Brain-computer interaction analysis based on EEG signal and gaze-tracking information

• Autorzy: Kaszuba K. , Kostek B.

Warianty tytułu

PL

Analiza interakcji mózg-komputer wykorzystująca sygnał EEG i informację z systemu śledzenia punktu fiksacji wzroku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents an attempt to integrate EEG signal analysis with information about human visual activities, i.e. gaze fixation point. The results from gaze-tracking-based measurement were combined with the standard EEG analysis. A search for correlation between the brain activity and the region of the screen observed by the user was performed. The preliminary stage of the study consists in electrooculography (EOG) signal processing. The EOG signal was obtained in a series of experiments and served as reference data. An attempt to correlate this Information with the EEG signal analysis is described and multiple approaches of signal pre-processing, feature extraction and classification are applied.

PL

W niniejszym artykule podjęto próbę analizy sygnału EEG z informacją o aktywności wzrokowej człowieka w kontekście interfejsów mózg-komputer. Wykorzystano funkcjonalności rejestratora sygnału EEG oraz systemu śledzenia punktu fiksacji wzroku. Poszukiwana była korelacja pomiędzy obserwowanym obszarem ekranu a aktywnością mózgu. Sygnał EOG, nagrany w trakcie serii wstępnych eksperymentów, posłużył jako dane referencyjne. Zbadano możliwość automatycznej detekcji podobnej informacji w sygnale EEG poprzez zastosowanie różnych metod wstępnego przetwarzania, ekstrakcji cech sygnału oraz zastosowaniu różnych klasyfikatorów.

Słowa kluczowe

EN

EEG signal; EOG signal; gaze tracking; brain-computer interface

PL

sygnały EEG; EOG; śledzenie punktu fiksacji wzroku; interfejs mózg-komputer

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 5
• Strony: 21--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Kaszuba K.

autor

Kostek B.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Electronics, Telecommunication and Informatics, Multimedia Systems Department, Gdańsk, Poland

Bibliografia

• [1] Kunka B., Czyzewski A., Kostek B.: Concentration tests: an application of gaze tracker to concentration exercises, 1st International Conference on Computer Supported Education, Lisbon, 2009.
• [2] Kunka B., Kostek B.: A new method of audio-visual correlation analysis, International Multiconference on Computer Science and Information Technology, vol. 4, 497-502, Mrągowo, Poland, October 2009.
• [3] Yoo D. H., Chung M. J.: Non-intrusive eye gaze estimation without knowledge of eye pose, Proc. VI IEEE Int. Conf. on Automatic Face and Gesture Recognition, Seoul, Korea, 17-19 May 2004.
• [4] Yoo D. H., Kim J. H., Lee B. R., Chung M. J.: Non-contact eye gaze tracking system by mapping of corneal reflections, Proc. V IEEE Int. Conf. on Automatic Face and Gesture Recognition, Washington, USA, 20-21 May 2002.
• [5] Zhu Z., Ji Q.: Eye gaze tracking under natural head movements, Proc. 2005 IEEE Comp. Soc. Conf. on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR'05), pp. 918-923, vol. 1, 2005.
• [6] Medelec, Clinical Applications: The electro-oculogram E.O.G. Vickers Medical Division, Medelec Limited, 1995.
• [7] Starlab Enobio System http://starlab.es/products/enobio – accessed December 10 '2010.
• [8] Emotiv Systems: http://www.emotiv.com/ - accessed March 10 '2011.
• [9] Kaufman A. E., Bandopadhay A., Shaviv B. D.: An Eye Tracking Computer User Interface, Computer Science Department, State University of New York at Stony Brook, 1991.
• [10] Sanei S., Chambers J. A.: EEC Signal Processing, Centre of Digital Processing, Cardiff University, UK, 2008.
• [11] Stastny J., Sovka P., Stancak A.: EEC Signal classification, Proc. 23rd Annual EMBS International Conference, Prague, Czech Republic, 2001.
• [12] Leshem G., Ritov Y.: Traffic Flow Prediction using Adaboost Algorithm with Random Forests as a Weak Learner, World Academy of Science, Engineering and Technology 25, 193-198, 2007.
• [13] Tian O., Hong-Tao L., Bao-Liang L.: Vigilance Analysis Based On EEG Signals: Seeking For Suitable Features, Journal of Biological Systems, 18, Special Issue, pp. 81-99, 2010.
• [14] http://www.cs.waikato.ac.nz/ml/weka/ - accessed March 1 '2011.