(57)【要約】  SSVEPに基づく電気テ゛ハ゛イス制御システムにおいて、ユーサ゛ー状態検出モシ゛ュールは特定の期間に亘って両目が閉じた状態のようなユーサ゛ーの挙動を検出し得る。システム制御ユニットはそれに応答して一式の視覚刺激発生器を活性化し得る。各視覚刺激発生器は固有の提示周波数で視覚信号を出力し得る。ユーサ゛ーは特定の電気テ゛ハ゛イスまたはインタフェースに関連する特定の視覚刺激発生器を選択的に注視することができ、その間にEEG取得ユニットはユーサ゛ーの脳により生成されたSSVEPに関連するEEG信号を捕捉する。テ゛ハ゛イス同定モシ゛ュールは特定の基本周波数Fkに関連するEEGハ゜ワースヘ゜クトル振幅テ゛ータを生成し、主要周波数FDを判定し、FDに等しい提示周波数で視覚刺激を出力する視覚刺激発生器を同定する。システム制御ユニットは、電気テ゛ハ゛イスの制御指令をマルチテ゛ハ゛イスインタフェースユニットへ送信し、同定された視覚刺激発生器に関連する電気テ゛ハ゛イスの動作状態が変化する。【選択図】図１
2013544546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人の脳によるＥＥＧデータの生成に基づいて一式の視覚刺激発生器および一式の電気デバイスのグループから少なくとも一つを制御する方法であって、
前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器を、前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器どうしが区別されるような各視覚刺激発生器による視覚刺激の出力が回避される第１の状態に自動的に遷移させ、
前記個人の脳により生成される第１のＥＥＧデータを自動的に獲得し、
前記第１のＥＥＧデータが視覚刺激発生器の活性化指令を表す前記個人の自力の挙動に関連するかを自動的に判定し、
前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器を、各視覚刺激発生器が前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器どうしが区別されるような視覚刺激を出力する第２の状態に遷移させる、方法。
【請求項２】
前記第１のＥＥＧデータが視覚刺激発生器の活性化指令を表す前記個人の自力の挙動に関連するかの判定に応じて、前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器を前記第２の状態に遷移させる、請求項１の方法。
【請求項３】
前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器が前記第１の状態にあるときに、前記第１のＥＥＧデータを獲得して、前記第１のＥＥＧデータが視覚刺激発生器の活性化指令を表す前記個人の自力の挙動に関連するかを判定する、請求項１の方法。
【請求項４】
視覚刺激発生器の活性化指令を表す自力ユーザー挙動が、前記個人が覚醒しているときに所定の期間に亘って両目を閉じた状態を含む、請求項１の方法。
【請求項５】
前記所定の期間が１−１０秒程度である、請求項４の方法。
【請求項６】
前記所定の期間が１-４秒程度である、請求項４の方法。
【請求項７】
前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器の前記第１の状態への遷移において、前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器を非活性状態に遷移させる、請求項１の方法。
【請求項８】
前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器の前記第２の状態への遷移において、各視覚刺激発生器が前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器どうしが区別される視覚刺激の提示周波数で動作する、請求項１の方法。
【請求項９】
ユーザーが前記一式の視覚刺激発生器における特定の視覚刺激発生器を注視していた間に前記個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに関連する第２のＥＥＧデータを獲得し、
前記第２のＥＥＧデータが前記ユーザーが注視していた前記一式の視覚刺激発生器における前記特定の視覚刺激発生器を指し示しているかを判定する、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記第２のＥＥＧデータが前記ユーザーが注意を向けていた前記一式の視覚刺激発生器における前記特定の視覚刺激発生器を指し示していない場合、各視覚刺激発生器を前記第１の状態に遷移させる、請求項９の方法。
【請求項１１】
前記一式の電気デバイスにおける各電気デバイスと前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器との間の関連を確立し、
前記第２のＥＥＧデータに基づいて、前記ユーザーが注視していた前記一式の視覚刺激発生器における前記特定の視覚刺激発生器を自動的に同定し、
前記ユーザーが注視していた前記一式の視覚刺激発生器における前記自動的に同定された視覚刺激発生器に関連する前記一式の電気デバイスにおける特定の電気デバイスの動作状態を自動的に調整する、請求項９の方法。
【請求項１２】
前記一式の電気デバイスにおける前記特定の電気デバイスの動作状態の調整において、前記特定のデバイスの電源状態を切り替える、請求項１１の方法。
【請求項１３】
前記一式の電気デバイスにおける前記特定の電気デバイスの動作状態の自動的な調整に際して、前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器を前記第１の状態に自動的に遷移させる、請求項１１の方法。
【請求項１４】
第３のＥＥＧデータを獲得し、
前記第３のＥＥＧデータが視覚刺激発生器の活性化指令を表す前記個人の自力の挙動に関連するかを自動的に判定し、
前記第３のＥＥＧデータが視覚刺激発生器の活性化指令を表す前記個人の自力の挙動に関連するまで、前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器を前記第１の状態に保つ、請求項１３の方法。
【請求項１５】
システムユーザーの脳によるＳＳＶＥＰの生成に基づく一式の電気デバイスの制御システムであって、
各視覚刺激発生器が視覚刺激を出力する一式の視覚刺激発生器と、
各視覚刺激発生器に接続され、選択的に各視覚刺激発生器に前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器どうしが区別される視覚刺激を出力させる視覚刺激発生器制御器と、
ユーザーの脳により生成されるＥＥＧデータを捕捉するＥＥＧデータ取得システムと、
デバイス同定システムとを備え、
前記デバイス同定システムは、
処理装置と、
前記処理装置に接続されたメモリとを備え、
前記メモリは、実行されるとユーザーの自力の挙動に応じて生成されるＥＥＧデータが視覚刺激発生器の活性化指令に関連するかを判定するプログラム命令集合を有するユーザー状態検出モジュールを備えている、システム。
【請求項１６】
前記ユーザーの自力の挙動が、所定の期間に亘って覚醒したユーザーが両目を閉じた状態である、請求項１５のシステム。
【請求項１７】
前記所定の期間が１−１０秒程度である、請求項１６のシステム。
【請求項１８】
前記所定の期間が１-４秒程度である、請求項１６のシステム。
【請求項１９】
前記ユーザー状態検出モジュールは、実行されると前記視覚刺激発生器の活性化指令に応じて前記視覚刺激発生器制御器に活性化通知を送るプログラム命令集合を有する、請求項１５のシステム。
【請求項２０】
前記視覚刺激発生器制御器は、視覚刺激生成器の活性化指令を受信するまで、各視覚刺激発生器を、前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器どうしが区別されるような各視覚刺激発生器による視覚刺激の出力が回避される第１の状態に保持する、請求項１９のシステム。
【請求項２１】
前記活性化通知の受信に応じて、前記視覚刺激発生器制御器は、前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器を、各視覚刺激発生器が前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器どうしが区別されるような視覚刺激を出力する第２の状態に遷移させ、
前記メモリは、捕捉したＥＥＧデータに基づいてユーザーが注視していた前記一式の視覚刺激発生器における特定の視覚刺激生成器を同定するプログラム命令集合を有するデバイス同定モジュールをさらに備えている、請求項１９のシステム。
【請求項２２】
前記ＥＥＧデータ取得システムは、標準ＥＥＧ１０−２０モンタージュに従って空間的に組織された一式の電極を有し、Ｏ１−Ｆｚ間の第１のＥＥＧ信号差およびＯ２−Ｆｚ間の第２のＥＥＧ信号差の少なくとも一つを検出する、請求項１５のシステム。
【請求項２３】
前記一式の電極は、所定時にＥＥＧ信号を検出する５個よりも少ない電極を有する、請求項２２のシステム。
【請求項２４】
個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに基づく一式のデバイス制御方法であって、
前記個人が基準の景色を注視していた間に前記個人の脳により生成されるＥＥＧ信号に関連する第１のＥＥＧデータを提供し、
前記第１のＥＥＧデータに関連するとともに一式の基本周波数ｆｋおよび各基本周波数ｆｋの一式の高調波倍数ｎｆｋに関連する複数の基準パワースペクトル密度振幅値を生成し、
前記複数の基準パワースペクトル密度振幅値を用いてデバイス同定閾値ＴＩを生成し、
各視覚刺激発生器が前記一式の基本周波数ｆｋにおける関連する基本周波数ｆｋにほぼ等しい固有の提示周波数で視覚刺激を提供する一式の視覚刺激発生器における特定の視覚刺激発生器に前記個人が注視していた間に前記個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに関連する第２のＥＥＧデータを生成し、
前記第２のＥＥＧデータに関連するとともに前記一式の基本周波数ｆｋおよび前記一式の高調波倍数ｎｆｋに関連する複数の基準パワースペクトル密度振幅値を生成し、
少なくとも一つの基準パワースペクトル密度振幅値および前記デバイス同定閾値ＴＩの比較に基づいて前記複数の活性パワースペクトル密度振幅値における各活性パワースペクトル密度振幅値を選択的にスケーリングすることで複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値を生成し、
主要活性パワースペクトル密度振幅値が前記複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値に関連して存在するかを判定する、方法。
【請求項２５】
主要活性パワースペクトル密度振幅値に関連するとともに前記一式の基本周波数ｆｋにおける特定の基本周波数ｆｋに等しい優位周波数ｆＤを同定し、
前記優位周波数ｆＤに関連する提示周波数で視覚刺激を提供する前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器を同定する、請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記優位周波数ｆＤに関連する提示周波数で視覚刺激を提供する前記視覚刺激発生器に関連する電気デバイスを同定し、
前記優位周波数ｆＤに関連する提示周波数で視覚刺激を提供する前記視覚刺激発生器に関連する前記電気デバイスの動作状態を設定または調整する、請求項２５の方法。
【請求項２７】
前記電気デバイスの動作状態の設定または調整において、デバイス制御指令に応じて前記デバイスの動作状態を自動制御するデバイスインタフェースユニットへデバイス制御指令を発行する、請求項２６の方法。
【請求項２８】
前記デバイスインタフェースユニットが前記デバイス制御指令に応じて前記デバイスの電源状態を切り替えるものである、請求項２６の方法。
【請求項２９】
前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器が個別の電気デバイスに関連する、請求項２６の方法。
【請求項３０】
前記基準の景色が、前記一式の基本周波数ｆｋにおける前記基本周波数ｆｋにほぼ等しい周波数の視覚刺激がない景色および環境の一部のうちの一つである、請求項２４の方法。
【請求項３１】
個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに基づく一式のデバイス制御システムであって、
各視覚刺激発生器が視覚刺激を出力する一式の視覚刺激発生器と、
各視覚刺激発生器に接続され、選択的に各視覚刺激発生器に前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器どうしが区別されるような視覚刺激を出力させる視覚刺激発生器制御器と、
ユーザーの脳により生成されるＥＥＧデータを捕捉するＥＥＧデータ取得システムと、
デバイス同定システムとを備え、
前記デバイス同定システムは、
処理装置と、
前記処理装置に接続されたメモリとを備え、
前記メモリは、実行されるとデバイス同定動作により前記一式の視覚刺激発生器における特定の視覚刺激発生器を同定するプログラム命令集合を含み、
前記デバイス同定動作は、
前記個人が前記一式の視覚刺激発生器における前記特定の視覚刺激発生器を注視していた間に取得したＥＥＧデータに関連するとともに一式の基本周波数ｆｋおよび一式の高調波倍数ｎｆｋに関連する複数の活性パワースペクトル密度振幅値を生成し、
少なくとも一つの基準パワースペクトル密度振幅値およびデバイス同定閾値ＴＩの比較に基づいて前記複数の活性パワースペクトル密度振幅値における各活性パワースペクトル密度振幅値を選択的にスケーリングすることで複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値を生成し、
