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2010 Fiscal Year Annual Research Report

種々の事象関連電位情報を組み合わせて利用するBCIシステムの構築

Research Project

Project/Area Number 21300208
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

井上 勝裕  九州工業大学, 大学院・情報工学研究院, 教授 (00150516)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山崎 敏正  九州工業大学, 大学院・情報工学研究院, 教授 (50392163)
藤尾 光彦  九州工業大学, 大学院・情報工学研究院, 准教授 (00284597)
前田 誠  九州工業大学, 大学院・情報工学研究院, 助教 (00274556)
Keywords脳波 / 事象関連電位 / マンマシンインターフェース / BCI / 信号処理 / 確率システム / パタン認識 / リハビリテーション
Research Abstract

本研究では,動作想像や認知に関連する事象関連電位を抽出し,入力として利用するとともに,被験者がシステム誤動作を認知したことを検知して,補正機構を稼働させるなど,複数の事象関連電位情報を組み合わせて機能するブレイン・コンピュータ・インターフェースを構築することを目的として,認識や運動に関連した脳波の識別に関する研究を進め,以下の研究成果を得た
(1)運動に関連した脳波変動解析を用いたBCIシステムの構築
混合パルスモデルに関して検討を進め,右手・左手動作想像の識別において,モデル化誤差がその識別に有効に作用していること,また,各パルス系列の連続する発火数の左右差がなくなるほど,パタン識別結果が改善されることなどを確認した.また,臨床現場で利用可能な可搬型BCIシステムを構築するため安価な生体アンプの試作を試み,その利用可能性を確認した
(2)光刺激を用いた文字入力システム
VEPを用いた文字入力システムにおける光刺激提示時刻を推定するため,脳波励起システムのモデルにもとづくMAPアルゴリズムを用いた入力推定システムを構築し,シミュレーション結果から,90%程度の精度で誘発電位のような過渡応答を検出することが可能であることを確認した.しかし,実脳波への適応において問題点も確認でき,今後,改善を進めていく予定である
(3)ICAとモルフォロジカル解析手法による脳波の特徴抽出法
ICAによる脳波のブラインド信号分離と,特定時間帯の振幅差を評価関数としたモルフォロジカル多重解像度解析手法における最適構造要素決定アルゴリズムを組み込んだシステムを構築し,光刺激を利用した文字認識を試みた結果,標的以外から受ける漏れ光刺激の影響を低減でき,4.5秒のデータによって,4文字の識別を最大78%程度の精度で識別できるなど,そのBCIシステムへの適応可能性を確認した

  • Research Products

    (17 results)

All 2011 2010

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] The Statistical Estimation Method of Muscle Activity Based on Surface EMG2011

    • Author(s)
      Y.Nishihara, J.Irie, T.Yamaguchi, T.Yamazaki, K.Inoue
    • Journal Title

      ICIC EXPRESS LETTERS, Part B : Applications

      Volume: Vol.2 No.3 Pages: 603-607

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ブラインド信号分離の基本的手法とその応用2010

    • Author(s)
      石橋孝明, 井上勝裕, 五反田博
    • Journal Title

      システム制御情報学会誌

      Volume: Vo.54, No.8 Pages: 302-307

  • [Journal Article] EEG Analysis During Light Stimulus Based on Morphological Multiresolution Analysis2010

    • Author(s)
      T.Yamaguchi, J.Irie, M.Fujio, K.Inoue
    • Journal Title

      Proc.of the 41th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      Pages: 113-118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Frequency Domain Independent Component Analysis Without Permutation and Scale Indeterminacy2010

    • Author(s)
      T.Ishibashi, K.Inoue, H.Gotanda, K.Kumamaru
    • Journal Title

      Proc.of the 41th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      Pages: 190-195

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] BCIにおける脳波解析のためのモルフォロジカルフィルタ設計2011

    • Author(s)
      山口朋成, 入江純, 藤尾光彦, 井上勝裕
    • Organizer
      電気学会 産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      千葉工業大学(習志野市)
    • Year and Date
      2011-03-09
  • [Presentation] 信号源の到来方向に基づくソフトマスク処理による信号分離2011

