Progettazione e sviluppo di un sistema embedded per il riconoscimento biometrico tramite elettrocardiogramma (ECG)

Obiettivi del progetto

La motivazione scientifica alla base dell’uso dell’ECG in biometria risiede nell’aver dimostrato l’unicità dell’ECG per ciascun individuo, mentre al contrario molteplici aspetti legati alla sua variabilità sono ancora da analizzare.

Ad esempio, è ancora da investigare come la presenza di patologie o di condizioni di stress fisico/mentale possano influenzare il tracciato ECG e la possibilità di effettuare compiti di verifica e identificazione.

La verifica consiste in un confronto "uno-ad-uno" dei campioni e si ha quando un utente, dichiarata un’identità, deve essere confermato dal sistema. Si usa, quindi, per il riconoscimento positivo, il cui scopo è quello di prevenire e impedire che più persone usino la stessa identità.

L’identificazione, invece, è data da un confronto del campione di input con tutti i templates presenti nel database del sistema. È una comparazione "uno-a-molti" e quindi richiede più tempo di elaborazione, più memoria ed è più costosa rispetto al processo di verifica. Tuttavia, permette, oltre al riconoscimento positivo, il riconoscimento negativo che impedisce che una persona usi più identità.

Gli obiettivi del progetto sono:

  • Analisi dello stato dell’arte dei sistemi d’acquisizione ECG esistenti. La finalità di tale studio è comprendere le specifiche tecniche da introdurre nella fase di progettazione del sistema per realizzare un sistema di acquisizione ad alta frequenza di acquisizione e bassi costi di realizzazione;
  • Lo sviluppo di un sistema embedded per l’acquisizione del segnale ECG con approccio Off-the-person. Quest’ultimo è un metodo in cui l’acquisizione del segnale ECG avviene tramite oggetti o superfici con cui i soggetti interagiscono (ad esempio una tastiera del computer). Esso non richiede alcuna preparazione particolare del soggetto, ed è differente da altri approcci, noti come On-the-person, in cui per l’acquisizione del segnale è necessario il montaggio degli elettrodi sui soggetti. Per tale sviluppo, il progetto si sofferma sia sulla parte hardware che software come segue:
    • Hardware: progetto e realizzazione dell'hardware di acquisizione utilizzando la piattaforma Arduino One, una memoria SD per la memorizzazione dei dati, un circuito realizzato ad hoc per il pre-processing del segnale ECG che riduca il rumore ed elimini la componente a 50 Hz, delle piastre metalliche per l'acquisizione del segnale dalle dita delle mani, e un involucro del dispositivo complessivo in legno e plexiglass;
    • Software: il software per l'acquisizione del segnale ECG è stato scritto in linguaggio conforme a quello utilizzato per la piattaforma Arduino. Nello stesso linguaggio si è realizzata l’interfaccia utente di acquisizione.
  • Superamento dello stato dell’arte realizzando un esaustivo ECG-dataset per scopi biometrici presso l’Università Federico II di Napoli e UCBM.

Data di inizio e fine

01/01/2014 - 31/01/2017

Responsabile del progetto

Prof. Paolo Soda

Istituzione coordinatrice del progetto

Università Federico II di Napoli, Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell’Informazione

Altre Istituzioni coinvolte

 

Fonte/i di finanziamento

Finanziato internamente dalle Istituzioni partecipanti