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JP7675526B2 - Text input method and text input device - Google Patents
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Description

本発明は、文章入力方法及び文章入力装置に関する。 The present invention relates to a text input method and a text input device.

ユーザの脳波信号に含まれる事象関連電位を利用して、ユーザの意図を推定する技術が提案されている(特許文献1)。この技術では、質問に対する複数の選択肢が表示されたメニュー画面において、各選択肢を順次点滅させ、各点滅から一定時間が過ぎた後の脳波信号にそれぞれ含まれる、各選択肢に対応する事象関連電位を利用して、ユーザの意図する選択肢を推定する。 A technology has been proposed that uses event-related potentials contained in the user's electroencephalogram signal to infer the user's intentions (Patent Document 1). In this technology, a menu screen displays multiple options for a question, and each option is sequentially blinked on and off. The event-related potentials corresponding to each option, which are contained in the electroencephalogram signal after a certain time has passed since each blink, are used to infer the option that the user intended to choose.

特許第4856791号公報Patent No. 4856791

ユーザが意図する文章の入力に特許文献1の技術を利用する場合、ユーザは、文章を構成する単語の全選択肢が表示された画面において、どの選択肢の単語が点滅されているかを認識すると、認識した単語に対して反応することができる。各選択肢の単語に対するユーザの反応は、点滅された単語の認識から一定時間が過ぎた後の脳波信号に含まれる点滅事象関連電位に現れる。 When the technology of Patent Document 1 is used to input a sentence that the user intends, the user can recognize which word in a choice is blinking on a screen that displays all the choice words that make up the sentence, and then react to the recognized word. The user's reaction to each word in a choice appears in the blinking event-related potential included in the electroencephalogram signal a certain time after the user recognizes the blinking word.

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ユーザの脳波信号に含まれる事象関連電位を利用して、ユーザが意図する文章を構成する単語を入力する際の、入力に要する時間の短縮を図ることにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the time required for inputting words that constitute a sentence intended by the user by utilizing event-related potentials contained in the user's electroencephalogram signal.

上述した課題を解決するために、本発明の一つの態様に係る文章入力方法は、ユーザが入力を意図する文章を推定して複数の文章選択肢を提案する。複数の文章選択肢をそれぞれ構成する構成単語を各文章選択肢における並び順にそれぞれ分類し、同一の並び順にそれぞれ分類された複数の構成単語を1つずつ逐次的にユーザに提示する。ユーザから測定した脳波信号に含まれる、構成単語の提示を起点とした事象関連電位を、1つずつ逐次的に提示した各構成単語についてそれぞれ解析して、同一の並び順におけるユーザが入力を意図する構成単語を判断する。複数の構成単語の逐次的な提示及びユーザが入力を意図する構成単語の判断を、全ての並び順について反復して、ユーザが入力を意図する文章を判断する。 In order to solve the above-mentioned problems, a sentence input method according to one aspect of the present invention estimates a sentence that a user intends to input and proposes a plurality of sentence options. The constituent words constituting each of the plurality of sentence options are classified into the order in each sentence option, and the plurality of constituent words classified into the same order are sequentially presented to the user one by one. An event-related potential starting from the presentation of the constituent words, which is included in an electroencephalogram signal measured from the user, is analyzed for each of the sequentially presented constituent words, and the constituent words in the same order that the user intends to input are determined. The sequential presentation of the plurality of constituent words and the determination of the constituent words that the user intends to input are repeated for all orders to determine the sentence that the user intends to input.

本発明によれば、ユーザの脳波信号に含まれる事象関連電位を利用して、ユーザが意図する文章を構成する単語を入力する際の、入力に要する時間の短縮を図ることができる。 According to the present invention, by utilizing the event-related potential contained in the user's electroencephalogram signal, it is possible to reduce the time required for inputting words that constitute the user's intended sentence.

図1は、本発明の実施形態に係る文章入力装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a text input device according to an embodiment of the present invention. 図2は、構成単語の提示パターンとユーザの反応との関係を、図1の文章入力装置と従来とで比較する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for comparing the relationship between the presentation pattern of constituent words and the user's reaction between the text input device of FIG. 1 and the conventional device. 図3Aは、選択文章提案部による文章候補の提案例の説明図である。FIG. 3A is an explanatory diagram of an example of a sentence candidate proposed by the selected sentence proposing unit. 図3Bは、単語提示制御部が生成する単語選択肢群の例の説明図である。FIG. 3B is an explanatory diagram of an example of a group of word options generated by the word presentation control unit. 図4は、単語提示制御部による構成単語の提示パターン例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a presentation pattern of constituent words by the word presentation control unit. 図5は、構成単語の提示順を決定する手順例のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of an example of a procedure for determining the presentation order of constituent words. 図6Aは、提示部の単語に対する脳波の電位変化例のグラフである。FIG. 6A is a graph showing an example of electroencephalographic potential changes in response to words presented by the presentation unit. 図6Bは、提示部の単語に対する脳波の電位変化例のグラフである。FIG. 6B is a graph showing an example of electroencephalographic potential changes in response to words presented by the presentation unit. 図7Aは、所望単語認知信号解析部が解析する脳波のグラフである。FIG. 7A is a graph of an electroencephalogram analyzed by the desired word recognition signal analysis unit. 図7Bは、所望単語認知信号解析部が解析する脳波のグラフである。FIG. 7B is a graph of an electroencephalogram analyzed by the desired word recognition signal analysis unit. 図8は、図1の所望単語認知信号解析部の解析結果を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the analysis result of the desired word recognition signal analysis unit in FIG. 図9Aは、構成単語の提示間隔と判定の正答率との関係のグラフである。FIG. 9A is a graph showing the relationship between the presentation interval of constituent words and the accuracy rate of judgment. 図9Bは、構成単語の逐次的な提示数、反復回数、判定の正答率の三者の関係の一例を示すグラフである。FIG. 9B is a graph showing an example of the relationship between the number of sequential presentations of constituent words, the number of repetitions, and the accuracy rate of judgment. 図10Aは、構成単語の提示間隔と判定の正答率との関係の他の例を示すグラフである。FIG. 10A is a graph showing another example of the relationship between the presentation interval of constituent words and the accuracy rate of the judgment. 図10Bは、構成単語の逐次的な提示数、反復回数、判定の正答率の三者の関係の一例を示すグラフである。FIG. 10B is a graph showing an example of the relationship between the number of sequential presentations of constituent words, the number of repetitions, and the accuracy rate of judgment. 図11は、選別処理の手順例のフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart of an example of a procedure for the selection process. 図12は、学習処理の手順例のフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart of an example of a learning process procedure. 図13Aは、再学習した分類器によるターゲットとノンターゲットとの分別境界線を示す説明図である。FIG. 13A is an explanatory diagram showing a classification boundary between targets and non-targets using a retrained classifier. 図13Bは、分類器の誤分類による判定エラーとユーザの誤認識による判定エラーとが両方存在する所望単語認知信号解析部の解析結果を示す説明図である。FIG. 13B is an explanatory diagram showing the analysis result of the desired word recognition signal analysis unit in which both a determination error due to misclassification by the classifier and a determination error due to misrecognition by the user exist. 図14Aは、分類器の再学習に活用するデータからユーザが誤認識した事象関連電位データを除外した場合の分類器によるターゲットとノンターゲットとの分別境界線を示す説明図である。FIG. 14A is an explanatory diagram showing a boundary line for distinguishing between targets and non-targets by a classifier when event-related potential data erroneously recognized by a user is excluded from data used for re-learning of the classifier. 図14Bは、分類器の誤分類による判定エラーのみが存在する所望単語認知信号解析部の解析結果を示す説明図である。FIG. 14B is an explanatory diagram showing the analysis result of the desired word recognition signal analysis unit in which only a determination error due to misclassification by the classifier exists. 図15は、単語提示制御部の制御パラメータの最適化と信号判定部の分類器の再学習とを実行するスケジュールの一例を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of a schedule for executing optimization of the control parameters of the word presentation control unit and re-learning of the classifier of the signal determination unit.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, identical parts are given the same reference numerals and the description will be omitted.

(実施形態)
図1を参照して文章入力装置100の構成を説明する。図1に示すように、本実施形態に係る文章入力装置100は、本発明の実施形態に係る文章入力方法を実行する。
(Embodiment)
A configuration of a text input device 100 will be described with reference to Fig. 1. As shown in Fig. 1, the text input device 100 according to the present embodiment executes a text input method according to an embodiment of the present invention.

文章入力装置100は、ユーザが入力を意図する文章の構成単語の選択肢を提示し、ユーザの脳波信号に含まれる事象関連電位を利用して、提示した選択肢のうちユーザが入力を意図する構成単語を判断する。 The text input device 100 presents a selection of constituent words of a sentence that the user intends to input, and uses the event-related potential contained in the user's electroencephalogram signal to determine which of the presented options the user intends to input.

例えば、構成単語の候補の提示に、従来技術の欄で説明した特許文献1の技術を利用する場合、ユーザは、文章の構成単語の全選択肢が一括提示された画面において、各選択肢の構成単語が順次点滅されるのを視認する。視認した各選択肢の構成単語に対するユーザの反応は、図2の一括提示の棒グラフで示すように、画面における全選択肢の表示の開始から、「目を動かす時間」と「提示時間(点滅時間)」とが経過した後の脳波信号に、事象関連電位として現れる。「目を動かす時間」は、ユーザが画面の中で視点を移動して点滅している部分を見つけるのに要する時間である。「提示時間(点滅時間)」は、点滅している選択肢の構成単語に対するユーザの反応が脳波信号に現れるのに要する時間である。 For example, when the technology of Patent Document 1 described in the Prior Art section is used to present candidate constituent words, the user visually watches the constituent words of each option blinking in sequence on a screen on which all options for the constituent words of a sentence are presented all at once. The user's reaction to the constituent words of each option that he or she has viewed appears as an event-related potential in the EEG signal after the "eye movement time" and "presentation time (blinking time)" have elapsed from the start of the display of all options on the screen, as shown by the bar graph of all at once presentation in Figure 2. The "eye movement time" is the time it takes the user to move their viewpoint on the screen to find the blinking part. The "presentation time (blinking time)" is the time it takes for the user's reaction to the constituent words of the blinking option to appear in the EEG signal.

