نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی مقطع دکتری دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه یزد
2 استادیار و عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه یزد
چکیده
با ظهور دانش بیومتریک، روشهای متداول تأیید هویت در سیستمهای بیومتریک دچار دگرگونی شدهاند و در حال جایگزینی با روشهایی بر پایة علایم حیاتی هستند. اخیراً کاربرد سیگنال الکتریکی مغز(EEG) در سیستمهای بیومتریک به عنوان یک شاخه پژوهشی جذاب و کاربردی مورد توجه محققان قرار گرفته است. پژوهشهای نسبتاً محدودی در زمینة بیومتریک سیگنال الکتریکی مغز بهخصوص در سیستمهای تأیید هویت آن انجام شده است و اکثر تحقیقات بر سیستمهای تعیین هویت EEGتمرکز داشتهاند. در این مقاله کارایی سیگنال الکتریکی مغز به عنوان یک سیستم بیومتریک در تأیید هویت افراد نشان داده شده است.در سیستم بیومتریک معرفی شده، از سیگنال الکتریکی پانزده کاربر در حین انجام فعالیت ذهنی استفاده شده است. ترکیبی از ضرایب مدل خود بازگشتی(AR)، توان باندهای فرکانسی سیگنال مغز، چگالی طیف توان، آنتروپی انرژی و آنتروپی نمونه بهعنوان ویژگیهای مستخرج از سیگنال مغز و روش Kنزدیکترین همسایه بهعنوان طبقهبند، استفاده شده است. بهمنظور بهبود عملکرد سیستم تأیید هویت، علاوه بر بررسی ادغام در سطح حسگر و فضای ویژگی، امکان بهکارگیری روش انتخاب ویژگی رفت و برگشتی نیز مطالعه شده است. نتایج آزمایشهای ما بر روی پایگاه داده Shalkو همکارانش بیانگر این موضوع است که با ترکیب ویژگیهای متفاوت و با بهکارگیری سیگنال مغزی تککاناله، عملکرد سیستم در دو روش تکبلوک و چندبلوک در مقایسه با سایر سیستمهای تأیید هویت مبتنی بر سیگنال الکتریکی مغز به نحو چشمگیری بهبود مییابد و چشم انداز روشنی را از استفادة عملی و تجاری سیگنال الکتریکی مغز در سیستمهای تأیید هویت آینده نشان میدهد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Person Authentication System Using Feature Level Fusion of a Single Channel EEG Signal
نویسندگان [English]
- Mohammad Shahab Shahvazian 1
- Vahid Abootalebi 2
- Mohammad Taghi Sadeghi 2
1 Ph.D student, Department of Electrical and Computer Engineering, Yazd University
2 Assistant Professor, Department of Electrical and Computer Engineering, Yazd University
چکیده [English]
With the advent of biometric knowledge, conventional methods of authentication are being replaced with biometric based methods. Recently, the use of EEG signal in biometric systems attracted increasing research attention. Only a few works have been done in this emerging of EEG-based biometry mainly focusing on person identification not on person authentication. This paper examines the effectiveness of the EEG as a biometric for person authentication. In this study, the EEG signal from fifteen volunteer recorded during imagination of opening and closing fist was used. A set of AR coefficients, power of spectral bands, Energy Spectral Density, Energy Entropy and Sample Entropy were used as extracted features. The authentication system is fused at the sensor module and features to support a system which can meet more challenging and varying requirements. The utility of the sequential search methods is also experimentally studied. In the extensive experimentation on the Shalk and his colleague’s database, we demonstrate that with combination of features when using single channel EEG, the performance of system is improved in two ways of single block and multi block methods compared to other. Result of this study shows a clear vision of commercial and practical use of the brain's electrical signals in the authentication systems of future.
کلیدواژهها [English]
- Biometric
- Authentication
- EEG
- AR coefficients
- power of spectral bands
- Energy Entropy
- Sample Entropy