主要活性パワースペクトル密度振幅値が前記複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値に関連して存在するかを判定する、システム。
【請求項３２】
前記デバイス同定動作は、主要活性パワースペクトル密度振幅値に関連するとともに前記一式の基本周波数ｆｋにおける特定の基本周波数ｆｋに等しい優位周波数ｆＤを判定し、
前記優位周波数ｆＤに関連する周波数で視覚刺激を出力する前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器を同定する、請求項３１のシステム。
【請求項３３】
前記デバイス同定動作は、前記優位周波数ｆＤに関連する周波数で視覚刺激を出力する前記視覚刺激発生器に関連する電気デバイスを同定する、請求項３２のシステム。
【請求項３４】
前記デバイス同定動作は、前記優位周波数ｆＤに関連する周波数で視覚刺激を出力する前記視覚刺激発生器およびそれに関連する電気デバイスのグループからの少なくとも一つに関連する識別子を出力する、請求項３２のシステム。
【請求項３５】
前記識別子の受信に応じて、前記優位周波数ｆＤに関連する周波数で視覚刺激を出力する前記視覚刺激発生器に関連する前記電気デバイスの動作状態を変化させるシステム制御ユニットを備えている、請求項３４のシステム。
【請求項３６】
前記システム制御ユニットが前記識別子に基づいて電気デバイス制御指令を出力するものである、請求項３５のシステム。
【請求項３７】
前記システム制御ユニットと通信し、前記電気デバイス制御指令に応じて、前記優位周波数ｆＤに関連する周波数で視覚刺激を出力する前記視覚刺激発生器に関連する前記電気デバイスの動作状態を設定または調整するデバイス制御インタフェースを備えている、請求項３６のシステム。
【請求項３８】
前記デバイス制御インタフェースが、前記電気デバイス制御指令に応じて、前記優位周波数ｆＤに関連する周波数で視覚刺激を出力する前記視覚刺激発生器に関連する前記電気デバイスの電源状態を切り替えるものである、請求項３７のシステム。
【請求項３９】
前記メモリは、実行されると校正動作を行うプログラム命令集合を含む校正ユニットを含み、
前記校正動作は、
前記個人が基準の景色を注視していた間に前記個人の脳により生成されるＥＥＧ信号に関連する基準ＥＥＧデータを解析し、
前記基準ＥＥＧデータに関連するとともに前記一式の基本周波数ｆｋおよび各基本周波数ｆｋの前記一式の高調波倍数ｎｆｋに関連する複数の基準パワースペクトル密度振幅値を生成し、
前記複数の基準パワースペクトル密度振幅値を用いて前記デバイス同定閾値ＴＩを生成する、請求項３１のシステム。
【請求項４０】
前記基準の景色が、前記一式の基本周波数ｆｋにおける前記基本周波数ｆｋにほぼ等しい周波数の視覚刺激がない景色および環境の一部のうちの一つである、請求項３９のシステム。
【請求項４１】
ＥＥＧ取得ユニットと、各視覚刺激発生器が視覚刺激発生器どうしが区別されるような視覚刺激を出力する一式の視覚刺激発生器と、前記一式の視覚刺激発生器に関連する一式の電気デバイスと、デバイス同定ユニットと、システム制御ユニットとを備え、個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに基づく一式の電気デバイス制御システムを動作させるためのプログラム命令列であって実行されると前記システムに制御動作を実行させるプログラム命令列を格納しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記制御動作は、
前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器を、前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器どうしが区別されるような各視覚刺激発生器による視覚刺激の出力が回避される第１の状態に自動的に遷移させ、
前記個人の脳により生成される第１のＥＥＧデータを自動的に取得し、
前記第１のＥＥＧデータが視覚刺激発生器の活性化指令を表す前記個人の自力の挙動に関連するかを自動的に判定し、
前記一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器を、各視覚刺激発生器が前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器どうしが区別されるような視覚刺激を出力する第２の状態に遷移させる、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項４２】
前記第１のＥＥＧデータが視覚刺激発生器の活性化指令を表す前記個人の自力の挙動に関連するかの判定において、ＥＥＧデータを解析して活性化指令の合間において覚醒した個人が両目を閉じた状態を同定する、請求項４１のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項４３】
実行されると前記システムに制御動作を実行させるプログラム命令列をさらに含み、
前記制御動作は、
ユーザーが前記一式の視覚刺激発生器における特定の視覚刺激発生器を注視していた間に前記個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに関連する第２のＥＥＧデータを取得し、
前記第２のＥＥＧデータが前記ユーザーが注視していた前記一式の視覚刺激発生器における前記特定の視覚刺激発生器を指し示しているかを自動的に判定し、
前記特定の視覚刺激発生器に関連する前記一式の電気デバイスにおける特定の電気デバイスを同定し、
前記特定の電気デバイスの動作状態を自動的に遷移させる、請求項４１のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項４４】
ＥＥＧ取得ユニットと、各視覚刺激発生器が視覚刺激発生器どうしが区別されるような視覚刺激を出力する一式の視覚刺激発生器と、前記一式の視覚刺激発生器に関連する一式の電気デバイスと、デバイス同定ユニットと、システム制御ユニットとを備え、個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに基づく一式の電気デバイス制御システムを動作させるためのプログラム命令列であって実行されると前記システムに制御動作を実行させるプログラム命令列を格納しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記制御動作は、
前記個人が基準の景色を注視していた間に前記個人の脳により生成されるＥＥＧ信号に関連する第１のＥＥＧデータを取得し、
前記第１のＥＥＧデータに関連するとともに一式の基本周波数ｆｋおよび各基本周波数ｆｋの一式の高調波倍数ｎｆｋに関連する複数の基準パワースペクトル密度振幅値を生成し、
前記複数の基準パワースペクトル密度振幅値を用いてデバイス同定閾値ＴＩを生成し、
各視覚刺激発生器が前記一式の基本周波数ｆｋにおける関連する基本周波数ｆｋにほぼ等しい固有の提示周波数で視覚刺激を提供する一式の視覚刺激発生器における特定の視覚刺激発生器に前記個人が注視していた間に前記個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに関連する第２のＥＥＧデータを取得し、
前記第２のＥＥＧデータに関連するとともに前記一式の基本周波数ｆｋおよび前記一式の高調波倍数ｎｆｋに関連する複数の基準パワースペクトル密度振幅値を生成し、
少なくとも一つの基準パワースペクトル密度振幅値および前記デバイス同定閾値ＴＩの比較に基づいて前記複数の活性パワースペクトル密度振幅値における各活性パワースペクトル密度振幅値を選択的にスケーリングすることで複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値を生成し、
主要活性パワースペクトル密度振幅値が前記複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値に関連して存在するかを判定する、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項４５】
実行されると前記システムに制御動作を実行させるプログラム命令列をさらに含み、
前記制御動作は、
少なくとも一つの基準パワースペクトル密度振幅値および前記デバイス同定閾値ＴＩの比較に基づいて前記複数の活性パワースペクトル密度振幅値における各活性パワースペクトル密度振幅値を選択的にスケーリングすることで複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値を生成し、
主要活性パワースペクトル密度振幅値が前記複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値に関連して存在するかを判定する、請求項４４のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項４６】
実行されると前記システムに制御動作を実行させるプログラム命令列をさらに含み、
前記制御動作は、
主要活性パワースペクトル密度振幅値に関連するとともに前記一式の基本周波数ｆｋにおける特定の基本周波数ｆｋに等しい優位周波数ｆＤを同定し、
前記優位周波数ｆＤに関連する提示周波数で視覚刺激を提供する前記一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器を同定する、請求項４５のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項４７】
実行されると前記システムに制御動作を実行させるプログラム命令列をさらに含み、
前記制御動作は、
前記優位周波数ｆＤに関連する提示周波数で視覚刺激を提供する前記視覚刺激発生器に関連する電気デバイスを同定し、
前記優位周波数ｆＤに関連する提示周波数で視覚刺激を提供する前記視覚刺激発生器に関連する前記電気デバイスの動作状態を設定または調整する、請求項４６のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、定常状態視覚誘発電位（ＳＳＶＥＰ）に基づくブレイン・コンピュータ・インタフェース（ＢＣＩ）技術に関する。特に、本開示の特徴は、脳波（ＥＥＧ）信号の捕捉のために簡単な電極構成、脳波信号を解析する計算効率のよい正確な処理および特定機器に関連する視覚刺激発生器、簡単で信頼性のあるマルチデバイス電力インタフェースユニット、および視覚疲労および／またはユーザーのイライラを回避または除外する簡単かつ堅牢で支援不要なシステム活性化処理を提供する、ＳＳＶＥＰに基づく電気デバイスまたはアプライアンス制御システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレイン・コンピュータ・インタフェース（ＢＣＩ）システムおよびデバイスが開発されたことで、人の頭皮から計測される脳波のさまざまな側面が集中的に研究されてきた。ＢＣＩは脳と外部デバイスとの間の直接コミュニケーション経路である。ＢＣＩは人の認識または感覚運動機能を支援、補強、または修復を目的とすることが多い。
【０００３】
ＢＣＩ技術は、筋電図（ＥＭＧ）、皮質電図（ＥＣｏＧ）、または脳波図（ＥＥＧ）信号を利用してユーザーが神経機能代替デバイスを自在に制御する手助けとなるシステムの開発に大きな役割を果たす。ＥＥＧは、重篤な障害を持つ者に適用可能な一般的な非侵襲的モダリティである。ＥＥＧ信号は人の頭皮外部で検出可能な電気的活動に起因する。ＥＥＧ信号は脳内の神経発火により生成され、同様の空間的定位の何千何百万もの皮質ニューロンにより生成されるシナプス後電位により引き起こされる関連するシナプス活動を反映する。
【０００４】
ＥＥＧ信号の取得は、頭皮電極またはリード線を伴い、典型的には国際１０−２０法により特定される位置を用いる。ＥＥＧにおいて、感覚的刺激により誘発される微少電位は特に重要である。なぜなら、これら時間的に同期した一過性小波は一次感覚線維により運ばれる求心性斉射に応じて細胞群がどのように振る舞うかを示すからである。ちょっとした刺激を被験者に提示すると、この刺激に対する一過性脳反応が起きる。
【０００５】
一般に、ＥＥＧに基づく神経機能代替システムは、信号取得システム、信号処理アルゴリズム、およびアプリケーションデバイスからなる。ＥＥＧに基づく神経機能代替システムでは、自然ＥＥＧおよび視覚誘発電位（ＶＥＰ）のような事象関連電位（ＥＲＰ）の二つのモダリティが広く用いられる。誘発電位は脳における刺激の影響を示し、感覚および知覚処理の変化に敏感である。ＶＥＰ技術の主要な利点は、計測デバイスのサンプリングレートにのみ制限されるその時間分解能にある。
【０００６】
ＶＥＰは一過性視覚誘発電位（ＴＶＥＰ）および定常状態視覚誘発電位（ＳＳＶＥＰ）に分類することができる。ＳＳＶＥＰは視覚刺激に対する６Ｈｚよりも高い周波数で変調される周期的応答であり、視覚野に対応する頭皮位置で記録することができる。視覚刺激は、発光ダイオード（ＬＥＤ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に表示されるチェッカーボードまたは他のパターンにより生成することができる。ＳＳＶＥＰは、視覚刺激およびその高調波の周波数と同じ基本周波数を有する。ＳＳＶＥＰに基づくシステムでは、多数の周波数でコード化された複数の刺激が視野中に提示され、多数の刺激の中の一つにユーザーの関心または注意が移ることでさまざまなＳＳＶＥＰ応答が生成され得る。
【０００７】
刺激選択を対象とする従来技術では、思考中の被験者に視覚疲労の負担をかけることなくＥＥＧに基づく神経機能代替システムを正確に動作させるための信頼できるＳＳＶＥＰ信号を生成することができない。さらに、従来の刺激システムは無用に複雑化した電気回路が必要となり、システムのオーバーヘッドおよび／またはコストが増大してしまう。
【０００８】
