شماره ركورد
34426
پديد آورنده
رقيه آشنايي
عنوان
احراز هويت مبتني بر سيگنال EEG با استفاده از پاسخ AEP
مقطع تحصيلي
دكترا
رشته تحصيلي
مهندسي برق- گرايش مخابرات سيستم
سال تحصيل
1393
تاريخ دفاع
1404/08/14
استاد راهنما
دكتر علي اصغر بهشتي شيرازي
استاد مشاور
دكتر توحيد يوسفي رضايي
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
شناسايي مبتني بر EEG يكي از حوزههاي نوظهور بيومتريك است كه به دليل مقاومت بالاتر در برابر جعل و تكثير، نسبت به ساير ويژگيها امنيت بيشتري دارد. با وجود اين مزايا، كاربرد عملي آن به دليل دو چالش اصلي يعني وابستگي به تعداد زياد الكترودها و ناپايداري در شرايط مختلف انساني، محدود مانده است. بسياري از مطالعات پيشين از ويژگيهاي تكمتغيره كه قدرت تمايز محدودي دارند و به نوسانات سيگنال حساس هستند، استفاده كرده¬اند. علاوه بر اين، استفاده از سيگنالهاي حالت استراحت يا ميانگينگيريشده از چندين آزمون، اگرچه نتايج مثبتي به همراه داشته، اما زمانبر بوده و كاربرد عملي را كاهش داده است. براي رفع اين مشكلات، در اين پژوهش ويژگيهاي دومتغيره مبتني بر ارتباط كاركردي به كار گرفته شد كه تعاملات آماري بين نواحي مغز را ثبت ميكنند. سه معيار پيشرفته در حوزه زمان– فركانس، شامل همدوسي چندباندي بهمنظور ادغام ويژگيها در باندهاي مختلف و افزايش پايداري، همدوسي جزئي براي حذف اثرات غيرمستقيم ميان كانالها و آشكارسازي ارتباطات مستقيم، و همدوسي موجك براي مدلسازي تعاملات پويا و غيرايستا در سيگنالهاي EEG، بهصورت نوآورانه در زمينه شناسايي بيومتريك مبتني بر EEG بهكار گرفته شدهاند. براي ارزيابي، تنها از 19 كانال EEG و سيگنالهاي تكمرحلهاي استفاده شد و آموزش و آزمايش در جلسات و شرايط متفاوت انجام گرفت. دادهها شامل دو پايگاه خود-ثبتشده و عمومي PhysioNet BCI بودند. نتايج نشان داد طبقهبند CNN با اين معيارها دقتي بالاي %5/99 دارد. همچنين، با بهكارگيري الگوريتم ژنتيك جهت انتخاب حداقل تعداد الكترودها، علي رغم كاهش الكترودها به 9 و 13 كانال به ترتيب در پايگاه داده اول و دوم، كاهش 1 تا 2 درصدي در دقت مشاهده شد كه در برابر كاهش پيچيدگي بسيار ناچيز است. علاوه بر اين، براي كاهش تعداد پارامترهاي قابل آموزش و بهرهگيري مستقيم از ساختار گراف مغزي، شبكههاي GCNN به كار گرفته شدند. GCNN در حاليكه پيچيدگي محاسباتي و تعداد پارامترها را به كمتر از يكچهارم CNN كاهش ميدهد، توانست دقتي بيش از 98% ارائه دهد. اين نتايج نشان ميدهد كه روش پيشنهادي ضمن حفظ پايداري و دقت بالا، رويكردي كارآمد و عملي براي سيستمهاي بيومتريك مبتني بر EEG فراهم ميآورد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/05
عنوان به انگليسي
EEG-Based Identification Using Auditory Evoked Potentials (AEP)
تاريخ بهره برداري
1/21/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
رقيه آشنايي
چكيده به لاتين
EEG-based identification is one of the emerging areas in biometrics that offers higher security compared to other features due to its greater resistance against forgery and duplication. Despite these advantages, its practical application has remained limited due to two main challenges: dependence on a large number of electrodes and instability under various human conditions. Many previous studies have used univariate features, which have limited discriminatory power and are sensitive to signal fluctuations. In addition, the use of resting-state signals or averaged signals from multiple trials, although yielding positive results, has been time-consuming and reduced practical application. To address these issues, in this research, bivariate features based on functional connectivity were employed, which capture statistical interactions between brain regions. Three new metrics in the time-frequency domain were introduced: multi-band coherency for integrating features across different bands and increasing stability, partial coherency for eliminating indirect effects of channels and revealing direct connections, and wavelet coherency for modeling dynamic and non-stationary EEG interactions. For evaluation, only 19 EEG channels and single-trial signals were used, and training and testing were conducted in separate sessions and different conditions. The data included two self-recorded databases and the public PhysioNet BCI. The results showed that the CNN classifier with these metrics achieves an accuracy above 99.5%. Additionally, by employing a genetic algorithm for selecting the minimum number of electrodes, a 1 to 2 percent decrease in accuracy was observed, which is negligible compared to the reduction in complexity. Furthermore, to reduce the number of trainable parameters and directly utilize the brain graph structure, GCNN networks were employed. GCNN, while reducing computational complexity and the number of parameters to less than one-fourth of CNN, was able to provide an accuracy of over 98%. These results indicate that the proposed method, while maintaining high stability and accuracy, provides an efficient and practical approach for EEG-based biometric systems.
كليدواژه هاي فارسي
سيستم بيومتريك EEG , ارتباط كاركردي , همدوسي موجك , شبكه كانولوشني گراف , الگوريتم ژنتيك
كليدواژه هاي لاتين
EEG based biometric system , Functional connectivity , Genetic algorithm , Wavelet coherency , Graph convolutional nueral network
Author
Roghaieh Ashenaei
SuperVisor
Dr. aliasghar beheshti shirazi