本実施形態の文章入力装置100では、文章の構成単語の選択肢を1つずつ逐次的にユーザに提示する。選択肢の逐次的な提示を行うことで、図2の逐次提示の棒グラフで示すように、ユーザは、1つずつ提示される構成単語を、提示部120の画面内で視点を移動させて探すことなく認識する。提示される構成単語を提示部120の画面内で探す必要がなくなるため、本実施形態の文章入力装置100では、提示した選択肢の構成単語に対するユーザの反応が脳波信号に事象関連電位として現れるまでに、「目を動かす時間」を費やす必要がなくなる。 In the sentence input device 100 of this embodiment, options for constituent words of a sentence are presented to the user one by one in sequence. By presenting the options in sequence, as shown by the bar graph of sequential presentation in FIG. 2, the user recognizes the constituent words presented one by one without having to move the viewpoint within the screen of the presentation unit 120 to search for them. Since there is no need to search for the presented constituent words within the screen of the presentation unit 120, in the sentence input device 100 of this embodiment, there is no need to spend "eye movement time" until the user's reaction to the constituent words of the presented options appears as an event-related potential in the electroencephalogram signal.

本実施形態の文章入力装置100は、コントローラ110、提示部120及び生体信号検出部130を有する。 The text input device 100 of this embodiment has a controller 110, a presentation unit 120, and a biosignal detection unit 130.

文章入力装置100は、ユーザが文章の入力を必要とするデバイスのマンマシンインタフェースとして利用することができる。ユーザが文章の入力を必要とするデバイスは、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等を挙げることができる。文章入力装置100を車両に搭載する場合、ユーザが文章の入力を必要とするデバイスは、例えば、車載型マルチメディアプレーヤを挙げることができる。これらのデバイスは、文章入力装置100を内蔵する装置であってもよく、文章入力装置100に接続された外部の機器であってもよい。 The text input device 100 can be used as a man-machine interface for a device to which a user needs to input text. Examples of devices to which a user needs to input text include personal computers, tablet terminals, and smartphones. When the text input device 100 is mounted in a vehicle, examples of devices to which a user needs to input text include an in-vehicle multimedia player. These devices may be devices that incorporate the text input device 100, or may be external devices connected to the text input device 100.

以下の実施形態及びその変形例では、文章入力装置100を車両に搭載する場合について説明するが、文章入力装置100が車両に搭載されなくてもよいことは勿論のことである。車両に搭載する文章入力装置100のユーザは、車両の乗員となる。車両の乗員は、運転者及び同乗者のいずれでもよい。 In the following embodiment and its modified examples, a description will be given of a case where the text input device 100 is mounted on a vehicle, but it goes without saying that the text input device 100 does not have to be mounted on a vehicle. The user of the text input device 100 mounted on a vehicle is an occupant of the vehicle. The occupant of the vehicle may be either the driver or a passenger.

提示部120は、文章を構成する単語の選択肢を1つずつ逐次的に表示する。提示部120が表示する単語の内容は、コントローラ110が後述する処理を実行して決定する。生体信号検出部130は、ユーザが装着した脳波センサ部200が測定したユーザの脳波を脳波信号として検出する。 The presentation unit 120 sequentially displays options for words that make up a sentence one by one. The contents of the words displayed by the presentation unit 120 are determined by the controller 110 executing the process described below. The biosignal detection unit 130 detects the user's brain waves measured by the brain wave sensor unit 200 worn by the user as an brain wave signal.

ユーザは頭部から脳波を発生する。脳波は、ユーザの頭部のうち、特定の脳活動部位から発生する。脳活動部位は、ユーザの精神状況、感情、視覚、臭覚、味覚、運動調節などの行動に応じて変化する。例えば、ユーザが視覚情報の変化に応答する場合、視覚情報に係る脳の後頭葉が活動する。視覚情報が文字を含む単語、文章である場合、言語理解に係る脳の頭頂葉が活動する。 The user generates brain waves from the head. Brain waves are generated from specific brain activity areas of the user's head. The brain activity areas change depending on the user's mental state, emotions, vision, smell, taste, motor control, and other behaviors. For example, when a user responds to a change in visual information, the occipital lobe of the brain, which is related to visual information, becomes active. When the visual information is words or sentences containing letters, the parietal lobe of the brain, which is related to language comprehension, becomes active.

脳波センサ部200は、本実施形態では、ユーザの頭部のうち頭頂葉、後頭葉において、脳波を測定することができる。例えば、国際標準である10-20電極配置法(10-20法)を用いる場合、脳波センサ部200は、Cz(中心正中部)に配置される電極を少なくとも有するものとすることができる。高解像度脳波を記録するのに適した10-10電極配置法(10%電極配置法)を用いる場合、脳波センサ部200は、Cpzに配置される電極を少なくとも有するものとすることができる。 In this embodiment, the EEG sensor unit 200 can measure EEG in the parietal lobe and occipital lobe of the user's head. For example, when using the international standard 10-20 electrode placement method (10-20 method), the EEG sensor unit 200 can have at least an electrode placed at Cz (central midline). When using the 10-10 electrode placement method (10% electrode placement method), which is suitable for recording high-resolution EEG, the EEG sensor unit 200 can have at least an electrode placed at Cpz.

本実施形態では、文章入力装置100を車両に搭載するので、脳波センサ部200は、例えば、ユーザが着席する座席のヘッドレスト部に配置することができる。 In this embodiment, the text input device 100 is mounted in a vehicle, so the brainwave sensor unit 200 can be placed, for example, in the headrest of the seat where the user is seated.

生体信号検出部130は、脳波センサ部200が測定したユーザの脳波信号を検出する。ユーザの脳波信号には、イベントに対するユーザの反応により発生する事象関連電位が現れる。ユーザの反応は、イベントの発生を起点とした一定時間後の脳波信号に現れる。生体信号検出部130は、事象関連電位の特徴量を抽出することができる。 The biosignal detection unit 130 detects the user's EEG signal measured by the EEG sensor unit 200. The user's EEG signal contains an event-related potential that occurs due to the user's reaction to an event. The user's reaction appears in the EEG signal a certain time after the occurrence of the event. The biosignal detection unit 130 can extract features of the event-related potential.

事象関連電位の特徴量は、例えば、事象関連電位のP300成分と呼ばれる成分(P3成分とも呼ばれる)とすることができる。事象関連電位のP300成分は、イベントの発生から一定の時間が経過した時点における事象関連電位の陽性の極大値である。一定の時間は、例えば、300ms前後とすることができる。一定の時間は、イベントの内容(イベントに反応するユーザの脳活動部位)に応じて増減する場合がある。 The feature of the event-related potential can be, for example, a component called the P300 component (also called the P3 component) of the event-related potential. The P300 component of the event-related potential is the positive maximum value of the event-related potential at a certain time after the occurrence of an event. The certain time can be, for example, around 300 ms. The certain time may increase or decrease depending on the content of the event (the active area of the user's brain that reacts to the event).

コントローラ110は、CPU(中央処理装置)、メモリ、及び入出力部を備えるマイクロコンピュータを用いて実現可能である。コントローラ110は、マイクロコンピュータをコントローラ110として機能させるためのコンピュータプログラムを、マイクロコンピュータにインストールして実行する。これにより、マイクロコンピュータは、コントローラ110が備える複数の情報処理部(101~106)として機能させることができる。 The controller 110 can be realized using a microcomputer equipped with a CPU (Central Processing Unit), memory, and input/output units. The controller 110 installs and executes a computer program in the microcomputer for causing the microcomputer to function as the controller 110. This allows the microcomputer to function as the multiple information processing units (101 to 106) equipped in the controller 110.

ここでは、ソフトウェアによって情報通知装置を実現する例を示すが、もちろん、各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、コントローラ110を構成することも可能である。専用のハードウェアには、実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路(ASIC)や従来型の回路部品のような装置を含む。 Here, an example of implementing an information notification device using software is shown, but it is of course possible to configure the controller 110 by providing dedicated hardware for executing each information process. Dedicated hardware includes devices such as application specific integrated circuits (ASICs) and conventional circuit components arranged to perform the functions described in the embodiments.

なお、コントローラ110を独立した部材として説明したが、勿論、コントローラ110を他の装置と一緒に1つの装置として構成してもよい。あるいは、複数の情報処理部(101~106)を分割して2以上の異なる装置を用いて構成しても構わない。さらに、複数の情報処理部(101~106)の全てまたは一部を、車両に搭載されたECU(Electronic Control Unit)を用いて構成しても構わない。 Although the controller 110 has been described as an independent component, the controller 110 may of course be configured together with other devices as a single device. Alternatively, the multiple information processing units (101-106) may be divided and configured using two or more different devices. Furthermore, all or part of the multiple information processing units (101-106) may be configured using an ECU (Electronic Control Unit) mounted on the vehicle.

コントローラ110は、複数の情報処理部(101~106)として、選択文章提案部101、単語提示制御部102、所望単語認知信号解析部103、所望単語判断部104、選択単語出力部105及び信号判定部106を備える。 The controller 110 includes a number of information processing units (101 to 106), including a selected sentence suggestion unit 101, a word presentation control unit 102, a desired word recognition signal analysis unit 103, a desired word determination unit 104, a selected word output unit 105, and a signal determination unit 106.

選択文章提案部101は、ユーザが入力を意図する文章を推定して複数の文章選択肢の構成単語を提案(生成)することができる。選択文章提案部101は、例えば、図3Aに示すように、複数の文章選択肢として文章候補1~3を生成する。文章候補1は、3つの構成単語A~CをA、B、Cの並び順で並べた文章である。文章候補2は、3つの構成単語D~FをD、E、Fの並び順で並べた文章である。文章候補3は、3つの構成単語G~IをG、H、Iの並び順で並べた文章である。 The selected sentence suggestion unit 101 can estimate the sentence that the user intends to input and propose (generate) constituent words of multiple sentence options. For example, as shown in FIG. 3A, the selected sentence suggestion unit 101 generates sentence candidates 1 to 3 as multiple sentence options. Sentence candidate 1 is a sentence in which three constituent words A to C are arranged in the order A, B, C. Sentence candidate 2 is a sentence in which three constituent words D to F are arranged in the order D, E, F. Sentence candidate 3 is a sentence in which three constituent words G to I are arranged in the order G, H, I.