また、従来の電極構成も無用に複雑である。例えば、信頼できるＳＳＶＥＰ信号を得るために６４もの異なる頭皮位置に電極を配置していたため、コストが増大するとともに信号処理が望ましくなく長時間化する。人の頭皮に少ない電極を配置してＳＳＶＥＰ信号を取得する試みがいくつかなされたが、そのような試行ではＳＳＶＥＰ信号が貧弱かつ不正確なものとなり、ひいては神経機能代替デバイスの制御が貧弱、不正確、および不確実になる。
【０００９】
ＳＳＶＥＰ信号の処理に用いられる既存のアルゴリズムから別の問題が生じる。現在のアルゴリズムは複雑であり、不正確または矛盾した結果をもたらし、近いまたは隣り合う同様の刺激を効果的に区別する能力に欠ける。ＥＥＧに基づく神経機能代替システムの現在の実装はＥＥＧ信号に応じて複数のデバイスを制御する方法として使用し易く、融通が利き、信頼があり、および費用効率に優れたというものではないため、さらに別の問題が生じる。
【００１０】
ＥＥＧに基づく神経機能代替システムは障害者の生活に大きなプラスの影響をもたらす潜在性があるため、既存のＥＥＧに基づく神経機能代替システムを改良する必要がある。それゆえ、ＥＥＧに基づく神経機能代替システムに関する上記問題の少なくとも一つに対処する解決策を提供することが望まれる。
【発明の概要】
【００１１】
本開示のある局面に従うと、個人の脳により生成されるＥＥＧデータに基づいた一式のデバイスを制御する自動化処理が提供される。一式のデバイスは、一式の視覚刺激発生器と一式の電気デバイスとを備え、各電気デバイスは所定の視覚刺激発生器と関連する。当該処理は、各視覚刺激発生器を、視覚刺激発生器どうしが区別されるような各視覚刺激発生器による視覚刺激の出力が回避される第１の状態（例えば、休眠または不活性状態、またはデバイス制御動作に関連する周波数でＳＳＶＥＰが生成されることが回避される状態）に遷移させ、個人の脳により生成される第１のＥＥＧデータを取得し、第１のＥＥＧデータが視覚刺激発生器の活性化指令を表す個人の自力の挙動に関連するかを判定し、視覚刺激発生器の活性化指令に応じて、一式の視覚刺激発生器における各視覚刺激発生器を、各視覚刺激発生器が一式の視覚刺激発生器における視覚刺激発生器どうしが区別されるような視覚刺激を出力する第２の状態に遷移させる。視覚刺激発生器の活性化指令がない場合、視覚刺激発生器を第１の状態を維持することができる。第２の状態のとき、各視覚刺激発生器は、視覚刺激どうしが区別される提示周波数で視覚刺激を出力し得る。第１のＥＥＧデータが視覚刺激発生器の活性化指令を表す自力の挙動に関連することの判定において、第１のＥＥＧデータを解析して、活性化指令の合間などの特定の期間に亘ってまたは対して覚醒した個人が両目を閉じた状態および／または閉眼−開眼の連続を同定してもよい。
【００１２】
本開示に係る処理は、さらに、ユーザーが特定の視覚刺激発生器を注視していた間に個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに関連する第２のＥＥＧデータを取得し、第２のＥＥＧデータがユーザーが注視していた特定の視覚刺激発生器を指し示しているかを判定する。第２のＥＥＧデータがユーザーが注意を向けていた一式の視覚刺激発生器における特定の視覚刺激発生器を指し示していない場合、各視覚刺激発生器を第１の状態に遷移させることができる。
【００１３】
さらに、当該処理は、ユーザーが注視していた特定の視覚刺激発生器を同定し、特定の視覚刺激発生器に関連または対応する特定の電気デバイスの動作状態を（例えば、電源状態の確定、変更、または切り替えにより）調整する。特定の電気デバイスの動作状態の調整に際して（例えば、調整前、調整後、調整中）、各視覚刺激発生器を第１の状態に遷移させるまたは戻すことができる。
【００１４】
本開示のある局面に従うと、システムユーザーの脳によるＳＳＶＥＰの生成に基づく一式の電気デバイスの制御システムは、それぞれが視覚刺激を出力する一式の視覚刺激発生器と、各視覚刺激発生器に接続され、選択的に各視覚刺激発生器に視覚刺激発生器どうしが区別されるような視覚刺激を出力させる視覚刺激発生器制御器と、ユーザーの脳により生成されるＥＥＧデータを提供するＥＥＧシステムまたはユニットと、デバイス同定システムとを備えている。デバイス同定システムは、ユーザー状態検出モジュールの一部が存在するメモリに接続された処理装置を備えている。ユーザー状態検出モジュールは、実行されるとユーザーの自力の挙動に応じて生成されるＥＥＧデータが特定の期間に亘って覚醒した個人が両目を閉じた状態および／または閉眼−開眼の連続といった視覚刺激発生器の活性化指令に関連するかを判定するプログラム命令集合を含む。視覚刺激発生器制御器は、視覚刺激生成器の活性化指令が検出されるまで、視覚刺激発生器を、視覚刺激発生器どうしが区別されるような各視覚刺激発生器による視覚刺激の出力が回避される第１の状態に保持することができ、その後、視覚刺激発生器制御器は、各視覚刺激発生器が視覚刺激発生器どうしが区別されるような視覚刺激を出力する第２の状態に視覚刺激発生器を遷移させることができる。
【００１５】
メモリは、捕捉したＥＥＧデータに基づいてユーザーが注視していた特定の視覚刺激生成器を同定するプログラム命令集合を有するデバイス同定モジュールをさらに備えてもよく、これにより特定の視覚刺激発生器に関連する電気デバイスの同定および選択的統制が容易になる。
【００１６】
本開示のある局面に従うと、ＥＥＧ１０−２０モンタージュ規格に従って空間的に組織された一式の電極を有し、Ｏ１−Ｆｚ間の第１のＥＥＧ信号差およびＯ２−Ｆｚ間の第２のＥＥＧ信号差の少なくとも一つを検出するＥＥＧ取得システムが提供される。一式の電極は、所定時にＥＥＧ信号を検出する５個よりも少ない電極を有していてもよい。
【００１７】
上記に追加的にまたは代わるものとして、本開示のある局面に従うと、個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに基づく一式のデバイスの制御処理は、個人が基準の景色を注視していた間に個人の脳により生成されるＥＥＧデータに関連する第１のＥＥＧデータを取得し、第１のＥＥＧデータに関連するとともに一式の基本周波数ｆｋおよび各基本周波数ｆｋの一式の高調波倍数ｎｆｋに関連する複数の基準パワースペクトル密度振幅値を生成し、複数の基準パワースペクトル密度振幅値を用いてデバイス同定閾値ＴＩを生成する。
【００１８】
当該処理は、さらに、それぞれが一式の基本周波数ｆｋにおける関連する基本周波数ｆｋにほぼ等しい固有の提示周波数で視覚刺激を提供する一式の視覚刺激発生器における特定の視覚刺激発生器に個人が注視していた間に個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに関連する第２のＥＥＧデータを生成し、第２のＥＥＧデータに関連するとともに一式の基本周波数ｆｋおよび各基本周波数ｆｋの一式の高調波倍数ｎｆｋに関連する複数の基準パワースペクトル密度振幅値を生成し、少なくとも一つの基準パワースペクトル密度振幅値およびデバイス同定閾値ＴＩの比較に基づいて複数の活性パワースペクトル密度振幅値における各活性パワースペクトル密度振幅値を選択的にスケーリングすることで複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値を生成し、主要活性パワースペクトル密度振幅値が複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値に関連して存在するかを判定してもよい。
【００１９】
かかる処理は、主要活性パワースペクトル密度振幅値に関連するとともに一式の基本周波数ｆｋにおける特定の基本周波数ｆｋに等しい優位周波数ｆＤを同定し、優位周波数ｆＤに関連する提示周波数で視覚刺激を提供する特定の視覚刺激発生器を同定し、特定の視覚刺激発生器に関連する電気デバイスを同定し、特定の視覚刺激発生器に関連する電気デバイスの動作状態を設定または調整してもよい。
【００２０】
本開示のある局面に従うと、個人の脳により生成されるＳＳＶＥＰに基づく一式のデバイスの制御システムは、それぞれが視覚刺激を出力する一式の視覚刺激発生器と、各視覚刺激発生器に接続され、選択的に各視覚刺激発生器に視覚刺激発生器どうしが区別されるような視覚刺激を出力させる視覚刺激発生器制御器と、ユーザーの脳により生成されるＥＥＧデータを提供するＥＥＧデータ供給または取得システムと、デバイス同定システムとを備えている。デバイス同定システムは、デバイス同定モジュールの一部が存在するメモリに接続された処理装置を備えている。
【００２１】
デバイス同定モジュールは、実行されるとデバイス同定動作により特定の視覚刺激発生器を同定するプログラム命令集合を含み、当該デバイス同定動作は、個人が特定の視覚刺激発生器を注視していた間に取得したＥＥＧデータに関連するとともに一式の基本周波数ｆｋおよび一式の高調波倍数ｎｆｋに関連する複数の活性パワースペクトル密度振幅値を生成し、少なくとも一つの基準パワースペクトル密度振幅値およびデバイス同定閾値ＴＩの比較に基づいて複数の活性パワースペクトル密度振幅値における各活性パワースペクトル密度振幅値を選択的にスケーリングすることで複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値を生成し、主要活性パワースペクトル密度振幅値が複数の閾値活性パワースペクトル密度振幅値に関連して存在するかを判定する。
【００２２】
上記デバイス同定動作は、さらに、主要活性パワースペクトル密度振幅値に関連するとともに一式の基本周波数ｆｋにおける特定の基本周波数ｆｋに等しい優位周波数ｆＤを判定し、優位周波数ｆＤに関連する周波数で視覚刺激を提供する一式の視覚刺激発生器における特定の視覚刺激発生器を同定し、特定の視覚刺激発生器に関連する電気デバイスを同定し、特定の視覚刺激発生器およびそれに関連する電気デバイスのグループからの少なくとも一つに関連する一式の識別子を出力してもよい。
【００２３】
本開示のある局面に従うと、上記システムは、さらに、一つ以上の識別子、指令、または命令の受信に応じて、特定の視覚刺激発生器に関連する電気デバイスの動作状態を変化させるシステム制御ユニットを備えていてもよい。システム制御ユニットは、識別子に基づいて電気デバイス制御指令を出力することができる。上記システムは、さらに、システム制御ユニットと通信し、特定の視覚刺激発生器に関連する電気デバイスの動作状態を設定または調整するデバイス制御インタフェースを備えていてもよい。
【００２４】
上記メモリは、校正動作を実行するプログラム命令集合を含む校正ユニットを含んでいてもよい。当該校正動作は、個人が基準の景色を注視していた間に個人の脳により生成されるＥＥＧ信号に関連する基準ＥＥＧデータを解析し、基準ＥＥＧデータに関連するとともに一式の基本周波数ｆｋおよび各基本周波数ｆｋの一式の高調波倍数ｎｆｋに関連する複数の基準パワースペクトル密度振幅値を生成し、複数の基準パワースペクトル密度振幅値を用いてデバイス同定閾値ＴＩを生成する。
【００２５】
本開示のある局面に従うと、実行されると下記の実施形態のような本開示の実施形態に従ったＳＳＶＥＰに基づくデバイス制御動作を容易または可能にするプログラム命令列を格納する一つ以上のコンピュータ読み取り可能な記録媒体がさらに提供される。
【００２６】
以下、本開示の実施形態を次の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本開示の実施形態に係るＳＳＶＥＰに基づくアプライアンス制御システムの概略図である。
【図２】本開示の実施形態に係る国際ＥＥＧ１０−２０モンタージュに関連する電極構成の概略図である。
【図３】本開示の実施形態に係るシステム制御および通信ユニットのブロック図である。
【図４】本開示の実施形態に係るデバイス同定ユニットのブロック図である。
【図５】本開示の実施形態に係る代表的な機器構成ＧＵＩ５００の概略図である。
【図６】本開示の実施形態に係る代表的なＳＳＶＥＰに基づく電気デバイスまたはアプライアンス制御処理のフローチャートである。
【図７】本開示の実施形態に係る代表的な基準パラメータ生成処理のフローチャートである。
【図８】本開示の実施形態に係る代表的なデバイス同定処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本開示の実施形態は、ＳＳＶＥＰに関連するＥＥＧ信号の捕捉および解析に基づくアプライアンスなどの一つ以上の電気デバイスの動作を選択的に制御するシステム、装置、デバイス、および処理に関する。ＳＳＶＥＰは、ユーザーが視覚刺激発生器を選択的に注視しているときに発生する。多くの実施形態では多数の視覚刺激発生器が含まれており、各視覚刺激発生器は所定の電気デバイスまたはアプライアンスに関連するものである。各視覚刺激発生器は、視覚刺激発生器どうしが区別されるまたは区別され得るようなユーザーに対する視覚的または光学的刺激または信号を出力、表示、または提示する。例えば、詳細な実施形態によると、各視覚刺激発生器は、固有または弁別的な提示周波数および／または弁別的な空間提示パターンで視覚刺激を出力することができる。視覚刺激により、提示周波数に関連するＳＳＶＥＰ周波数でユーザーの脳に部分的にＳＳＶＥＰがもたらされ、引き起こされ、または発生し得る。視覚刺激発生器は、ＬＥＤ列または他のタイプの光学信号提示デバイスであり得る。
【００２９】
ＥＥＧ取得システム、サブシステム、またはユニットにより、ユーザーの脳により生成されるＥＥＧ信号を容易に捕捉または獲得できる。ユーザー装着型ヘッドギアはユーザーの頭皮に対して特定の位置に、ＳＳＶＥＰに関連するＥＥＧ信号を捕捉することができる一式の電極を配置することができる。
【００３０】
多くの実施形態では一式の電極は少数または最小数の電極を有する。システム制御および通信ユニットは、ＥＥＧ信号をサンプリングされたＥＥＧデータとして捕捉することができる。デバイス同定ユニットは、捕捉されたＥＥＧ信号を計算効率のよい処理方法で解析することができ、どの視覚刺激発生器が捕捉されたＥＥＧ信号を生じさせたかを判定する。これにより、ユーザーが注視していた視覚刺激発生器に関連する電気デバイスまたはアプライアンスが同定される。
