딥러닝 모델을 이용한 초등학생 게임 이용자의 뇌파와 중학생 게임 이용자의 뇌파 분류 장치 및 방법
DEVICE AND METHOD FOR EEG CLASSIFICATION OF ELEMENTARY SCHOOL GAME USERS AND MIDDLE SCHOOL GAME USERS USING DEEP LEARNING MODEL
특허 요약
딥러닝 모델을 이용한 초등학생 게임 이용자의 뇌파와 중학생 게임 이용자의 뇌파 분류 장치 및 방법이 개시된다. 상기 뇌파 분류 방법은 프로세서(processor)를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 초등학생 게임 이용자의 뇌파와 중학생 게임 이용자의 뇌파 분류 방법으로서, 뇌파를 획득하는 단계, 상기 뇌파를 전처리하는 단계, 전처리된 뇌파로부터 학습 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(Artificial Neural Network, ANN) 모델을 학습하여 뇌파를 분류하는 분류 모델을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 뇌파를 전처리하는 단계는, 제1 샘플링율로 샘플링된 상기 뇌파를 상기 제1 샘플링율 보다 작은 제2 샘플링율로 다운 샘플링하는 단계, 및 대역통과 필터를 이용하여 다운 샘플링된 상기 뇌파를 필터링하는 단계를 포함하고, 상기 학습 데이터를 생성하는 단계는, 길이가 l(l은 임의의 실수)인 상기 뇌파를 시점이 a×n(a는 임의의 실수, n은 음이 아닌 정수)이고 길이가 b(b는 임의의 실수)가 되도록 분할한다.
청구항
번호청구항
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프로세서(processor)를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 초등학생 게임 이용자의 뇌파와 중학생 게임 이용자의 뇌파 분류 방법에 있어서,미리 정해진 게임을 수행하는 도중에 발생하는 뇌파를 획득하는 단계;상기 뇌파를 전처리하는 단계;전처리된 뇌파로부터 학습 데이터를 생성하는 단계;상기 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(Artificial Neural Network, ANN) 모델을 학습하여 뇌파를 분류하는 분류 모델을 생성하는 단계;타겟 사용자의 타겟 뇌파를 획득하는 단계;상기 타겟 뇌파를 전처리하는 단계;입력 데이터를 생성하는 단계;상기 입력 데이터를 상기 분류 모델에 입력하여 상기 타겟 뇌파를 분류하는 단계; 및상기 타겟 사용자의 집중력을 도출하는 단계를 포함하고,상기 뇌파를 전처리하는 단계는,제1 샘플링율(sampling rate)로 샘플링된 상기 뇌파를 상기 제1 샘플링율 보다 작은 제2 샘플링율로 다운 샘플링하는 단계; 및대역통과 필터(bandpass filter)를 이용하여 다운 샘플링된 상기 뇌파를 필터링하는 단계를 포함하고,상기 학습 데이터를 생성하는 단계는, 길이가 l(l은 임의의 실수)인 상기 뇌파를 시점이 a×n(a는 임의의 실수, n은 음이 아닌 정수)이고 길이가 b(b는 임의의 실수)가 되도록 분할하고,분할된 뇌파들 중 서로 인접한 뇌파들 간의 중첩되는 부분의 길이는 중첩되지 않은 부분의 길이보다 작고,상기 집중력을 도출하는 단계는,상기 타겟 뇌파를 주파수 영역으로 변환하는 단계;상기 타겟 뇌파에 포함된 세타파(theta wave)의 상대 파워(relative power)를 산출하는 단계; 및산출된 상대 파워를 임계치와 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 타겟 사용자의 집중력 정도를 산출하는 단계를 포함하고,상기 임계치는 상기 타겟 뇌파의 분류 그룹의 세타파의 상대 파워의 평균 또는 상대 파워의 평균에 표준편차를 더한 값이고,상기 집중력 정도를 산출하는 단계는, 상기 타겟 뇌파가 측정된 채널별, 상기 타겟 뇌파에 포함된 세타파의 상대 파워와 상기 임계치의 차이의 총합을 상기 집중력 정도의 지표로 도출하는,뇌파 분류 방법.

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제1항에 있어서,상기 입력 데이터를 생성하는 단계는, 상기 타겟 뇌파를 분할하여 복수의 입력 데이터를 생성하고,상기 타겟 뇌파를 분류하는 단계는, 상기 복수의 입력 데이터에 대한 분류 결과 중 다수를 차지하는 분류 결과를 상기 타겟 뇌파의 분류 결과로 도출하는,뇌파 분류 방법.

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