Wearabled" EEG-Authentication: A pilot study using music listening
Creators: name: Χαματίδης, Ηλίας Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα
Φορετό
Βιομετρικά χαρακτηριστικά
Electroencephalogram
Wearable
Biometrics

description: In the last decade, biometric authentication has become the main method for au-thentication in our mobile devices as well as other devices. As technology progresses even more sophisticated techniques are implemented for biometric authentication and get adopted by the public. All methods are based on human characteristics that are unique among humans, that when the user presents that feature it gets authenticated into the system.Brain-Computer Interfaces became even more popular in recent years, thus a ro-bust method for wearable EEG devices must be developed because it will get even more popular in the years to come. In this thesis, the effect of music in wearable EEGdevices is researched. Where the user listens to a song while getting authenticated and it will be tested if it improves the results of the authentication system. Also, a baseline is constructed with other experiments conducted in the literature and the experiment is organized into 3 sub-categories: pre-processing, feature extraction,and classification. In the feature extraction, stage four methods are used: PowerSpectral Density, Correlation, Correlation on individual bands, and Phase LockingValue. To classify those features Mahalanobis Distance was used and the approach on the problem was as a one-class classification problem, where the registered users are the only known class by the system and the Impostors are for testing the vulner-ability of the system. It is shown that by using Phase Locking Value while listening to music maximum accuracy is achieved while achieving the maximum security for the system(low FAR and low FRR). Accuracy was 100% with 0% HTER while the user was listening to music and by using PLV. Also in both users while listening to music the authentication performance increased compared with the rest state, thus music can increase the performance of wearable authentication systems.
description: Την τελευταια δεκαετια η βιομετρική αυθεντικοποίηση έχει γίνει όλο και πιο δημοφιλής μέθοδος αυθεντικοποίησης στα κινητά αλλά και σε άλλες συσκευές. ́Οσο η τεχνολογία αναπτύσσεται ακόμα πιο εξειδικευμένες τεχνικές βιομετρικής αυθεντικοποίησης θα αναπτυχθούν και θα χρησιμοποιηθούν από το ευρύ κοινό. ́Ολες αυτές οι μέθοδοι βασίζονται σε ανθρώπινα χαρακτηριστικά τα οποία είναι μοναδικά μεταξύ των ανθρώπων,έτσι ένα σύστημα μπορεί να αναγνωρίσει ένα άτομο με μοναδικό τρόπο με την χρήση αυτών των χαρακτηριστικών.Οι Διεπαφές Εγκεφάλου και Υπολογιστή γίνονται όλο και πιο διάσημες τα τελευταία χρόνια, έτσι αναζητούνται μέθοδοι αποδοτικής αυθεντικοποίησης με φορητές συσκευές ΕΕΓ καθώς η χρήση τους γίνεται όλο και πιο ευρεία από το κοινό. Σε αυτή την διπλωματική μελετάται η χρήση μουσικής κατά την αυθεντικοποίηση του χρήστη και αν μπορεί να βελτιώσει τα αποτελέσματα. Ακόμα μια περίληψη των προηγούμενων με-θόδων δημιουργείται με βάση προηγούμενες έρευνες από την βιβλιογραφία, με βάση αυτές το πείραμα χωρίζεται σε 3 κατηγορίες: προεπεξεργασία, εξαγωγή χαρακτηριστικών και ταξινόμηση. Στο στάδιο της εξαγωγής χαρακτηριστικών δοκιμάστηκαν τέσσερις μέθοδοι: Φασματική Πυκνότητα Ισχύος, Συσχέτιση, Συσχέτιση των διακριτών Ζωνών και Phase Locking Value. Για την ταξινόμηση των χαρακτηριστικών αυτών χρησιμοποιήθηκε η απόσταση Mahalanobis το πρόβλημα αντιμετωπίστηκε ως πρόβλημα ταξινόμησης μίας κλάσης, όπου το σύστημα γνωρίζει μόνο την κλάση με του έγκυρους χρήστες και όχι τους ψεύτικους χρήστες, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ασφάλειας του συστήματος. Αποδείχθηκε ότι με την χρήση PLV κατά την διάρκεια όπου ο χρήστης άκουγε μουσική επιτεύχθηκαν τα μέγιστα αποτελέσματα, με 100%accuracy και 0%HTER. Ακόμα βρέθηκε ότι και στους 2 χρήστες υπήρχε βελτίωση των αποτελεσμάτων όταν άκουγαν μουσική σε σχέση με την ήρεμη κατάσταση. Συνεπώς η ακρόαση μουσικής κατά την διάρκεια αυθεντικοποίησης σε φορετά συστήματα ΗΕΓ μπορεί να βελτιώσει τις επιδόσεις.