Sonifikation von EEG Daten
Klangbeispiele zur Diplomarbeit
"Datamining auf EEG-Signalen" von Holger Bekel
Die folgenden Klangbeispiele wurden während der Diplomarbeit und der
Bearbeitung der Veröffentlichung:
Sonification for EEG Data Analysis
T. Hermann and P. Meinicke and H. Bekel and H. Ritter and H. Müller
and S. Weiss, Proc. of the Int. Conf. on Auditory Display , publ. Int.
Community for Auditory Display , note: accepted , 2002
erstellt.
Genauere Informationen der einzelnen Sonifikationsverfahren finden
sich in der Diplomarbeit in den angegebenen Kapiteln und in den beiden
Veröffentlichungen.
Audifikation (Kap. 5.3):
In den folgenden drei Beispielen werden die Audifikationen der EEG-Signale
verschiedener Elektroden wiedergeben.
Beispiel 1 : audi30Fp1T5.wav
Audifikation der EEG-Signale der Versuchsperson 30.
Hier hört man auf dem linken Audiokanal die Audifikation der Elektrode
Fp1 und auf dem rechten die Elektrode T5. Im frontalen Bereich besteht
das Signal nur aus Rauschen. Bei der Audifikation der Temporallappenelektrode
kommt noch ein modulierendes tieffrequenter Ton dazu.
Beispiel 2 : audi29F4T5.wav
Audifikation der EEG-Signale der Versuchsperson 29.
Hier hört man auf dem linken Audiokanal die Audifikation der Elektrode
F4 und auf dem rechten die Elektrode T5. Im frontalen Bereich besteht
das Signal in erster Linie aus Rauschen. Daneben ist noch ein sehr tieffrequentes
Modulieren zu hören. Bei der Audifikation der Temporallappenelektrode
hört man das gleiche Phänomen wie bei Versuchsperson 30
Beispiel 3 : audi31Fp1O1sp.wav
Audifikation der EEG-Signale der Versuchsperson 30.
Hier hört man auf dem linken Audiokanal die Audifikation der Elektrode
Fp1 und auf dem rechten die Elektrode O1. Bei der Wiedergabe des
linken Kanals hört man einige kurze Impulse über alle Frequenzen.
Dies ist vermutlich die Audifikation der Ausreißer, die durch die
Augenmuskulatur hervorgerufen wurden. Bei der Audifikation der Okzipitallappenelektrode
fällt ein stetiges tieffrequentes "Wummern" auf.
Frequenzabhängige Sonifikation (spectral mapping sonifikation)
(Kap. 5.4)
Die Sonifikationen wurden erstellt nachdem die fouriertransformieten und
ausreißerbereinigten Originaldaten der drei Versuchsbedingungen jeder
einzelnen Person hintereinander gehängt wurden. Zwischend den
Versuchsbedingungen ist jeweils eine kurze Pause als Markierung eingefügt.
Die Sonifikation der Beispiele gibt den Frequenzbereich von 0-30 Hz
wider. Auf dem linken Audiokanal werden die Sonifikationen der Elektroden
T3,T5,P3 und O1 wiedergeben. Auf dem rechten Audiokanal werden entsprechend
die Sonifikationen der Elektroden Fp1,Fp2,F4 und F8 gespielt.
Distanzmatrixsonifiktion (Kap. 5.5):
Die Grundlage der Sonifikation sind die Zeitserien der Distanzmatrizen
der Spektralvektoren. Die Spektralvektoren sind die Fourierkoeffizienten
der STFT der EEG-Signale der einzelnen Elektroden mit einem Zeitfenster
von einer Sekunde und einem Überlapp von 0.5 s. Der betrachtete Frequenzbereich
erstreckt sich von 0-30 Hz. Die Daten der drei Versuchsbedingungen wurden
für diese Sonifikation wie in Kap. 5.4 pro Person hintereinander gehängt.
Ein Rauschen markiert hier die neue Versuchsbedingung.
Sonifikation signifikanter Unterschiede (Kap. 5.6):
Für diese Sonifikation wurden die Frequenzzellen der Frequenzen von
0-30 Hz zu sechs Frequenzbändern zusammengefaßt. Von den Zeitserien
wurden die Unterschiede der Standardabweichungen und Mittelwerte zwischen
jeweils zwei Versuchsbedingungen sonifiziert.
Die folgenden Beispiele sonifizieren die Unterschiede zwischen der
Bedingung Sprache und Pseudosprache.
Sonifikation der ICA-separierten Merkmale (Kap. 5.7):
Ein Merkmal ist die Zeitserie eines Frequenzbandes einer Elektrode nach
der STFT.
Die ersten drei Klangbeispiele aus dem Kap. 5.7.1 sonifizieren die
zehn diskriminierendsten Merkmale nach der versuchsspezifischen Mittelung
der Ursprungdaten. Die letzten drei sonifizieren die Merkmale nach
der personenspezifischen Mittelung.
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Beispiel 1 : eyps10.wav
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Sonifikation der diskriminierendsten Merkmale des Vergleichs der Versuchsbedingungen
EEGr vs. Pseudosprache
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Beispiel 2 : eysp10.wav
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Sonifikation der diskriminierendsten Merkmale des Vergleichs der Versuchsbedingungen
EEGr vs. Sprache
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Beispiel 3 : pssp10.wav
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Sonifikation der diskriminierendsten Merkmale des Vergleichs der Versuchsbedingungen
Pseudosprache vs. Sprache
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Beispiel 4 : eyps210.wav
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Sonifikation der diskriminierendsten Merkmale des Vergleichs der Versuchsbedingungen
EEGr vs. Pseudosprache
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Beispiel 5 : eysp210.wav
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Sonifikation der diskriminierendsten Merkmale des Vergleichs der Versuchsbedingungen
EEGr vs. Sprache
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Beispiel 6 : pssp210.wav
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Sonifikation der diskriminierendsten Merkmale des Vergleichs der Versuchsbedingungen
Pseudosprache vs. Sprache
Holger Bekel