【００３１】
デバイス同定ユニットはデバイス識別子（ＩＤ）および／または電源インタフェースＩＤをシステム制御および通信ユニットへ伝送することができ、システム制御および通信ユニットは関連デバイス制御指令および／または関連電源インタフェース制御指令をマルチデバイスインタフェースユニットへ発行する。これに応じて、マルチデバイスインタフェースユニットは、視覚刺激発生器に関連する電気デバイスまたはアプライアンスの動作状態を伝送、調整、または設定することができる。例えば、マルチデバイスインタフェースユニットは、電気デバイスまたはアプライアンスに関連する電源インタフェースをオフ状態からオン状態へ、またはオン状態からオフ状態へ遷移させることができる。これにより、視覚刺激発生器に関連する電気デバイスまたはアプライアンスをオフ状態かオン状態へ、またはオン状態からオフ状態へ遷移させることができる。したがって、ＥＥＧ取得ユニット、システム制御および通信ユニット、デバイス同定ユニット、およびマルチデバイスインタフェースユニットは、ユーザーが注視していた視覚刺激発生器に関連する電気デバイスの動作状態を自動的に変更することができる。
【００３２】
多くの実施形態では、システム制御および通信ユニットは、視覚刺激発生器を、デバイス同定ユニットが視覚刺激活性化指令に関連または代表する自力または自立のユーザーの活動または挙動が起きたと判定または検出しない限り、視覚刺激発生器どうしが区別されるような各視覚刺激発生器の視覚刺激の生成が回避される状態に遷移させる。多くの実施形態では、自力のユーザーの挙動は、所定時間に亘って継続する、覚醒したユーザーが両目を閉じた状態または状況を含む。ユーザーが生成した視覚刺激発生器の活性化指令が検知または同定されると、デバイス同定ユニットはシステム制御および通信ユニットへ、視覚刺激発生器どうしが区別（例えば、時間的および／または空間的な区別）されるような各視覚刺激発生器による視覚刺激の生成を可能にする活性化通知を送ることができる。
【００３３】
ある実施形態では、デバイス同定ユニットは、捕捉したＥＥＧ信号が両目を閉じた状況を表すまたは関連するかどうかを、そして場合によっては両目を閉じた状況がユーザーが覚醒した状態またはユーザーが寝ている状態に関連するかどうかを判定することができる。所定の期間に亘る両目を閉じて覚醒しているユーザーの状態に応じてまたは続いて、システム制御および通信ユニットは一式の視覚刺激発生器を活性状態に遷移させる。これにより、両目を開けたユーザーは関心のある電気デバイスに関連する活性状態の視覚刺激発生器に注視することができる。したがって、電気デバイスの同定およびユーザーが両目を所定の期間閉じていることに対する制御動作のために、システムが使用可能にされ、活性化され、またはリセットされる。ある実施形態では、両目を閉じた覚醒したユーザー状態が所定の期間に亘って検知され、続いて（例えば、両目が閉じた状態にすぐに続く）両目が開いた状態が検知されたことに応じて一式の視覚刺激発生器の（再）活性化が発生し得る。
【００３４】
本開示の多くの実施形態は、通常のデバイスまたはアプライアンスの動作中の、またはユーザーが寝ているまたは寝そうにしているときにおける継続的な、進行中の、または不要に持続しまたは長期の視覚刺激発生器の活性化を回避する（例えば、特定の覚醒したユーザーの目が閉じる挙動に関連する視覚刺激発生器の活性化指令が検出されない限り視覚刺激発生器は非活性化状態のままである）。結果として、本開示の実施形態により、ユーザーの注意散漫および／または視覚疲労を最小化またはなくすことができる。
【００３５】
特定期間に亘る両目を閉じた状況の検知に応じたシステムの（再）活性化またはリセットの後、デバイス同定ユニットは、捕捉されたＥＥＧ信号を解析し、ここに記述した一つ以上の方法でユーザーが関心を持つ電気デバイスを同定することができる。システム制御および通信ユニットはマルチデバイスユニットへ適当な制御指令を発行することができ、これにより関心のある電気デバイスの動作状態を切り替えることができる。続いてシステム制御および通信ユニットは一式の視覚刺激発生器を休止またはオフ状態に遷移させることができ、これによりユーザーの視覚疲労を低減、最小化、またはなくすことができる。ある実施形態では、システムはさらに、両目を閉じたユーザーの休眠状態の検出に応じて一式の視覚刺激発生器を非活性状態に遷移させるかまたは一式の視覚刺激発生器を非活性状態のままにすることができる。
【００３６】
本開示の実施形態は、どの視覚刺激発生器が視覚刺激発生器が駆動される提示周波数に関連付けられたＳＳＶＥＰ信号を発生させたかをＥＥＧに基づいて判定することで、電気デバイスを活性化または非活性化するようになっている。また、本開示の多くの実施形態では、ユーザーが電気デバイスを自力で選択的に活性化または非活性化することができるようなシステム活性化処理が提供される。このため、本開示の実施形態は、身体が不自由であるまたは身体障害者のユーザーにとって特に役立つまたは有用であり得る。本開示の実施形態はまた、健常者にとっても役立つまたは便利であり得る。
【００３７】
以下、図１から８を参照して、既存のＳＳＶＥＰに基づくＢＣＩシステムおよび技術に関連する一つ以上の上記問題に対処する本開示の実施形態を説明する。便宜のため、ここでの説明は主として電気デバイスまたはアプライアンスの制御システム、デバイス、および技術に向けられている。しかし、これは、ここで説明する動作、機能、または性能特性などの基本原理を必要とするまたは要求する他のアプリケーションから本開示の多くの実施形態を排除するものではない。
【００３８】
以下の説明において、同様または類似の参照符号は同様または類似の要素を表す。さらに、特定の図面に示した特定の参照符号の説明は、そのような参照符号が示されている別の図面の同時検討を示唆し得る。さらに、ユニット、モジュール、および要素（エレメント）という用語は、ここに記載したさまざまな実施形態においてハードウェアおよびソフトウェアの一方または両方を含み得る。本開示において、一式（セット）という用語は、既知の数学定義に従って（例えば、Peter J. Eccles,"An Introduction to Mathematical Reasoning: Numbers, Sets, and Functions," CambridgeUniversity Press (1998)の"Chapter 11: Properties of Finite Sets"（例えば、p.140に示される）に記載されているような方法で）、少なくとも１のカーディナリティを数学的に表す非空有限の要素組織として定義される（つまり、ここで定義されるセットは一重項または一要素集合、または多重要素集合に相当し得る）。一般に、セットの要素は、デバイス、構造、信号、関数または関数処理、または検討中のセットのタイプに依存する値を含み得るまたはあり得る。
【００３９】
代表的なシステムの特徴
図１は、本開示の実施形態に係るＳＳＶＥＰに基づくアプライアンス制御システム１０の概略図である。実施形態において、システム１０は、複数の視覚刺激発生器２０ａ−ｄと、ＥＥＧ信号取得ユニット１００と、システム制御および通信ユニット２００と、デバイス同定ユニット３００と、少なくとも電気デバイスまたはアプライアンス５０ａ−ｄに動作電力を選択的に供給するマルチデバイス電源インタフェースユニット４００のようなマルチデバイスインタフェースユニットとを備えている。
【００４０】
多くの実施形態では、ＥＥＧ信号取得ユニット１００、システム制御および通信ユニット２００、デバイス同定ユニット３００、およびマルチデバイス電源インタフェースユニット４００は、例えば、幹線、家庭用、または線路電源に接続された一つ以上の電気コンセントを介して主または一次電源８０に接続され得る。視覚刺激発生器２０ａ−ｄ、ＥＥＧ信号取得ユニット１００、およびデバイス同定ユニット３００は、後述するようにシステム制御および通信ユニット２００に接続され得る。さらに、マルチデバイス電源インタフェースユニット４００はシステム制御および通信ユニット２００と無線または有線通信することができる。
【００４１】
マルチデバイス電源インタフェースユニット４００は、制御モジュール４１０と、各電気デバイスまたはアプライアンス５０ａ−ｄに接続され得る電気コンセントのような複数の電源インタフェース４２０ａ−ｄと、システム制御および通信ユニット２００からの指令またはデバイス制御命令を受信する通信モジュール４５０と、後述するようにそのような指令に応じて特定の電源インタフェース４２０ａ−ｄに選択的に電力を供給する中継モジュール４６０とを備えている。
【００４２】
各視覚刺激発生器２０ａ−ｄは、視覚刺激または光学信号を供給、出力、表示、または提示する。多くの実施形態では、視覚刺激発生器２０ａ−ｄの少なくとも一つはＬＥＤ列を有し、実施例では当該ＬＥＤ列は少なくとも一つの中心波長の光を出力する３×４またはその他のサイズのＬＥＤの列である。さらにまたは代替的には、視覚刺激発生器２０ａ−ｄはフラットパネルディスプレイ画面の一部のような別のタイプのデバイスであり得る。
【００４３】
視覚刺激発生器２０ａ−ｄはシステム制御および通信ユニット２００により選択的に使用可能化、制御、または駆動され得る。多くの実施形態では、システム制御および通信ユニット２００は、各活性状態の視覚刺激発生器２０ａ−ｄが視覚刺激発生器２０ａ−ｄどうしが区別されるまたは区別され得るような視覚刺激を出力することができるように、一式の視覚刺激発生器２０ａ−ｄを選択的に駆動または信号供給する。例えば、システム制御および通信ユニット２００は、固有または弁別的な提示パターンに従って各視覚刺激発生器２０ａ−ｄを駆動することができる。多くの実施形態では、提示パターンは、特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄが固有または弁別的な提示周波数で視覚刺激を出力するような時間的パターンであり得る。ある実施形態では、提示パターンは、さらにまたは代替的に空間パターンおよび／または光学波長交代または変調方式を含み得る。
【００４４】
視覚刺激発生器２０ａ−ｄは、マルチデバイス電源インタフェースユニット４００に接続された各電気デバイス５０ａ−ｄと関連し得る。多くの実施形態では、システム制御および通信ユニット２００および／またはデバイス同定ユニット３００は、特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄおよび／または電気デバイス５０ａ−ｄとマルチデバイス電源インタフェースユニット４００により与えられる特定の電源インタフェース４２０ａ−ｄとの間の関連付け、関係、またはマッピングを設定することができる。その結果、特定の電源インタフェース４２０ａ−ｄに接続された特定の電気デバイスまたはアプライアンス５０ａ−ｄは特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄに関連付けられる。
【００４５】
例えば、適当な視覚刺激発生器ＩＤを適当な電気デバイスＩＤまたは適当な電源インタフェースＩＤに関連付けることにより、特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄと特定の電気デバイス５０ａ−ｄまたは特定の電源インタフェース４２０ａ−ｄとの間の関係を設定することができる。そのようなＩＤは関連するメモリアドレスに（例えば、データ構造に）格納することができる。第１から第４の電気デバイス５０ａ−ｄがテレビ５０ａ、扇風機５０ｂ、ステレオシステム５０ｃ、および照明５０ｄであるような実施例では、第１の視覚刺激発生器２０ａはテレビ５０ａに関連付けられ、第２の視覚刺激発生器２０ｂは扇風機５０ｂに関連付けられ、第３の視覚刺激発生器２０ｃはステレオシステム５０ｃに関連付けられ、第４の視覚刺激発生器２０ｄは照明５０ｄに関連付けられる。
【００４６】
特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄと特定の電気デバイス５０ａ−ｄとの間の視覚的または概念的関連付けは、電気デバイス５０ａ−ｄに対する視覚刺激発生器の場所または位置によりユーザーに自然に伝わる。より詳細には、視覚刺激発生器２０ａ−ｄは、視覚刺激発生器２０ａ−ｄを電気デバイス５０ａ−ｄ上に、または隣りに、または近くに設置または配置することより、特定の電気デバイス５０ａ−ｄに概念的または視覚的に関連付けすることができる。この結果、ユーザーが視覚刺激発生器２０ａ−ｄを注視したとき、特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄおよびそれに関連する電気デバイス５０ａ−ｄの両者がユーザーの視野に入る。別の実施形態では、電気デバイス５０ａ−ｄに対する視覚刺激発生器の位置により特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄを特定の電気デバイス５０ａ−ｄに関連付ける必要はなく、むしろ、そのような概念的な関連付けはユーザーが学習または記憶することができる。
【００４７】
多くの実施形態では、各視覚刺激発生器２０ａ−ｄは、関連する固有または弁別的なＳＳＶＥＰ生成周波数および／またはユーザーの脳の一部におけるＳＳＶＥＰ生成パターンを引き起こすまたは生じさせる、区別されるまたは区別され得る提示周波数または周期に従って視覚的または光学的刺激または信号を出力する。実施例では、第１の視覚刺激発生器２０ａはおよそ６Ｈｚの提示周波数で光学信号を出力するように駆動され、第２の視覚刺激発生器２０ｂはおよそ７Ｈｚの提示周波数で光学信号を出力するように駆動され、第３の視覚刺激発生器２０ｃはおよそ８Ｈｚの提示周波数で光学信号を出力するように駆動され、第４の視覚刺激発生器２０ｄはおよそ１３Ｈｚの提示周波数で光学信号を出力するように駆動される。
【００４８】
