EmotivPRO ลบ artifacts ออกจากข้อมูล EEG ที่เก็บรวบรวมโดยอัตโนมัติหรือไม่?
สิ่งแปลกปลอม
เมื่อใช้หูฟัง EEG บางสัญญาณอาจรบกวนการวัดคลื่นสมอง สัญญาณที่ไม่ต้องการเหล่านี้เรียกว่า “สิ่งแปลกปลอม” มีอยู่สองประเภทหลัก:
สิ่งแปลกปลอมภายใน: สิ่งเหล่านี้เกิดจากสัญญาณชีวภาพปกติจากร่างกายของคุณ เช่น:
กิจกรรมของกล้ามเนื้อใบหน้า คอและขากรรไกร: การยิ้ม การกัดฟันหรือการขมวดคิ้ว การกระพริบตา การขยิบตา การเคี้ยว การพูด การหันศีรษะ (กล้ามเนื้อคอ) กลุ่มกล้ามเนื้อแต่ละกลุ่มนี้อยู่ใกล้กับเซ็นเซอร์ EEG บางตัวมากกว่าและห่างจากตัวอื่น ๆ มาก ดังนั้นสัญญาณที่ตรวจพบในแต่ละตำแหน่งจึงแตกต่างกัน ทำให้สิ่งแปลกปลอมยากต่อการกำจัดจริงๆ Emotiv ใช้วิธีการประมวลผลสัญญาณและการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อตีความการกระจายของสัญญาณกล้ามเนื้อเพื่ออนุมานว่ากลุ่มใดที่กำลังทำงาน และเพื่อระบุการแสดงออกทางใบหน้าของคุณ!
กิจกรรมของตา: ลูกตาของคุณแต่ละข้างมีความเข้มข้นสูงของเส้นประสาทที่พื้นผิวหลัง (เรตินา เส้นประสาทตา) และเกือบไม่มีเส้นประสาทที่พื้นผิวหน้า โดยทั่วไปแล้ว ลูกตาของคุณทำหน้าที่เป็นดิโพลาร์ขนาดใหญ่ซึ่งมีความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้าจากด้านหน้าไปด้านหลัง เมื่อคุณหมุนตาในถุงของมัน สนามดิโพลาร์จะเปลี่ยนทิศทางไปในที่ที่คุณมองเห็น และตรวจพบเป็นการเปลี่ยนแปลงในศักย์ชีวภาพพื้นหลังซึ่งมีมุมที่แตกต่างไปตามตำแหน่งแต่ละเซ็นเซอร์ EEG ซึ่งหมายความว่าไม่ใช่สัญญาณจากแหล่งเดียวกับเซ็นเซอร์ สัญญาณแปลกปลอมเพิ่มเติมถูกสร้างโดยกล้ามเนื้อที่ควบคุมการหมุนของตาคุณ
สัญญาณหัวใจ: หัวใจของคุณเป็นแหล่งข้อมูลสัญญาณกล้ามเนื้อดิบที่สำคัญ ซึ่งบางครั้งสามารถตรวจจับได้โดยตรงจากบางหรือทุกช่องทาง EEG ในแบบเดียวกับที่บันทึกการตรวจกราฟหัวใจ ทั้งลักษณะ P-Q-R-S-T บางอย่างอาจถูกสังเกตเห็นได้โดยตรงจากช่องทาง EEG บางช่อง ทางที่สองของสิ่งแปลกปลอมของหัวใจเกิดจากหลอดเลือดใหญ่ซึ่งขยายและหดตัวเมื่อลมหายใจเข้าสู่หลอดเลือดแดงของคุณ กำแพงหลอดเลือดเป็นกล้ามเนื้อ และสร้างสัญญาณทุติยภูมิเมื่อพวกมันขยายและหดตัวในจังหวะเดียวกับการเต้นของหัวใจของเรา ในที่สุด หากคุณเกิดวางเซ็นเซอร์ใกล้กับหลอดเลือดสำคัญ เซ็นเซอร์อาจถูกเคลื่อนที่เชิงกลโดยรูปร่างและขนาดของหลอดเลือดที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนไหวจังหวะของเซ็นเซอร์บนพื้นผิวผิวหนังซึ่งสามารถเปลี่ยนความต้านทานการติดต่อและก่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกติในรูปแบบรอบๆ
การกระทำเหล่านี้สร้างสัญญาณชีวภาพอื่นๆ เช่น กล้ามเนื้อและตาที่สามารถผสมกับข้อมูลคลื่นสมองได้ โดยปกติสัญญาณชีวภาพเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าสัญญาณสมองมาก ทำให้การตรวจจับกิจกรรมสมองทำได้ยาก การกรองบางรูปแบบและการแยกที่มาไม่น่าจะสำเร็จเว้นแต่จะดำเนินการกรองฟิลเตอร์และการแยกแหล่งที่มา
สิ่งแปลกปลอมภายในการแบ่งเป็นหมวดหมู่ที่เฉพาะเจาะจงและคาดการณ์ได้ และมีเครื่องมือบรรจุข้อมูลล่วงหน้ามากมายที่สามารถใช้ในการลบออกอย่างเลือกหาได้ วิธีที่พบบ่อยที่สุดคือการวิเคราะห์องค์ประกอบอิสระ (ICA, ที่มีอยู่ในห้องสมุดต่างๆ เช่น EEGLab, NME และอื่นๆ) และวิธีการสร้างสิ่งกีดขวางย่อย (ASR, rASR, มีประสิทธิภาพเชิงคำนวณมากกว่า ICA) แบบจำลองเหล่านี้พึ่งพาการแยกสัญญาณในช่วงเวลาหนึ่งให้เป็นส่วนประกอบต่างๆ แล้วประกอบสัญญาณใหม่จากชุดย่อยขององค์ประกอบเหล่านี้ที่ไม่สัมพันกับสิ่งแปลกปลอมที่แตกต่างกัน
