OpenBCI-Based Emotional Mapping Tool: Arousal and Valence Visualization

Herramienta de mapeo emocional basada en OpenBCI: visualización de Arousal y Valencia

Resumen Métricas disponibles Referencias Cómo citar

Resumen (en)

This document details the development of a prototype created in Processing (Java) that enables real-time identification of Arousal and Valence values. The prototype utilizes electroencephalographic signals recorded from the Open BCI Cyton + Daisy system. The software receives the digitized amplitude data from EEG signals, and from these amplitudes, the PSD (Power Spectral Density) of each of these signals is obtained. Based on previous research, it has been established that through the processing and filtering of electroencephalographic data and the extraction of alpha and beta waves related to the power of certain electrodes (AF3, AF4, T7, and T8 of the Emotiv Insight), it is possible to estimate levels of arousal (emotional state of excitation and relaxation) and levels associated with positive or negative perceptions (emotional state of valence). For estimating Valence, electrodes AF3 and AF4 are used, comparing the alpha and beta power of these channels. Beta waves are associated with states of alertness or excitation, while alpha waves are more dominant in relaxation states. Therefore, the ratio between beta and alpha is a reasonable indicator of a person's arousal state. Finally, by analyzing the power between the electrodes located at F3 and F4, configured in the 10/20 standard, and extracting the spectral power in the alpha and beta bands, the Arousal and Valence values of the OpenBCI system are obtained.

Resumen (es)

En este escrito se detalla el desarrollo de un prototipo desarrollado en Processing (Java) que permite identificar los valores de Arousal y Valencia en tiempo real; en estos se obtienen  registros de señales electroencefalográficas del sistema Open BCI Cyton + Daisy. El software recibe como entrada, los datos digitalizados de amplitud de señales EEG y con estas amplitudes se obtiene la PSD o densidad de potencia espectral de cada una de estas señales. A partir de varios trabajos investigativos previos se establece que a partir del procesamiento y filtrado de los datos electroencefalográficos y la obtención de ondas alfa y beta relacionadas con la potencia de ciertos electrodos (AF3, AF4, T7 Y T8 de Emotiv Insight), es posible obtener valoraciones del nivel de excitación y relajación de una persona (estado emocional del Arousal) y también obtener niveles asociados a percepciones positivas o negativas (estado emocional de la Valencia). Para la obtención de una estimación de Valencia se emplean los electrodos AF3 y AF4, realizando una comparación entre las potencias de alfa y beta de dichos canales. En el caso de las ondas Beta, estas son asociadas con estados de alerta o excitación, mientras que las ondas alfa son más dominantes en estados de relajación. Por lo tanto, la relación entre beta y alfa es un indicador razonable del estado de excitación o arousal de una persona. Finalmente, con operaciones de potencia entre los electrodos ubicados en F3 y F4 configurados en el estándar 10/20 y extrayendo la potencia espectral en las bandas alfa y beta, se obtienen entonces los valores de Arousal y Valencia del sistema OpenBCI.