ユーザーが活性状態の特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄを注視すると、その視覚刺激発生器により出力される光学信号は、視覚刺激発生器２０ａ−ｄが駆動される提示周波数に関連する基本周波数および一式の高調波倍数を含むパワースペクトルを有するＳＳＶＥＰ信号を引き起こし得る。したがって、特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄは、視覚刺激発生器２０ａ−ｄが駆動される提示周波数に相関するようにＳＳＶＥＰを誘発し得る。
【００４９】
ＥＥＧ信号取得ユニット１００は、ＳＳＶＥＰ信号に関連するＥＥＧ信号を検知する。ある実施形態では、ＥＥＧ信号取得ユニット１００は、複数の電極１２０ａ−ｄからＥＥＧ信号を受信する信号増幅ユニット１１０を備えている。電極１２０ａ−ｄはユーザー装着型ヘッドギア１３０により運ぶことができ、または電極１２０ａ−ｄはユーザーの頭皮により直接配置することができる。詳細には、電極１２０ａ−ｄは湿式電極または乾式電極であり得る。例えば、電極１２０ａ−ｄは湿式電極または乾式電極であり得る。電極１２０ａ−ｄは、国際ＥＥＧ１０−２０モンタージュにより定義された特定の頭皮位置に関連するであろう所定位置にヘッドギア１３０により運ばれ、または支持され、または搭載され得る。
【００５０】
図２は、本開示の実施形態に係るＥＥＧ１０−２０モンタージュ規格に関連する電極構成の概略図である。ある実施形態では、第１および第２の電極１２０ａ，ｂは、視覚野の部分に関連する後頭部頭皮位置であるＯ１およびＯ２に関連するまたは関連するであろう位置にヘッドギア１３０により運ばれる。第３の電極１２０ｃはＦｚに関連するであろう位置にヘッドギア１３０により運ばれ、第４の電極１２０ｄはＣｚに関連するであろう位置にヘッドギア１３０により運ばれる。後述するように、ある実施形態では、Ｏ１，Ｏ２，およびＦｚに配置された電極１２０ａ−ｃを有する電極構造によりＥＥＧ情報を補足することで、ユーザーが制御しようとする特定の電気デバイス５０ａ−ｄの同定を、信頼性があり、正確で、計算効率のよいものにすることができる。
【００５１】
ある実施形態では、最大数の電極１２０ａ−ｄがいつでもＥＥＧ信号を検出する。例えば、この最大数の電極１２０ａ−ｄは３つ（例えば、Ｏ１およびＯ２の少なくとも一つとＦｚおよびＣｚとに関連するＥＥＧ信号の捕捉に関連する）または４つ（例えば、Ｏ１，Ｏ２，Ｆｚ，およびＣｚのそれぞれに関連するＥＥＧ信号の捕捉に関連する）である。別の実施形態では、３つまたは４つよりも多い電極１２０ａ−ｄによりＥＥＧ信号を捕捉することができる。
【００５２】
図１に戻り、信号増幅ユニット１１０は各電極１２０ａ−ｄに接続され、それから関連するＥＥＧ信号を受信する。信号増幅ユニット１１０は、増幅され、場合によりフィルタリング（例えば、５０Ｈｚのノッチフィルタ、および場合により５−３０Ｈｚのバンドパスフィルタ）され、さもなくば処理されたＥＥＧ信号をシステム制御および通信ユニット２００に供給する。ある実施形態では、信号増幅ユニット１１０は第１のＥＥＧ信号および第２のＥＥＧ信号をシステム制御および通信ユニット２００に供給する。第１のＥＥＧ信号は第１および第３の電極１２０ａ，ｃ間の信号差により定義され、第２のＥＥＧ信号は第２のおよび第３の電極１２０ｂ、ｃ間の信号差により定義される。すなわち、信号増幅ユニット１１０は二つのチャンネルにＥＥＧ信号を出力する。第１のチャンネルはＯ１−Ｆｚにより定義されるＥＥＧ信号を伝送し、第２のチャンネルはＯ２−Ｆｚにより定義されるＥＥＧ信号を伝送する。信号増幅ユニット１１０は、Ｃｚに関連する第４の電極１２０ｄにより供給される信号を基準信号として使用することができる。
【００５３】
視覚刺激発生器２０ａ−ｄが活性化しているとき、システム制御および通信ユニット２００は信号増幅ユニット１１０から受信したＥＥＧ信号に関連するデジタルＥＥＧデータを捕捉またはサンプリングする。システム制御および通信ユニット２００は、ａ）第１のＥＥＧ信号を信号差Ｏ１−Ｆｚに関連する第１のＥＥＧデータとして、ｂ）第２のＥＥＧ信号を信号差Ｏ２−Ｆｚに関連する第２のＥＥＧデータとして、保存することができる。システム制御および通信ユニット２００はそのようなＥＥＧデータを解析のためにデバイス同定ユニット３００に送信する。
【００５４】
デバイス同定ユニット３００は、システム制御および通信ユニット２００により捕捉されたＥＥＧデータを受信し、獲得し、または取得し、視覚刺激発生器および／またはデバイス同定動作に応じてそのようなデータの特徴を解析または特徴化する。多くの実施形態では、デバイス同定ユニット３００はＥＥＧパワースペクトルに関連するデータを解析する。例えば、デバイス同定ユニット３００はパワースペクトル密度データを生成し、そのようなデータに特定の操作をして、後述するようにパワースペクトル密度データを引き起こした視覚刺激発生器２０ａ−ｄをリアルタイムまたはほぼリアルタイムで判定または同定することができる。
【００５５】
リアルタイムまたはほぼリアルタイムのデバイス同定動作に先だって、システム１０は、ユーザーからの一つ以上のタイプの基準ＥＥＧデータの捕捉および解析を含む校正動作を行う。校正動作は、ユーザーが視覚刺激発生器の提示周波数に関連するまたは関連付けられる視覚刺激のない周囲環境の一部に視野を向けているときに両目が開いた基準ＥＥＧデータを捕捉する両目開眼校正動作を含む。より詳細には、両目が開いた基準ＥＥＧデータは、ユーザーが基準環境、景色、または画像を注視しているときに捕捉することができる。基準環境または景色は、視覚刺激発生器の提示周波数またはそれら提示周波数の高調波周波数またはそれに近い周波数で視覚刺激を提供する光学信号源がないまたは排除された周囲環境の一部であり得る。例えば、ユーザーが周囲照明下で標準環境を見ており、ユーザーの視界内または近傍のどの視覚刺激発生器２０ａ−ｄおよび関連する電気デバイス５０ａ−ｄもオフ状態にあるときに、両目が開いた基準ＥＥＧデータを捕捉することができる。ある実施形態では、同一または実質的に同一の配色で、広域スペクトルの光学信号源で均一にまたは実質的に均一に照明された壁（例えば、普通の室内照明で照明された白い壁）のような中性の基準の景色をユーザーが見ているときに、両目が開いた基準ＥＥＧデータを捕捉することができる。
【００５６】
さらに、校正動作は、ユーザーが両目を閉じた状態を所定時間維持しているときに両目が閉じた基準ＥＥＧデータを捕捉する両目閉眼校正動作を含み得る。多くの実施形態では、校正動作の一部として、デバイス同定ユニット３００は、基準パワースペクトル密度データ、一式の基準パラメータまたは値、および閾パラメータまたは値を生成して、ａ）ユーザーが注視していた視覚刺激発生器２０ａ−ｄをリアルタイムまたはほぼリアルタイムで同定することができ、ｂ）後述するように、視覚刺激発生器２０ａ−ｄによる視覚刺激提示を自力で自動的に活性化または非活性化させることができる。
【００５７】
代表的なシステム制御および通信ユニットの特徴
図３は、本開示の実施形態に係るシステム制御および通信ユニット２００のブロック図である。実施形態において、システム制御および通信ユニット２００は、制御器２１０と、データ取得またはサンプリングユニット２２０と、メモリ２２５と、第１の通信モジュール２３０と、一式の視覚刺激ドライバ２４０と、第２の通信モジュール２５０とを備えている。ある実施形態はさらに中継器２５５を備えている。システム制御および通信ユニット２００の特定の要素は、データバス２９０および／または制御バス２９２などの一式の共有または共通の信号経路により接続されてデータおよび／または信号を伝送できるようになっている。
【００５８】
制御器２１０は、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサの一部のような命令プロセッサを含み得る。制御器２１０は、本開示の実施形態に従ったＳＳＶＥＰに基づく電気デバイス制御処理の一部を定義および／または実施するプログラム命令列に従って動作することができる。そのようなプログラム命令はメモリ２２５に存在する。
【００５９】
データ取得ユニット２２０は信号増幅ユニット１１０から受信したＥＥＧ信号をサンプリングし、サンプリングデータをメモリ２２５に保存する。ある実施形態では、データ取得ユニット２２０はマイクロコントローラにより与えられるオンチップ要素であり得る。メモリ２２５は、バッファ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、およびリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）のような一つ以上の揮発性および／または不揮発性データ格納要素を含み得る。マイクロコントローラに基づいた実施形態では、メモリ２２５はオンチップメモリおよび／またはオフチップメモリを含み得る。
【００６０】
第１の通信モジュール２３０はデバイス同定ユニット３００とデータ転送する。より詳細には、第１の通信モジュール２３０はサンプリングされたＥＥＧＥＥＧデータをデバイス同定ユニット３００へ送信する。第１の通信モジュール２３０は、さらに電源インタフェースＩＤ、視覚刺激発生器ＩＤ、および／または電気デバイスまたはアプライアンスＩＤなどのデータをデバイス同定ユニット３００から受信することができる。概して、第１の通信モジュール２３０は、シリアルインタフェース（例えば、ＲＳ−２３２またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インタフェース）などの標準的なデータ転送インタフェースを含み得る。
【００６１】
第２の通信モジュール２５０はマルチデバイス電源インタフェースユニット４００と選択的に通信する。例えば、第２の通信モジュール２５０は電源インタフェースＩＤまたは電気デバイスＩＤをマルチデバイス電源インタフェースユニット４００へ送信することができる。多くの実施形態では、第２の通信モジュール２５０無線信号通信を行う。第２の通信モジュール２５０は中継器２５５に接続可能である。マルチデバイス電源インタフェースユニット４００への信号伝送が必要な場合、制御器２１０は選択的に中継器２５５を活性化して第２の通信モジュール２５０に電力を供給することができる。
【００６２】
最後に、一式の視覚刺激ドライバ２４０は視覚刺激発生器２０ａ−ｄに選択的に一式のドライブ信号を供給する。実施例では、一式のドライブ信号は矩形波信号を含み得る。所定の矩形波信号はＬＥＤ列のような関連する視覚刺激発生器２０ａ−ｄを駆動することができる。
【００６３】
代表的なデバイス同定ユニットの特徴
図４は、本開示の実施形態に係るデバイス同定ユニット３００のブロック図である。実施形態において、デバイス同定ユニット３００は、処理ユニット３０２と、少なくとも一つのデータ格納ユニット３０４と、表示デバイス３０８に接続されたグラフィックユニット３０６と、一式の入力デバイス３１２に接続されたＩ／Ｏユニット３１０と、メモリ３２０とを備えている。ある実施形態では、デバイス同定ユニット３００は、さらに、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、またはインターネット３１６のようなネットワークに接続され得るネットワークインタフェースユニット３１４を備えている。デバイス同定ユニット３００の要素は共通の一式のバス３９０により接続され得る。
【００６４】
処理ユニット３０２は、格納されたプログラム命令列を実行する命令プロセッサを含み得る。Ｉ／Ｏユニット３１０は、システム制御および通信ユニット２００を含むデータ転送を可能にするシリアルインタフェース（例えば、ＲＳ−２３２および／またはＵＳＢインタフェース）などの一つ以上のタイプのＩ／Ｏインタフェースを含み得る。例えば、Ｉ／Ｏユニット３１０はシステム制御および通信ユニット２００からサンプリングされたＥＥＧデータを受信し、そのデータをメモリ３２０に保存することができる。Ｉ／Ｏユニット３１０は、さらに、一つ以上のコンピュータマウス、キーボード、タッチ画面、および／または他のタイプのユーザー入力インタフェースを含み得る一式の入力デバイス３１２から入力を受信する。表示デバイス３０８はコンピュータモニターを含み得る。データ格納ユニット３０４は、ハードディスクドライブおよび／または固定のまたはリムーバブルのコンピュータ読み取り可能媒体によりプログラム命令列またはデータを読み書きする他のタイプのデバイスを含み得る。
【００６５】
メモリ３２０は、揮発性（例えば、ＲＡＭ）および／または不揮発性（例えば、ＲＯＭ）メモリのような一つ以上のタイプのコンピュータ読み取り可能媒体を含み得る。そのような媒体には、オペレーティングシステム３２２（例えば、マイクロソフトウィンドウズ（登録商標）ベースのオペレーティングシステム）、機器構成モジュール３３０、校正モジュール３３２、ユーザー状態検出モジュール３３４、デバイス同定モジュール３３６、ＥＥＧ信号解析ライブラリ３３８、機器構成メモリ３４０、サンプリングデータメモリ３４２、および同定メモリ３４４が存在する。多くの実施形態では、機器構成モジュール３３０、校正モジュール３３２、ユーザー状態検出モジュール３３４、デバイス同定モジュール３３６、およびＥＥＧ信号解析ライブラリ３３８は、本開示の実施形態に従ったＳＳＶＥＰベースのデバイス制御処理の一部を可能にする、定義するおよび／または実施するプログラム命令列を含む。機器構成メモリ３４０は、特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄと特定の電気デバイス５０ａ−ｄおよび／または電源インタフェース４２０ａ−ｄとの間の関連または関係を定義するまたは示すデータを含み得る機器構成データを保持し得る。機器構成メモリ３４０は、さらに、サンプリングレートおよびデバイス同定動作において考慮すべきサンプル数などのＥＥＧデータ解析パラメータを含み得る。サンプリングデータメモリ３４２はデータ取得ユニット２２０から受信したサンプリングされたＥＥＧデータを格納することができ、同定メモリ３４４は、本開示の実施形態に従った電気デバイス５０ａ−ｄの同定および制御のための処理データを格納することができる。そのような処理データは、例えば、後述するパワースペクトルデータに相当し得る。機器構成モジュール３３０、校正モジュール３３２、ユーザー状態検出モジュール３３４、およびデバイス同定モジュール３３６の一つ以上は、機器構成メモリ３４０、サンプリングデータメモリ３４２、同定メモリ３４４、および／またはＥＥＧ信号解析ライブラリ３３８の一つ以上にアクセスして本開示の特徴に従ったＳＳＶＥＰに基づく電気デバイス制御動作を円滑化することができる。
