P300 Tabanlı Beyin Bilgisayar Arayüzü Sistemlerinde Uyaranlar Arası Sürenin ve Uyaran Yapısının Performansa Etkisi
The Effects of Stimulus Structure and Inter Stimulus Interval in P300 based Brain Computer Interface Systems
Yazar: Oralhan, Zeki
Dergi: Duzce University Journal of Science and Technology, Vol. 7 No. 3, 2019
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; EEG,P300,Beyin Bilgisayar Arayüzü ; EEG,P300,Brain Computer Interface (BCI)

Elektroensefalografi temelli beyinbilgisayar arayüzü sistemleri kas sistemini kullanamayan hastalar için dışdünya ile iletişimini mümkün kılmaktadır. EEG temelli beyin bilgisayar arayüzüsistemleri için çeşitli beyin sinyal aktiviteleri kullanılmaktadır. Olay odaklıpotansiyellerden bir tanesi olan P300 sinyali beyin bilgisayar arayüzüsistemleri için elverişli bir beyin sinyalidir. P300 tabanlı bir beyinbilgsayar arayüzü için en önemli performans parametrelerinden birisisınıflandırma doğruluk oranıdır. Bu çalışmada satır sütun temelli P300heceletici yapısındaki değişiklikle daha yüksek doğruluk oranı ile eldeedilmesi hedeflenmiştir. P300 heceleticisi matris yapısında ve uyaranlarınaralık süreleri üzerinde değişiklikler yapılmıştır. Bundan önceki bir çokçalışma P300 heceletici yapısındaki uyaran renk ve biçimlerindekideğişiklikler  ile yapılmıştır. Uyaranyapısı ve uyaran aralık sürelerindeki değişikleri kıyaslayıcı P300heceleticileri ile ilgili çalışmalar yeterli seviyede değildir. Bu çalışmadadört farklı yapıdaki satır sütun bazlı P300 heceletici kullanılarak deneyleryapılmıştır. Deneyler ile toplanan EEG kayıtları ön işlemden geçirildiktensonra adımsal doğrusal ayrışım analizi ile sınıflandırılmıştır. Sınıflandırmaneticesinde bu çalışmada karşılaştırılan heceleticilerden; 4x4 satır sütınbazlı P300 heceleticinin 150 ms uyaran aralık süresine sahip olan yapıdakiformu, ortalama doğruluk oranı %84,76 ile en yüksek olarak tespit edilmiştir. Endüşük performans ise; 6x6 satır sütın bazlı P300 heceleticinin 300 ms uyaranlararası geçiş süresine sahip modunda %50,48 olarak gözlenmiştir. Bu çalışma,satır sütun bazlı P300 heceleticisinin uyaran matris yapısındaki değişikliği vefarklı uyaran aralık sürelerinde yapılan deneylerle yüksek doğruluk oranı ileelde edilebileceğini göstermiştir.

Electroencephalographybased brain computer interface systems provide communication with theenvironmental devices for users who cannot use neuromuscular system. There arevarious brain signal activities for EEG-based BCIs. P300 is a type of eventrelated potential and is a convenient signal type for BCI systems. One of themost important performance parameters is the classification accuracy rate for aP300-based BCI. In this study we aimed to obtain a higher accuracy rate withthe changes of row column based P300 speller structure. Changes were made tothe matrix structure of P300 speller and inter stimulus interval duration. ournew approach region based P300 speller. In most of previous studies are aboutchanges of stimlus color and shapes in row column based P300 speller. In thisresearch experiments with 4 different modes P300 speller were used forcharacter selection. The EEG recordings that collected in the experiments werepre-processed and then classified by stepwise linear discriminant analysis.Acording to the classification result the highest average of the classificationaccuracy was reached to 84.76% in the experiments with 4x4 matrix based P300speller with 150 ms inter stimulus interval duration. In the contrary of thisthe lowest classification accuracy was observed with 6x6 matrix based P300speller with 300 ms inter stimulus interval duration. This study showed thatthe row column based P300 speller can be achieved to high accuracy rate withchanges in stimulus matrix structure and inter stimulus interval duration.