跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(100.28.0.143) 您好!臺灣時間:2024/07/14 22:19
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:楊上逸
研究生(外文):YANG, SHANG-YI
論文名稱:雙耳差頻刺激對腦電圖影響之研究
論文名稱(外文):A Study of EEG Effected by Differential Frequency Excitation between Ears
指導教授:許騰仁
指導教授(外文):HSU, TERNG-REN
口試委員:許騰仁許騰尹呂明峰
口試委員(外文):HSU, TERNG-RENHSU, TERNG-YINLU, MING-FENG
口試日期:2016-07-28
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:腦電圖雙耳差頻刺激嵌入式微控制器
外文關鍵詞:Electroencephalography (EEG)Binaural Beat Frequency StimulationEmbedded microcontroller
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:199
  • 評分評分:
  • 下載下載:3
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
腦電圖 (Electroencephalogram, EEG) 是大腦活動時所產生的電位訊號,與人類的意識活動具有相關性,外界對感官的刺激也會影響腦電圖訊號。近年來,有許多研究在探討音樂對生理的影響,其中也包含對腦電圖影響的分析。
雙耳差頻刺激就是藉由左右耳分別聽到兩個曲調相同但頻率不同的聲音,經由大腦的補償作用,激發頻率約略等於雙耳輸入頻差的腦電圖訊號,希望能夠藉由影響腦電圖改變受測者的情緒。
本研究以嵌入式微控制器為核心建構左右聲道可調的差頻音訊產生器,曲調與頻差使用韌體程式規劃,差頻音訊的頻差分別為 8 Hz、12 Hz、14 Hz 與 18 Hz,總共實驗四種不同的頻差值。受測者雙耳接受不同頻率的聲音刺激,同時使用華緯生醫科技股份有限公司 (Healthware Technology Co., Ltd) 所研製的單導程腦電圖機在受測者的前額量測腦電圖,接著使用 MATLAB 分析腦電圖,繪製腦電圖中各波段的能量比率變化圖,計算各個音頻刺激階段中腦電圖各個波段的短時段能量比率值之平均數與中位數,藉由圖形分析與統計量化的方法探討雙耳差頻刺激對於腦電圖特徵的影響。

Electroencephalogram (EEG) is a potential signal in the brain activities. EEG signal and human consciousness are related. Also, external sensory stimuli have an effect on the EEG signal. Recently, there are many studies that investigate the effects of music on physiology, which also include the analyses of EEG signal.
Binaural beat frequency stimulation is by right and left ears were hearing the same tune, but two different frequencies of sound. With compensation of the brain, the excitation frequency of EEG signal is roughly equal to the frequency difference between the two input signals of subject's ears. We hope that influence the subject's emotions by affecting his EEG signal.
In this study, we use an embedded microcontroller to construct an audio generator which is able to adjust the frequency difference between left and right channels. Tunes and frequency differences are programmable by firmware. In our experiments, there are four different frequency differences that include 8 Hz, 12 Hz, 14 Hz, and 18 Hz. When the subject are affected by such sound stimuli, we record the EEG signals from his forehead by using a single-lead EEG measurement system which is developed by Healthware Technology Co., Ltd.. Subsequently, we plot the figures of the energy ratios of each band of each segment of EEG signals, and calculate the means and the medians of them in various stages of audio stimulation by using MATLAB. Finally, we discuss the relationship between binaural beat frequency stimulation and EEG features by graphical analyses and statistical methods.

摘要 i
ABSTRACT ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究方法 2
1.4 章節提要 3
第二章 理論基礎 4
2.1 腦電圖簡介 4
2.1.1 腦電圖波形的分類 6
2.1.2 腦電圖生理活動的干擾 8
2.1.3 腦電圖雜訊的干擾 8
2.2 傅立葉轉換 8
2.3 快速傅立葉轉換 9
2.4 特徵參數抽取 9
2.5 耳朵的構造與聲音的傳遞簡介 9
2.6 雙耳差頻刺激簡介 11
第三章 系統架構與硬體實現 12
3.1 腦電圖機介紹與使用 12
3.2 音頻信號產生器 14
3.2.1 系統概述 14
3.2.2 系統硬體 15
3.2.3 電路設計 15
第四章 演算法設計 17
4.1 腦電圖訊號的特徵抽取 17
4.2 差頻音訊產生器 18
第五章 測試與驗證 19
5.1 實驗設計 19
5.2 數據分析 19
5.2.1 雙耳頻差 8 Hz 實驗 20
5.2.2 雙耳頻差 12 Hz 實驗 29
5.2.3 雙耳頻差 14 Hz 實驗 36
5.2.4 雙耳頻差 18 Hz 實驗 44
第六章 結論與未來展望 53
6.1 結論 53
6.2 未來展望 55
參考文獻 56