【００６６】
実施例では、デバイス同定ユニット３００はデスクトップまたはラップトップコンピュータシステムなどのパーソナルコンピュータを含む。機器構成モジュール３３０、校正モジュール３３２、ユーザー状態検出モジュール３３４、デバイス同定モジュール３３６、およびＥＥＧ信号解析ライブラリ３３８の一つ以上の部分は、ＬａｂＶＩＥＷ（www.ni.com/labview/, National Instruments Corporation, Austin, TX USA）などの視覚プログラミング、計測、データ解析、テスト、および／または制御環境によってまたは関連して実施することができる。さらにまたは代替的に、そのようなモジュール３３０−３３８の一つ以上の部分は、Ｃ，Ｃ＋＋，Ｃ＃，またはＪａｖａなどのプログラミング言語に従って記述されたプログラム命令列により実施することができる。
【００６７】
代表的なＳＳＶＥＰに基づくデバイス制御処理の特徴
概して、本開示に従ったＳＳＶＥＰに基づくデバイス制御処理は、システム構成処理と、校正処理と、ユーザー状態検出処理と、デバイス同定処理とを備えている。そのような処理の一部は、機器構成モジュール３３０、校正モジュール３３２、ユーザー状態検出モジュール３３４、およびデバイス同定モジュール３３６に関連するプログラム命令実行に関連してそれぞれ生じる。多くの実施形態では、ＥＥＧ信号解析ライブラリ３３８は、ＳＳＶＥＰに基づくデバイス制御処理の部分的に校正モジュール３３２、ユーザー状態検出モジュール３３４、および／またはデバイス同定モジュール３３６がアクセスし、呼び出し、または起動することができる標準および／またはカスタマイズされたＥＥＧ信号解析ルーチンまたは関数（例えば、標準信号解析ルーチン、関数、または操作に基づくもの）に関するプログラム命令列を有する。以下、実施形態に係るＳＳＶＥＰに基づくデバイス制御処理の特徴について詳細に説明する。
【００６８】
代表的なシステム構成およびデバイス関連付け処理の特徴
多くの実施形態では、システム構成またはセットアップ動作は、視覚刺激発生器２０ａ−ｄと電気デバイス５０ａ−ｄおよび／または電気デバイス５０ａ−ｄが接続される電源インタフェース４２０ａ−ｄとの間の一つ以上の関連または関係を設定することを含み得る。システム構成またはセットアップ動作は、さらに、ＥＥＧデータ獲得パラメータ、例えば、サンプリングレートおよび／またはデバイス同定のために考慮すべきサンプル数（またはそれに応じて考慮すべき期間）を定義または特定することを含む。上述したように、システム構成動作はＧＵＩにより実施され得る。
【００６９】
図５は、本開示の実施形態に係る代表的な機器構成ＧＵＩ５００の概略図である。実施形態において、機器構成ＧＵＩ５００は、ユーザー入力に応じて機器構成データまたはパラメータの生成を支援するグラフィカルウィンドウ５０２を備えている。グラフィカルウィンドウ５０２は多数のグラフィカルコントロールを含み得る。例えば、グラフィカルウィンドウ５０２は、検討中の多数の電気デバイス５０ａ−ｄを定義するためのユーザー入力に関連する一式のボタン５１０ａ−ｄとしてのいくつかと、ＥＥＧサンプリングレートを特定するユーザー入力を受けるテキストボックスまたはリストボックス５２０と、デバイス同定動作において解析すべきＥＥＧサンプル数を特定するユーザー入力を受けるテキストボックスまたはリストボックス５２２と、同定タイムアウト期間を特定するユーザー入力を受けるテキストボックスまたはリストボックス５２４と、両目を閉じた活性期間を特定するユーザー入力を受けるテキストボックスまたはリストボックス５２６と、校正開始ボタン５２８とを含み得る。ある実施形態では、グラフィカルウィンドウ５０２はＥＥＧ信号表示ウィンドウ５３０およびパワースペクトル表示ウィンドウ５３２も含み得る。
【００７０】
多くの実施形態では、グラフィカルウィンドウ５０２は、各視覚刺激発生器２０ａ−ｄに関連する視覚刺激発生器アイコンまたはシンボル２２ａ−ｄと、各電気デバイスまたはアプライアンス５０ａ−ｄに関連する電気デバイスまたはアプライアンスアイコン５２ａ−ｄと、場合によってはマルチデバイス電源インタフェースユニット４００により制御される各電源インタフェース４２０ａ−ｄに関連する電源インタフェースアイコン４２２ａ−ｄとを有する。視覚刺激発生器アイコン２２ａ−ｄ、電気デバイスアイコン５２ａ−ｄ、および電源インタフェースアイコン４２２ａ−ｄは空間的に表示されまたは互いに関連して向けられて、各視覚刺激発生器２０ａ−ｄ、各電気デバイス５０ａ−ｄ、および各電源インタフェース４２０ａ−ｄが物理的および概念的に互いに関連することを表すようになっている。ある実施形態では、上記アイコンは、最新の物理的および概念的関連を反映するように互いに関連した位置にグラフィカルに（再）配置または再整列され得る。
【００７１】
多くの実施形態では、機器構成モジュール３３０が機器構成ＧＵＩ５００を生成するまたは生成の管理をする。機器構成モジュール３３０はさらに、機器構成ＧＵＩ５００により受けたユーザー入力に応じて機器構成メモリ３４０に機器構成データまたはパラメータを格納する。身体障害者ユーザーについては、システム機器構成動作は介護人や身内などの補助者により起動することができる。
【００７２】
代表的な校正処理の特徴
校正動作は、機器構成メモリ３４０に格納可能な校正データまたはパラメータを（例えば、ユーザーによる校正ボタン５２８の選択に応じて）校正モジュールが生成することを含む。多くの実施形態では、校正動作は、視覚刺激発生器２０ａ−ｄ、デバイス５０ａ−ｄ、および／または電源インタフェース４２０ａ−ｄの同定を行う両目開眼校正動作を含む。ある実施形態では、校正動作は、さらに、ユーザーの挙動に応じて視覚刺激発生器２０ａ−ｄを非活性状態から活性状態へ選択的かつ自動的に遷移させる両目閉眼校正動作を含む。概して、校正動作は、（例えば、神経学的状態または脳の機能が安定または長期に亘って概して安定しているユーザーには）１度だけ、またはシステムパフォーマンスの観点から必要に応じて実行され得る。
【００７３】
Ａ）代表的な両目閉眼校正処理の特徴
両目閉眼校正動作は、覚醒したユーザーが両目を閉じている間または間中の一つ以上の両目閉眼校正期間において両目が閉じた基準ＥＥＧデータをデータ取得ユニットが捕捉することを含む。両目閉眼構成期間は、所定のまたはプログラムで特定される期間であり、例えば、およそ１−１０秒（例えば、およそ２−８秒、またはおよそ２−６秒、またはおよそ１−４または２−４秒）、または、実施形態の詳細に依存した別の期間であり得る。ある実施形態では、校正モジュール３３２は、校正ＧＵＩ５００へのテキスト表示および／または一式の可聴音または音声メッセージなどにより、ユーザーに目を閉じるよう指示を出すことができる。両目閉眼期間におけるＥＥＧデータの取得に続いて、校正モジュール３３２は、さらに、一つ以上の可聴音または音声メッセージによりユーザーに目を再び開けるように指示を出すことができる。
【００７４】
覚醒したユーザーの両目が閉じたＥＥＧデータの捕捉中または後に、データ取得ユニット２２０または校正モジュール３３２は、捕捉した両目が閉じた基準ＥＥＧデータを所定のＥＥＧ周波数帯域でフィルタリングすることができる。例えば、校正モジュール３３２は、両目が閉じた基準ＥＥＧデータについてバンドパスフィルタリングを施して、およそ８−１２Ｈｚの周波数範囲または帯域外の周波数を持つＥＥＧデータを排除するおよび／または大幅に減衰させることができる。そのような実施形態では、バンドパスフィルタリングされたＥＥＧデータはアルファ帯域データを含み、より低い周波数（シータおよびデルタ）およびより高い周波数（ベータおよびガンマ）帯域を排除または実質的に排除している。
【００７５】
概して、人が両目を閉じたとき、アルファ帯域のＥＥＧ信号の振幅は大きく増大し、ベータ帯域のＥＥＧ信号は大きく減少する。同様に、人の両目が開いているとき、アルファ帯域のＥＥＧ信号の振幅はベータ帯域の信号の振幅に対して大きく減少する。したがって、区別されるまたは区別され得るアルファおよび／またはベータ帯域の信号の振幅を単独または互いに関連して考慮して用いて、ａ）覚醒したユーザーが両目を閉じたまたは開けたかどうか、および／またはｂ）ユーザーが両目を長期間閉じたままにしそうな状態に遷移したかどうかを判定することができる。
【００７６】
校正モジュール３３２は、一つ以上の覚醒したユーザーの両目が閉じた状態、例えば、所定のまたはプログラムで特定される期間に亘って存在または存続する覚醒したユーザーの両目が閉じた状態に関連するＥＥＧ信号エネルギーの一つ以上の基準量を判定または生成することができる。ある実施形態では、校正モジュール３３２は、次式のようなおよそ１−４秒（例えば、および１，２，または３秒）の最小活性化指令期間に関連する覚醒したユーザーの両目が閉じたＥＥＧ信号エネルギーの基準量を生成する。
【００７７】
【数１】
2013544546.tif 000003
ただし、Ｘｉ２はフィルタリングされた両目が閉じた基準ＥＥＧ信号の平均値のｉ番目のサンプル、ＮＡは最小活性化指令期間に亘って考慮した総サンプル数である（例えば、ＥＥＧサンプリングレートが１２５Ｈｚで最小活性化指令期間が２秒のときＮＡは２５０である）。校正モジュール３３２はＴＡを、ユーザーが視覚刺激発生器の活性化指令を発したかを判定するための活性化指令の閾エネルギーとして定義することができる。後述するように、後校正システム動作において、ユーザー状態検出モジュール３３４は、ＴＡに対して捕捉したＥＥＧデータをリアルタイム、ほぼリアルタイム、または定期的に解析して、覚醒したユーザーが視覚刺激発生器の活性化指令を発したかを判定することができる。例えば、ユーザー状態検出モジュール３３４は、ＴＡに対して捕捉したＥＥＧデータを解析して、両目が開いた状態から最小活性化指令期間に亘って持続する両目が閉じた状態へ遷移し、続いて最大活性化指令期間（例えば、およそ３−５秒、またはおよそ４秒）の満了前に両目が開いた状態へ遷移することを検知することができる。
【００７８】
ある実施形態では、校正モジュール３３２は、さらにまたは代替的に、ユーザーが睡眠状態のような両目を実質的または長期的な期間に亘り閉じたままにしそうなまたはする状態に遷移したかを示し得るＥＥＧ信号エネルギーの基準量を判定または生成することができる。例えば、校正モジュール３３２は、次式のような所定のまたはプログラムで特定されるおよそ５−３０秒（例えば、およそ６−２０秒、またはおよそ６，８，または１０棒）の睡眠兆候期間に関連する覚醒したユーザーの両目が閉じたＥＥＧ信号エネルギーの基準量を判定または生成することができる。
【００７９】
【数２】
2013544546.tif 000004
ただし、Ｘｉ２はフィルタリングされた両目が閉じた基準ＥＥＧ信号の平均値のｉ番目のサンプル、ＮＳは睡眠兆候期間に亘って考慮した総サンプル数である（例えば、ＥＥＧサンプリングレートが１２５Ｈｚで睡眠兆候期間が６秒のときＮＳは７５０である）。校正モジュール３３２はＴＳを、ユーザーが睡眠状態のような両目を長期間閉じる状態に陥るまたは陥りそうかを判定するための覚醒状態／睡眠状態の閾値として定義することができる。
【００８０】
ある実施形態では、ＴＳは、ＴＡのある倍数のような、最小および／または最大活性化指令期間に対する睡眠兆候期間の長さに依存してＴＡに数学的な相関を持つものとして定義され得る。後述するように、
後校正システム動作において、ユーザー状態検出モジュール３３４は、ＴＳに対して捕捉したＥＥＧデータをリアルタイム、ほぼリアルタイム、または定期的に解析して、ユーザーが寝ている、寝そうな、または両目を長期間閉じたままにしそうな可能性を判定することができる。
【００８１】
Ｂ）代表的な両目開眼校正処理の特徴
両目開眼校正動作は、両目開眼校正期間においてデータ取得ユニットがユーザーから両目が開いた基準ＥＥＧデータを捕捉することを含む。両目開眼校正期間では、ユーザーは、視覚刺激発生器２０ａ−ｄが周期的に視覚刺激を提示するレートに関して視覚刺激または光学信号が一定または基本的に一定のままである環境の一部を注視している間、両目を開けたままにする。多くの実施形態では、両目開眼校正動作中に、システム制御および通信ユニット２００は視覚刺激発生器２０ａ−ｄを利用不可または非活性化し、ユーザーは視覚刺激発生器の提示周波数および少なくともある程度のその高調波倍数（例えば、２−５次高調波近傍）とほぼ同じ周波数で光学信号が循環的または周期的に提示または表示される環境の一部を見なくて済む。
【００８２】
両目開眼校正期間はおよそ１−８秒（例えば、およそ２−６秒、またはおよそ２，３，および４秒）、または、実施形態の詳細に依存した別の期間であり得る。ある実施形態では、システム１０はユーザーに壁または何もないまたは実質的に光学的に均一である表面を注視して、両目を所定の期間（例えば、少なくともおよそ２−４秒）開けたままにする指示を出すことができる。校正ＧＵＩ５００上へのテキスト表示および／または一式の可聴音または音声メッセージでそのようなユーザー指令を出すことができる。両目開眼校正期間におけるＥＥＧデータの取得に続いて、システム１０は、ユーザーに両目開眼校正動作が完了したことを一つ以上の可聴音または音声メッセージにより通報することができる。これにより、システム１０が本開示のある実施形態に従って視覚刺激発生器２０ａ−ｄ、電気デバイス５０ａ−ｄ、および／または電源インタフェース４２０ａ−ｄを同定および／または制御する準備ができたことをユーザーに伝えることができる。
【００８３】
