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Electrocardiogram-based driver authentication using autocorrelation and convolutional neural network techniques

Autores: Ku, Giwon; Choi, Choeljun; Yang, Chulseung; Jeong, Jiseong; Kim, Pilkyo; Park, Sangyong; Jung, Taekeon; Kim, Jinsul

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Electrocardiogram-based driver authentication using autocorrelation and convolutional neural network techniques


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Novedoso sistema de autenticación de conductor
Señales de electrocardiograma
Resistencia a la falsificación
Red neuronal convolucional
Algoritmos de procesamiento de señales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 37

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio presenta un novedoso sistema de autenticación de conductores que utiliza señales de electrocardiograma (ECG) recopiladas a través de electrodos secos integrados en el volante. Los métodos tradicionales de autenticación biométrica son sensibles a los cambios ambientales y vulnerables a la replicación, pero este estudio aborda estos problemas aprovechando las características únicas y la resistencia a la falsificación de las señales de ECG. El sistema propuesto está diseñado utilizando perfiles de autocorrelación (ACPs) y una red neuronal convolucional, y está optimizado para el procesamiento en tiempo real incluso en entornos de hardware limitados. Además, se aplicaron algoritmos avanzados de procesamiento de señales para refinar los datos de ECG y minimizar el ruido en entornos de conducción. El rendimiento del sistema se evaluó utilizando un conjunto de datos público de 154 participantes y un conjunto de datos del mundo real de 10 participantes, logrando F1-Scores del 96,8% y del 96,02%, respectivamente. Además, se realizó un estudio de ablación para analizar la importancia de componentes como ACPs, normalización y filtrado. Cuando se eliminaron todos los componentes, el F1-Score disminuyó al 60,1%, demostrando el papel crítico de cada componente. Estos hallazgos destacan el potencial del sistema propuesto para ofrecer alta precisión y eficiencia no solo en entornos vehiculares, sino también en diversas aplicaciones de seguridad.

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