選択文章提案部101(文章提案部)は、ユーザを取り巻く環境、文章入力装置100に接続された機器の通信状況等から、提案する文章選択肢を推定してもよい。ユーザを取り巻く環境は、例えば、カーナビゲーションシステムの渋滞情報から得ることができる。例えば、渋滞情報において車両の現在位置に渋滞が発生している場合は、ユーザを取り巻く環境を「渋滞」とすることができる。通信状況は、例えば、文章の入力により動作を要求する機器の稼働状態、あるいは、文章入力装置100を内蔵した装置又は接続した機器が文章入力装置100に入力された文章を用いて行うメール等の送受信の状況とすることができる。 The selected sentence suggestion unit 101 (sentence suggestion unit) may estimate sentence options to be suggested from the environment surrounding the user, the communication status of the device connected to the sentence input device 100, and the like. The environment surrounding the user can be obtained, for example, from traffic congestion information of a car navigation system. For example, if the traffic congestion information indicates that a traffic jam has occurred at the current location of the vehicle, the environment surrounding the user can be determined as "traffic congestion." The communication status can be, for example, the operating status of a device that requests an operation by inputting a sentence, or the status of sending and receiving e-mails and the like using the sentence input to the sentence input device 100 by a device that incorporates the sentence input device 100 or a connected device.

例えば、渋滞地点を走行中の車両でメールの送受信を行っている状態では、選択文章提案部101は、渋滞を知らせるメールの文章としてユーザが入力を意図することが予想される文章を、文章選択肢として推定することができる。選択文章提案部101が行う文章選択肢の推定には、例えば、AI(人工知能、Artificial Intelligence)を用いることができる。 For example, when an email is being sent or received from a vehicle traveling through a traffic jam, the selected sentence suggestion unit 101 can estimate, as a sentence option, a sentence that the user is expected to intend to input as a sentence in an email notifying the user of the traffic jam. The selected sentence suggestion unit 101 can use, for example, AI (artificial intelligence) to estimate the sentence option.

単語提示制御部102は、選択文章提案部101が提案した複数の文章選択肢をそれぞれ構成する構成単語を、各文章選択肢における並び順にそれぞれ分類することができる。 The word presentation control unit 102 can classify the constituent words that make up each of the multiple sentence options proposed by the selected sentence suggestion unit 101 according to the order in which they appear in each sentence option.

単語提示制御部102は、例えば、図3Bに示すように、各文章候補1~3の構成単語A~C、D~F、G~Iを、3つの単語選択肢群1~3に分類する。単語選択肢群1には、1番目の並び順の構成単語A、D、Gが分類される。単語選択肢群2には、2番目の並び順の構成単語B、E、Hが分類される。単語選択肢群3には、3番目の並び順の構成単語C、F、Iが分類される。 For example, as shown in FIG. 3B, the word presentation control unit 102 classifies the constituent words A-C, D-F, and G-I of each of the sentence candidates 1-3 into three word option groups 1-3. The constituent words A, D, and G in the first order are classified into word option group 1. The constituent words B, E, and H in the second order are classified into word option group 2. The constituent words C, F, and I in the third order are classified into word option group 3.

単語提示制御部102は、同一の並び順にそれぞれ分類された複数の構成単語を、1つずつ逐次的に、提示部120においてユーザに提示することができる。 The word presentation control unit 102 can present the multiple constituent words, each classified in the same order, one by one to the user in the presentation unit 120.

例えば、単語提示制御部102は、単語選択肢群1に分類された各文章候補1~3の1番目の構成単語A、D、Gをユーザに逐次的に提示する。単語提示制御部102は、構成単語A、D、Gを複数回反復してユーザに逐次的に提示することができる。 For example, the word presentation control unit 102 sequentially presents the first constituent words A, D, and G of each of the sentence candidates 1 to 3 classified into the word option group 1 to the user. The word presentation control unit 102 can repeat the constituent words A, D, and G multiple times and sequentially present them to the user.

単語提示制御部102は、各回の単語提示において、単語選択肢群1の構成単語A、D、Gをランダムな順番でユーザに提示する。図4に示す例では、1回目の単語提示において、構成単語A、構成単語D、構成単語Gの順にユーザに提示し、2回目の単語提示では、構成単語Dを最初にユーザに提示している。構成単語A、D、Gの提示間隔は、例えば、200msecとすることができる。 The word presentation control unit 102 presents the constituent words A, D, and G of the word option group 1 to the user in a random order in each word presentation. In the example shown in FIG. 4, in the first word presentation, constituent words A, D, and G are presented to the user in that order, and in the second word presentation, constituent word D is presented to the user first. The presentation interval of constituent words A, D, and G can be, for example, 200 msec.

単語提示制御部102は、単語選択肢群2に分類された各文章候補1~3の2番目の構成単語B、E、Hについても、単語選択肢群1の構成単語A、D、Gと同様にして、提示部120においてユーザに1つずつ逐次的に提示することができる。単語提示制御部102は、単語選択肢群3に分類された各文章候補1~3の3番目の構成単語C、F、Iについても、単語選択肢群1の構成単語A、D、Gと同様にして、提示部120においてユーザに1つずつ逐次的に提示することができる。 The word presentation control unit 102 can also sequentially present the second constituent words B, E, and H of each of the sentence candidates 1 to 3 classified into word option group 2 to the user one by one in the presentation unit 120 in the same manner as the constituent words A, D, and G of word option group 1. The word presentation control unit 102 can also sequentially present the third constituent words C, F, and I of each of the sentence candidates 1 to 3 classified into word option group 3 to the user one by one in the presentation unit 120 in the same manner as the constituent words A, D, and G of word option group 1.

各単語選択肢群1~3の構成単語を1つずつ逐次的に提示する場合、類似性の高い2つの構成単語が連続して提示される場合と、類似性の低い2つの構成単語が連続して提示される場合とでは、同じ構成単語の提示に対するユーザの反応が異なる。 When the constituent words of each of the word option groups 1 to 3 are presented one by one in sequence, the user's reaction to the presentation of the same constituent word will be different when two constituent words with high similarity are presented in succession than when two constituent words with low similarity are presented in succession.

例えば、ユーザが入力を意図するターゲットの構成単語が、ターゲットの構成単語との類似性が低いノンターゲットの構成単語の次に提示されると、前後の構成単語が容易に区別されるので、ターゲットの構成単語に対するユーザの反応が顕著となる。しかし、ターゲットの構成単語が、ターゲットの構成単語との類似性が高いノンターゲットの構成単語の次に提示されると、前後の構成単語が容易には区別されないので、ターゲットの構成単語に対するユーザの反応が鈍くなる。 For example, when a target word that the user intends to input is presented next to a non-target word that has low similarity to the target word, the preceding and following words are easily distinguished, and the user's reaction to the target word is pronounced. However, when a target word is presented next to a non-target word that has high similarity to the target word, the preceding and following words are not easily distinguished, and the user's reaction to the target word is dull.

ターゲットの構成単語に対するユーザの反応が鈍いと、ユーザの脳波信号の事象関連電位から、ユーザが入力を意図する構成単語を判断するのが難しくなる。 If the user responds slowly to the target constituent words, it becomes difficult to determine the constituent words that the user intended to input from the event-related potentials of the user's EEG signal.

単語提示制御部102は、各単語選択肢群1~3の構成単語を、原則として、それぞれランダムな順番でユーザに提示する。但し、単語提示制御部102は、各単語選択肢群1~3に、距離関数によって算出する2つの単語間の距離値に基づいて類似性が高いと評価される構成単語の組み合わせが存在する場合、その組み合わせに含まれる構成単語同士の提示間隔を、通常よりも長くする。 The word presentation control unit 102 presents the constituent words of each of the word option groups 1 to 3 to the user in a random order, in principle. However, if there is a combination of constituent words in each of the word option groups 1 to 3 that is evaluated as having a high similarity based on the distance value between two words calculated by the distance function, the word presentation control unit 102 makes the presentation interval between the constituent words in that combination longer than usual.

類似性を考慮して構成単語の逐次的な提示の順番を決定するために、単語提示制御部102は、図5のフローチャートに示す処理を実行する。単語提示制御部102は、各単語選択肢群1~3に分類された構成単語について、各単語の他の単語への編集距離を算出し(ステップS101)、算出した編集距離を類似性の判断基準とするしきい値と比較する(ステップS103)。 To determine the order of sequential presentation of constituent words taking similarity into consideration, the word presentation control unit 102 executes the process shown in the flowchart of FIG. 5. For the constituent words classified into each of the word option groups 1 to 3, the word presentation control unit 102 calculates the edit distance of each word to other words (step S101), and compares the calculated edit distance with a threshold value that is used as a criterion for judging similarity (step S103).

単語提示制御部102は、編集距離と閾値との比較結果に基づいて、各単語の他の単語に対する類似性を判断し(ステップS105)、類似性の判断結果を、コントローラ110のメモリに記録する(ステップS107)。単語提示制御部102は、メモリの記録に基づいて、類似性の高い単語が連続しない構成単語の提示順番を生成し(ステップS109)、一連の処理を終了する。 The word presentation control unit 102 determines the similarity of each word to other words based on the result of comparing the edit distance with a threshold (step S105), and records the similarity determination result in the memory of the controller 110 (step S107). Based on the record in the memory, the word presentation control unit 102 generates a presentation order for constituent words in which highly similar words are not consecutive (step S109), and ends the series of processes.