ข้อมูล EEG ของ Emotiv ส่งต่อไปยัง PC แม่ข่ายให้สะอาดที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ไม่ลบสิ่งแปลกปลอมของสัญญาณชีวภาพภายในซึ่งอาจสนใจในกลุ่มผู้ใช้ต่างๆ และยังเพิ่มความสามารถของวิธีการ ICA และ rASR ในการแยกสิ่งแปลกปลอมภายในที่รู้จัก เนื่องจากสัญญาณของพวกมันไม่ได้รับการบิดเบือนโดยการกรองบนอุปกรณ์
สิ่งแปลกปลอมภายนอก: สิ่งเหล่านี้มาจากแหล่งภายนอก เช่น:
เซ็นเซอร์หลุด การขยับของหูฟังบนหัวหรือถูกกระแทก
สนามไฟฟ้าที่แพร่จากเครื่องใช้ไฟฟ้า คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ เครื่องหม้อแปลงและการเดินสายไฟฟ้า โดยเฉพาะที่ความถี่ของสายไฟ (50/60 Hz) และทวีคูณที่เป็นฮาร์โมนิคของความถี่เหล่านี้ สัญญาณรบกวนสายไฟมักเป็นแหล่งสิ่งแปลกปลอมที่แข็งแรงที่สุดในสัญญาณ EEG
ระบบ EEG สมัยใหม่ใช้ตัวเปลี่ยนสัญญาณอะนาล็อกเป็นดิจิตอลซึ่งทำงานด้วยความถี่ในการสุ่มที่แน่นอน ปรากฏการณ์ที่รู้จักกันดีเกี่ยวกับการสุ่มแบบดิจิตอลคือการใช้นามว่า "aliasing" ในที่ที่ระบบการสุ่มสุ่มพบสัญญาณที่มีส่วนประกอบความถี่สูงกว่าครึ่งของความถี่สุ่ม (ความถี่ Nyquist) เช่น เมื่อสุ่มที่ 128Hz ความถี่ Nyquist คือ 64Hz เพียงสูงกว่าความถี่สายไฟ 60Hz เล็กน้อย แต่ฮาร์โมนิคของ 60Hz: [120Hz, 180Hz, 240Hz, …] "ห่อกลับ" ที่ความถี่ Nyquist และปรากฏเป็นสัญญาณปลอมที่ 8Hz, 24Hz, 16Hz เป็นต้น เพราะระบบดิจิตอลสุ่มส่วนหนึ่งของทุกวินาทีที่สอง สาม สี่ รอบของสัญญาณที่มีความถี่สูงเหล่านี้ ฮาร์โมนิคสูงของการฉายรังสีสายไฟมีอยู่เนื่องจากกระแสและสนามฉายในระบบไฟฟ้านั้นไม่ค่อยเป็นสัญญาณไซน์ที่สมบูรณ์แบบ โดยปกติแล้วมีพลังงานฉายรังสีที่สามารถตรวจได้ถึงประมาณฮาร์โมนิคที่ 10 สัญญาณที่ใช้หน้าตัวส่งที่ฟรบสูงเขาเหล่านี้ไม่สามารถแยกแยะได้จากการสั่นซึ่งเกิดขึ้นจริงที่ความถี่ต่ำกว่าในช่วงทั่วไปของสัญญาณสมอง ดังนั้นพวกมันต้องถูกเอาออกจากสัญญาณที่เข้ามาก่อนที่จะนำไปให้ระบบสุ่ม
สนามไฟฟ้าสถิตจากวัตถุและผู้คนที่มีประจุใกล้เคียง: การสะสมประจุไฟฟ้าสถิตสามารถทำให้เกิดความแตกต่างในศักย์ของหลายพันโวลต์ระหว่างคุณและผู้คนหรือวัตถุที่อยู่รอบๆ โดยตัวอย่าง วัตถุที่มีประจุบวกจะดึงดูดประจุลบในร่างกายและศีรษะของคุณไปยังวัตถุนั้น และผลักประจุลบให้ห่างออกไป ส่งผลให้เกิดการกระจายที่ไม่เทียมในศักย์ของร่างกายภายใต้เซ็นเซอร์ EEG ที่แตกต่างกัน อุปกรณ์ Emotiv ใช้การรับรู้สัญญาณที่ต่อกัน (การกรองสัญญาณผ่านค่าคะแนนสูง) พร้อมกับอิงจุดอ้างอิงเพียงหนึ่งจุด เพื่อตัดการกระจายประจุไฟฟ้าสถิตที่ไม่เท่ากันในระดับที่สำคัญ แต่หากคุณหรือแหล่งค่าประจุเหล่านี้ย้ายไปรอบๆ ค่าประจุบนนร่างกายของคุณสามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ ทำให้เกิดศักย์ที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งอาจเร็วพอที่จะถูกส่งผ่านเข้ามาสู่ตัวกรองได้
ศักย์ไฟฟ้าสถิตของคุณสามารถเปลี่ยนแปลงช้าๆ หรือรวดเร็วได้หากคุณรับหรือปล่อยค่าประจุ เช่นโดยเดินบนพรมหรือสัมผัสวัตถุโลหะ อาจเกิดประกายไฟ ศักย์ของร่างกายคุณสามารถเปลี่ยนแปลงโดยหลายหมื่นโวลต์ในทันทีไม่กี่วินาทีหรือระยะเวลาที่ยาวนานกว่านั้น การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถทำให้วงจรการยกเลิกศักย์ของร่างกายในระบบ EEG แบบสวมใส่ล้มเหลวได้ชั่วคราว ส่งผลให้เกิดสัญญาณเชิงขนานขนาดใหญ่และการฟื้นฟูที่ช้ากว่าในสัญญาณ EEG