システム制御および通信ユニット２００の第１の通信モジュール２３０は両目が開いた基準ＥＥＧデータをサンプリングデータメモリ３４２に転送することができ、以下に詳述するように、校正モジュール３３２はそのようなＥＥＧデータに関連する一式の基準同定値またはパラメータおよびデバイス同定閾値またはパラメータを生成または判定することができる。
【００８４】
多くの実施形態では、校正モジュール３３２は、視覚刺激発生器２０ａ−ｄの動作に係る各提示周波数ｆｋに関連する複数の基準パワースペクトル密度振幅値（以下、基準パワースペクトル密度振幅基関数ｂ）を、そのような提示周波数に関連する基準パワースペクトル密度パラメータを判定するために、生成する。
【００８５】
わかり易くするために、以下では、４つの提示周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，およびｆ４を想定する。上記のように、ユーザーが提示周波数ｆｋで視覚刺激を出力するある視覚刺激発生器２０ａ−ｄを注視したとき、そのような視覚刺激は実質的に同じ周波数を呈するＳＳＶＥＰを生じさせるまたは生じさせると期待される。それゆえ、視覚刺激発生器２０ａ−ｄが活性化すると、捕捉されたＥＥＧから生成されたパワースペクトル密度データは基本周波数ｆｋおよびｆｋの高調波を有する成分を含むまたは含むと期待される。
【００８６】
基本周波数ｆｋごとに、ｆｋおよびｆｋの特定の高調波について基準パワースペクトル密度振幅基関数ｂが生成され得る。高調波は、例えば、ｆｋの１次高調波およびｆｋの２次高調波であり、ここではそれぞれ２ｆｋおよび３ｆｋと参照する。より詳細には、実施例では、ｆ１，ｆ２，ｆ３，およびｆ４ならびにそれらの１次および２次高調波のそれぞれに関連する基準パワースペクトル密度振幅基関数ｂは次の通りである。
【００８７】
【数３】
2013544546.tif 000005
上記式において、δはおよそ０．１−１．０Ｈｚ（例えば、０．２５Ｈｚ、または０．５Ｈｚ）の周波数オフセットである。周波数オフセットδは所定値であり、ある実施形態ではサンプリング期間に対するサンプリングレートの比率に関連し得る。例えば、ＥＥＧデータサンプリングレートがおよそ１２５Ｈｚの場合、デバイス同定動作はおよそ２秒の現在または最新のデバイス同定期間または時期に捕捉されるＥＥＧサンプルを考慮して、δは１２５／２５０つまりδ＝０．５となり得る。
【００８８】
校正モジュール３３２は、さらに、各基本周波数ｆｋに関連する複数の代表または平均基準パワースペクトル密度振幅基関数ｂｎｋを生成し得る。ｂｎｋという表記に関して、ｎ＝１は基本周波数ｆｋに関連し、ｎ＝２は基本周波数の１次高調波２ｆｋに関連し、ｎ＝３は基本周波数の２次高調波３ｆｋに関連する。ある実施形態では、各代表基準パワースペクトル密度振幅基関数ｂｎｋは特定の基準パワースペクトル密度振幅基関数ｂの正規形に関連し得る。例えば、複数の平均基準パワースペクトル密度振幅基関数ｂｎｋは次の通り生成され得る。
【００８９】
【数４】
2013544546.tif 000006
校正モジュール３３２は、さらに、各基本周波数ｆｋに関連する合成基準パワースペクトル密度振幅値ＢＬｋを生成し得る。合成基準パワースペクトル密度振幅値ＢＬｋは平均基準パワースペクトル密度振幅基関数ｂｎｋを用いて、例えば、次式に従って生成され得る。
【００９０】
【数５】
2013544546.tif 000007
したがって、基本周波数ｆ１からｆ４について次式が成り立つ。
【００９１】
【数６】
2013544546.tif 000008
最終的に、デバイス同定閾値ＴＩが次式のように生成され得る。
【００９２】
【数７】
2013544546.tif 000009
ただし、Ｍ＝１，２，３，４は各基本周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，およびｆ４に関連する。
【００９３】
校正モジュール３３２は、合成基準パワースペクトル密度振幅値ＢＬｋおよびデバイス同定閾値ＴＩを機器構成メモリ３４０に格納することができる。後述するように、デバイス同定動作は特定の合成基準パワースペクトル密度振幅値ＢＬｋおよびデバイス同定閾値ＴＩを含み得る。
【００９４】
代表的なユーザー状態検出処理の特徴
校正動作に続いて、システム１０は、デバイス同定動作を実行して本開示の多くの実施形態に従って視覚刺激発生器２０ａ−ｄ、電気デバイス５０ａ−ｄ、および／または電源インタフェース４２０ａ−ｄを同定することができる。多くの実施形態では、校正動作が終了すると、システム制御および通信ユニット２００は視覚刺激発生器２０ａ−ｄを非活性または休止状態に遷移させる。さらに、校正動作が終了すると、データ取得ユニット２２０は、継続的に、基本的に継続的に、周期的に、または定期的にＥＥＧデータを捕捉し、第１の通信モジュール２３０はそのようなＥＥＧデータをデバイス同定ユニットのサンプリングデータメモリ３４２に転送する。ユーザー状態検出モジュール３３４は捕捉されたリアルタイムまたはほぼリアルタイムのＥＥＧデータを解析して、視覚刺激発生器の指令または電気デバイスの制御指令といったシステム１０への指令をユーザーが発したことを表す、関連する、または伝える一式の自力または自律のユーザーの挙動を同定することができる。多くの実施形態では、ユーザー状態検出モジュール３３４はＥＥＧデータを解析して、ユーザーがａ）起きているか眠りに落ちているか、およびｂ）もし起きていれば視覚刺激発生器の活性化または電気デバイスの制御信号を発したかを判定することができる。
【００９５】
長期間両目が閉じた状態の検出
ある実施形態では、ユーザーが両目を長時間閉じたままにしそうまたはするであろう（例えば、ユーザーが眠りそう、または眠ってしまった）状態になったかを判定するために、ユーザー状態検出モジュール３３４は、バンドパスフィルタリングされたリアルタイムまたはほぼリアルタイムの周期的に、例えば、およそ１−１０秒ごと（例えば、およそ４−８秒ごと、またはおよそ６秒ごと）にサンプリングされたＥＥＧデータ（例えば、アルファ帯域の周波数に関連またはほぼ関連してバンドパスフィルタリングされたＥＥＧデータ）の正規化エネルギーを判定することができる。もしそのようなＥＥＧデータの正規化エネルギーが覚醒状態／睡眠状態の閾値ＴＳよりも大きければ、ユーザー状態検出モジュール３３４は、ユーザーの両目が少なくとも睡眠兆候期間は閉じており、長期間閉じたままになりそうであると判定する。もしユーザー状態検出モジュール３３４が、ユーザーが両目を長期間閉じたままにしそうまたはするであろうと判定した場合、ユーザー状態検出モジュール３３４はシステム制御および通信ユニット２００に睡眠の通知をすることができ、それに応じてシステム制御および通信ユニット２００は視覚刺激発生器２０ａ−ｄを非活性状態のままにする。もし現在または最新のＥＥＧサンプル系列の正規化エネルギーがＴＳ以下であれば、ユーザー状態検出モジュール３３４はユーザーが両目を長期間閉じなかったと判定し、ユーザーが起きていることが示される。
【００９６】
ユーザー指令の検出
ユーザー状態検出モジュール３３４は、ユーザーが選択的にシステム１０に視覚刺激発生器２０ａ−ｄを活性化させるおよび／または一つ以上の自力または自律のユーザーの挙動の結果として電気デバイスの制御動作を実行させることができる視覚刺激発生器の活性化指令または電気デバイスの制御指令をユーザーが発したかを判定することができる。
【００９７】
ある実施形態では、視覚刺激発生器の活性化指令または電気デバイスの制御指令は、所定のまたはプログラムで特定される期間、時間間隔、または窓に亘って覚醒したユーザーが両目を閉じた状況に関連する。例えば、視覚刺激発生器の活性化指令は、第１の期間に亘って覚醒したユーザーが両目を閉じた状況に関連し得るものであり、第２の期間内に発生する。ある実施形態では、視覚刺激発生器の活性化指令は、最小活性化指令期間（例えば、およそ１−３秒）などの所定の期間に亘って両目が閉じた状況への遷移に関連し得るものであり、最小活性化指令期間に少なくとも等しく、典型的には少なくともわずかにそれよりも長い最大活性化指令期間（例えば、およそ３−４秒）などのある期間内に終了する。したがって、最小活性化指令期間は最大活性化指令期間に含まれ得る。さらに、最大活性化指令期間は、典型的には、睡眠兆候期間よりも短いまたはかなり短い。最大活性化指令期間内での両目が閉じた状況の終了は、ユーザーが起きているまたは起きたままになりそうであり、ユーザーが両目を長期間閉じたままにしそうまたはするであろう状態（例えば、睡眠に関する状態）になったことを表す。
【００９８】
上記を考慮して、ユーザー状態検出モジュール３３４は、ＴＡに対して継続的または反復的に捕捉したＥＥＧデータを解析して、両目が開いた状態から両目が閉じた状態へ遷移したこと、および両目が閉じた状態が最小活性化指令期間に亘って持続することを確認することができる。ユーザー状態検出モジュール３３４は、さらに、継続的に捕捉したＥＥＧデータを解析して、最大活性化指令期間に先だって両目が閉じた状態から両目が開いた状態へ戻る遷移を確認することができる。もしそうであれば、ユーザー状態検出モジュール３３４は、ユーザーが視覚刺激発生器の活性化指令を発したと判定する。
【００９９】
ユーザー状態検出モジュール３３４がユーザーが視覚刺激発生器の活性化指令を発したと判断すると、ユーザー状態検出モジュール３３４はシステム制御および通信ユニット２００およびデバイス同定ユニット３００に活性化を通知する。視覚刺激発生器の活性化指令が検出されるまで、つまり、システム制御および通信ユニット２００が活性化の通知を受けるまで、システム制御および通信ユニット２００は視覚刺激発生器２０ａ−ｄを非活性状態のままにする。
【０１００】
代表的なデバイス同定処理の特徴
システム活性化の通知に応じて、システム制御および通信ユニット２００は、各視覚刺激発生器２０ａ−ｄが特定の基本周波数ｆｋで光学信号を提示または出力するように視覚刺激発生器２０ａ−ｄを活性化または駆動する。さらに、デバイス同定モジュール３３６は、ユーザーが注視した特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄを同定するために、リアルタイム、ほぼリアルタイム、または最新の捕捉されたＥＥＧデータを解析する。
【０１０１】
より詳細には、多くの実施形態では、デバイス同定モジュール３３６は、視覚刺激発生器２０ａ−ｄが活性化していたときにおよそ１−８秒（例えば、およそ２，３，または４秒）などの現在または最新のデバイス同定期間または時期において捕捉されたＥＥＧデータに関連する複数の最初の、起源の、または原始のパワースペクトル密度振幅値を生成する。そのようなパワースペクトル密度振幅値は以下では活性パワースペクトル密度振幅基関数ｇとして参照する。
【０１０２】
基本周波数ｆｋごとに、ｆｋおよびｆｋの特定の高調波、例えば２ｆｋおよび３ｆｋについて活性パワースペクトル密度振幅基関数ｇが生成され得る。より詳細には、基本周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，およびｆ４を含む実施例では、  各基本周波数ｆｋおよびその１次および２次高調波のそれぞれに関連する活性パワースペクトル密度振幅基関数ｇは次の通りである。
【０１０３】
【数８】
2013544546.tif 000010
上記式において、δはおよそ０．１−１．０Ｈｚ（例えば、０．２５Ｈｚ、または０．５Ｈｚ）の周波数オフセットである。
【０１０４】
デバイス同定モジュール３３６は、各基本周波数ｆｋに関連する複数の基準参照代表または平均活性パワースペクトル密度振幅基関数ｇｎｋも生成し得る。ある実施形態では、各基準参照代表活性パワースペクトル密度振幅基関数ｇｎｋは特定の活性パワースペクトル密度振幅基関数ｇに関連し得るものであり、ＢＬｋに対するその値に応じて選択的にスケーリング、フィルタリング、または重み付けされる。実施例では、複数の基準参照平均活性パワースペクトル密度振幅基関数ｇｎｋは次のように生成され得る。ただし、ｎ＝１は基本周波数ｆｋ（つまり１ｆｋ）に関連し、ｎ＝２は基本周波数の１次高調波２ｆｋに関連し、ｎ＝３は基本周波数の２次高調波３ｆｋに関連する。
【０１０５】
Ａ）基本周波数ｆ１に関連
【０１０６】
【数９】
2013544546.tif 000011
Ｂ）基本周波数ｆ２に関連
【０１０７】
【数１０】
2013544546.tif 000012
Ｃ）基本周波数ｆ３に関連
【０１０８】
【数１１】
2013544546.tif 000013
Ｄ）基本周波数ｆ４に関連
【０１０９】
【数１２】
2013544546.tif 000014
デバイス同定モジュール３３６は、さらに、各基本周波数ｆｋに関連する合成活性パワースペクトル密度振幅値ｇｋを生成し得る。ある実施形態では、ｇｋは特定の基準参照平均活性パワースペクトル密度振幅基関数ｇｎｋを用いて生成され、例えば次式に従う。
【０１１０】
【数１３】
2013544546.tif 000015
したがって、基本周波数ｆ１からｆ４について次式が成り立つ。
【０１１１】
【数１４】
2013544546.tif 000016
デバイス同定モジュール３３６は、さらに、各基本周波数ｆｋに関連する閾値活性パワースペクトル密度振幅値ｇＴｋを生成し得る。閾値活性パワースペクトル密度振幅値ｇＴｋは関連する合成基準パワースペクトル密度振幅値ＢＬｋおよびデバイス同定閾値ＴＩに対して判定され、例えば次式に従う。
【０１１２】
【数１５】
2013544546.tif 000017
したがって、基本周波数ｆ１からｆ４について次式が成り立つ。
【０１１３】
【数１６】
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次に、デバイス同定モジュール３３６は、閾値活性パワースペクトル密度振幅値ｇＴｋに基づいて、主たる、主要な、または最大の活性パワースペクトル密度振幅値Ｇを生成または判定することができる。例えば、最大活性パワースペクトル密度振幅値Ｇは次式に従って定義することができる。
【０１１４】
【数１７】
2013544546.tif 000019