    • Author(s)
      岩崎宣生, 井上勝裕, 松崎隆哲, 平野剛, 五反田博
    • Organizer
      日本応用数理学会2010年度研究部会連合発表会
    • Place of Presentation
      電気通信大学(調布市)
    • Year and Date
      2011-03-08
  • [Presentation] 状態空間モデルを用いた視覚誘発電位からの刺激系列推定2010

    • Author(s)
      入江純, 溝口高志, 山口高志, 山口朋成, 井上勝裕
    • Organizer
      電気学会 産業計測制御研究会
    • Place of Presentation
      電気通信大学(調布市)
    • Year and Date
      2010-12-14
  • [Presentation] 圧電センサを用いた睡眠時の心拍・呼吸体動関連情報抽出2010

    • Author(s)
      行徳浩光, 井上勝裕, 寺澤章, 米田光徳, 山本雅一, 北堂真子
    • Organizer
      計測自動制御学会九州支部 第29回学術講演会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] 高残響下での信号到来方向の推定に関する検討2010

    • Author(s)
      岩崎宣生, 古屋武志, 井上勝裕, 五反田博
    • Organizer
      計測自動制御学会九州支部 第29回学術講演会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] EEG Analysis based on Pulse Complex Model during Hand Motor Imagery2010

    • Author(s)
      H.Uno, T.Yamaguchi, J.Irie, M.Maeda, K.Inoue
    • Organizer
      The 42nd ISCIE International Symposium on Stochastic Systems and Systems Theory and its Applications
    • Place of Presentation
      岡山理科大学(岡山市)
    • Year and Date
      2010-11-27
  • [Presentation] Shape Description of 3D Objects by Curvature Spin Images Generated via Gaze Modeling2010

    • Author(s)
      T.Nakamae, M.Maeda, K.Inoue
    • Organizer
      The 42nd ISCIE International Symposium on Stochastic Systems and Systems Theory and its Applications
    • Place of Presentation
      岡山理科大学(岡山市)
    • Year and Date
      2010-11-27
  • [Presentation] SS-VEPを用いた文字選択システムにおける脳波解析2010

    • Author(s)
      井上勝裕, 大森香奈, 出口朋也
    • Organizer
      第40回日本臨床神経生理学会・学術大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2010-11-02
  • [Presentation] 視覚性誘発電位解析のためのモルフォロジカルフィルタ設計2010

    • Author(s)
      山口朋成, 入江純, 藤尾光彦, 井上勝裕
    • Organizer
      第4回ウェーブレット変換およびその応用に関するワークショップ
    • Place of Presentation
      豊橋技術科学大学(豊橋市)
    • Year and Date
      2010-09-28
  • [Presentation] Feature Extraction of Visual Evoked Potentials Using State-Space Model2010

    • Author(s)
      J.Irie, T.Yamaguchi, K.Omori, K.Inoue
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2010 in Taiwan
    • Place of Presentation
      台北市(台湾)
    • Year and Date
      2010-08-19
  • [Presentation] Feature Extraction from EEG Signals in SSVEP Spelling System2010

    • Author(s)
      T.Yamaguchi, K.Omori, J.Irie, K.Inoue
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2010 in Taiwan
    • Place of Presentation
      台北市(台湾)
    • Year and Date
      2010-08-19
  • [Presentation] 体動センサーを用いた空調制御に関する検討2010

    • Author(s)
      寺澤章, 米田光徳, 山本雅一, 山本松樹, 北堂真子, 井上勝裕, 白川修一郎
    • Organizer
      日本睡眠学会 第35回定期学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2010-07-02
  • [Presentation] 圧電センサを用いた睡眠状態に関する特徴抽出2010

    • Author(s)
      井上勝裕, 寺澤章, 米田光徳, 山本雅一, 北堂真子, 白川修一郎
    • Organizer
      日本睡眠学会 第35回定期学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2010-07-01

URL: 

Published: 2012-07-19  

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