DURAĞAN HAL GÖRSEL UYARAN TABANLI BEYİN BİLGİSAYAR ARAYÜZÜ İÇİN OPTİMUM UYARAN ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ VE GERÇEKLENMESİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Zeki Oralhan
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mahmut TOKMAKÇI
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:EEG tabanlı beyin bilgisayar arayüzü sistemlerinden olan, görsel uyaran tabanlı beyin bilgisayar arayüzü sistemlerinde; görsel uyaran modeli ve görsel uyaran yanıt sinyallerinin analiz yöntemi, bilgi aktarım hızını etkileyen en önemli iki etkendir. Bilgi aktarım hızı (BAH), elektroensefalogram (EEG) tabanlı beyin bilgisayar arayüzü (BBA) sistemlerinin performansını ölçen önemli bir parametredir. Bu tez çalışmasında, optimum uyaran özellikleri için literatür taraması yapılmış ve bilgisayar ekranı (LCD: Liquid crystal display) üzerinde programlanabilen bir uyaran yazılımı gerçekleştirilmiştir. Bu yazılım ile uyaranların görsel şekli, rengi, boyutu, ekrandaki sayıları, frekansları ve aktif/pasif kalma sürelerinin oranı (duty cycle), zamana bağlı uyaran parlaklığı ve ekranda kalma süreleri ayarlanabilmektedir. Literatürdeki uyaran özellikleri kapsamında bazıları için deneyler yapılmıştır. Uyaranların; aktif/pasif kalma sürelerinin oranı (duty cycle) ve zamana bağlı uyaran parlaklığına göre durağan hal görsel uyaran yanıtları analiz edilmiştir. Bu uyaran özellikleri birbirleri ile olan çeşitli varyasyonları ile birlikte ele alınmıştır. Deney sırasında, gönüllülerin EEG kayıtları 19 kanallı EEG kayıt cihazı ile alınmıştır. Elde edilen EEG kayıtları öncelikle olarak ön işleme aşamasından geçirilmiş olup, çeşitli sinyal analiz metotları ile incelenmiştir. Sinyaller, spektral güç yoğunluklarının yanı sıra çok değişkenli istatiksel analiz metotlarından olan kanonik korelasyon analizi (KKA) ile incelenmiş olup hangi frekansta ve hangi özelliklere sahip uyaranlarda en yüksek frekans tespiti ortalama doğruluk ve ortalama BAH' a ulaşıldığı araştırılmıştır. Böylece durağan hal görsel uyaran tabanlı beyin bilgisayar arayüzü sistemleri için optimum uyaran modelleri araştırılmıştır. Ayrıca en yüksek ortalama BAH' ı veren frekanstaki uyaranlarla yapılan deney kayıtları için KKA'nın yanı sıra bu analiz tabanlı geliştirilen; Çoklu küme kanonik korelasyon analizi (ÇKKKA), Çoklu yol kanonik korelasyon analizi (ÇYKKA) metotları ile olabilirlik oranı testi (OOT) ve en küçük mutlak daralma ve seçme operatörü (EKMDSO) metotları ile incelenmiştir. Son olarak uyaran özelliklerinin ve metotların sonuç çıktılarının kıyaslamaları yapılmıştır. KKA analizi sonuçlarına göre uyaran beta bandında ve duty cycle değeri %40 ile zamanla değişen parlaklığa sahip iken, frekans tespiti ortalama doğruluk oranı %96,88'e ulaşmış olup, ortalama BAH literatürde genellikle kullanılan %50 duty cycle değerindeki ve sabit parlaklığa sahip uyarana göre %25,38 iyileştirilmiştir. Buna ek olarak karşılaştırılan metotlar içerisinde ÇKKKA metodu kullanıldığında ortalama frekans tespiti doğruluk oranı daha yüksek olduğu da belirlenmiştir.