ระบบ EEG ที่ตั้งอยู่ในห้องปฏิบัติการสามารถป้องกันได้จากสิ่งแปลกปลอมเหล่านี้หลายอย่าง เช่น โดยการจำกัดการเคลื่อนไหวของผู้ทดสอบ การสกรีนด้วยไฟฟ้าในห้องปฏิบัติการ การติดตั้งสายดินให้กับผู้ตรวจเพื่อป้องกันการสะสมของไฟฟ้าสถิต อัตราสุ่มสูงและอื่นๆ
ระบบ EEG แบบไร้สายที่ใช้แบตเตอรี่ไม่สามารถพึ่งพาวิธีการเหล่านี้และต้องใช้กลยุทธ์การลดทอน โดยอัตราการส่งข้อมูลต้องสมดุลกันกับอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ เพราะว่าทรานสมิตเตอร์แบบไร้สายต้องใช้พลังงานค่อนข้างมาก
ลดการรบกวน
หูฟัง EEG ได้รับการออกแบบเพื่อลดเสียงรบกวนที่ไม่ต้องการ แหล่งเสียงรบกวนที่อยู่นอกบริบทมากที่สุด เช่น ไฟฟ้าสถิตและการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่น เสียงรบกวน 50/60 Hz และฮาร์โมนิคจากสายไฟ) ปรากฏเป็นเสียงแบบ Common Mode Noise, ที่ศักย์ร่างกายพื้นฐานแกว่งแบบเดียวกันบนเซ็นเซอร์ทุกตัว
อุปกรณ์ Emotiv ใช้เซ็นเซอร์อ้างอิงจุดเดียว (CMS) เพื่อวัดศักย์ร่างกาย รวมกับระบบยกเลิกที่ใช้งานในโดเมนแอนะล็อก (สัญญาณ CMS ถูกประมวลผลและส่งกลับไปยังเซ็นเซอร์ DRL เพื่อยกเลิกการแกว่งแบบ Common Mode และอนุมานระดับอ้างอิง EEG ที่มีเสียงรบกวนต่ำ สำหรับตัวขยายอินพุตที่แตกต่าง กรอง (AC coupling) และกรองไฟล่าง (analog anti-alias filter), การสุ่มภายในที่ 2048Hz ตามด้วยกรองดิจิตอลที่สุ่มต่ำที่ความถี่ Nyquist, การกรอง dual notch ที่ 50/60Hz และการสุ่มใหม่ด้วยความถี่ส่งข้อมูลในโดเมนดิจิตอลใน DSP โปรเซสเซอร์ ในหูฟังก่อนการส่งผ่าน วิธีการเหล่านี้ลดระดับเสียงรบกวนภายนอกส่วนใหญ่จนถึงระดับที่ไม่สามารถตรวจจับได้เมื่อหูฟังกำลังกรองได้ถูกต้องและความต้านทานการติดต่อมีต่ำ
สิ่งประดิษฐ์เคลื่อนไหวลดลงโดยการออกแบบเชิงกลซึ่งสนับสนุนทุกเซ็นเซอร์อย่างอิสระและปรับให้เข้ากับขนาดและรูปร่างของผู้ใช้แต่ละคน
EmotivPRO ประมวลผลข้อมูลอย่างไร
ข้อมูล EEG ใน EmotivPRO จะถูกบันทึกตามที่ได้รับจากหูฟัง ซอฟต์แวร์จะไม่ลบสิ่งแปลกปลอมจากการเคลื่อนไหวกล้ามเนื้อหรือตาโดยอัตโนมัติ เนื่องจากเทคนิคทำความสะอาดข้อมูล (เช่น ICA) ทำงานได้ดีขึ้นกับข้อมูลดิบที่ยังไม่ได้กรอง อย่างไรก็ตาม อย่างที่อธิบายข้างต้น หูฟัง Emotiv จะใช้การประมวลผลสัญญาณที่ปรับปรุงอย่างละเอียดซึ่งช่วยให้ออกมาเป็นสัญญาณที่สะอาด เมื่อหูฟังมีการเชื่อมต่อที่ดี ทำให้ข้อมูลคลื่นสมองวิเคราะห์ได้ง่ายขึ้น
บทความนี้มีประโยชน์หรือไม่?
บทความที่เกี่ยวข้อง
ไม่พบสิ่งที่คุณต้องการใช่หรือไม่?
ทีมสนับสนุนของเราอยู่ห่างออกไปเพียงคลิกเดียว
EmotivPRO ลบ artifacts ออกจากข้อมูล EEG ที่เก็บรวบรวมโดยอัตโนมัติหรือไม่?
สิ่งแปลกปลอม
เมื่อใช้หูฟัง EEG บางสัญญาณอาจรบกวนการวัดคลื่นสมอง สัญญาณที่ไม่ต้องการเหล่านี้เรียกว่า “สิ่งแปลกปลอม” มีอยู่สองประเภทหลัก:
สิ่งแปลกปลอมภายใน: สิ่งเหล่านี้เกิดจากสัญญาณชีวภาพปกติจากร่างกายของคุณ เช่น:
กิจกรรมของกล้ามเนื้อใบหน้า คอและขากรรไกร: การยิ้ม การกัดฟันหรือการขมวดคิ้ว การกระพริบตา การขยิบตา การเคี้ยว การพูด การหันศีรษะ (กล้ามเนื้อคอ) กลุ่มกล้ามเนื้อแต่ละกลุ่มนี้อยู่ใกล้กับเซ็นเซอร์ EEG บางตัวมากกว่าและห่างจากตัวอื่น ๆ มาก ดังนั้นสัญญาณที่ตรวจพบในแต่ละตำแหน่งจึงแตกต่างกัน ทำให้สิ่งแปลกปลอมยากต่อการกำจัดจริงๆ Emotiv ใช้วิธีการประมวลผลสัญญาณและการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อตีความการกระจายของสัญญาณกล้ามเนื้อเพื่ออนุมานว่ากลุ่มใดที่กำลังทำงาน และเพื่อระบุการแสดงออกทางใบหน้าของคุณ!
