統計的パターン認識手法を用いた脳波インタフェースに関する研究

基于统计模式识别方法的脑电图接口研究

基本信息

批准号：
16760320
负责人：
六井淳
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760320/
关键词：
統計的パターン認識事象関連電位随伴性陰性変動線形予測分析 PARCOR分析刺激先行陰性電位ビジランス適正指導環境脳波インタフェース適応主成分分析 ST-PCA 最小分類誤り識別学習階層化正則化汎化性能

项目摘要

平成18年度は平成17年度に確認された発声に関連して生起する事象関連電位である随伴性陰性変動の抽出法の確立及び、ビジランスに関連する刺激先行陰性電位に関する研究を行った。前者に関しては、データの十分な集積を行い、平成17年度までの指標と定めた線形予測分析に加えてPARCOR分析による特徴抽出を試みた。線形予測分析に比べ、PARCOR分析の場合、時系列データの順列に依存しないため安定した特徴量が抽出できることが実験的に確認された。更に、頭頂部から左側前頭部に良好な反応が得られることを確認した。周波数領域での検討では、16〜25Hzに顕著な反応を確認し、PARCOR係数を利用した特徴量での個人種別の分離可能性を確認した。研究課題であった脳波インタフェースについては、プロトタイプの携帯型インタフェースを試作し、現在も精度面の習熟を測っている。後者に関しては、随伴性陰性変動を計測した際の被験者の正答率の差異に着目した。大量の脳波データを集積する場合に、被験者のメンタル面での差が顕著であることが挙げられる。これをビジランスの影響と考え、研究を進めた。結果、刺激先行陰性電位と呼ばれる事象関連電位と身体能力に密接な関係があることが実験的に確認された。実験は、スポーツ経験者数名による身体測定と実験環境及び正答率の3つの関係を計測した。この3種を組み合わせた場合、結果に応じて、報酬や罰則が有効に働く個人と、悪影響を及ぼす個人が存在し、それらを刺激先行陰性電位と身体能力の差でパターン化し、区別できることが確認された。この研究成果は教育を目的とした適正指導環境分類に適用できるものと考えられる。平成16年度から平成18年度に至り、科学研究補助費(若手B)の支援を賜り、脳波インタフェース実現のための基礎研究を行い、一定の成果が得られたものと考えられる。今後は脳波インタフェースの熟成と、より多くのデータ集積により信頼性の向上を行う予定である。

在2006年，我们建立了一种提取伴随负波动的方法，这是与事件相关的潜力，与2005年确认的发声有关，并对先前与警惕性相关的负面电位进行了研究。关于前者，我们尝试充分收集数据并使用PARCOR分析提取功能，而除线性预测分析外，该分析被定义为2005财政年度的指标。在实验上证实，在Parcor分析的情况下，可以提取固定功能数量，因为与线性预测分析相比，它不依赖于时间序列数据的限制。此外，已经证实，从头部的顶部到头部的左侧部分获得了良好的反应。在频域检查中，我们确认了16-25Hz的显着响应，并使用PARCOR系数证实了使用特征量可分离性的可能性。关于脑波界面（这是一个研究主题），我们创建了一个原型便携式界面，并且仍在衡量我们的准确性掌握。关于后者，当测量伴随的负变化时，我们专注于受试者正确答案率的差异。这是一个事实，当积累大量的脑波数据时，该受试者的心理方面存在显着差异。我们认为这是警惕的影响，并进行了我们的研究。结果，经过实验证实，事件相关电位称为刺激电势负电势和物理能力之间存在密切的关系。该实验测量了几个在运动，实验环境和正确答案率的人之间的物理测量之间的关系。当将这三种类型合并时，可以证实有些人能够有效地对结果和负面影响作用，并且可以通过与刺激相关的负潜能和身体能力的差异来区分它们。该研究发现被认为适用于适合教育目的的适当教学环境分类。从2004年到2006年，在科学研究补贴（年轻人B）的支持下，我们进行了基础研究以实现脑电图界面，并认为可以实现某些结果。将来，我们计划通过使脑波接口老化并累积更多数据来提高可靠性。