비-스플라인 신호 모델을 이용한 심전도 기반 사용자 인증

Abstract

본 논문에서는 비-스플라인으로 모델링 된 심전도 신호를 템플릿으로 사용하는 사용자 인증 방법을 제안한다. 심전도 사용자 인증은 데이터 수집, 전처리 단계, 템플릿 생성, 인증 또는 결정단계로 구성된다. 본 연구에서는 공개 데이터베이스인 PhysioNet 에서 제공하는 단일유도 심전도 데이터를 사용하였다. 데이터는 R 피크를 기준으로 0.64 초 너비의 단일 맥박으로 나누어졌으며, 이를 5 개의 맥박으로 다시 모아서 한번의 인증에 필요한 데이터의 단위로 사용하였다. 0.64 초 너비의 비-스플라인 템플릿이 주어진 5 개의 맥박과 최소 L2 거리를 갖도록 파라메터를 최적화 하고, 결과는 주어진 맥박들을 가장 잘 표현할 수 있는 공통 템플릿으로 사용되었다. 동적 시간 워핑 (DTW) 기법을 이용하여 공통 템플릿간의 거리를 측정, 이를 바탕으로 인증 성능을 나타내는 IIDR(Inter Intra Distance Ratio)과 AUC(Area Under Curve)를 계산하였다. 제안된 방법의 성능을 비교하기 위한 대조군으로 주어진 5 개의 맥박들의 평균을 템플릿으로 사용하여, 동일한 방식으로 인증 성능을 측정하였다. 제안된 비-스플라인 템플릿을 사용할 경우 평균 템플릿을 사용할때보다 최대 15% 향상된 IIDR, 최대 2.7% 향상된 AUC 성능을 보였다.