กิจกรรมของตา: ลูกตาของคุณแต่ละข้างมีความเข้มข้นสูงของเส้นประสาทที่พื้นผิวหลัง (เรตินา เส้นประสาทตา) และเกือบไม่มีเส้นประสาทที่พื้นผิวหน้า โดยทั่วไปแล้ว ลูกตาของคุณทำหน้าที่เป็นดิโพลาร์ขนาดใหญ่ซึ่งมีความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้าจากด้านหน้าไปด้านหลัง เมื่อคุณหมุนตาในถุงของมัน สนามดิโพลาร์จะเปลี่ยนทิศทางไปในที่ที่คุณมองเห็น และตรวจพบเป็นการเปลี่ยนแปลงในศักย์ชีวภาพพื้นหลังซึ่งมีมุมที่แตกต่างไปตามตำแหน่งแต่ละเซ็นเซอร์ EEG ซึ่งหมายความว่าไม่ใช่สัญญาณจากแหล่งเดียวกับเซ็นเซอร์ สัญญาณแปลกปลอมเพิ่มเติมถูกสร้างโดยกล้ามเนื้อที่ควบคุมการหมุนของตาคุณ
สัญญาณหัวใจ: หัวใจของคุณเป็นแหล่งข้อมูลสัญญาณกล้ามเนื้อดิบที่สำคัญ ซึ่งบางครั้งสามารถตรวจจับได้โดยตรงจากบางหรือทุกช่องทาง EEG ในแบบเดียวกับที่บันทึกการตรวจกราฟหัวใจ ทั้งลักษณะ P-Q-R-S-T บางอย่างอาจถูกสังเกตเห็นได้โดยตรงจากช่องทาง EEG บางช่อง ทางที่สองของสิ่งแปลกปลอมของหัวใจเกิดจากหลอดเลือดใหญ่ซึ่งขยายและหดตัวเมื่อลมหายใจเข้าสู่หลอดเลือดแดงของคุณ กำแพงหลอดเลือดเป็นกล้ามเนื้อ และสร้างสัญญาณทุติยภูมิเมื่อพวกมันขยายและหดตัวในจังหวะเดียวกับการเต้นของหัวใจของเรา ในที่สุด หากคุณเกิดวางเซ็นเซอร์ใกล้กับหลอดเลือดสำคัญ เซ็นเซอร์อาจถูกเคลื่อนที่เชิงกลโดยรูปร่างและขนาดของหลอดเลือดที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนไหวจังหวะของเซ็นเซอร์บนพื้นผิวผิวหนังซึ่งสามารถเปลี่ยนความต้านทานการติดต่อและก่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกติในรูปแบบรอบๆ
การกระทำเหล่านี้สร้างสัญญาณชีวภาพอื่นๆ เช่น กล้ามเนื้อและตาที่สามารถผสมกับข้อมูลคลื่นสมองได้ โดยปกติสัญญาณชีวภาพเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าสัญญาณสมองมาก ทำให้การตรวจจับกิจกรรมสมองทำได้ยาก การกรองบางรูปแบบและการแยกที่มาไม่น่าจะสำเร็จเว้นแต่จะดำเนินการกรองฟิลเตอร์และการแยกแหล่งที่มา
สิ่งแปลกปลอมภายในการแบ่งเป็นหมวดหมู่ที่เฉพาะเจาะจงและคาดการณ์ได้ และมีเครื่องมือบรรจุข้อมูลล่วงหน้ามากมายที่สามารถใช้ในการลบออกอย่างเลือกหาได้ วิธีที่พบบ่อยที่สุดคือการวิเคราะห์องค์ประกอบอิสระ (ICA, ที่มีอยู่ในห้องสมุดต่างๆ เช่น EEGLab, NME และอื่นๆ) และวิธีการสร้างสิ่งกีดขวางย่อย (ASR, rASR, มีประสิทธิภาพเชิงคำนวณมากกว่า ICA) แบบจำลองเหล่านี้พึ่งพาการแยกสัญญาณในช่วงเวลาหนึ่งให้เป็นส่วนประกอบต่างๆ แล้วประกอบสัญญาณใหม่จากชุดย่อยขององค์ประกอบเหล่านี้ที่ไม่สัมพันกับสิ่งแปลกปลอมที่แตกต่างกัน
ข้อมูล EEG ของ Emotiv ส่งต่อไปยัง PC แม่ข่ายให้สะอาดที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ไม่ลบสิ่งแปลกปลอมของสัญญาณชีวภาพภายในซึ่งอาจสนใจในกลุ่มผู้ใช้ต่างๆ และยังเพิ่มความสามารถของวิธีการ ICA และ rASR ในการแยกสิ่งแปลกปลอมภายในที่รู้จัก เนื่องจากสัญญาณของพวกมันไม่ได้รับการบิดเบือนโดยการกรองบนอุปกรณ์
สิ่งแปลกปลอมภายนอก: สิ่งเหล่านี้มาจากแหล่งภายนอก เช่น:
เซ็นเซอร์หลุด การขยับของหูฟังบนหัวหรือถูกกระแทก
สนามไฟฟ้าที่แพร่จากเครื่องใช้ไฟฟ้า คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ เครื่องหม้อแปลงและการเดินสายไฟฟ้า โดยเฉพาะที่ความถี่ของสายไฟ (50/60 Hz) และทวีคูณที่เป็นฮาร์โมนิคของความถี่เหล่านี้ สัญญาณรบกวนสายไฟมักเป็นแหล่งสิ่งแปลกปลอมที่แข็งแรงที่สุดในสัญญาณ EEG
ระบบ EEG สมัยใหม่ใช้ตัวเปลี่ยนสัญญาณอะนาล็อกเป็นดิจิตอลซึ่งทำงานด้วยความถี่ในการสุ่มที่แน่นอน ปรากฏการณ์ที่รู้จักกันดีเกี่ยวกับการสุ่มแบบดิจิตอลคือการใช้นามว่า "aliasing" ในที่ที่ระบบการสุ่มสุ่มพบสัญญาณที่มีส่วนประกอบความถี่สูงกว่าครึ่งของความถี่สุ่ม (ความถี่ Nyquist) เช่น เมื่อสุ่มที่ 128Hz ความถี่ Nyquist คือ 64Hz เพียงสูงกว่าความถี่สายไฟ 60Hz เล็กน้อย แต่ฮาร์โมนิคของ 60Hz: [120Hz, 180Hz, 240Hz, …] "ห่อกลับ" ที่ความถี่ Nyquist และปรากฏเป็นสัญญาณปลอมที่ 8Hz, 24Hz, 16Hz เป็นต้น เพราะระบบดิจิตอลสุ่มส่วนหนึ่งของทุกวินาทีที่สอง สาม สี่ รอบของสัญญาณที่มีความถี่สูงเหล่านี้ ฮาร์โมนิคสูงของการฉายรังสีสายไฟมีอยู่เนื่องจากกระแสและสนามฉายในระบบไฟฟ้านั้นไม่ค่อยเป็นสัญญาณไซน์ที่สมบูรณ์แบบ โดยปกติแล้วมีพลังงานฉายรังสีที่สามารถตรวจได้ถึงประมาณฮาร์โมนิคที่ 10 สัญญาณที่ใช้หน้าตัวส่งที่ฟรบสูงเขาเหล่านี้ไม่สามารถแยกแยะได้จากการสั่นซึ่งเกิดขึ้นจริงที่ความถี่ต่ำกว่าในช่วงทั่วไปของสัญญาณสมอง ดังนั้นพวกมันต้องถูกเอาออกจากสัญญาณที่เข้ามาก่อนที่จะนำไปให้ระบบสุ่ม