ステップS109で単語提示制御部102が生成する構成単語の提示順番は、例えば、類似性が高い2つの構成単語の間に、2つの構成単語との類似性が低い他の構成単語を挟んだ順番とすることができる。なお、ステップS101で、編集距離を算出するのに代えて、ハミング距離等の距離関数によって2つの単語間の距離値を算出してもよい。 The presentation order of the constituent words generated by the word presentation control unit 102 in step S109 can be, for example, an order in which two highly similar constituent words are sandwiched between other constituent words that have low similarity to the two highly similar constituent words. Note that, instead of calculating the edit distance in step S101, the distance value between two words may be calculated using a distance function such as the Hamming distance.

単語提示制御部102が行う処理では、1回の単語提示における構成単語の逐次的な提示数、構成単語の逐次的な提示間隔、単語提示の反復回数の各パラメータを、それぞれ適切な値に設定する。 In the process performed by the word presentation control unit 102, the parameters of the number of sequential presentations of constituent words in one word presentation, the interval between sequential presentations of constituent words, and the number of repetitions of word presentation are each set to appropriate values.

類似性の高い構成単語の組み合わせが各単語選択肢群1~3に含まれている場合、構成単語の提示数、提示間隔を増やせば、類似性の高い構成単語同士の提示間隔が長くなる確率が増える。類似性の高い構成単語の組み合わせが各単語選択肢群1~3に含まれている場合、単語提示の反復回数を増やせば、ターゲットの構成単語の提示回数が増えることで、ターゲットの構成単語に対するユーザの反応が徐々に強くなる。構成単語の提示数、提示間隔、単語提示の反復回数を増やすことで、ターゲットの構成単語の判断精度を高めることができる。 When highly similar combinations of constituent words are included in each of the word option groups 1 to 3, increasing the number of constituent words presented and the presentation interval increases the probability that the presentation interval between highly similar constituent words will be longer.When highly similar combinations of constituent words are included in each of the word option groups 1 to 3, increasing the number of repetitions of word presentation increases the number of times the target constituent word is presented, and the user's response to the target constituent word will gradually become stronger.By increasing the number of constituent words presented, the presentation interval, and the number of repetitions of word presentation, the accuracy of determining the target constituent word can be improved.

但し、構成単語の提示数、提示間隔、単語提示の反復回数のいずれを増やしても、1つの単語選択肢群1~3に分類された全ての構成単語を提示するのに必要な時間が長くなり、ターゲットの構成単語を判断できる時点の到来が遅くなる。 However, increasing the number of constituent words presented, the presentation interval, or the number of times the words are presented will increase the time required to present all of the constituent words classified into one of the word option groups 1 to 3, and will delay the arrival of the point at which the constituent words of the target can be identified.

このため、構成単語の提示数、提示間隔、単語提示の反復回数の各パラメータは、ターゲットの構成単語の判断精度と、ターゲットの構成単語を判断できる時点とのバランスを考慮して、設定すればよい。 For this reason, the parameters of the number of constituent words presented, the presentation interval, and the number of repetitions of word presentation should be set by taking into consideration the balance between the accuracy of determining the constituent words of the target and the time at which the constituent words of the target can be determined.

所望単語認知信号解析部103(信号解析部)は、生体信号検出部130が検出したユーザの脳波信号の、提示部120に構成単語を提示した横軸の0点から事象関連電位のP300成分が現れる時点までの部分を抽出する。P300成分は、ターゲットの構成単語がユーザに提示された場合に、提示部120に構成単語を提示した横軸の0点から500msec程度経過した後に現れる。 The desired word recognition signal analysis unit 103 (signal analysis unit) extracts the portion of the user's electroencephalogram signal detected by the biosignal detection unit 130 from the 0 point on the horizontal axis when the constituent word is presented to the presentation unit 120 to the time when the P300 component of the event-related potential appears. When the target constituent word is presented to the user, the P300 component appears approximately 500 msec after the 0 point on the horizontal axis when the constituent word is presented to the presentation unit 120.

図6Aに示すノンターゲットの構成単語をユーザに提示した場合のユーザの脳波信号の例では、構成単語を提示部120で1つずつ逐次的に提示した周期(100~200msec)に応じた周波数変動のみが現れており、事象関連電位は現れていない。図6Bに示すターゲットの構成単語をユーザに提示した場合のユーザの脳波信号の例では、構成単語の提示周期に応じた周波数変動に加えて、ターゲットの構成単語の提示に対するユーザの反応による事象関連電位が現れている。 In the example of the user's EEG signal when non-target constituent words are presented to the user shown in FIG. 6A, only frequency fluctuations corresponding to the period (100-200 msec) at which the constituent words are presented one by one sequentially by the presentation unit 120 are observed, and no event-related potentials are observed. In the example of the user's EEG signal when target constituent words are presented to the user shown in FIG. 6B, in addition to frequency fluctuations corresponding to the presentation period of the constituent words, event-related potentials due to the user's reaction to the presentation of the target constituent words are observed.

所望単語認知信号解析部103は、抽出した脳波信号部分を信号判定部106に入力する。信号判定部106(信号解析部)は、例えば、所望単語認知信号解析部103から入力された脳波信号の抽出部分を、ユーザが入力を意図するターゲットの構成単語か否かに応じて分類する分類器を有している。 The desired word recognition signal analysis unit 103 inputs the extracted EEG signal portion to the signal determination unit 106. The signal determination unit 106 (signal analysis unit) has, for example, a classifier that classifies the extracted portion of the EEG signal input from the desired word recognition signal analysis unit 103 according to whether or not it is a constituent word of the target that the user intends to input.

分類器は、例えば、所望単語認知信号解析部103から入力される脳波信号の抽出部分を入力とし、ターゲットの構成単語か否かを示す判定値を出力とするニューラルネットワークを用いて構成することができる。 The classifier can be configured, for example, using a neural network that receives as input the extracted portion of the EEG signal input from the desired word recognition signal analysis unit 103 and outputs a judgment value indicating whether or not the word is a constituent word of the target.

信号判定部106は、例えば、図7A及び図7Bに示す脳波信号の、提示部120における構成単語の提示から事象関連電位が現れる時点までの部分を抽出し、抽出した部分の脳波信号の特徴値を入力する。分類器に入力する特徴値は、例えば、事象関連電位のP300成分の極大値に向かう波形部分又は極大値を過ぎた波形部分の傾き、あるいは、極大値(ピーク値)等とすることができる。 The signal determination unit 106 extracts, for example, the portion of the EEG signal shown in Figures 7A and 7B from the presentation of the constituent words in the presentation unit 120 to the time when the event-related potential appears, and inputs the feature value of the EEG signal of the extracted portion. The feature value input to the classifier can be, for example, the slope of the waveform portion leading to the maximum value of the P300 component of the event-related potential or the waveform portion that has passed the maximum value, or the maximum value (peak value), etc.

分類器は、入力された特徴値に基づいて、提示部120に提示された構成単語がターゲットの構成単語か否かを示す判定値を出力することができる。図7Aは、ノンターゲットの構成単語をユーザに提示した場合、図7Bは、ターゲットの構成単語をユーザに提示した場合をそれぞれ示している。 Based on the input feature values, the classifier can output a judgment value indicating whether or not the constituent words presented to the presentation unit 120 are constituent words of the target. FIG. 7A shows a case where non-target constituent words are presented to the user, and FIG. 7B shows a case where target constituent words are presented to the user.

例えば、ノンターゲットの構成単語をユーザに提示した場合は、脳波信号から抽出された部分に、ノンターゲットの構成単語に対するユーザの反応が現れる。この反応を含む抽出部分の脳波信号の特徴値が入力された分類器は、ノンターゲットであることを示す「0」の判定値を出力する。 For example, when a non-target word is presented to a user, the user's reaction to the non-target word appears in the portion extracted from the EEG signal. A classifier to which the feature value of the EEG signal of the extracted portion containing this reaction is input outputs a judgment value of "0" indicating that it is a non-target.

ターゲットの構成単語をユーザに提示した場合は、脳波信号から抽出された部分に、ターゲットの構成単語に対するユーザの反応(事象関連電位のP300成分)が現れる。この反応を含む抽出部分の脳波信号の特徴値が入力された分類器は、ターゲットであることを示す「1」の判定値を出力する。 When the constituent words of the target are presented to the user, the user's reaction to the constituent words of the target (the P300 component of the event-related potential) appears in the portion extracted from the EEG signal. A classifier to which the feature value of the EEG signal of the extracted portion containing this reaction is input outputs a judgment value of "1" indicating that it is a target.

分類器に入力された特徴値及び分類器が出力した判定値の各データは、互いに関連付けて、コントローラ110の学習データベース(DB)に蓄積される。学習DBの蓄積データは、分類器の再学習の際に利用することができる。 The feature values input to the classifier and the judgment values output by the classifier are associated with each other and stored in the learning database (DB) of the controller 110. The stored data in the learning DB can be used when retraining the classifier.

所望単語認知信号解析部103は、単語選択肢群1~3毎に、分類された全ての構成単語について信号判定部106の分類器が出力した判定値を、各構成単語に対応するユーザの脳波信号に含まれる事象関連電位のP300成分の解析結果として出力する。 The desired word recognition signal analysis unit 103 outputs the judgment values output by the classifier of the signal judgment unit 106 for all classified constituent words for each of the word option groups 1 to 3 as the analysis results of the P300 component of the event-related potential contained in the user's electroencephalogram signal corresponding to each constituent word.

所望単語判断部104(単語判断部、文章判断部)は、所望単語認知信号解析部103が出力した各構成単語に対応する事象関連電位のP300成分の解析結果を、各単語選択肢群1~3にそれぞれ分類された全ての構成単語について比較する。所望単語判断部104は、解析結果の比較を、単語選択肢群1~3毎にそれぞれ行う。所望単語判断部104は、図8に示す所望単語認知信号解析部103の解析結果にしたがって、ターゲットの構成単語(所望の単語)を判断するプロセスを実行する。 The desired word determination unit 104 (word determination unit, sentence determination unit) compares the analysis results of the P300 component of the event-related potential corresponding to each constituent word output by the desired word recognition signal analysis unit 103 for all constituent words classified into each of the word option groups 1 to 3. The desired word determination unit 104 compares the analysis results for each of the word option groups 1 to 3. The desired word determination unit 104 executes a process of determining the constituent words of the target (desired words) according to the analysis results of the desired word recognition signal analysis unit 103 shown in FIG. 8.

