Research Article

Evrişimsel sinir ağı ve QRS imgeleri kullanarak EKG tabanlı biyometrik tanıma yöntemi

Volume: 26 Number: 2 April 7, 2020
  • Hakan Gürkan
  • Ayça Hanilçi
TR EN

Evrişimsel sinir ağı ve QRS imgeleri kullanarak EKG tabanlı biyometrik tanıma yöntemi

Abstract

Medikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılan elektrokardiyogram (EKG) işaretleri, aldatma saldırılarına karşı güçlü kılan yaşam işareti olma özelliği sayesinde, biyometrik uygulamalar için bir biyometrik büyüklük olarak kullanılmaya başlanmıştır. Bilgisayar sistemlerinin hesaplama güçlerinin artmasına bağlı olarak kişi tanıma ve sınıflandırma doğruluğunu arttırmak amacıyla son yıllarda EKG biyometrik tanıma için birkaç evrişimsel sinir ağı (ESA) tabanlı yöntem sunulmuştur. Bu çalışmada, QRS (QRS dalgası) imgeleri ve 2 boyutlu ESA yapısı kullanılarak EKG işaretleri tabanlı bir biyometrik tanıma yöntemi önerilmiştir. Önerilen yöntemde, ilk olarak EKG işaretleri gürültü temizleme ve QRS belirleme algoritmalarından geçirilerek QRS bölütlerine ayrılmıştır. Elde edilen bu bölütler R noktalarına göre hizalandıktan sonra 256x256 büyüklüğünde QRS imgesi olarak adlandırılan 2 boyutlu EKG işaretlerine dönüştürülmüştür. Son olarak elde edilen bu QRS imgelerinin giriş olarak uygulandığı 2 boyutlu bir ESA modeli geliştirilerek biyometrik tanıma gerçekleştirilmiştir. Önerilen yöntemin başarımı diğer ESA tabanlı EKG biyometrik tanıma yöntemleri ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Önerilen yöntem 46 kişiden oluşan bir EKG veri kümesi üzerinde %98.08 doğruluk oranı ve %99.275 kişi tanıma oranı sağlamıştır.

Keywords

References

  1. Jain AK, Ross A, Prabhakar S. “An introduction to biometric recognition”. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 14(1), 4-20, 2004.
  2. Wang Y, Agrafioti F, Hatzinakos D, Plataniotis KN. “Analysis of human electrocardiogram for biometric recognition”. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, 2008, 1-11, 2008.
  3. Fang C, Chan HL. “Human identification by quantifying similarity and dissimilarity in electrocardiogram phase space”. Pattern Recognition, 42(9), 1824-1831, 2009.
  4. Wübbeler G, Stavridi M, Kreiseler D, Bousseljot RD, Elster C. “Verification of humans using electrocardiogram”. Pattern Recognition Letters, 28(10), 1172-1175, 2007.
  5. Biel L, Pettersson O, Philipson L, Wide P. “ECG analysis: A new approach in human identification”. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 50(3), 808-812, 2001.
  6. Irvine JM, Wiederhold BK, Gavshon LW, et al. “Heart rate variability: A new biometric for human identification”. The International Conference on Artificial Intelligence, Las Vegas, Nevada, USA, 25-28 June 2001.
  7. Shen TW, Tompkins WJ, Hu YH. “One-lead ECG for identity verification”. The 2nd Joint Engineering in Medicine and Biology, 24th Annual Conference and the Annual Fall Meeting of the Biomedical Engineering Society, Houston, Texas, USA, 23-26 October 2002.
  8. Israel SA, Scruggs WT, Worek WJ, Irvine JM. “Fusing face and ECG for personal identification”. The 32nd Applied Imagery Pattern Recognition Workshop, Washington, DC, USA, 15-17 October 2003.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Hakan Gürkan This is me
Türkiye

Ayça Hanilçi This is me
Türkiye

Publication Date

April 7, 2020

Submission Date

May 3, 2019

Acceptance Date

-

Published in Issue

Year 2020 Volume: 26 Number: 2

APA
Gürkan, H., & Hanilçi, A. (2020). Evrişimsel sinir ağı ve QRS imgeleri kullanarak EKG tabanlı biyometrik tanıma yöntemi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(2), 318-327. https://izlik.org/JA63UR86UX
AMA
1.Gürkan H, Hanilçi A. Evrişimsel sinir ağı ve QRS imgeleri kullanarak EKG tabanlı biyometrik tanıma yöntemi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020;26(2):318-327. https://izlik.org/JA63UR86UX
Chicago
Gürkan, Hakan, and Ayça Hanilçi. 2020. “Evrişimsel Sinir Ağı Ve QRS Imgeleri Kullanarak EKG Tabanlı Biyometrik Tanıma Yöntemi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26 (2): 318-27. https://izlik.org/JA63UR86UX.
EndNote
Gürkan H, Hanilçi A (April 1, 2020) Evrişimsel sinir ağı ve QRS imgeleri kullanarak EKG tabanlı biyometrik tanıma yöntemi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26 2 318–327.
IEEE
[1]H. Gürkan and A. Hanilçi, “Evrişimsel sinir ağı ve QRS imgeleri kullanarak EKG tabanlı biyometrik tanıma yöntemi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 26, no. 2, pp. 318–327, Apr. 2020, [Online]. Available: https://izlik.org/JA63UR86UX
ISNAD
Gürkan, Hakan - Hanilçi, Ayça. “Evrişimsel Sinir Ağı Ve QRS Imgeleri Kullanarak EKG Tabanlı Biyometrik Tanıma Yöntemi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26/2 (April 1, 2020): 318-327. https://izlik.org/JA63UR86UX.
JAMA
1.Gürkan H, Hanilçi A. Evrişimsel sinir ağı ve QRS imgeleri kullanarak EKG tabanlı biyometrik tanıma yöntemi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020;26:318–327.
MLA
Gürkan, Hakan, and Ayça Hanilçi. “Evrişimsel Sinir Ağı Ve QRS Imgeleri Kullanarak EKG Tabanlı Biyometrik Tanıma Yöntemi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 26, no. 2, Apr. 2020, pp. 318-27, https://izlik.org/JA63UR86UX.
Vancouver
1.Hakan Gürkan, Ayça Hanilçi. Evrişimsel sinir ağı ve QRS imgeleri kullanarak EKG tabanlı biyometrik tanıma yöntemi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 2020 Apr. 1;26(2):318-27. Available from: https://izlik.org/JA63UR86UX