สนามไฟฟ้าสถิตจากวัตถุและผู้คนที่มีประจุใกล้เคียง: การสะสมประจุไฟฟ้าสถิตสามารถทำให้เกิดความแตกต่างในศักย์ของหลายพันโวลต์ระหว่างคุณและผู้คนหรือวัตถุที่อยู่รอบๆ โดยตัวอย่าง วัตถุที่มีประจุบวกจะดึงดูดประจุลบในร่างกายและศีรษะของคุณไปยังวัตถุนั้น และผลักประจุลบให้ห่างออกไป ส่งผลให้เกิดการกระจายที่ไม่เทียมในศักย์ของร่างกายภายใต้เซ็นเซอร์ EEG ที่แตกต่างกัน อุปกรณ์ Emotiv ใช้การรับรู้สัญญาณที่ต่อกัน (การกรองสัญญาณผ่านค่าคะแนนสูง) พร้อมกับอิงจุดอ้างอิงเพียงหนึ่งจุด เพื่อตัดการกระจายประจุไฟฟ้าสถิตที่ไม่เท่ากันในระดับที่สำคัญ แต่หากคุณหรือแหล่งค่าประจุเหล่านี้ย้ายไปรอบๆ ค่าประจุบนนร่างกายของคุณสามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ ทำให้เกิดศักย์ที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งอาจเร็วพอที่จะถูกส่งผ่านเข้ามาสู่ตัวกรองได้
ศักย์ไฟฟ้าสถิตของคุณสามารถเปลี่ยนแปลงช้าๆ หรือรวดเร็วได้หากคุณรับหรือปล่อยค่าประจุ เช่นโดยเดินบนพรมหรือสัมผัสวัตถุโลหะ อาจเกิดประกายไฟ ศักย์ของร่างกายคุณสามารถเปลี่ยนแปลงโดยหลายหมื่นโวลต์ในทันทีไม่กี่วินาทีหรือระยะเวลาที่ยาวนานกว่านั้น การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถทำให้วงจรการยกเลิกศักย์ของร่างกายในระบบ EEG แบบสวมใส่ล้มเหลวได้ชั่วคราว ส่งผลให้เกิดสัญญาณเชิงขนานขนาดใหญ่และการฟื้นฟูที่ช้ากว่าในสัญญาณ EEG
ระบบ EEG ที่ตั้งอยู่ในห้องปฏิบัติการสามารถป้องกันได้จากสิ่งแปลกปลอมเหล่านี้หลายอย่าง เช่น โดยการจำกัดการเคลื่อนไหวของผู้ทดสอบ การสกรีนด้วยไฟฟ้าในห้องปฏิบัติการ การติดตั้งสายดินให้กับผู้ตรวจเพื่อป้องกันการสะสมของไฟฟ้าสถิต อัตราสุ่มสูงและอื่นๆ
ระบบ EEG แบบไร้สายที่ใช้แบตเตอรี่ไม่สามารถพึ่งพาวิธีการเหล่านี้และต้องใช้กลยุทธ์การลดทอน โดยอัตราการส่งข้อมูลต้องสมดุลกันกับอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ เพราะว่าทรานสมิตเตอร์แบบไร้สายต้องใช้พลังงานค่อนข้างมาก
ลดการรบกวน
หูฟัง EEG ได้รับการออกแบบเพื่อลดเสียงรบกวนที่ไม่ต้องการ แหล่งเสียงรบกวนที่อยู่นอกบริบทมากที่สุด เช่น ไฟฟ้าสถิตและการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่น เสียงรบกวน 50/60 Hz และฮาร์โมนิคจากสายไฟ) ปรากฏเป็นเสียงแบบ Common Mode Noise, ที่ศักย์ร่างกายพื้นฐานแกว่งแบบเดียวกันบนเซ็นเซอร์ทุกตัว
อุปกรณ์ Emotiv ใช้เซ็นเซอร์อ้างอิงจุดเดียว (CMS) เพื่อวัดศักย์ร่างกาย รวมกับระบบยกเลิกที่ใช้งานในโดเมนแอนะล็อก (สัญญาณ CMS ถูกประมวลผลและส่งกลับไปยังเซ็นเซอร์ DRL เพื่อยกเลิกการแกว่งแบบ Common Mode และอนุมานระดับอ้างอิง EEG ที่มีเสียงรบกวนต่ำ สำหรับตัวขยายอินพุตที่แตกต่าง กรอง (AC coupling) และกรองไฟล่าง (analog anti-alias filter), การสุ่มภายในที่ 2048Hz ตามด้วยกรองดิจิตอลที่สุ่มต่ำที่ความถี่ Nyquist, การกรอง dual notch ที่ 50/60Hz และการสุ่มใหม่ด้วยความถี่ส่งข้อมูลในโดเมนดิจิตอลใน DSP โปรเซสเซอร์ ในหูฟังก่อนการส่งผ่าน วิธีการเหล่านี้ลดระดับเสียงรบกวนภายนอกส่วนใหญ่จนถึงระดับที่ไม่สามารถตรวจจับได้เมื่อหูฟังกำลังกรองได้ถูกต้องและความต้านทานการติดต่อมีต่ำ
สิ่งประดิษฐ์เคลื่อนไหวลดลงโดยการออกแบบเชิงกลซึ่งสนับสนุนทุกเซ็นเซอร์อย่างอิสระและปรับให้เข้ากับขนาดและรูปร่างของผู้ใช้แต่ละคน
EmotivPRO ประมวลผลข้อมูลอย่างไร
ข้อมูล EEG ใน EmotivPRO จะถูกบันทึกตามที่ได้รับจากหูฟัง ซอฟต์แวร์จะไม่ลบสิ่งแปลกปลอมจากการเคลื่อนไหวกล้ามเนื้อหรือตาโดยอัตโนมัติ เนื่องจากเทคนิคทำความสะอาดข้อมูล (เช่น ICA) ทำงานได้ดีขึ้นกับข้อมูลดิบที่ยังไม่ได้กรอง อย่างไรก็ตาม อย่างที่อธิบายข้างต้น หูฟัง Emotiv จะใช้การประมวลผลสัญญาณที่ปรับปรุงอย่างละเอียดซึ่งช่วยให้ออกมาเป็นสัญญาณที่สะอาด เมื่อหูฟังมีการเชื่อมต่อที่ดี ทำให้ข้อมูลคลื่นสมองวิเคราะห์ได้ง่ายขึ้น
บทความนี้มีประโยชน์หรือไม่?
