Implementation of a steady state visual evoked potantial based brain computer interface

Abstract

Özetçe-Bu çalışmada durağan hal görsel uyarılmış potansiyel temelli beyin bilgisayar arayüzü tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Beyin sinyallerinin elde edilebilmesi için taşınabilir ve uygun fiyatlı bir EEG cihazından faydalanılmıştır. Görsel uyaran kaynağı olarak bilgisayar monitörü tercih edilmiştir. Online ve offline deneylerde, kullanıcının odaklanmış olduğu görsel uyaranın tespit edilebilmesi için EEG sinyalinin görsel uyaranların frekansındaki bileşenlerinin genlik değerleri ve korelasyon katsayısı özniteliklerinin her ikisi de test edilmiştir. Sınıflandırma aşamasında farklı sınıflandırma metotlarının performansı kıyaslanmış ve tablolar halinde sunulmuştur.Anahtar Kelimeler -Beyin bilgisayar arayüzü; durağan hal görsel uyarılmış potansiyel; Emotiv Epoc.Abstract-In this study, steady-state visual evoked potential based brain computer interface design and implementation was being carried out. A portable and affordable EEG device was used to obtain brain signals. Computer monitor were preferred as visual stimuli source. In offline and online experiment, for detection of target visual stimulus selected by user, the amplitude of the EEG signal components, which correspond visual stimulus frequencies, and correlation coefficient features were tested. In the classification stage the performance of different classification methods were compared and presented along tables.Keywords -brain-computer interfaces; steady-state visual evoked potential; Emotiv Epoc. I. GİRİŞBeyin Bilgisayar Arayüzleri (BBA); kullanıcıya, dış dünya ile haberleşme ve kontrol faaliyetleri için, beynin normal çıkış kanalları olan çevresel sinir sistemine ve kaslara bağımlı olmayan çıkış yolları sağlar. BBA çalışmaları, bilinçli kas kontrollerine ihtiyaç duyulduğu geleneksel teknolojilerin kullanılmasını imkânsız kılan motor hastalıklarına sahip kişiler için yepyeni iletişim seçenekleri sunabilmektedir [1]. Bu çalışma Karabük Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi kapsamında desteklenmektedir. Beyin Bilgisayar Arayüzleri; kişinin bilinçli beyin faaliyetleri (bir uzvunu hareket ettirdiğini hayal etmesi, bir noktaya dikkatini vermesi… vb.) yürüttüğü esnada ortaya çıkan sinyalleri toplayıp, bu sinyallere ileri sinyal işleme metotları uygulayarak kişinin zihinsel faaliyetini tespit etmeye çalışan ve bu faaliyet ile ilişkilendirilmiş fonksiyonu (robot kolun, bilgisayarın kontrolü…) icra eden sistemlerdir. Kısaca BBA sistemi, kişiye yalnızca beynini kullanarak haberleşme ve kontrol imkânı sunmaktadır [2]. BBA araştırmalarının başlıca hedefi engelli kişiler olmakla birlikte [3], sinirbilim araştırmaları, cihazların ve robotların uzaktan kontrolü, akıllı ev uygulamaları, oyun sektörü uygulamaları gibi birçok çalışma alanı da hedefleri içerisinde yer almaktadır [4], [5]. Son yıllardaki BBA çalışmalarında sinyal kaynağı olarak durağan hal görsel uyarılmış potansiyeller (SSVEP), olaya ilişkin potansiyeller ve Sensör-Motor aktivitesi tercih edilmektedir [6]. Bunların arasından, SSVEP temelli beyin bilgisayar arayüzleri noninvazif yöntemle sinya...

Emotiv Epoc ile Durağan Hal Görsel Uyarılmış Potansiyel Temelli Beyin Bilgisayar Arayüzü Uygulaması

“…Bu esnada kişiden alınan EEG sinyallerine uygulanan sinyal işleme metotları ile hedef görsel uyaran tespit edilmeye çalışılır. Hedef görsel uyaranın tespit edilmesi ile sistem çıkışındaki ilişkili komut (fare imleci kontrolü…) icra edilir (Şekil 2) [9]. Şekil 2.…”