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Development of EEG Measurement Circuit System by Compressed Sensing Using Random Sampling

利用随机采样的压缩感知开发脑电图测量电路系统

基本信息

批准号：
21H03410
负责人：
兼本大輔
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03410/
关键词：
圧縮センシング脳波回路とシステム

项目摘要

本年度は，昨年度得られた検討結果を基に，間引きサンプリング動作に適した回路・システム・復元処理に関する応用研究を実施した．【回路】昨年度作成した集積回路を活用し，本課題で提案する機能回路ブロックの評価検証を実施した．評価用基板を準備し，脳波信号を入力信号として用いた場合の動作確認を実施した．本測定結果を踏まえ，提案する回路機能ブロックの改善すべき点を明らかにした．さらに，修正した回路を180nmCMOSプロセスを用いて再作成することができた．【システム】間引きサンプリング法を適用したセンシングシステムを実装し，実測を行うことで有効性を確認した．圧縮比を４倍に設定した場合，信号品質の大幅な劣化を避けつつ，消費電力を７割削減できることを実機により確認した．本研究成果は，回路とシステムをテーマとしたIEEE国際会議であるISCAS2023の会議論文集（査読付き）に掲載予定である．【復元処理】脳波信号の特徴を捉えた辞書生成において，利用する情報を絞り込む工夫を行うことで，更なる高精度復元が可能な復元アルゴリズム・復元エンジンの提案をおこなった．また，脳波信号を対象とした実験を通し，提案手法の有効性を確認することができた．本研究成果も査読を経てIEEE国際会議であるISCAS2023の会議論文集に掲載されることが決まっている．上記以外に，国内学会にて1件の研究成果発表を行うことができた．さらにシステム実装や復元処理に関連する１件の特許出願を実施した．

This year, based on the results of last year's discussions, we will conduct practical research on appropriate loop system recovery processing for temporary support operations. [Loop] The integrated loop was created last year, and the proposed functional loop is used to evaluate and verify the performance of the loop. Evaluation of the substrate preparation, wave signal input signal, and operation confirmation. The results of this measurement show that the loop function is improved. 180 nm CMOS circuit modification The test results show that: When the voltage reduction ratio is set to 4 times, the signal quality is greatly degraded to avoid failure, and the power consumption is reduced by 7 times. The results of this study are published in the Proceedings of the IEEE International Conference ISCAS2023. [Complex processing] The characteristics of the signal are captured and the information is used to determine the time required for processing. More accurate complex processing is possible. The signal is transmitted to the receiver. The results of this research are presented in the Proceedings of the IEEE International Conference ISCAS2023. In addition to the above, the Chinese Academy of Sciences has developed a research achievement. The first license was issued for the implementation of the complex processing.