Transformada de Goertzel para identificação de potenciais evocados visuais em sistemas de realidade aumentada

Abstract

RESUMO: As Interfaces Homem-Máquina (IHMs) são soluções utilizadas para estabelecer uma comunicação entre o homem e o ambiente ao seu redor. Dentre os possíveis meios para efetivar essa comunicação, tem-se o uso dos sinais de Eletroencefalograma (EEG), registrados por eletrodos sobre o escalpo humano. Estes sinais são, então, processados, convertidos em linguagem de máquina e enviados para um dispositivo de saída. Mais ainda, estas interfaces devem apresentar uma resposta de decisão em tempo curto, de 1 a 2 s, o que demanda uma otimização de processo e redução do custo computacional. Entre os paradigmas do sinal de EEG a serem utilizados nestas interfaces, os potenciais evocados visuais em estado permanente (do inglês, SSVEP) se tornam uma excelente metodologia para a identificação dos estímulos dos envolvidos. Assim, esta Dissertação de Mestrado propõe o desenvolvimento de um aplicativo para smartphone para realizar a estimulação visual de seu usuário enquanto ele interage com o aplicativo. Este sistema é acoplado a um gorro de eletrodos, onde o processamento dos sinais de EEG será implementado em um dispositivo raspberry e a identificação dos potenciais evocados visuais terá por base a transformada de Goertzel. Ao final, o sistema permitirá a seu usuário a navegação em um ambiente de realidade aumentada.

ABSTRACT: Human-Machine Interfaces (HMIs) are solutions used to establish communication between man and the environment around him. Among the possible ways to carry out this communication, there is the use of Electroencephalogram (EEG) signals, recorded by electrodes on the human scalp. These signals are then processed, converted into machine language and sent to an output device. Furthermore, these interfaces must present a decision response in a short time, from 1 to 2 s, which demands process optimization and reduction of computational cost. Among the paradigms of the EEG signal to be used in these interfaces, the visual evoked potentials in a permanent state and the identification of the frequency stimuli involved were chosen. Therefore, this Master's Thesis proposes the development of a smartphone application to visually stimulate the user while he interacts with the application. This system is coupled to an electrode cap, where the processing of EEG signals will be implemented on a raspberry device and the identification of visual evoked potentials will be based on the Goertzel transform. Ultimately, the system will allow its user to navigate in an augmented reality environment.