirmed by the change of the sleep stage.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.40-48
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• 2009

컴퓨터를 중심으로 한 IT 기술의 비약적인 발전과 더불어, 정보산업사회가 고도화되어 감에 따라 사용자 편리를 위한 인터페이스의 지능화, 인간화에 대한 요구가 나날이 증가하고 있다. 이러한 사용자의 요구에 따라 다양한 형태의 인간친화형 사용자 인터페이스 중, 인간의 뇌를 활용한 사용자 인터페이스 즉, BCI에 관한 연구가 최근 산발적으로 다양하게 진행되고 있다. 최근 연구 개발중인 다양한 형태의 BCI 관련 연구들은 DB구축과 관련된 원천기술 확보 측면의 연구가 배제된 체 응용기술 개발 위주로 진행되고 있는 실정이다. 이와 같은 문제점으로 인하여 BCI 관련 연구들은 연구 초기 수준을 극복하지 못하고 있으며, 체계적인 연구가 진행되어지지 않고 있는 실정이다. BCI 관련 연구의 경우 피험자로부터 수집되어지고 있는 뇌파 신호가 실험에 필요한 적절하고 의미 있는 신호인지 구분하기 힘든 실정이다. 또한, 뇌파 수집 시 실험에 불필요한 행동 즉, 심한 눈 깜박임, 침 삼키기, 얼굴 및 몸 움직임에 의한 근전도와 전극의 부착상태, 주변소음, 진동 둥 실험환경에 따른 잡파의 혼입으로 인하여 정확한 뇌파 DB수집에 어려움을 겪고 있다. 이러한 피험자의 움직임 및 실험환경에 의해 혼입된 잡파의 손상된 정보로 인해 BCI 시스템 구현 시 인식률 및 성능저하를 초래할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 뇌파를 활용한 BCI 시스템 구현 시 보다 정확하고 높은 인식률을 위한 기반 연구로서 정확하고 효율적인 뇌파 DB구축 시스템을 제안하며, 잡파가 혼입된 뇌파 DB의 최소화를 위해 피험자의 얼굴 추적을 통하여 불필요한 행동 발생 시 DB수집의 사전 차단 및 자동 제어가 가능한 DB구축 시스템을 제안한다.

• 인지과학
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• 제21권2호
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• pp.309-338
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• 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.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.2083-2085
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• 2009

Brain Computer Interface (BCI) is a communication pathway between devices (computers) and human brain. It treats brain signals in real-time basis and discriminates some information of what human brain is doing. In this work, we develop a EEG BCI system using a feature extraction such as common spatial pattern (CSP) and a classifier using Fisher linear discriminant analysis (FLDA). Two-class EEG motor imagery movement datasets with both cued and uncued are tested to verify its feasibility.

• 대한약리학회:학술대회논문집
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• 대한약리학회 2006년도 The 6th Congress of the Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies
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• pp.74-74
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• 2006

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권1호
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• pp.25-31
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• 2023

뇌-기계 인터페이스는 차세대 인터페이스로서 기기 이용자가 명령을 생각할 때 발생하는 신경세포의 전기적 신호인 뇌파를 해석하여 기기를 조종하는 인터페이스다. 뇌-기계 인터페이스는 다양한 스마트기기 등에 응용될 수 있지만 뇌파 신호를 해석하는 데는 상당량의 계산 프로세스가 필요하다. 따라서 에지(Edge) 형태로 구현된 임베디드 시스템에서는 뇌-기계 인터페이스를 구현하기가 어렵다. 본 연구에서는 사물인터넷 기술을 이용하여 에지에서는 뇌파 측정만을 진행하고 뇌파 데이터의 저장 및 분석은 클라우드 컴퓨팅에서 수행하는 새로운 형태의 뇌-기계 인터페이스 시스템을 제안하였다. 본 시스템은 뇌-기계 인터페이스를 위한 정량 뇌파 분석을 성공적으로 수행하였으며 데이터 송수신 시간 또한 실시간 처리가 가능한 수준을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권4호
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• pp.229-235
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• 2013

본 논문은 최근 활발하게 연구되고 있는 뇌-기계 접속을 위한 완전 삽입형 마이크로 시스템의 구현에 있어서 중요한 이슈들을 고찰한다. 현재까지의 과학 기술적 연구는 신경 신호 증폭기, 무선 신호 전송 등 주로 고성능 저전력 전자기기 및 시스템을 구현하는데 집중되어 왔으나, 마이크로 시스템의 실제적인 응용은 전자 기기의 특성뿐만 아니라 밀봉 구조의 디자인에서 뇌의 생리 해부학적 특성에 이르기까지 여러 가지 요인에 의해 영향을 받게 된다. 본 논문은 특히 뇌 삽입형 마이크로 시스템의 실질적인 구현에 결정적인 영향을 주는 시스템 발열의 영향, 신경 프로브의 감지 부피, 무선 데이터 전송 및 전력 전달, 그리고 뇌의 생리 해부학적인 고려 요인에 대해 논의한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.283-287
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• 1993

We constructed morphological filter for single sweep records of event-related potential (ERP), especially P300 waveform. By combining 4 basic operations; erosion, dilation, opening and closing, we can derive any desired filters whose property fits the current objectives. The morphological filter for single sweep records of ERP was constructed by taking account of the features of the signal and noise components. The morphological filter has superior properties of separating the signal ancl the noise even existing within a same frequency band. The constructed morphological filter was tested by using simulation data of ERP and then applied to actual ERP data of a normal subject. The results proved that the constructed morphological filter was an appropriate tool for single sweep records of ERP.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.1137-1143
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• 2012

This paper presents the correlation between psychological and physiological acoustics for the automotive sound. The research purpose of this paper is to evaluate the sound quality of turn-signal sound of a passenger car based EEG signal. The previous method for the objective evaluation of sound quality is to use sound metrics based on psychological acoustics. This method uses not only psychological acoustics but also physiological acoustics. For this work, the sounds of 7 premium passenger cars are recorded and evaluated subjectively by 30 persons. The correlation between this subjective rating and sound metrics is calculated based on psychological acoustics. Finally the correlation between the subjective rating and the EEG signal measured on the brain is also calculated. Throughout these results the new evaluation system for the sound quality on interior sound of a passenger car has been developed based on bio-signal.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권3호
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• pp.1060-1071
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• 2014

Signals of the Electroencephalogram (EEG) can reflect the electrical background activity of the brain generated by the cerebral cortex nerve cells. This has been the mostly utilized signal, which helps in effective analysis of brain functions by supervised learning methods. In this paper, an approach for improving the accuracy of EEG signal classification is presented to detect epileptic seizures. Moreover, Independent Component Analysis (ICA) is incorporated as a preprocessing step and Short Time Fourier Transform (STFT) is used for denoising the signal adequately. Feature extraction of EEG signals is accomplished on the basis of three parameters namely, Standard Deviation, Correlation Dimension and Lyapunov Exponents. The Artificial Neural Network (ANN) is trained by incorporating Levenberg-Marquardt(LM) training algorithm into the backpropagation algorithm that results in high classification accuracy. Experimental results reveal that the methodology will improve the clinical service of the EEG recording and also provide better decision making in epileptic seizure detection than the existing techniques. The proposed EEG signal classification using feed forward Backpropagation Neural Network performs better than to the EEG signal classification using Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) classifier in terms of accuracy, sensitivity, and specificity.