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実環境下における単極脳波解析のための瞬きアーチファクト除去手法の提案及び応用

Research Project

Project/Area Number 15J03395
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Human interface and interaction
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

叶賀 卓  慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords脳波 / アーチファクト除去 / ブレインコンピュータインタフェース / 単極
Outline of Annual Research Achievements

前年度の報告書に記述した通り、(1)信号分離アルゴリズムへの基底数無限化能力の付加、(2)ハードウェアの完成、(3)高速アルゴリズムへの拡張を目標として研究を行なった。
(1)と(3)を遂行する上で、単極脳波信号に対するアーチファクト除去手法に関するレビューが存在せず、国際的な問題点の明確化がされておらず、本研究の推進が停滞したため、自らレビューを執筆した。InTechによって発刊される"Electroencephalography"という本のチャプターに採録される。手法に関する発展は達成できなかったが、単極を用いた場合、どのような信号分離アルゴリズムが存在し、何が問題かを明確化できた。
この活動により明確化された背景のもと、観測データのスパース化に注力し、データを構成する核となる成分を抽出することで、部分空間制約を与える意義を主張する。これにより、高速化を図り、目標の(3)を達成する。また、核となる成分が有限に基底数で表現可能である可能性があり、(1)は無限化能力の付加ではなく最適な表現基底数の特定により達成できると考えている。
(2)は達成された。しかしながら、実環境下では瞬き以外のアーチファクトが非常に存在感を示し、操作が困難であることが本年度に明らかとなった。このため、そもそも瞬きのみを対象とする場合、実環境下での操作に限界があるという問題に直面している。
本研究は脳波を実環境で使用するうえで非常に重要である。しかし、研究はほとんど行われておらず、まず研究を行なうための環境を整備する2年間となった。そのうえで、実環境下で生じるアーチファクトが瞬きのみではなく、多様であることが明らかとなった。実環境下で単極脳波信号を扱うためには、これらすべてに対応可能な信号分離手法を実装する必要がある。この問題を解決するために、今後は実環境下で生じるアーチファクト全般に対象を拡大する。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Assessing the effects of voluntary and involuntary eyeblinks in independent components of electroencephalogram2016

    • Author(s)
      Suguru Kanoga, Masaki Nakanishi, Yasue Mitsukura
    • Journal Title

      Neurocomputing

      Volume: - Pages: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2016.01.057

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 単極脳波信号を用いた子どもの集中状態判別2016

    • Author(s)
      叶賀卓,満倉靖恵
    • Journal Title

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      Volume: 136

    • NAID

      130005254648

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ウェアラブル筋電センサを用いた前腕動作識別2017

    • Author(s)
      叶賀卓
    • Organizer
      デジタルヒューマン技術協議会 2016年度第6回協議会
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所 臨海副都心センター(東京都・江東区)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization of Happiness Elicited Taking a Food Using Near Infra-red Spectroscopy2016

    • Author(s)
      Maoka Endo, Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • Organizer
      The 8th 2016 International Conference on Information Technology and Electrical Engineering
    • Place of Presentation
      Yogyakarta (Indonesia)
    • Year and Date
      2016-10-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ウェアラブルデバイスを用いた筋電位ベース遠隔操作システム構築のための上肢動作識別2016

    • Author(s)
      叶賀卓、満倉靖恵
    • Organizer
      日本機械学会 福祉工学シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-09-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Cross-Bispectrum Analysis of EEG in Seat Angles2016

    • Author(s)
      Shintaro Imai, Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • Organizer
      電気学会C部門大会
    • Place of Presentation
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2016-08-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Predictive Models for Bicycle Riding Comfort Evaluation using Electromyogram and Electroencephalogram2016

    • Author(s)
      Noriki Toyoshima, Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • Organizer
      2016 IEEE 12th International Colloquium on Signal Processing and Its Applications
    • Place of Presentation
      Melaka (Malaysia)
    • Year and Date
      2016-03-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Biological Analysis for Transportation Seat Angle2016

    • Author(s)
      Shintaro Imai, Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • Organizer
      International Workshop on Computer Vision and Signal Processing
    • Place of Presentation
      Xi'an (China)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visualization of Brain Functional Activities on the Feeling Happiness using Near Infrared Spectroscopy2016

    • Author(s)
      Maoka Endo, Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • Organizer
      International Workshop on Computer Vision and Signal Processing
    • Place of Presentation
      Xi'an (China)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳波信号の実環境下利用に対する信号分離アプローチ方法の検討2016

    • Author(s)
      叶賀卓
    • Organizer
      画像応用技術専門委員会 2016年度第4回研究会
    • Place of Presentation
      中央大学(東京都・文京区)
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  • [Presentation] 車両シートおよび空調変動と脳波信号の関係解析2016

    • Author(s)
      叶賀卓
    • Organizer
      感察工学研究会 2016年度第3回研究会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 実路走行中車両の評価に向けた脳波研究の紹介2016

    • Author(s)
      叶賀卓
    • Organizer
      ヒューマンロコモーション評価技術協議会 2016年度第5回協議会
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所 臨海副都心センター(東京都・江東区)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 単極脳波解析のための瞬きアーチファクト除去手法の提案2015

    • Author(s)
      叶賀卓,満倉靖恵
    • Organizer
      瀬戸内信号処理研究会
    • Place of Presentation
      サンポートホール高松(香川県・高松市)
    • Year and Date
      2015-09-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Eye Blink Artifact Rejection in Single-Channel Electroencephalographic Signals by Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition and Independent Component Analysis2015

    • Author(s)
      Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • Organizer
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      Milano (Italy)
    • Year and Date
      2015-08-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 複数の周波数解析手法を用いたこどもの興味推定モデルの比較2015

    • Author(s)
      叶賀卓,豊島紀樹,満倉靖恵
    • Organizer
      第20回知能メカトロニクスワークショップ
    • Place of Presentation
      東京電機大学(東京都・足立区)
    • Year and Date
      2015-07-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ICA-Based Positive Semidefinite Matrix Templates for Eye-Blink Artifact Removal from EEG Signal with Single-Electrode2015

    • Author(s)
      Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • Organizer
      The 10th Asian Control Conference 2015
    • Place of Presentation
      Kota Kinabalu (Malaysia)
    • Year and Date
      2015-06-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Electroencephalography2017

    • Author(s)
      Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • Publisher
      InTech
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] Suguru Kanoga

    • URL

      http://u4ag2kanosr1.blogspot.jp/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 慶應義塾大学 理工学部 システムデザイン工学科 満倉研究室

    • URL

      http://www.mitsu.sd.keio.ac.jp/contents/research.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 慶應義塾大学 理工学部 システムデザイン工学科 満倉研究室

    • URL

      http://www.mitsu.sd.keio.ac.jp/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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