บทความที่เกี่ยวข้อง
ไม่พบสิ่งที่คุณต้องการใช่หรือไม่?
ทีมสนับสนุนของเราอยู่ห่างออกไปเพียงคลิกเดียว
EmotivPRO ลบ artifacts ออกจากข้อมูล EEG ที่เก็บรวบรวมโดยอัตโนมัติหรือไม่?
สิ่งแปลกปลอม
เมื่อใช้หูฟัง EEG บางสัญญาณอาจรบกวนการวัดคลื่นสมอง สัญญาณที่ไม่ต้องการเหล่านี้เรียกว่า “สิ่งแปลกปลอม” มีอยู่สองประเภทหลัก:
สิ่งแปลกปลอมภายใน: สิ่งเหล่านี้เกิดจากสัญญาณชีวภาพปกติจากร่างกายของคุณ เช่น:
กิจกรรมของกล้ามเนื้อใบหน้า คอและขากรรไกร: การยิ้ม การกัดฟันหรือการขมวดคิ้ว การกระพริบตา การขยิบตา การเคี้ยว การพูด การหันศีรษะ (กล้ามเนื้อคอ) กลุ่มกล้ามเนื้อแต่ละกลุ่มนี้อยู่ใกล้กับเซ็นเซอร์ EEG บางตัวมากกว่าและห่างจากตัวอื่น ๆ มาก ดังนั้นสัญญาณที่ตรวจพบในแต่ละตำแหน่งจึงแตกต่างกัน ทำให้สิ่งแปลกปลอมยากต่อการกำจัดจริงๆ Emotiv ใช้วิธีการประมวลผลสัญญาณและการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อตีความการกระจายของสัญญาณกล้ามเนื้อเพื่ออนุมานว่ากลุ่มใดที่กำลังทำงาน และเพื่อระบุการแสดงออกทางใบหน้าของคุณ!
กิจกรรมของตา: ลูกตาของคุณแต่ละข้างมีความเข้มข้นสูงของเส้นประสาทที่พื้นผิวหลัง (เรตินา เส้นประสาทตา) และเกือบไม่มีเส้นประสาทที่พื้นผิวหน้า โดยทั่วไปแล้ว ลูกตาของคุณทำหน้าที่เป็นดิโพลาร์ขนาดใหญ่ซึ่งมีความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้าจากด้านหน้าไปด้านหลัง เมื่อคุณหมุนตาในถุงของมัน สนามดิโพลาร์จะเปลี่ยนทิศทางไปในที่ที่คุณมองเห็น และตรวจพบเป็นการเปลี่ยนแปลงในศักย์ชีวภาพพื้นหลังซึ่งมีมุมที่แตกต่างไปตามตำแหน่งแต่ละเซ็นเซอร์ EEG ซึ่งหมายความว่าไม่ใช่สัญญาณจากแหล่งเดียวกับเซ็นเซอร์ สัญญาณแปลกปลอมเพิ่มเติมถูกสร้างโดยกล้ามเนื้อที่ควบคุมการหมุนของตาคุณ
สัญญาณหัวใจ: หัวใจของคุณเป็นแหล่งข้อมูลสัญญาณกล้ามเนื้อดิบที่สำคัญ ซึ่งบางครั้งสามารถตรวจจับได้โดยตรงจากบางหรือทุกช่องทาง EEG ในแบบเดียวกับที่บันทึกการตรวจกราฟหัวใจ ทั้งลักษณะ P-Q-R-S-T บางอย่างอาจถูกสังเกตเห็นได้โดยตรงจากช่องทาง EEG บางช่อง ทางที่สองของสิ่งแปลกปลอมของหัวใจเกิดจากหลอดเลือดใหญ่ซึ่งขยายและหดตัวเมื่อลมหายใจเข้าสู่หลอดเลือดแดงของคุณ กำแพงหลอดเลือดเป็นกล้ามเนื้อ และสร้างสัญญาณทุติยภูมิเมื่อพวกมันขยายและหดตัวในจังหวะเดียวกับการเต้นของหัวใจของเรา ในที่สุด หากคุณเกิดวางเซ็นเซอร์ใกล้กับหลอดเลือดสำคัญ เซ็นเซอร์อาจถูกเคลื่อนที่เชิงกลโดยรูปร่างและขนาดของหลอดเลือดที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนไหวจังหวะของเซ็นเซอร์บนพื้นผิวผิวหนังซึ่งสามารถเปลี่ยนความต้านทานการติดต่อและก่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกติในรูปแบบรอบๆ
การกระทำเหล่านี้สร้างสัญญาณชีวภาพอื่นๆ เช่น กล้ามเนื้อและตาที่สามารถผสมกับข้อมูลคลื่นสมองได้ โดยปกติสัญญาณชีวภาพเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าสัญญาณสมองมาก ทำให้การตรวจจับกิจกรรมสมองทำได้ยาก การกรองบางรูปแบบและการแยกที่มาไม่น่าจะสำเร็จเว้นแต่จะดำเนินการกรองฟิลเตอร์และการแยกแหล่งที่มา
