Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2017 - zeszyt 7

Project and evaluation EMG/EOG human-computer interface

10.15199/48.2017.07.28

nr katalogowy: 107481
10.15199/48.2017.07.28

Streszczenie

In this paper we present Electromyography/Electrooculography (EMG/EOG) speller. It allows users to write sentences or phrases using blinking exclusively. Eye blinks are detected through simple threshold method. Moreover, the speller is comfortable to use. We based it on Open Source software available for free, as well as low-cost OpenBCI hardware. We measured the performance of the interface in an experiment. The results showed that: (1) symbols were recognised at 90% accuracy rate; (2) 100% of eye blinks was detected; (3) Information Transfer Rate (ITR) we achieved equaled 43,3 bit/min.

Abstract

W artykule zaprezentowano interfejs człowiek-komputer wykorzystuja˛cy Elektromiografie˛ i Elektrookulografie˛. Interfejs umoz˙liwia pisanie jedynie za pomoca˛ wykrywanych mrugnie˛c´. Do ich wykrywania zastosowano prosta˛ detekcje˛ progowa˛. Ponadto, interfejs jest wygodny w uz˙yciu. Bazuje on na darmowym oprogramowaniu Open Source i tanim urza˛dzeniu OpenBCI. Przeprowadzono eksperyment testuja˛cy moz˙liwos´c´i interfejsu. Uzyskano naste˛puja˛ce rezultaty: (1) 90% skutecznos´ci w rozpoznawaniu znaków; (2) 100% skutecznos´c´ w detekcji mrugnie˛cia; (3) Współczynnik Information Transfer Rate (ITR) wyniósł 43,3 bit/min(Projekt i ewaluacja interfejsu człowiek komputer wykorzystuja˛cego EMG/EOG)

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Graimann B., B. Allison and A. Gräser. New applications for non-invasive brain-computer interfaces and the need for engaging training environments Proceedings of the International Conference on Advances in Computer Entertainment, pp 25- 28, 2007.
[2] Young B. M., Z. Nigogosyan , V.A. Nair, L.M. Walton, J. Song, M. E.Tyler, D. F. Edwards, K. Caldera, J. A. Sattin, J. C. Williams et al. Case report: post-stroke interventional BCI rehabilitation in an individual with preexisting sensorineural disability Frontiers in Neuroengineering, 7-18, 2014
[3] Papastergiou M. Digital game-based learning in high school computer science education: Impact on educational effectiveness and student motivation Computers & Education, 52, 1- 12, 2009.
[4] Dyck J., D. Pinelle, B. Brown and C. Gutwin. Learning from games: Hci design innovations in entertainment software. Graphics Interface, pp 237-246, 2003.
[5] Dudfield H., C. Macklin, R. Fearnley, A. Simpson and P. Hall. Big is better? Human factors issues of large screen displays with military command teams. Human Interfaces in Control Rooms, Cockpits and Command Centres, 304-309, 2001.
[6] Sellers E., E. Donchin. A P300-based brain-computer interface: initial tests by ALS patients. Clinical neurophysiology, 117, 538-548, 2006
[7] Birbaumer N. Breaking the silence: brain-computer interfaces (BCI) for communication and motor control. Psychophysiology 43.6, 517-532, 2006.
[8] Graimann B, B. Allison and G. Pfurtscheller. Brain-computer interfaces: A gentle introduction Springer: Brain-Computer Interfaces, pp 1-27, 2009.
[9] Guger C., S. Daban, E. Sellers, C. Holzner, G. Krausz, R. Carabalona, F. Gramatica and G. Edlinger. How many people are able to control a P300-based brain-computer interface (BCI)?. Neuroscience letters 462.1, 94-98, 2009.
[10] Donchin E, K. M. Spencer and R. Wijesinghe. The mental prosthesis: assessing the speed of a P300-based braincomputer interface. IEEE transactions on rehabilitation engineering, 8.2, 174-179, 2000.
[11] Jukiewicz M. and A. Cysewska-Sobusiak. Low-cost evoked potentials detection for brain computer-interfaces. Computer Applications in Electrical Engineering, 13, 102-110, 2015.
[12] Jones E., T. Oliphant, P. Peterson et al. SciPy: Open source scientific tools for Python. http : //www.scipy.org
[Online; accessed 2016-11-18], 2001.
[13] Van Der Walt S., S. C. Colbert and G. Varoquaux. The NumPy array: a structure for efficient numerical computation. Computing in Science & Engineering, 13.2, 22-30, 2011.
[14] Peirce J. W. PsychoPy—psychophysics software in Python. Journal of neuroscience methods, 162.1, 8-13, 2007.
[15] Al Mamun S. A. Emotiv EPOC Bengali brain computer interface controlled by single emokey. International Conference on Emerging of Networking, Communication and Computing Technologies (ICENCCT 2014) Co-jointed with International Conference on Emerging Trends of Computer Science with Educational Technology (ICETCSET 2014)-Zurich, Switzerland, 22-23, 2014.
[16] Nakanishi M., Y. Mitsukura, Y. Wang, Y. T. Wang and T. P. Jung. Online voluntary eye blink detection using electrooculogram. International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, Palma, Mallorca, Spain, 2012.
[17] Vasiljevas M., R. Turˇcinas and R. Damaševiˇcius. Development of emg-based speller. Proceedings of the XV International Conference on Human Computer Interaction, p 7, 2014.
[18] Vasiljevas M., R. Turcinas and R. Damasevicius. Emg speller with adaptive stimulus rate and dictionary support. Computer Science and Information Systems (FedCSIS), 2014 Federated Conference on (IEEE) pp 227-234, 2014.
[19] Vasiljevas M. Development of a concept-based EMG-based speller. Dyn,a 82.193, 170-179, 2015.
[20] Usakli A. B., S. Gurkan, F. Aloise, G. Vecchiato and F. Babiloni Design of a novel efficient human-computer interface: An electrooculagram based virtual keyboard. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 59.8, 2099-2108, 2010.
[21] Zheng M.M., X-R. Gao, Research of Speller System Based on EOG. Chinese Journal of Biomedical Engineering, 6, 2012.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 107481 "Project and evaluation EM..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-7 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2017-7

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma