Envelope filter sequence to delete blinks and overshoots

Background: Eye movements have been used in control interfaces and as indicators of somnolence, workload and concentration. Different techniques can be used to detect them: we focus on the electrooculogram (EOG) in which two kinds of interference occur: blinks and overshoots. While they both draw bell-shaped waveforms, blinks are caused by the eyelid, whereas overshoots occur due to target localization error and are placed on saccade. They need to be extracted from the EOG to increase processing effectiveness. Methods: This paper describes off- and online processing implementations based on lower envelope for removing bell-shaped noise; they are compared with a 300-msmedian filter. Techniques were analyzed using two kinds of EOG data: those modeled from our own design, and real signals. Using a model signal allowed to compare filtered outputs with ideal data, so that it was possible to quantify processing precision to remove noise caused by blinks, overshoots, and general interferences. We analyzed the ability to delete blinks and overshoots, and waveform preservation. Results: Our technique had a high capacity for reducing interference amplitudes (>97%), even exceeding median filter (MF) results. However, the MF obtained better waveform preservation, with a smaller dependence on fixation width. Conclusions: The proposed technique is better at deleting blinks and overshoots than the MF in model and real EOG signals

Procesamiento y caracterización de bioseñales para su uso en interfaces de control y afectividad

Las interfaces HCI y PC basadas en bioseñales constan de 3 fases: la captación de los datos, procesamiento y actuación sobre el sistema. El trabajo de esta tesis está centrado en el bloque de procesamiento de la información registrada por los electrodos. La naturaleza heterogénea de las bioseñales implica diferentes técnicas de captación y procesamiento para destacar y detectar aquellos elementos que son útiles para el objetivo que se busca. Para interfaces HCI, las señales deben se susceptibles de ser modificadas según la voluntad del individuo, destacando los transitorios asociados a estas acciones y minimizando aquellos elementos que puedan interferir negativamente, mientras que para PC los datos deben de contener información relativa al estado emocional del sujeto. El procesamiento de los datos es un elemento esencial para obtener unos resultados satisfactorios. A lo largo de la presente tesis se han expuesto dos técnicas de procesamiento basadas en la aplicación de envolventes inferiores, para eliminar o destacar transitorios en forma de campanas cóncavas/convexas de las señales EOG y ECG, y se han analizado las variaciones de las mismas junto a los datos de EEG ante situaciones de estrés y control de un teclado virtual