สิ่งแปลกปลอมภายในการแบ่งเป็นหมวดหมู่ที่เฉพาะเจาะจงและคาดการณ์ได้ และมีเครื่องมือบรรจุข้อมูลล่วงหน้ามากมายที่สามารถใช้ในการลบออกอย่างเลือกหาได้ วิธีที่พบบ่อยที่สุดคือการวิเคราะห์องค์ประกอบอิสระ (ICA, ที่มีอยู่ในห้องสมุดต่างๆ เช่น EEGLab, NME และอื่นๆ) และวิธีการสร้างสิ่งกีดขวางย่อย (ASR, rASR, มีประสิทธิภาพเชิงคำนวณมากกว่า ICA) แบบจำลองเหล่านี้พึ่งพาการแยกสัญญาณในช่วงเวลาหนึ่งให้เป็นส่วนประกอบต่างๆ แล้วประกอบสัญญาณใหม่จากชุดย่อยขององค์ประกอบเหล่านี้ที่ไม่สัมพันกับสิ่งแปลกปลอมที่แตกต่างกัน
ข้อมูล EEG ของ Emotiv ส่งต่อไปยัง PC แม่ข่ายให้สะอาดที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ไม่ลบสิ่งแปลกปลอมของสัญญาณชีวภาพภายในซึ่งอาจสนใจในกลุ่มผู้ใช้ต่างๆ และยังเพิ่มความสามารถของวิธีการ ICA และ rASR ในการแยกสิ่งแปลกปลอมภายในที่รู้จัก เนื่องจากสัญญาณของพวกมันไม่ได้รับการบิดเบือนโดยการกรองบนอุปกรณ์
สิ่งแปลกปลอมภายนอก: สิ่งเหล่านี้มาจากแหล่งภายนอก เช่น:
เซ็นเซอร์หลุด การขยับของหูฟังบนหัวหรือถูกกระแทก
สนามไฟฟ้าที่แพร่จากเครื่องใช้ไฟฟ้า คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ เครื่องหม้อแปลงและการเดินสายไฟฟ้า โดยเฉพาะที่ความถี่ของสายไฟ (50/60 Hz) และทวีคูณที่เป็นฮาร์โมนิคของความถี่เหล่านี้ สัญญาณรบกวนสายไฟมักเป็นแหล่งสิ่งแปลกปลอมที่แข็งแรงที่สุดในสัญญาณ EEG
ระบบ EEG สมัยใหม่ใช้ตัวเปลี่ยนสัญญาณอะนาล็อกเป็นดิจิตอลซึ่งทำงานด้วยความถี่ในการสุ่มที่แน่นอน ปรากฏการณ์ที่รู้จักกันดีเกี่ยวกับการสุ่มแบบดิจิตอลคือการใช้นามว่า "aliasing" ในที่ที่ระบบการสุ่มสุ่มพบสัญญาณที่มีส่วนประกอบความถี่สูงกว่าครึ่งของความถี่สุ่ม (ความถี่ Nyquist) เช่น เมื่อสุ่มที่ 128Hz ความถี่ Nyquist คือ 64Hz เพียงสูงกว่าความถี่สายไฟ 60Hz เล็กน้อย แต่ฮาร์โมนิคของ 60Hz: [120Hz, 180Hz, 240Hz, …] "ห่อกลับ" ที่ความถี่ Nyquist และปรากฏเป็นสัญญาณปลอมที่ 8Hz, 24Hz, 16Hz เป็นต้น เพราะระบบดิจิตอลสุ่มส่วนหนึ่งของทุกวินาทีที่สอง สาม สี่ รอบของสัญญาณที่มีความถี่สูงเหล่านี้ ฮาร์โมนิคสูงของการฉายรังสีสายไฟมีอยู่เนื่องจากกระแสและสนามฉายในระบบไฟฟ้านั้นไม่ค่อยเป็นสัญญาณไซน์ที่สมบูรณ์แบบ โดยปกติแล้วมีพลังงานฉายรังสีที่สามารถตรวจได้ถึงประมาณฮาร์โมนิคที่ 10 สัญญาณที่ใช้หน้าตัวส่งที่ฟรบสูงเขาเหล่านี้ไม่สามารถแยกแยะได้จากการสั่นซึ่งเกิดขึ้นจริงที่ความถี่ต่ำกว่าในช่วงทั่วไปของสัญญาณสมอง ดังนั้นพวกมันต้องถูกเอาออกจากสัญญาณที่เข้ามาก่อนที่จะนำไปให้ระบบสุ่ม
สนามไฟฟ้าสถิตจากวัตถุและผู้คนที่มีประจุใกล้เคียง: การสะสมประจุไฟฟ้าสถิตสามารถทำให้เกิดความแตกต่างในศักย์ของหลายพันโวลต์ระหว่างคุณและผู้คนหรือวัตถุที่อยู่รอบๆ โดยตัวอย่าง วัตถุที่มีประจุบวกจะดึงดูดประจุลบในร่างกายและศีรษะของคุณไปยังวัตถุนั้น และผลักประจุลบให้ห่างออกไป ส่งผลให้เกิดการกระจายที่ไม่เทียมในศักย์ของร่างกายภายใต้เซ็นเซอร์ EEG ที่แตกต่างกัน อุปกรณ์ Emotiv ใช้การรับรู้สัญญาณที่ต่อกัน (การกรองสัญญาณผ่านค่าคะแนนสูง) พร้อมกับอิงจุดอ้างอิงเพียงหนึ่งจุด เพื่อตัดการกระจายประจุไฟฟ้าสถิตที่ไม่เท่ากันในระดับที่สำคัญ แต่หากคุณหรือแหล่งค่าประจุเหล่านี้ย้ายไปรอบๆ ค่าประจุบนนร่างกายของคุณสามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ ทำให้เกิดศักย์ที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งอาจเร็วพอที่จะถูกส่งผ่านเข้ามาสู่ตัวกรองได้