図8では、ある単語選択肢群に分類された8つの構成単語A~Hの全ての構成単語(選択肢単語)に対応する、事象関連電位のP300成分の判定値(判定結果)を、単語提示の反復回数別に配列している。図8に示す例では、構成単語Aがターゲットの構成単語であり、構成単語B~Hがノンターゲットの構成単語である。図8の判定値を太線の枠で囲った部分は、分類器の誤分類により、ターゲットの構成単語がノンターゲットと分類され、あるいは、ノンターゲットの構成単語がターゲットと分類されている。 In Figure 8, the judgment values (judgment results) of the P300 component of the event-related potential corresponding to all constituent words (option words) of eight constituent words A to H classified into a certain word option group are arranged by the number of times the words were presented. In the example shown in Figure 8, constituent word A is the target constituent word, and constituent words B to H are non-target constituent words. The parts of the judgment values in Figure 8 surrounded by a thick line frame are where a target constituent word has been classified as a non-target, or a non-target constituent word has been classified as a target, due to misclassification by the classifier.

図8の表の最右列は、5回の反復回数(提示回数)で得られた判定値の平均値である。所望単語判断部104は、判定値の平均値が最も高い構成単語を、ターゲットの構成単語と判断する。図8に示す例では、所望単語判断部104は、判定値の平均値が最も高い構成単語Aを、ターゲットの構成単語と判断する。 The rightmost column of the table in FIG. 8 shows the average value of the judgment value obtained after five repetitions (presentations). The desired word judgment unit 104 judges the constituent word with the highest average judgment value to be the constituent word of the target. In the example shown in FIG. 8, the desired word judgment unit 104 judges the constituent word A with the highest average judgment value to be the constituent word of the target.

選択単語出力部105は、所望単語判断部104が各単語選択肢群1~3についてターゲットと判断した構成単語を並び順につなげた文章を、ユーザが入力を意図する文章と判断する。選択単語出力部105は、判断した文章を、提示部120においてユーザに提示する。また、選択単語出力部105は、判断した文章のテキストデータを、ユーザが入力した文章として、ユーザが文章の入力を必要とするデバイスに出力することができる。 The selected word output unit 105 determines that a sentence in which the constituent words determined by the desired word determination unit 104 as targets for each of the word option groups 1 to 3 are connected in order is the sentence that the user intends to input. The selected word output unit 105 presents the determined sentence to the user at the presentation unit 120. The selected word output unit 105 can also output the text data of the determined sentence as a sentence input by the user to a device where the user requires input of a sentence.

本実施形態では、文章の構成単語の選択肢を並び順に分類して、各並び順の選択肢(単語選択肢群)の構成単語を提示部120に1つずつ逐次的に提示する。ユーザは、1つずつ提示される構成単語を提示部120の画面内で視点を移動させて探すことなく認識する。このため、ユーザの脳波信号には、提示された構成単語がターゲットであるかノンターゲットであるかに応じた反応が、図2の一括提示の棒グラフで示す「目を動かす時間」を費やすことなく現れる。したがって、ユーザの脳波信号に含まれる事象関連電位のP300成分を利用して、ユーザが意図する文章を構成する単語を入力する際の、入力に要する時間の短縮を図ることができる。 In this embodiment, the options for the constituent words of a sentence are sorted by order, and the constituent words of each ordered option (word option group) are presented one by one to the presentation unit 120. The user recognizes the constituent words presented one by one without moving the viewpoint on the screen of the presentation unit 120 to search for them. Therefore, the user's EEG signal shows a reaction according to whether the presented constituent word is a target or a non-target, without spending the "time to move the eyes" shown in the bar graph of the collective presentation in FIG. 2. Therefore, by utilizing the P300 component of the event-related potential contained in the user's EEG signal, it is possible to shorten the time required for inputting the words that constitute the intended sentence.

また、本実施形態では、各単語選択肢群1~3に、距離関数によって算出する2つの単語間の距離値に基づいて類似性が高いと評価される構成単語の組み合わせが存在する場合に、その組み合わせに含まれる構成単語同士の提示間隔を通常よりも長くする。このため、類似性が高いノンターゲットの構成単語に対するユーザの反応が収まってから、次のターゲットの構成単語に対するユーザの反応が現れるようにして、ターゲットの構成単語に対してユーザを顕著に反応させることができる。 In addition, in this embodiment, when each of the word option groups 1 to 3 contains a combination of constituent words that are evaluated as being highly similar based on the distance value between the two words calculated by the distance function, the presentation interval between the constituent words in that combination is made longer than usual. This allows the user to react more prominently to the constituent words of the target by making the user's reaction to the next target's constituent words appear after the user's reaction to the highly similar non-target constituent words has subsided.

さらに、本実施形態では、類似性の高い2つの構成単語の間に類似性が低い他の構成単語を挟んだ順番で、各構成単語を逐次的に提示する。このため、前後の構成単語をユーザが容易に区別できるようにして、ターゲットの構成単語に対してユーザを顕著に反応させることができる。 Furthermore, in this embodiment, the constituent words are presented sequentially in the order of two highly similar constituent words sandwiched between other constituent words with low similarity. This allows the user to easily distinguish between the preceding and following constituent words, and allows the user to react more prominently to the target constituent word.

また、本実施形態では、単語提示制御部102が、同じ並び順の単語選択肢群に分類された各構成単語A、D、Gを、複数回反復してランダムな順番でユーザに逐次的に提示する。このため、ターゲットの構成単語を間欠的に繰り返してユーザに提示し、提示回数が増えるにつれて、ターゲットの構成単語に対するユーザの反応が増えるようにすることができる。 In addition, in this embodiment, the word presentation control unit 102 repeats each of the constituent words A, D, and G classified into the word option group in the same order multiple times to sequentially present them to the user in random order. Therefore, the constituent words of the target are intermittently and repeatedly presented to the user, and the user's reaction to the constituent words of the target increases as the number of times they are presented increases.

(第1変形例)
事象関連電位のP300成分を利用してユーザが意図する文章の構成単語を判断する際の正答率は、構成単語を提示部120でユーザに提示する提示時間によって変化する。提示時間は、単語提示制御部102が各単語選択肢群1~3について行う単語提示における、構成単語の逐次的な提示間隔のことである。
(First Modification)
The accuracy rate when determining constituent words of a sentence intended by a user using the P300 component of the event-related potential varies depending on the presentation time for which the constituent words are presented to the user by the presentation unit 120. The presentation time refers to the interval at which the constituent words are presented sequentially in the word presentation performed by the word presentation control unit 102 for each of the word option groups 1 to 3.

構成単語の提示間隔(提示時間)が長くなると、例えば、図9Aに示すように、ある時間の長さを境に、所望単語判断部104による判断の正答率が上がる。構成単語の提示間隔(提示時間)が長いほど、類似性の高い構成単語同士の提示間隔が長くなる確率が増え、また、自分の意図する構成単語であるかどうかをユーザが構成単語の提示中に認識しやすくなるからである。 When the presentation interval (presentation time) of constituent words becomes longer, the accuracy rate of the judgment by the desired word determination unit 104 increases after a certain length of time, as shown in FIG. 9A, for example. The longer the presentation interval (presentation time) of constituent words, the higher the probability that the presentation interval between highly similar constituent words will be long, and also the easier it is for the user to recognize whether or not a constituent word is the one they intended while it is being presented.

また、所望単語判断部104による判断の正答率は、単語提示制御部102が各単語選択肢群1~3について行う単語提示における、1回の単語提示における構成単語の逐次的な提示数が少ないと下がり、提示数が多いと上がる。所望単語判断部104による判断の正答率は、単語提示制御部102が各単語選択肢群1~3について行う単語提示における、単語提示の反復回数が少ないと下がり、反復回数が多いと上がる。所望単語判断部104による判断の正答率、単語提示制御部102による構成単語の提示数(提示単語数)、単語提示の反復回数(単語提示回数)の三者の関係を示したのが、図9Bのグラフである。 The accuracy rate of the judgment by the desired word judgment unit 104 decreases when the number of sequentially presented constituent words in one word presentation performed by the word presentation control unit 102 for each of the word option groups 1 to 3 is small, and increases when the number of presentations is large. The accuracy rate of the judgment by the desired word judgment unit 104 decreases when the number of repetitions of word presentation performed by the word presentation control unit 102 for each of the word option groups 1 to 3 is small, and increases when the number of repetitions is large. The graph in Figure 9B shows the relationship between the accuracy rate of the judgment by the desired word judgment unit 104, the number of constituent words presented by the word presentation control unit 102 (number of presented words), and the number of repetitions of word presentation (number of word presentations).

構成単語の提示に対する反応感度は、ユーザによってまちまちである。このため、図9Aに示す、所望単語判断部104による判断の正答率と単語提示制御部102による構成単語の提示間隔(提示時間)との関係は、ユーザ毎に異なることがある。同じ理由から、図9Bに示す、所望単語判断部104による判断の正答率と、単語提示制御部102による構成単語の提示数(提示単語数)、単語提示の反復回数(単語提示回数)との三者の関係も、ユーザ毎に異なることがある。 Users have different reaction sensitivities to the presentation of constituent words. For this reason, the relationship between the accuracy rate of the judgment by the desired word judgment unit 104 and the presentation interval (presentation time) of constituent words by the word presentation control unit 102 shown in FIG. 9A may differ for each user. For the same reason, the relationship between the accuracy rate of the judgment by the desired word judgment unit 104, the number of constituent words presented by the word presentation control unit 102 (number of presented words), and the number of times the word presentation is repeated (number of times the word is presented) shown in FIG. 9B may also differ for each user.

