Publication:
Automatic person authentication using fewer channel EEG motor imagery
Automatic person authentication using fewer channel EEG motor imagery
Cite
Nieves-Adorno, O. X. (2016). Automatic person authentication using fewer channel EEG motor imagery [Thesis]. Retrieved from https://hdl.handle.net/20.500.11801/24
Date
2016
Authors
Nieves-Adorno, Orlando X.
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Journal Issue
Abstract
In today's world, there are different aspects of security in which appropriate computing
technologies play an essential role. One such aspect is person's identification.
While there are numerous ways to identify a person, from using finger prints to using
face recognition; most of them exhibit, on one way or the other, unacceptable levels of
reliability. On the other hand, recent developments in brain computer interfaces (BCI),
using Electroencephalogram (EEG) signals have been emerging as a feasible option for
identification systems. Current EEG based authentication systems use more than 8 up
to even 60 electrodes placed on the scalp to record data. In this work, we propose and
analyze an approach in which person's identification is achieved by measuring the EEG
signals that the person generates while imagining simple motor movements, and which
requires as few as 2 to 6 channel electrodes. The system uses the Short Time Fourier
Transform (STFT) for extraction of time-frequency features also called as spectrogram.
Energy, variance, and skewness features are computed on the spectrogram. These features
are used to train a support vector machine and a neural network classifier. The classifiers are tested for person authentication with testing data using cross-validation. Results
using a different number of channels with optimum features are presented. A Graphical
User Interface is also presented for easy use of the person authentication system.
Description
En el mundo de hoy, hay diferentes aspectos de seguridad en los cuales la tecnología computacional apropiada juegan un rol esencial. Uno de estos aspectos es el identificar
una persona. Hay numerosas maneras de identificar una persona, desde el uso de huellas
dactilares a reconocimiento facial; pero la mayoría exhiben, de una manera u otra, niveles
inaceptables de confiabilidad. Por otro lado, nuevos avances en interfaces neuronales
directas (IND), usando señales de electroencefalograma (EEG en ingles), han empezado a
sonar como opciones factibles para sistemas de identificación. Sistemas de identificación
actuales que usan EEG, usan mas de 8 y hasta 60 electrodos posicionados en el cuero
cabelludo para recolectar información. En este trabajo, proponemos y analizamos un
nuevo enfoque en el cual la identificación de una persona se consigue midiendo señales
EEG que la persona genera cuando se imaginan movimientos motores simples, y lo cual
requiere tan poco como 2 a 6 electrodos. El sistema utiliza Transformada de Fourier de
Tiempo Corto (Short-time Fourier transform, STFT) para la extracción de características
de tiempo y frecuencias, las cuales se grafican en un espectrograma. Características de
energía, varianza, y asimetría son computadas en el espectrograma. Estas características
se usan para entrenar máquinas de soporte vectorial y un clasificador de redes neuronales. Los clasificadores se verifican con datos de prueba utilizando validación cruzada. Presentamos
resultados utilizando cantidades diferentes de canales con características óptimas.
Una interfaz gráfica de usuario (GUI, en ingles) también es presentada para el uso sencillo
del sistema identificador de personas.
Keywords
Person Identification