ศักย์ไฟฟ้าสถิตของคุณสามารถเปลี่ยนแปลงช้าๆ หรือรวดเร็วได้หากคุณรับหรือปล่อยค่าประจุ เช่นโดยเดินบนพรมหรือสัมผัสวัตถุโลหะ อาจเกิดประกายไฟ ศักย์ของร่างกายคุณสามารถเปลี่ยนแปลงโดยหลายหมื่นโวลต์ในทันทีไม่กี่วินาทีหรือระยะเวลาที่ยาวนานกว่านั้น การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถทำให้วงจรการยกเลิกศักย์ของร่างกายในระบบ EEG แบบสวมใส่ล้มเหลวได้ชั่วคราว ส่งผลให้เกิดสัญญาณเชิงขนานขนาดใหญ่และการฟื้นฟูที่ช้ากว่าในสัญญาณ EEG
ระบบ EEG ที่ตั้งอยู่ในห้องปฏิบัติการสามารถป้องกันได้จากสิ่งแปลกปลอมเหล่านี้หลายอย่าง เช่น โดยการจำกัดการเคลื่อนไหวของผู้ทดสอบ การสกรีนด้วยไฟฟ้าในห้องปฏิบัติการ การติดตั้งสายดินให้กับผู้ตรวจเพื่อป้องกันการสะสมของไฟฟ้าสถิต อัตราสุ่มสูงและอื่นๆ
ระบบ EEG แบบไร้สายที่ใช้แบตเตอรี่ไม่สามารถพึ่งพาวิธีการเหล่านี้และต้องใช้กลยุทธ์การลดทอน โดยอัตราการส่งข้อมูลต้องสมดุลกันกับอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ เพราะว่าทรานสมิตเตอร์แบบไร้สายต้องใช้พลังงานค่อนข้างมาก
ลดการรบกวน
หูฟัง EEG ได้รับการออกแบบเพื่อลดเสียงรบกวนที่ไม่ต้องการ แหล่งเสียงรบกวนที่อยู่นอกบริบทมากที่สุด เช่น ไฟฟ้าสถิตและการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่น เสียงรบกวน 50/60 Hz และฮาร์โมนิคจากสายไฟ) ปรากฏเป็นเสียงแบบ Common Mode Noise, ที่ศักย์ร่างกายพื้นฐานแกว่งแบบเดียวกันบนเซ็นเซอร์ทุกตัว
อุปกรณ์ Emotiv ใช้เซ็นเซอร์อ้างอิงจุดเดียว (CMS) เพื่อวัดศักย์ร่างกาย รวมกับระบบยกเลิกที่ใช้งานในโดเมนแอนะล็อก (สัญญาณ CMS ถูกประมวลผลและส่งกลับไปยังเซ็นเซอร์ DRL เพื่อยกเลิกการแกว่งแบบ Common Mode และอนุมานระดับอ้างอิง EEG ที่มีเสียงรบกวนต่ำ สำหรับตัวขยายอินพุตที่แตกต่าง กรอง (AC coupling) และกรองไฟล่าง (analog anti-alias filter), การสุ่มภายในที่ 2048Hz ตามด้วยกรองดิจิตอลที่สุ่มต่ำที่ความถี่ Nyquist, การกรอง dual notch ที่ 50/60Hz และการสุ่มใหม่ด้วยความถี่ส่งข้อมูลในโดเมนดิจิตอลใน DSP โปรเซสเซอร์ ในหูฟังก่อนการส่งผ่าน วิธีการเหล่านี้ลดระดับเสียงรบกวนภายนอกส่วนใหญ่จนถึงระดับที่ไม่สามารถตรวจจับได้เมื่อหูฟังกำลังกรองได้ถูกต้องและความต้านทานการติดต่อมีต่ำ
สิ่งประดิษฐ์เคลื่อนไหวลดลงโดยการออกแบบเชิงกลซึ่งสนับสนุนทุกเซ็นเซอร์อย่างอิสระและปรับให้เข้ากับขนาดและรูปร่างของผู้ใช้แต่ละคน
EmotivPRO ประมวลผลข้อมูลอย่างไร
ข้อมูล EEG ใน EmotivPRO จะถูกบันทึกตามที่ได้รับจากหูฟัง ซอฟต์แวร์จะไม่ลบสิ่งแปลกปลอมจากการเคลื่อนไหวกล้ามเนื้อหรือตาโดยอัตโนมัติ เนื่องจากเทคนิคทำความสะอาดข้อมูล (เช่น ICA) ทำงานได้ดีขึ้นกับข้อมูลดิบที่ยังไม่ได้กรอง อย่างไรก็ตาม อย่างที่อธิบายข้างต้น หูฟัง Emotiv จะใช้การประมวลผลสัญญาณที่ปรับปรุงอย่างละเอียดซึ่งช่วยให้ออกมาเป็นสัญญาณที่สะอาด เมื่อหูฟังมีการเชื่อมต่อที่ดี ทำให้ข้อมูลคลื่นสมองวิเคราะห์ได้ง่ายขึ้น
บทความนี้มีประโยชน์หรือไม่?
บทความที่เกี่ยวข้อง
ไม่พบสิ่งที่คุณต้องการใช่หรือไม่?
ทีมสนับสนุนของเราอยู่ห่างออกไปเพียงคลิกเดียว