図9Aに示すユーザとは別のユーザでは、図10Aに示すように、所望単語判断部104による判断の正答率が、図9Aに示すユーザよりも構成単語の提示間隔(提示時間)が長い時を境に上がる。また、このユーザでは、図10Bに示すように、図9Aに示すユーザと同じ構成単語の提示数(提示単語数)及び単語提示の反復回数(単語提示回数)について、所望単語判断部104による判断の正答率が、図9Aに示すユーザよりも低い。 As shown in FIG. 10A, for a user other than the user shown in FIG. 9A, the accuracy rate of the judgment by the desired word judgment unit 104 increases when the interval (presentation time) between constituent words is longer than that of the user shown in FIG. 9A. Also, as shown in FIG. 10B, for this user, the accuracy rate of the judgment by the desired word judgment unit 104 is lower than that of the user shown in FIG. 9A for the same number of constituent words presented (number of presented words) and the same number of repetitions of word presentation (number of word presentations) as the user shown in FIG. 9A.

そこで、単語提示制御部102が構成単語を逐次的に提示する際の、1回の単語提示における構成単語の提示数、構成単語の逐次的な提示間隔、単語提示の反復回数を制御パラメータとし、信号判定部106の分類器による分類結果を利用して最適化してもよい。各パラメータを最適化するために、単語提示制御部102は、最適な構成単語の提示数(提示単語数)と単語提示の反復回数(提示回数)の組み合わせを選別する。 Therefore, when the word presentation control unit 102 sequentially presents the constituent words, the number of constituent words presented in one word presentation, the interval between sequential presentations of the constituent words, and the number of repetitions of word presentation may be set as control parameters, and optimized using the classification results by the classifier of the signal determination unit 106. To optimize each parameter, the word presentation control unit 102 selects an optimal combination of the number of constituent words presented (number of presented words) and the number of repetitions of word presentation (number of presentations).

最適な組み合わせとは、ユーザが入力を意図する構成単語の正答率が所定の閾値を超え、かつ、単語選択時間(単語判断時間)が最も短くなる、構成単語の提示数(提示単語数)と単語提示の反復回数(提示回数)との組み合わせである。最適な組み合わせは、一定の提示間隔(提示時間)とすることを前提としている。単語選択時間は、単語提示の反復回数、1回の単語提示における構成単語の提示数、構成単語の逐次的な提示間隔の3つのパラメータを乗じた値(単語提示回数×単語提示数×提示時間=単語選択時間)である。 The optimal combination is the combination of the number of constituent words presented (number of presented words) and the number of times word presentation is repeated (number of presentations) that results in the correct answer rate for the constituent words that the user intends to input exceeding a predetermined threshold and also minimizes the word selection time (word decision time). The optimal combination is premised on a constant presentation interval (presentation time). The word selection time is the product of three parameters: the number of repetitions of word presentation, the number of constituent words presented in one word presentation, and the interval between successive presentations of the constituent words (number of word presentations x number of word presentations x presentation time = word selection time).

構成単語の提示数(提示単語数)と単語提示の反復回数(提示回数)との最適な組み合わせが複数存在する場合は、例えば、単語提示の反復回数(提示回数)が最も少ない組み合わせを、最適な組み合わせとする。 If there are multiple optimal combinations of the number of constituent words presented (number of presented words) and the number of times the words are presented repeatedly (number of presentations), the optimal combination is, for example, the combination with the fewest number of times the words are presented repeatedly (number of presentations).

構成単語の提示数(提示単語数)と単語提示の反復回数(提示回数)との最適な組み合わせを選別するために、単語提示制御部102は、図11のフローチャートに示す選別処理を実行する。単語提示制御部102は、各パラメータの値を順次変えながら、コントローラ110に、事象関連電位のP300成分を利用してユーザが意図する文章の構成単語を判断させる。単語提示制御部102は、判断時の構成単語の提示数(提示単語数)、単語提示の反復回数(提示回数)及び判断した構成単語の正答率の各数値を取得する。そして、単語提示制御部102は、取得した各数値を示すデータを、コントローラ110の最適化データベース(DB)に蓄積する(以上、ステップS201)。 To select the optimal combination of the number of constituent words presented (number of presented words) and the number of times word presentation is repeated (number of presentations), the word presentation control unit 102 executes the selection process shown in the flowchart of FIG. 11. While sequentially changing the value of each parameter, the word presentation control unit 102 causes the controller 110 to determine the constituent words of the sentence intended by the user using the P300 component of the event-related potential. The word presentation control unit 102 acquires the numerical values of the number of constituent words presented (number of presented words) at the time of judgment, the number of times word presentation is repeated (number of presentations), and the accuracy rate of the determined constituent words. The word presentation control unit 102 then stores data indicating each acquired numerical value in the optimization database (DB) of the controller 110 (step S201).

単語提示制御部102は、最適化DBに蓄積したデータを解析し、正答率が最も高くなる構成単語の提示数(提示単語数)と単語提示の反復回数(提示回数)との最適な組み合わせを選別する(ステップS203)。また、単語提示制御部102は、最適化DBに蓄積したデータを解析し、単語選択時間が最も短くなる構成単語の提示数(提示単語数)と単語提示の反復回数(提示回数)との最適な組み合わせを選別する(ステップS205)。さらに、単語提示制御部102は、最適化DBに蓄積したデータを解析し、単語提示の反復回数(提示回数)が最も少なくなる構成単語の提示数(提示単語数)と単語提示の反復回数(提示回数)との最適な組み合わせを選別する(ステップS207)。以上で、選別処理を終了する。 The word presentation control unit 102 analyzes the data stored in the optimization DB and selects the optimal combination of the number of constituent words presented (number of presented words) and the number of repetitions of word presentation (number of presentations) that will maximize the correct answer rate (step S203). The word presentation control unit 102 also analyzes the data stored in the optimization DB and selects the optimal combination of the number of constituent words presented (number of presented words) and the number of repetitions of word presentation (number of presentations) that will minimize the word selection time (step S205). The word presentation control unit 102 also analyzes the data stored in the optimization DB and selects the optimal combination of the number of constituent words presented (number of presented words) and the number of repetitions of word presentation (number of presentations) that will minimize the number of repetitions of word presentation (number of presentations) (step S207). This ends the selection process.

なお、構成単語の提示間隔(提示時間)は、別途、最適な間隔(最短時間)を決めておくものとする。 The optimal interval (shortest time) for presenting the constituent words will be determined separately.

図11の選別処理で選別された最適な組み合わせが複数組存在する場合は、単語提示制御部102は、上述したように、例えば、単語提示の反復回数(提示回数)が最も少ない組み合わせを、最適な組み合わせとして選別する。 If there are multiple optimal combinations selected by the selection process of FIG. 11, the word presentation control unit 102 selects, as the optimal combination, for example, the combination with the fewest number of repetitions of word presentation (number of presentations), as described above.

以上の選別処理を、ユーザ毎にそれぞれ行うと、提示部120において構成単語を逐次的に提示する際の、1回の単語提示における構成単語の提示数、構成単語の逐次的な提示間隔、単語提示の反復回数の各パラメータを、ユーザ毎に最適化することができる。ユーザ毎にパラメータを最適化することで、所望単語判断部104による判断の正答率を各ユーザについてそれぞれ高めることができる。また、各パラメータを最適化することで、ユーザが入力を意図する文章の構成単語を判断するのに要する時間の、さらなる短縮を図ることができる。 By performing the above selection process for each user, the parameters of the number of constituent words presented in one word presentation, the interval between successive presentations of the constituent words, and the number of repetitions of word presentation when the constituent words are presented successively in the presentation unit 120 can be optimized for each user. By optimizing the parameters for each user, the accuracy rate of the judgment by the desired word judgment unit 104 can be increased for each user. In addition, by optimizing each parameter, the time required to judge the constituent words of a sentence that the user intends to input can be further shortened.

(第2変形例)
信号判定部106が有する分類器は、例えば、ニューラルネットワークにおけるバイアス、ゲインを再学習により調整することで、ターゲットの構成単語か否かを示す判定値の精度を向上させることができる。分類器の判定値の精度を向上させることで、結果的に、ユーザが入力を意図する文章の構成単語を判断するのに要する時間の、さらなる短縮を図ることができる。
(Second Modification)
The classifier in the signal determination unit 106 can improve the accuracy of the determination value indicating whether or not a word is a constituent word of the target by, for example, adjusting the bias and gain in the neural network through re-learning. By improving the accuracy of the determination value of the classifier, it is possible to further reduce the time required to determine the constituent words of the sentence that the user intends to input.

分類器の再学習を行うために、信号判定部106は、図12のフローチャートに示す学習処理を実行する。信号判定部106は、分類器が入力された特徴値を分類して判定値を出力する度に、特徴値と判定値との組み合わせを事象関連電位データとして、コントローラ110の学習DBに蓄積する(ステップS301)。 To retrain the classifier, the signal determination unit 106 executes the learning process shown in the flowchart of FIG. 12. Each time the classifier classifies the input feature values and outputs a judgment value, the signal determination unit 106 accumulates the combination of the feature value and the judgment value as event-related potential data in the learning DB of the controller 110 (step S301).

信号判定部106は、学習DBに蓄積されたユーザ本人の過去の事象関連電位データから、判定値が「1」であるターゲットデータの活用データを選別する(ステップS303)。また、信号判定部106は、学習DBの蓄積データから、判定値が「0」であるノンターゲットデータの活用データを選別する(ステップS305)。 The signal determination unit 106 selects usable data of target data with a judgment value of "1" from the user's past event-related potential data stored in the learning DB (step S303). The signal determination unit 106 also selects usable data of non-target data with a judgment value of "0" from the data stored in the learning DB (step S305).

信号判定部106は、選別されたターゲットデータ及びノンターゲットデータの活用データを用いて、分類器の機械学習を行って(ステップS307)、学習処理を終了する。分類器の機械学習は、例えば、誤差逆伝播法を用いた再学習により、分類器のニューラルネットワークにおけるバイアス、ゲインを、ユーザ本人に合わせて最適化(調整)する内容のものとすることができる。 The signal determination unit 106 performs machine learning of the classifier using the utilization data of the selected target data and non-target data (step S307), and ends the learning process. The machine learning of the classifier can be, for example, a content that optimizes (adjusts) the bias and gain in the neural network of the classifier to suit the user by re-learning using the backpropagation method.

