Επεξεργασία και ανάλυση ηλεκτροεγκεφαλογραφικών σημάτων για την αναγνώριση συγκέντρωσης του υποκειμένου

Abstract

Τα τελευταία χρόνια, η τεχνική της Ηλεκτροεγκεφαλογραφίας (ΗΕΓ) χρησιμοποιείται ολοένα και περισσότερο σε συνδυασμό με υπολογιστικά εργαλεία της Μηχανικής Μάθησης, με σκοπό την αποκωδικοποίηση και την κατανόηση των εγκεφαλογραφικών σημάτων. Σε αυτό το πλαίσιο, η παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στη δημιουργία ενός αλγορίθμου ο οποίος θα χρησιμοποιεί ηλεκτροεγκεφαλογραφικά σήματα ανθρώπων, ώστε να αναγνωρίζει την ύπαρξη πνευματικής συγκέντρωσης σε αυτούς. Για τη δημιουργία ενός τέτοιου συστήματος χρησιμοποιήθηκαν ΗΕΓ σήματα που προέρχονται από μία βάση δεδομένων ανοιχτής πρόσβασης. Τα σήματα αυτά υπέστησαν ψηφιακή επεξεργασία, ώστε να αποκτήσουν την κατάλληλη μορφή για να αποτελέσουν είσοδο στο Σύστημα Αναγνώρισης Προτύπων, που δημιουργήθηκε στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Το Σύστημα αυτό αναλύει τα εγκεφαλογραφικά σήματα, μέσω των τεχνικών της εξαγωγής και έπειτα επιλογής χαρακτηριστικών, ώστε τελικά να τα ταξινομήσει σε κλάσεις ανάλογα με την ύπαρξη ή μη συγκέντρωσης στους εθελοντές κατά τη διάρκεια της καταγραφής. Ως εκ τούτου, προκύπτουν δύο κλάσεις. Στην πρώτη ανήκουν τα σήματα που προέρχονται από εθελοντές που βρίσκονται σε κατάσταση πνευματικής συγκέντρωσης, και στη δεύτερη ανήκουν τα σήματα που προέρχονται από εθελοντές που βρίσκονται σε κατάσταση απουσίας συγκέντρωσης - χαλάρωσης. Το αποτέλεσμα του λογισμικού συστήματος αποδεικνύει ότι είναι εφικτός ο επιτυχής διαχωρισμός και η κατηγοριοποίηση σημάτων ηλεκτροεγκεφαλογραφίας ανάλογα με την ύπαρξη ή μη συγκέντρωσης στα υποκείμενα των καταγραφών.