[发明专利]脑波界面系统、脑波界面提供装置、脑波界面的执行方法及程序

说明书

技术领域

本发明涉及利用脑波来估计用户的意图的脑波界面系统(interface system)。具体而言，涉及具备对所估计的用户的意图(所选择的选项)是否正确进行确认的功能的脑波界面系统。

背景技术

以前提出了一种具备在日常生活中用到的各种功能的设备。用户通过操作这些设备，取得希望的信息或者接受设备所具有的服务。

近年来，随着设备自身数量的增加或者如果不使用设备则无法获得的信息的增加，让用户能够容易操作用以对设备进行操作指示的界面的必要性越来越高。例如，在信息设备(电视、便携电话、PDA等)中，用户一边观看画面一边选择作为信息设备的操作项目(菜单项目)的选项，从而进行设备操作。作为进行其操作输入的方法可采用各种方法，例如：按下按钮、移动光标进行确定、一边看着画面一边操作鼠标等。然而，在做家务、照顾婴儿、汽车驾驶过程中等的、双手不能用于设备操作以外的作业的情况下，有时也无法实行操作。

针对这种情况，出现了利用用户的生物体信号的输入方法。在非专利文献1中，公开了如下的技术：利用脑波的事件相关电位来识别用户想要选择的选项。具体而言，随机地使选项高亮，利用以用户想要选择的选项高亮的时刻为起点300毫秒之后出现的事件相关电位(多被称为P300)的波形实现选项的估计。

在此，所谓“事件相关电位”是脑波的一部分、是在时间上与外界或内在的事件相关联地产生的大脑的暂时性的电位变动。

根据该技术，即便用户的双手都被占用的情况下、或者因生病等手脚无法运动的状况下，也能够选择想要选择的选项，能够实现设备操作等的界面。此外，在专利文献1中，也同样说明了利用事件相关电位的脑波界面的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2004-275619号公报(P300-BCI的例子)

专利文献2：JP特开2005-34620号公报(P300-BCI的例2，还包括加法运算次数的显示)

非专利文献1：Donchin et al.，“The Mental Prosthesis：Assessing the Speed of a P300-Based Brain-Computer Interface”，IEEE TRANSACTIONS ON REHABILITATION ENGINEERING，Vol.8，No.2，June 2000

非专利文献2：入户野宏、“用于心理学的事件相关电位的参考手册”，第69页，北大路书店，2005年

然而，脑波信号是具有波动的微弱的信号，且含有大量噪声。并且，难以完全消除噪声混入。由于在一次脑波计测中多数都无法获得希望的事件相关电位，因此通常难以正确地判别出用户的意图。

因此，已知如下方法，即：通过取得多次在相同条件下的事件相关电位并进行加法平均，以抵消与条件无相关地产生的噪声分量从而仅得到希望的脑波分量。在生理心理实验等中，需要进行事件相关电位的几十次的加法运算。例如在非专利文献2中，记载有“作为本次的测定对象的P3(P300)这种的超过10μV的大电位，是通过约20次的加法运算得到的稳定波形”。

图16表示脑波界面中的事件关联电位的加法运算次数和识别率的关系。图16是非专利文献1的图3的概要。其中，横轴变换为加法运算次数来表示。

图16的横轴表示加法运算次数，纵轴表示非专利文献1的脑波界面中的识别率。图16中显示的两根线表示不同的解析方法的结果。由图16可知，如果增加加法运算次数则识别率提高，以及在加法运算次数较少的情况下无法达到100％的识别率。例如，在进行16次或32次的加法运算的情况下，可得到接近于100％的识别率，而在1次或2次的加法运算的情况下，仅得到30-50％的识别率。在多数的判别方法中使用多次的加法平均的波形实现了80％-90％左右的判别率。在该状况下，在使用脑波界面时，设备未必在所有的操作中都能够正确进行判别。例如，对于10次左右的操作会出现1次～2次的失败例子。

在专利文献2中，也公开了研究事件相关电位的加法运算次数之后的结果。在专利文献2的第0050段，针对5种的单词的各个单词，按照8次～22次实验性地改变加法运算次数。此时的实验结果表示在专利文献2的第0058段的表2中。在专利文献2中，记载了识别率最高时的加法运算次数为10次～20次。