[1]台灣睡眠醫學學會, “國人睡眠大調查,” 2013.
[2]台灣睡眠醫學學會, 台灣席夢思, “國人睡眠前後心理情緒調查報告,” 2013.
[3]台灣睡眠醫學學會, 台灣武田公司, “65歲以上國人睡眠大調查,” 2014.
[4]台灣睡眠醫學學會, “國人睡眠趨勢大調查,” 2009.
[5]飛利浦公司, “台灣民眾健康與幸福,” 2010.
[6]張振隆, “廣用生理學,” 台光出版社, 2005.
[7]張文彥、林威志、徐建業、邱泓文, “類神經網路分類音樂刺激下腦波分析之研究,” 臺北醫學大學, 2006.
[8]Charles M Diserens, Harry Fine, “A psychology of music : the influence of music on be-havior,” Cincinnati, 1939.
[9]Igawa-Silva Walter, Wu S, Harrigan R, “Music and cancer pain management,” Hawaii Med J. 2007, Nov;66(11):292-5.
[10]陳建宇、黃永廣、廖允在、何秉諺, “古典與電子音樂對腦波影響之研究,” 國立雲林科技大學, 2007.
[11]林威志, “音樂刺激下腦波訊號分析,” 臺北醫學大學, 2005.
[12]關尚勇、林吉和, “破解腦電波-EEG教材,” 義軒圖書文具有限公司, 2013.
[13]劉勝義, “睡眠醫學實務,” 合記圖書出版社, 2011
[14]Zahid Halim, Rauf Baig, Shariq Bashir, “Temporal Patterns Analysis in EEG Data using Sonification,” Information and Emerging Technologies, 2007
[15]陳建名, “快速傅立葉轉換架構之設計研究,” 國立東華大學, 2004.
[16]林庭毅, “一般化傅立葉轉換之研究,” 國立台灣科技大學, 2008.
[17]J. W. Cooley, J. W. Tukey, “An algorithm for the machine calculation of Fourier serieIs,” Mathematics of Computation, 1965.
[18]David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, “Fundamentals of Physics Extended, Eighth Edition,” John Wiley & Sons, 2003.
[19]John Jewett, John W. Jewett, Raymond A. Serway, “Physics for Scientists and Engineers, Seventh Edition,” THOMSON, 2007.
[20]Ross B, Miyazaki T, Thompson J, Jamali S, Fujioka T, “Human cortical responses to slow and fast binaural beats reveal multiple mechanisms of binaural hearing,” J Neuro-physiol, 2014.
[21]J. Naraballobh, D. Thanapatay, J. Chinrungrueng, A. Nishihara, “EEG-Based Analysis of Auditory Stimulus in a Brain-Computer Interface,” Information and Communication Technology for Embedded Systems (IC-ICTES), 2015.
[22]N. S. Mohd Puzi, R. Jailani, H. Norhazman, N. Mohamad Zaini, “Alpha and Beta brain-wave characteristics to binaural beat treatment,” 2013 IEEE 9th International Colloquium on Signal Processing and its Applications (CSPA), 2013.
[23]趙英傑, “超圖解Arduino 互動設計入門 第二版,” 旗標出版股份有限公司, 2015.
[24]Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, “Microelectronic Circuits, Sixth Edition,” Oxford Uni-versity Press, 2011.
[25]N. Mohamad Zaini, M. N. Taib, H. A. Omar, R. Jailani, S. Lias, L. Mazalan, Maizura Mohd Sani, “Behaviour of EEG Alpha Asymmetry when stress is induced and binaural beat is applied,” 2012 IEEE Symposium on Computer Applications and Industrial Elec-tronics (ISCAIE), 2012.
[26]Saturnino Salas, Einar Hille, Garret Etgen, “Calculus:One and Several Variables, Stu-dent Solutions Manual, Ninth Edition,” John Wiley & Sons, 2003.
[27]D. Vernona, G. Peryerb, J. Loucha, M. Shawa, “Tracking EEG changes in response to alpha and beta binaural beats,” International Journal of Psychophysiology, 2012.
[28]張智星, “MATLAB程式設計入門篇(修訂第三版),” 碁峰出版社, 2015.
[29]張智星, “MATLAB程式設計進階篇(第二版),” 碁峰出版社, 2013.
[30]洪維恩, “Matlab 7 程式設計,” 旗標出版股份有限公司, 2010.
[31]陳正穎, “不同頻率雙耳波差音樂對專注與放鬆腦波影響,” 國立嘉義大學, 2014.
[32]曾于倢, “腦電圖訊號處理與嵌入式系統應用,” 中華大學, 2014.
[33]羅華強, “訊號處理- MATLAB 的應用,” 全華科技圖書股份有限公司, 2008.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top