科研進展

深圳先進院可穿戴設備生物認證研究取得重要進展

時間:2019-06-24  來源:生物醫學信息中心 孫方敏 文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,在中國科學院深圳先進技術研究院李燁研究員的指導下,團隊成員孫方敏博士、臧威麟博士與意大利卡拉布里亞大學(University of Calabria)研究團隊合作,在基于老年人步態的可穿戴設備生物認證方面取得重要研究進展,相關論文Gait-based Identification for elderly users in wearable health care systems在線發表在Elsevier旗下刊物、計算機科學人工智能領域影響因子最高的三個研究性期刊之一Information Fusion上(2019, DOI:10.1016/j.inffus.2019.06.023, IF=10.716)。孫方敏博士為論文第一作者,李燁研究員為通訊作者。 

  每個人走路的步態隱含著屬于一個人獨一無二的個人特征,如左/右支撐相與左/右擺動相比例、足跟觸地時間、足尖離地時間、左右擺動幅值、離地高度等。步態作為一種新發展起來的生物特征,與指紋、人臉、虹膜等相比具有易采集、不易被竊取、可連續認證等優點。然而,基于步態的身份識別與認證距離實際應用還有許多關鍵科學問題需要解決。 

  科研人員的這一研究成果是在前階段提出的基于加速度傳感器的速度自適應步態認證方法的基礎上,進一步針對老年人的步態特征提出的老年人身份識別方法。由于隨年齡增長而出現的肌肉萎縮、肌力衰減等原因,老年人的步態與年輕成年人的相比在左右腳對稱性、連續性、及周期性等方面都具有較差的性能。科研人員針對這一問題提出了多步態周期模板合成方法和基于決策層的數據融合身份識別方法,提升了老年人身份識別的準確度。 

  團隊的前期研究成果提出速度自適應步態周期檢測方法和個體化判別閾值生成方法,解決了步速變化及個體步態波動性對基于步態身份識別性能的影響。與同行前期研究成果相比,所提方法在步態識別和身份認證準確率上分別提升了25.8%21.5%。研究成果以Accelerometer-Based Speed-Adaptive Gait Authentication Method for Wearable IoT Devices為題發表在IEEE Internet of Thins Journal, (2019, 6(1), pp.820-830. DOI: 10.1109/JIOT.2018.2860592, IF=9.515) 

  科研人員在基于步態的身份認證與識別方面的研究對提升可穿戴設備的安全性應用具有重要的意義。 

  論文鏈接

圖(a)用于身份識別的加速度傳感器放置位置;(b)身份識別準確率隨步態模板數目的變化;(c)不同路面條件下識別率對比;(d)不同傳感器放置位置條件下識別準確率對比;

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