信号判定部106は、ターゲットデータ及びノンターゲットデータの活用データをそれぞれ選別する際に、ユーザが誤認識した事象関連電位データを、分類器の再学習に活用するデータから除外する。ユーザが誤認識した事象関連電位データを、分類器の再学習に活用すると、図13Aに示すように、分類器が分別(判別)したデータの分別境界線が、ターゲット側又はノンターゲット側のどちらかに偏る可能性がある。 When selecting the target data and non-target data to be used, the signal determination unit 106 excludes event-related potential data that has been misrecognized by the user from the data to be used for re-learning the classifier. If event-related potential data that has been misrecognized by the user is used for re-learning the classifier, as shown in FIG. 13A, the classification boundary line of the data classified (discriminated) by the classifier may be biased toward either the target side or the non-target side.

図13Bには、分類器の誤分類による判定エラーとユーザの誤認識による判定エラーとが混在した所望単語認知信号解析部103の解析結果を示す。図13Bの太字の判定値の部分は、分類器の誤分類により、ターゲットの構成単語がノンターゲットと分類され、あるいは、ノンターゲットの構成単語がターゲットと分類されている。図13Bの判定値を太線の枠で囲った部分は、ユーザの誤認識により、ターゲットの構成単語がノンターゲットと分類され、あるいは、ノンターゲットの構成単語がターゲットと分類されている。 Figure 13B shows the analysis results of the desired word recognition signal analysis unit 103, which includes a mixture of judgment errors due to misclassification by the classifier and judgment errors due to user misrecognition. The bold judgment value parts in Figure 13B are where the constituent words of the target are classified as non-targets, or the constituent words of the non-target are classified as targets, due to misclassification by the classifier. The parts of the judgment value in Figure 13B surrounded by a bold frame are where the constituent words of the target are classified as non-targets, or the constituent words of the non-target are classified as targets, due to user misrecognition.

信号判定部106が行う学習処理において、ターゲットデータ及びノンターゲットデータの活用データとして、分類器が誤分類したデータのみを除外し、ユーザが誤認識したデータを活用してしまうと、分類器のバイアス、ゲインが不適切に調整される。その結果、図13Aに示すようなターゲットデータとノンターゲットデータとの分別境界線が偏った分類を、再学習後の分類器が行ってしまう。 In the learning process performed by the signal determination unit 106, if only data misclassified by the classifier is excluded as the target data and non-target data to be used, and data misrecognized by the user is used, the bias and gain of the classifier will be inappropriately adjusted. As a result, the classifier after re-learning will perform classification with a biased separation boundary between target data and non-target data, as shown in FIG. 13A.

したがって、図13Aの例では、5回の反復回数で得られた分類器の判定値の平均値が最も高いのが、構成単語A、B、E、Hの4つとなり、ターゲットの構成単語を判断することができない。 Therefore, in the example of Figure 13A, the four constituent words A, B, E, and H have the highest average classifier judgment values obtained after five iterations, and the constituent words of the target cannot be determined.

このため、信号判定部106は、学習処理において、ターゲットデータ及びノンターゲットデータの活用データを選別する際に、分類器が誤分類したデータに加えて、ユーザが誤認識したデータも除外する。 For this reason, when the signal determination unit 106 selects the target data and non-target data to be utilized during the learning process, it excludes not only data that has been misclassified by the classifier, but also data that has been misrecognized by the user.

これにより、再学習後の分類器のバイアス、ゲインが適切に調整されるようにして、分類器の再学習により判定値の精度を確実に向上させて、ユーザが入力を意図する文章の構成単語を判断するのに要する時間の短縮化を確実に図ることができる。 This allows the bias and gain of the classifier to be appropriately adjusted after re-learning, reliably improving the accuracy of the judgment value through re-learning the classifier, and reliably shortening the time it takes to determine the constituent words of a sentence that the user intends to input.

ターゲットデータ及びノンターゲットデータの活用データは、例えば、図7A及び図7Bの斜線を付した、提示部120における構成単語の提示から事象関連電位が現れる時点までの部分のピーク面積を、しきい値と比較することで、選別することができる。 The utilization data of the target data and non-target data can be selected, for example, by comparing the peak area of the portion marked with diagonal lines in Figures 7A and 7B from the presentation of the constituent words in the presentation unit 120 to the time when the event-related potential appears with a threshold value.

例えば、ターゲットデータの場合は、ピーク面積がその最小面積に当たるしきい値以上であるときに、選別するターゲットデータとすることができる。ノンターゲットデータの場合は、ピーク面積がその最大面積に当たるしきい値以下であるときに、選別するノンターゲットデータとすることができる。 For example, in the case of target data, when the peak area is equal to or greater than the threshold value corresponding to the minimum area, it can be selected as target data. In the case of non-target data, when the peak area is equal to or less than the threshold value corresponding to the maximum area, it can be selected as non-target data.

分類器の再学習に活用するデータを、ピーク面積としきい値との比較により決定することで、ユーザによって事象関連電位のピーク形状にばらつきがあっても、各ユーザの再学習に活用するデータを精度良く選別することができる。また、分類器の再学習に活用するデータを、ピーク面積としきい値との比較により決定することで、ユーザの誤認識により判定エラーとなったデータが分類器の再学習に活用されるのを、抑制することができる。 By determining the data to be used for re-learning the classifier by comparing the peak area with a threshold value, it is possible to accurately select the data to be used for re-learning for each user, even if the peak shapes of the event-related potentials vary from user to user. In addition, by determining the data to be used for re-learning the classifier by comparing the peak area with a threshold value, it is possible to prevent data that has resulted in a judgment error due to a user's misrecognition from being used in re-learning the classifier.

なお、第1変形例の単語提示制御部102の制御パラメータの最適化と、第2変形例の分類器の再学習とを両方とも行う場合、それぞれの実行スケジュールは、例えば、図15に示すようにすることができる。まず、文章入力装置100の購入初期(運用開始時)は、信号判定部106の分類器として、バイアス、ゲインを初期値に設定した汎用分類器を用いる。 When both the optimization of the control parameters of the word presentation control unit 102 in the first modified example and the re-learning of the classifier in the second modified example are performed, the execution schedule for each can be, for example, as shown in FIG. 15. First, when the sentence input device 100 is first purchased (when operation begins), a general-purpose classifier with bias and gain set to initial values is used as the classifier for the signal determination unit 106.

単語提示制御部102の制御パラメータをそれぞれ増加又は減少させながら、ユーザを固定して、コントローラ110に、事象関連電位のP300成分を利用してユーザが意図する文章の構成単語を判断させる。これにより、制御パラメータをユーザに応じて最適化するためのデータを、コントローラ110の最適化DBに蓄積することができる。 While increasing or decreasing the control parameters of the word presentation control unit 102, the user is fixed and the controller 110 is made to determine the constituent words of the sentence intended by the user using the P300 component of the event-related potential. This allows data for optimizing the control parameters according to the user to be stored in the optimization DB of the controller 110.

最適化DBに十分なデータが蓄積されたら、そのデータを解析し、単語提示の反復回数(提示回数)が最も少なくなる構成単語の提示数(提示単語数)と単語提示の反復回数(提示回数)との最適な組み合わせを選別して、制御パラメータを最適化する。この時点では、分類器は汎用分類器のままである。 Once sufficient data has been accumulated in the optimization DB, the data is analyzed, and the optimal combination of the number of constituent words (number of presented words) and the number of repetitions of word presentation (number of presentations) that minimizes the number of repetitions of word presentation (number of presentations) is selected, and the control parameters are optimized. At this point, the classifier remains a general-purpose classifier.

単語提示制御部102の制御パラメータを最適化したら、次に、分類器に入力される特徴値と分類器が出力する判定値とを組み合わせた事象関連電位データを、分類器の再学習用のデータとして、コントローラ110の学習DBに蓄積する。 After optimizing the control parameters of the word presentation control unit 102, event-related potential data that combines the feature values input to the classifier and the judgment values output by the classifier is stored in the learning DB of the controller 110 as data for re-learning the classifier.

学習DBに十分なデータが蓄積されたら、蓄積されたデータから再学習に活用するデータを選別し、選別したデータを用いて分類器の機械学習を行って、分類器を最適化された分類器にアップデートする。この時点では、単語提示制御部102の制御パラメータは最適化されたパラメータとなっており、分類器は最適化された分類器となる。以後は、学習DBに十分なデータが新たに蓄積される度に、あるいは、定期的に、分類器の機械学習を行って分類器をアップデートする。 When sufficient data has been accumulated in the learning DB, data to be used for re-learning is selected from the accumulated data, and the selected data is used to perform machine learning of the classifier, updating the classifier to an optimized classifier. At this point, the control parameters of the word presentation control unit 102 are optimized parameters, and the classifier becomes an optimized classifier. Thereafter, every time sufficient new data is accumulated in the learning DB, or periodically, machine learning of the classifier is performed to update the classifier.

このように、単語提示制御部102の制御パラメータを先に最適化し、その後に、分類器の再学習を行うことで、再学習に用いる学習DBのデータが、再学習により分類器の分類精度がより向上する内容のデータとなる。したがって、ユーザが入力を意図する文章の構成単語の入力に要する時間の短縮を、より一層図ることができる。 In this way, by first optimizing the control parameters of the word presentation control unit 102 and then re-learning the classifier, the data in the learning DB used for re-learning will be data that will further improve the classification accuracy of the classifier through re-learning. Therefore, it is possible to further reduce the time required to input the constituent words of the sentence that the user intends to input.

本実施形態では、文章入力装置100を車両に搭載した場合について説明したが、文章入力装置100は、車両に搭載しなくても利用することができる。また、本実施形態では生体信号検出部130において脳活動の検出に脳波センサ部200を用いたが、これに代えて例えば非接触式生体磁界センサによる磁場検出の様に、脳神経活動に起因して発生する電磁波を検出する様々な公知の手段を適用することが可能である。 In this embodiment, the text input device 100 is described as being mounted on a vehicle, but the text input device 100 can also be used without being mounted on a vehicle. In addition, in this embodiment, the brain wave sensor unit 200 is used to detect brain activity in the biosignal detection unit 130, but instead, various known means for detecting electromagnetic waves generated due to brain nerve activity can be applied, such as magnetic field detection using a non-contact biomagnetic field sensor.