最大活性パワースペクトル密度振幅値Ｇは、考慮中のパワースペクトル密度データ内の主要周波数ｆＤに関連または表し得る。各視覚刺激発生器２０ａ−ｄはｆ１，ｆ２，ｆ３，またはｆ４の一つに等しいまたは基本的に等しい提示周波数で駆動されるため、主要または最大活性パワースペクトル密度振幅値Ｇは基本周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，またはｆ４のいずれが特に主要周波数ｆＤであるかに関連するまたは表す。これにより、視覚刺激発生器２０ａ−ｄのいずれが、活性パワースペクトル密度振幅基関数が生成されたＥＥＧサンプルの生成を特に引き起こし、誘発し、または影響を及ぼしたかが示される。
【０１１５】
最大活性パワースペクトル密度振幅値Ｇの生成後、デバイス同定モジュール３３６は主要提示周波数ｆＤを判定し、主要提示周波数ｆＤに関連する視覚刺激発生器ＩＤ、電気デバイスＩＤ、および電源インタフェースＩＤの少なくとも一つを判定する。続いてデバイス同定モジュール３３６は、視覚刺激発生器ＩＤ、電気デバイスＩＤ、および電源インタフェースＩＤの一つ以上をシステム制御および通信ユニット２００に送信して、ユーザーが注視していた視覚刺激発生器２０ａ−ｄに関連するデバイス５０ａ−ｄの制御（例えば、活性化または非活性化）を行わせる。
【０１１６】
上記の校正およびデバイス同定処理に関する理解を深めるために、第１から第４の視覚刺激提示周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，およびｆ４がおよそ６Ｈｚ，７Ｈｚ，８Ｈｚ，および１３Ｈｚにそれぞれ等しい実施例において、デバイス同定ユニット３００は、表１に示したような基本周波数および関連する１次および２次高調波周波数を考慮する。
【０１１７】
【表１】
2013544546.tif 000020
上記式を考慮すると、もしも各合成活性パワースペクトル密度振幅値ｇｋがデバイス同定閾値ＴＩよりも小さいことがあれば、関連する各閾値活性パワースペクトル密度振幅値ｇＴｋはゼロになり、最大活性パワースペクトル密度振幅値Ｇはそれに応じてゼロに等しくなる。そのような状況では、主要提示周波数ｆＤおよびユーザーが注視していた特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄを正しく判定できなくなる。
【０１１８】
デバイス同定モジュール３３６が主要提示周波数ｆＤを判定できない場合、デバイス同定モジュール３３６は次の（例えば、直近に解析したＥＥＧデータサンプル系列にオーバーラップする、直後に続く、または別途続く）ＥＥＧサンプル系列を解析して、主要提示周波数ｆＤをうまく識別しようと（再び）試みることができる。多くの実施形態では、デバイス同定モジュール３３６が所定の期間内または所定回数の同定の試みの後に主要提示周波数ｆＤを判定できない場合、デバイス同定モジュール３３６はシステム制御および通信ユニット２００に同定失敗を通知することができる。そして、システム制御および通信ユニット２００は視覚刺激発生器２０ａ−ｄを非活性化することができる。ユーザー状態検出モジュールが（例えば、覚醒したユーザーが両目をおよそ２秒間閉じたことに応じて）別の視覚刺激発生器の活性化指令を検出した後、システム制御および通信ユニット２００は視覚刺激発生器２０ａ−ｄを再活性化することができ、デバイス同定モジュール３３６は上記と同じまたは類似の方法で主要提示周波数ｆＤを判定しようと（再び）試みることができる。
【０１１９】
代表的なデバイス制御処理の特徴
視覚刺激発生器ＩＤ、デバイスＩＤ、および電源インタフェースＩＤの少なくとも一つを受けると、システム制御および通信ユニット２００は第２の通信モジュール２５０を活性化し、関連するデバイス制御指令をマルチデバイス電源インタフェースユニット４００に送信することができる。例えば、システム制御および通信ユニット２００は、デバイスＩＤおよび／または電源インタフェースＩＤなどのＩＤを含むデバイス制御指令をマルチデバイス電源インタフェースユニット４００に送信することができる。それに応じて、マルチデバイス電源インタフェースユニット４００は、中継モジュール４６０に適当な電源インタフェースの制御指令を発することで、受信した電源インタフェースＩＤまたはデバイスＩＤに関連する特定の電源インタフェース４２０ａ−ｄの動作状態を設定または調整すること（例えば、活性化または非活性化、または電源状態の切り替え）ができる。その結果、同定された電源インタフェース４２０ａ−ｄに接続された電気デバイス５０ａ−ｄを制御することができる。考慮している電気デバイス５０ａ−ｄがオフされていたら、それをオン状態に遷移させることができる。さもなくば、考慮している電気デバイス５０ａ−ｄをオン状態からオフ状態へ遷移させることができる。
【０１２０】
ある実施形態では、マルチデバイス電源インタフェース４００への電源インタフェースＩＤの送信後にシステム制御および通信ユニット２００は視覚刺激発生器２０ａ−ｄを非活性化することができる。ユーザー状態検知モジュール３３４により検出され得る視覚刺激発生器の活性化指令に関連する覚醒したユーザーの目が閉じた状態の検出といった特定のユーザー挙動の検出に応じて、視覚刺激発生器２０ａ−ｄは再活性化され得る。
【０１２１】
図６は、本開示の実施形態に係る代表的なＳＳＶＥＰに基づく電気デバイスまたはアプライアンス制御処理６００のフローチャートである。実施形態に係る処理６００において、第１の処理部分６０２において、システム機器構成パラメータが設定される。システム機器構成パラメータは、考慮すべき電気デバイス５０ａ−ｄの数、ＥＥＧサンプリングパラメータ（例えば、サンプリングレートおよび／またはデバイス同定の試行中に考慮すべきサンプル数）、同定タイムアウト期間または同定試行数、視覚刺激発生器の活性化指令を表し得る両目が閉じた活性期間、および／または視覚刺激発生器アイコン２２ａ−ｄまたはＩＤと電気デバイスアイコン５２ａ−ｄまたはＩＤおよび電源インタフェースアイコン４２２ａ−ｄまたはＩＤの一方または両方との間の一式の関連性を含み得る。多くの実施形態において、機器構成パラメータは機器構成ＧＵＩ５００により設定され得る。機器構成パラメータはデバイス同定ユニットの機器構成メモリ３４０に格納され得る。
【０１２２】
第２の処理部分６０４において、ユーザーに関連する校正データまたはパラメータが取得、生成、または取り込まれる。校正データは、機器構成メモリ３４０に格納され得る両目閉眼校正データおよび両目開眼校正データを含み得る。第３の処理部分６０６において、視覚刺激発生器２０ａ−ｄが活性状態に遷移され、第４の処理部分６０８において、ユーザーの自力の挙動に関連する視覚刺激発生器の活性化指令が検出されたかが判定される。活性化指令は、所定の期間、例えば、およそ２秒間存在または継続する覚醒したユーザーが両目を閉じた状況の検出に例えば関連し得る。もし適当な期間に亘って覚醒したユーザーが両目を閉じた状況が検出されなければ、例えば、覚醒したユーザーが意図的に視覚刺激発生器の活性化指令を生成しない、または、ユーザーが眠ってしまうことで、処理６００は第４の処理部分６０８に留まり得る。
【０１２３】
視覚刺激発生器を活性化させるユーザー指令の検出に続いて、第５の処理部分６１０において、視覚刺激発生器２０ａ−ｄが活性化され、第６の処理部分６１２において、視覚刺激発生器２０ａ−ｄが活性化しているときにＳＳＶＥＰの生成に関連するＥＥＧデータが捕捉される。第７の処理部分６２０において、デバイス同定の試行が開始され、その間にデバイス同定動作が行われて特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄ、特定の電気デバイス５０ａ−ｄ、および／または特定の電源インタフェース４２０ａ−ｄが同定され得る。第８の処理部分６３０において、同定タイムアウト内に特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄ、特定の電気デバイス５０ａ−ｄ、および／または特定の電源インタフェース４２０ａ−ｄの同定が成功したかが判定される。もしそうであれば、第９の処理部分６３２において、適当な制御指令が発せられ、同定された視覚刺激発生器２０ａ−ｄに関連する電気デバイス５０ａ−ｄの動作が制御される。第９の処理部分６３２において、ユーザーが注視していた視覚刺激発生器２０ａ−ｄとして自動的に同定された視覚刺激発生器２０ａ−ｄに関連する特定の電気デバイス５０ａ−ｄの動作状態が設定または遷移され得る（例えば、電源状態を切り替える）。
【０１２４】
第１０の処理部分６３４において、一つ以上の視覚刺激発生器が非活性化された状況が発生したかが判定される。そのような状況は最新の成功したデバイス同定の試行、またはタイムアウト期間を過ぎてデバイス同定の試行が失敗したことに関連し得る。不活性化状態が発生した、または、デバイス同定が成功せずに同定タイムアウト期間が過ぎた場合、第１１の処理部分６４０において、視覚刺激発生器２０ａ−ｄが利用不可能にされ、その後処理６００は第３の処理部分６０６に戻り、視覚刺激発生器が（再）活性化される状況が発生したかが判定される。
【０１２５】
図７は、本開示の実施形態に係る代表的な基準パラメータ生成処理７００のフローチャートである。実施形態に係る処理７００において、第１の処理部分７０２において、両目が開いた基準ＥＥＧデータが捕捉され、複数の視覚刺激発生器の基本周波数、それら基本周波数に対する所定のカスの高調波、および考慮している基本周波数および高調波周波数に対する所定の周波数オフセットに関連する複数の基準パワースペクトル密度振幅プリミティブｂが生成される。第２の処理部分７０４において、考慮している基本周波数および基本周波数の高調波に関連する代表または平均の基準パワースペクトル密度振幅プリミティブｂｎｋが生成され、第３の処理部分７０６において、考慮している各基本周波数に関連する合成基準パワースペクトル密度振幅値ＢＬｋが生成される。第４の処理部分７０８において、合成基準パワースペクトル密度振幅値ＢＬｋを用いてデバイス同定閾値ＴＩが生成される。
【０１２６】
図８は、本開示の実施形態に係る代表的なデバイス同定処理８００のフローチャートである。実施形態に係る処理８００において、第１の処理部分８０２において、ユーザーが一式の活性状態の視覚刺激発生器２０ａ−ｄにおける特定の活性状態の視覚刺激発生器２０ａ−ｄを注視している間にＥＥＧデータが捕捉される。第２の処理部分８０４において、活性状態の視覚刺激発生器２０ａ−ｄに関連する基本周波数、それら基本周波数の所定数の高調波（例えば、１次および２次高調波）、および考慮している基本周波数および高周波周波数に対する所定の周波数オフセット（例えば、周波数オフセットδに相当）に関連する複数の活性パワースペクトル密度振幅プリミティブｇが生成される。第３の処理部分８０６において、考慮している基本周波数および基本周波数の高調波に関連する基準参照代表または平均活性パワースペクトル密度振幅基関数ｇｎｋが生成され、第４の処理部分８０８において、代表または平均活性パワースペクトル密度振幅基関数を用いて各基本周波数ｆｋに関連する合成活性パワースペクトル密度振幅値ｇｋが生成される。
【０１２７】
第５の処理部分８１０において、各基本周波数に関連する閾値活性パワースペクトル密度振幅値ｇＴｋが生成される。ある実施形態では、第５の処理部分において、各合成活性パワースペクトル密度振幅値ｇｋとデバイス同定閾値ＴＩとが比較され得る。合成活性パワースペクトル密度振幅値ｇｋがデバイス同定閾値ＴＩ以上であれば、第５の処理部分において、関連する合成基準パワースペクトル密度振幅値ＢＬｋに対して合成活性パワースペクトル密度振幅値ｇｋが参照され、閾値活性パワースペクトル密度振幅値ｇＴｋが合成活性パワースペクトル密度振幅値ｇｋと合成基準パワースペクトル密度振幅値ＢＬｋとの差に設定される。もし合成活性パワースペクトル密度振幅値ｇｋがデバイス同定閾値ＴＩよりも小さければ、閾値活性パワースペクトル密度振幅値ｇＴｋはゼロに設定され得る。
【０１２８】
第６の処理部分８１２において、主要または最大活性パワースペクトル密度振幅値Ｇを閾値活性パワースペクトル密度振幅値ｇＴｋから判定することができるかが判定される。もしそうであれば、第７の処理部分８１４において、最大活性パワースペクトル密度振幅値Ｇに関連する主要基本周波数ｆＤが同定され、第８の処理部分８１６において、主要基本周波数ｆＤでまたは基本的に主要基本周波数ｆＤで駆動された特定の視覚刺激発生器２０ａ−ｄが同定される。さらに、第９の処理部分８１８において、視覚刺激発生器ＩＤ、電気デバイスＩＤ、および電源インタフェースＩＤの少なくとも一つがシステム制御および通信ユニット２００に送信され、同定された視覚刺激発生器２０ａ−ｄに関連する特定の電気デバイス５０ａ−ｄの動作状態（例えば、電源状態）が設定、調整、または切り替えられる。
【０１２９】
主要活性パワースペクトル密度振幅値が存在しなければ、第１０の処理部分８２０において、同定タイムアウト期間またはデバイス同定試行の最大回数が超えたかが判定される。もしそうでなければ、処理８００は第１の処理部分８０２に戻る。それ以外の場合、第１１の処理部分８２２において、システム制御および通信ユニット２００に同定失敗が通知され、それに応じて視覚刺激発生器２０ａ−ｄが非活性化され得る。
【０１３０】
以上のように、本開示のさまざまな実施形態は上記の課題の少なくとも一つの課題を解決するためのものである。これら実施形態は下記の特許請求の範囲に当然含まれるものであり、記述したような特定の形態や要素の配置に限定されず、当業者であれば本開示から下記の特許請求の範囲に当然含まれるさまざまな変形および／または修正を思いつくであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013544546.tif 000027
【図８】
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【国際調査報告】
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