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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

研究課題

研究課題/領域番号 15J03395
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ヒューマンインタフェース・インタラクション
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

叶賀 卓  慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード脳波 / 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
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Assessing the effects of voluntary and involuntary eyeblinks in independent components of electroencephalogram2016

    • 著者名/発表者名
      Suguru Kanoga, Masaki Nakanishi, Yasue Mitsukura
    • 雑誌名

      Neurocomputing

      巻: - ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2016.01.057

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 単極脳波信号を用いた子どもの集中状態判別2016

    • 著者名/発表者名
      叶賀卓,満倉靖恵
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 136

    • NAID

      130005254648

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ウェアラブル筋電センサを用いた前腕動作識別2017

    • 著者名/発表者名
      叶賀卓
    • 学会等名
      デジタルヒューマン技術協議会 2016年度第6回協議会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所 臨海副都心センター(東京都・江東区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of Happiness Elicited Taking a Food Using Near Infra-red Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Maoka Endo, Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • 学会等名
      The 8th 2016 International Conference on Information Technology and Electrical Engineering
    • 発表場所
      Yogyakarta (Indonesia)
    • 年月日
      2016-10-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      叶賀卓、満倉靖恵
    • 学会等名
      日本機械学会 福祉工学シンポジウム2016
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Cross-Bispectrum Analysis of EEG in Seat Angles2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Imai, Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • 学会等名
      電気学会C部門大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Predictive Models for Bicycle Riding Comfort Evaluation using Electromyogram and Electroencephalogram2016

    • 著者名/発表者名
      Noriki Toyoshima, Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • 学会等名
      2016 IEEE 12th International Colloquium on Signal Processing and Its Applications
    • 発表場所
      Melaka (Malaysia)
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biological Analysis for Transportation Seat Angle2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Imai, Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • 学会等名
      International Workshop on Computer Vision and Signal Processing
    • 発表場所
      Xi'an (China)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Brain Functional Activities on the Feeling Happiness using Near Infrared Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Maoka Endo, Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • 学会等名
      International Workshop on Computer Vision and Signal Processing
    • 発表場所
      Xi'an (China)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      叶賀卓
    • 学会等名
      画像応用技術専門委員会 2016年度第4回研究会
    • 発表場所
      中央大学(東京都・文京区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 車両シートおよび空調変動と脳波信号の関係解析2016

    • 著者名/発表者名
      叶賀卓
    • 学会等名
      感察工学研究会 2016年度第3回研究会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 実路走行中車両の評価に向けた脳波研究の紹介2016

    • 著者名/発表者名
      叶賀卓
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      産業技術総合研究所 臨海副都心センター(東京都・江東区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      叶賀卓,満倉靖恵
    • 学会等名
      瀬戸内信号処理研究会
    • 発表場所
      サンポートホール高松(香川県・高松市)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Eye Blink Artifact Rejection in Single-Channel Electroencephalographic Signals by Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition and Independent Component Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • 学会等名
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Milano (Italy)
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      叶賀卓,豊島紀樹,満倉靖恵
    • 学会等名
      第20回知能メカトロニクスワークショップ
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都・足立区)
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ICA-Based Positive Semidefinite Matrix Templates for Eye-Blink Artifact Removal from EEG Signal with Single-Electrode2015

    • 著者名/発表者名
      Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • 学会等名
      The 10th Asian Control Conference 2015
    • 発表場所
      Kota Kinabalu (Malaysia)
    • 年月日
      2015-06-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Electroencephalography2017

    • 著者名/発表者名
      Suguru Kanoga, Yasue Mitsukura
    • 出版者
      InTech
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Suguru Kanoga

    • URL

      http://u4ag2kanosr1.blogspot.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
  • [備考] 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 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/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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