なお、上述の実施形態及び変形例は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態及び変形例に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-mentioned embodiment and modified examples are merely examples of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment and modified examples, and it goes without saying that various modifications can be made to the design, etc., even in forms other than the above-mentioned embodiment, as long as they do not deviate from the technical concept of the present invention.

100 文章入力装置(文章提案部)
101 選択文章提案部
102 単語提示制御部
103 所望単語認知信号解析部
104 所望単語判断部(単語判断部、文章判断部)
106 信号判定部(分類器)
120 提示部
200 脳波センサ部
100 Sentence input device (sentence suggestion unit)
101: Selected sentence suggestion unit 102: Word presentation control unit 103: Desired word recognition signal analysis unit 104: Desired word determination unit (word determination unit, sentence determination unit)
106 Signal judgment unit (classifier)
120 Presentation unit 200 Brain wave sensor unit

Claims (8)

ユーザが入力を意図する文章を推定して複数の文章選択肢を提案し、
前記複数の文章選択肢をそれぞれ構成する構成単語を各文章選択肢における並び順にそれぞれ分類し、
同一の前記並び順にそれぞれ分類された複数の前記構成単語を1つずつ逐次的に前記ユーザに提示し、
前記ユーザから測定した脳波信号に含まれる、前記構成単語の提示を起点とした事象関連電位を、前記1つずつ逐次的に提示した各構成単語についてそれぞれ解析して、前記同一の並び順における前記ユーザが入力を意図する構成単語を判断し、
前記複数の構成単語の逐次的な提示及び前記ユーザが入力を意図する構成単語の判断を、全ての前記並び順について反復して、前記ユーザが入力を意図する文章を判断し、
前記同一の並び順について前記複数の構成単語の逐次的な提示を反復して、反復の度に前記各構成単語について前記事象関連電位をそれぞれ解析し、1回の前記逐次的な提示における前記構成単語の提示数及び提示間隔と、前記逐次的な提示の反復回数との、各パラメータのうち少なくとも1つを、前記ユーザが入力を意図する文章の判断結果に基づいて最適化し、前記提示間隔が一定である場合の、前記ユーザが入力を意図する構成単語の判断における正答率が所定の閾値を超え、かつ、前記同一の並び順における前記構成単語の逐次的な提示の開始から前記ユーザが入力を意図する構成単語の判断までの単語判断時間が最短となる、前記提示数及び反復回数の組み合わせに、前記提示数及び反復回数の各パラメータをそれぞれ最適化する、
文章入力方法。
The system predicts the sentence the user intends to input and suggests multiple options for the sentence.
classifying constituent words constituting each of the plurality of sentence options into an order in which each of the sentence options is arranged;
presenting the plurality of constituent words, each classified into the same sequence, one by one to the user;
analyzing an event-related potential, which is included in an electroencephalogram signal measured from the user and is generated based on the presentation of the constituent words, for each of the constituent words presented one by one in sequence to determine the constituent words that the user intends to input in the same order;
repeating the sequential presentation of the plurality of constituent words and the determination of the constituent words that the user intends to input for all of the permutations to determine a sentence that the user intends to input ;
the sequential presentation of the plurality of constituent words in the same order is repeated, and the event-related potential is analyzed for each of the constituent words at each repetition; at least one of the parameters of the number of constituent words presented and the presentation interval in one sequential presentation and the number of repetitions of the sequential presentation is optimized based on the result of the judgment of the sentence that the user intends to input; and each of the parameters of the number of presentations and the number of repetitions is optimized to a combination of the number of presentations and the number of repetitions such that, when the presentation interval is constant, the accuracy rate in the judgment of the constituent words that the user intends to input exceeds a predetermined threshold value and the word judgment time from the start of the sequential presentation of the constituent words in the same order to the judgment of the constituent words that the user intends to input is the shortest .
How to enter text.
ユーザが入力を意図する文章を推定して複数の文章選択肢を提案し、
前記複数の文章選択肢をそれぞれ構成する構成単語を各文章選択肢における並び順にそれぞれ分類し、
同一の前記並び順にそれぞれ分類された複数の前記構成単語を1つずつ逐次的に前記ユーザに提示し、
前記ユーザから測定した脳波信号に含まれる、前記構成単語の提示を起点とした事象関連電位を、前記1つずつ逐次的に提示した各構成単語についてそれぞれ解析して、前記同一の並び順における前記ユーザが入力を意図する構成単語を判断し、
前記複数の構成単語の逐次的な提示及び前記ユーザが入力を意図する構成単語の判断を、全ての前記並び順について反復して、前記ユーザが入力を意図する文章を判断し、
距離関数によって算出する2つの単語間の距離値に基づいて類似性が高いと評価される前記構成単語の組み合わせが、前記同一の並び順に分類された前記複数の構成単語の中に存在する場合に、前記組み合わせに含まれる2つの前記構成単語を、前記複数の構成単語の逐次的な提示間隔よりも長い間隔をおいて提示する文章入力方法。
The system predicts the sentence the user intends to input and suggests multiple options for the sentence.
classifying constituent words constituting each of the plurality of sentence options into an order in which each of the sentence options is arranged;
presenting the plurality of constituent words, each classified into the same sequence, one by one to the user;
analyzing an event-related potential, which is included in an electroencephalogram signal measured from the user and is generated based on the presentation of the constituent words, for each of the constituent words presented one by one in sequence to determine the constituent words that the user intends to input in the same order;
repeating the sequential presentation of the plurality of constituent words and the determination of the constituent words that the user intends to input for all of the permutations to determine a sentence that the user intends to input;
A sentence input method in which, when a combination of constituent words that is evaluated to have a high similarity based on a distance value between the two words calculated by a distance function is present among the plurality of constituent words classified in the same order, the two constituent words included in the combination are presented at an interval longer than the sequential presentation interval of the plurality of constituent words.
前記組み合わせに含まれる2つの前記構成単語の間に、前記組み合わせに含まれない他の前記構成単語を挟んだ順番で提示する請求項2に記載の文章入力方法。 The sentence input method according to claim 2, wherein the constituent words not included in the combination are presented in an order sandwiched between two of the constituent words included in the combination. 前記同一の並び順について前記複数の構成単語の逐次的な提示を反復して、反復の度に前記各構成単語について前記事象関連電位をそれぞれ解析し、1回の前記逐次的な提示における前記構成単語の提示数及び提示間隔と、前記逐次的な提示の反復回数との、各パラメータのうち少なくとも1つを、前記ユーザが入力を意図する文章の判断結果に基づいて最適化し、前記提示間隔が一定である場合の、前記ユーザが入力を意図する構成単語の判断における正答率が所定の閾値を超え、かつ、前記同一の並び順における前記構成単語の逐次的な提示の開始から前記ユーザが入力を意図する構成単語の判断までの単語判断時間が最短となる、前記提示数及び反復回数の組み合わせに、前記提示数及び反復回数の各パラメータをそれぞれ最適化する請求項2又は3に記載の文章入力方法。 4. The sentence input method according to claim 2 or 3, wherein the sequential presentation of the plurality of constituent words is repeated in the same order, the event-related potential is analyzed for each of the constituent words at each repetition, and at least one of the parameters of the number of presentations and the presentation interval of the constituent words in one session of the sequential presentation and the number of repetitions of the sequential presentation is optimized based on a result of a judgment of a sentence that the user intends to input, and each of the parameters of the number of presentations and the number of repetitions is optimized to a combination of the number of presentations and the number of repetitions such that, when the presentation interval is constant, a correct answer rate in the judgment of the constituent words that the user intends to input exceeds a predetermined threshold value and the word judgment time from the start of the sequential presentation of the constituent words in the same order to the judgment of the constituent words that the user intends to input is the shortest. 前記組み合わせが複数存在する場合は、前記反復回数が最小の組み合わせに、前記提示数及び反復回数の各パラメータをそれぞれ最適化する請求項4に記載の文章入力方法。 The text input method according to claim 4, wherein, when there are multiple combinations, the parameters of the number of presentations and the number of repetitions are optimized for the combination with the smallest number of repetitions. 前記各構成単語についての前記事象関連電位の解析において、前記ユーザが入力を意図する構成単語か否かに応じて前記事象関連電位を分類する分類器を、ユーザ本人に関する前記事象関連電位の過去の解析結果に基づいた機械学習により、前記ユーザ本人に合わせて最適化する請求項1~5のいずれか1項に記載の文章入力方法。 The text input method according to any one of claims 1 to 5, wherein in the analysis of the event-related potential for each of the constituent words, a classifier that classifies the event-related potential according to whether or not the constituent word is one that the user intends to input is optimized for the user by machine learning based on past analysis results of the event-related potential for the user. 前記事象関連電位の過去の解析結果を、前記脳波信号における前記事象関連電位の波形部分のピーク面積に基づいて分別し、一部の分別された前記事象関連電位の過去の解析結果を前記機械学習に利用する請求項6に記載の文章入力方法。 The text input method according to claim 6, wherein the past analysis results of the event-related potential are separated based on the peak area of the waveform portion of the event-related potential in the electroencephalogram signal, and a part of the separated past analysis results of the event-related potential are used for the machine learning. ユーザを取り巻く環境、前記ユーザが文章の入力を必要とするデバイスのマンマシンインタフェースとして利用される文章入力装置に接続された機器の通信状況から、前記ユーザが入力を意図する文章として提案する複数の文章選択肢を推定する、
請求項1に記載の文章入力方法。
Inferring a plurality of sentence options to be proposed as sentences that the user intends to input, based on the environment surrounding the user and a communication state of a device connected to a sentence input device used as a man-machine interface of a device to which the user needs to input sentences ;
The text input method according to claim 1 .
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