Návrh algoritmu pro biometrickou identifikaci osob pomocí analýzy EEG signálu

Ing. Jaromír Švejda, Ph.D.

Doctoral thesis

Design of biometric person identification algorithm using EEG signal analysis

Abstract:

Identifikace založené na jedinečnosti biologických charakteristik jsou předmětem řady výzkumů. V současnosti je čím dál častěji diskutována otázka využití elektrické aktivity mozku v biometrických systémech. Tato práce se soustředí zejména na elektroencefalografické (EEG) záznamy, které jsou získány neinvazivní metodou. Dále obsahuje popis originálního nekonvenčního přístupu k identifikaci pomocí EEG, přičemž tento přístup je dále otestován na vybraných reálně naměřených datech. Úvod shrnuje dosavadní přístupy použité k řešení identifikace subjektů podle EEG. Dále je diskutován současný stav řešené problematiky, který odhaluje komplikace spojené s výše zmiňovanou úlohou. Následuje popis cílů disertační práce. Hlavním cílem je poskytnout návrh algoritmu, jež lze využít pro realizaci biometrické identifikace. Teoretický rámec je zaměřen na popis EEG technologie, BCI systémů, biometrii a neuronové sítě. Ve stručnosti jsou pak uvedeny metody zpracování výsledků, na které navazuje podrobný popis vlastního algoritmu, k němuž jsou pak uvedeny výsledky testování. Jednotlivé testy jsou zaměřeny na odhalení limitů jak samotného algoritmu, tak EEG záznamů. Poté je uveden vědecký a praktický přínos práce. V závěru jsou shrnuty klíčové poznatky z testování a diskutovány jednotlivé cíle práce.

Abstract:

Identifications based on unique biological characteristics are subject of number of researches. Currently, the usage of electrical activity of the brain in biometrical systems is more and more often discussed. This thesis is focused on electroencephalographic (EEG) records, which are obtained by non-invasive method. Further, it contains a description of original unconventional approach to EEG identification, which is then tested on chosen real measured data. Introduction summarizes existing approaches to solve subject identification based on EEG. Further, current state of art reveals issues with mentioned task. The following chapter describe goals of dissertation thesis. The main goal is to design an algorithm, which could be used in biometrical identification task. The theoretical chapter focuses on description of EEG technology, BCI systems, biometry and neural networks. Further chapter briefly describes selected processing methods which is followed by detailed description of the algorithm. The results of algorithm testing are the topic of another chapter. Individual tests are aimed at limits revelation of both algorithm and EEG record. Then the chapter of contribution to both science and practice is included. Finally, conclusion summarizes key findings from algorithm testing and individual goals of dissertation thesis are discussed.

Keywords

Brain Computer Interface, Elektroencefalografie, Biometrie, Neuronové sítě.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 7. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 6. 9. 2017

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Applied Informatics

Doctoral programme / field:
Engineering Informatics / Engineering Informatics