Indonesi an  Journa of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   23 ,  No.   3 Septem ber   20 21 pp.  1 847 ~ 1854   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v 2 3 .i 3 . pp 1847 - 1854          1847       Journ al h om e page http: // ij eecs.i aesc or e.c om   Identific atio of  optimu m segme nt in sin gle ch annel   EEG   biomet ric s ystem       Muhamm ad  Af if  Hen draw an ,  Pr amana  Yog S aputr a, C ahy a Rahm ad   Depa rtment  o I nform at ion  T ec h nolog y ,   Pol it ekn ik  Nege r Ma la n g,   Indone si a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Ma y   21 2021   Re vised  J ul   30   2021   Accepte Aug   6 2021       Now aday s,   bio m et ric   m odalitie have   g ai ned   p opula rity   in  s ec u rity   s y s te m s.  Neve rthele ss ,   th conve nt iona c om m erc ia l - gra d biometri s y s tem   addr esses   som issues.  The   bigge st  probl e m   is  tha they   c an  be  impos ed  b y   ar ti fi cial   biometri cs.   The  el e ct ro encepha l ogra m   (EE G)  i poss ibl sol uti on.   I i s   nea rl y   impos sible   to  rep licate  bec ause   i is  depe nden on  hum an  m ent al   ac t ivi t y .   Sever al  studie hav al r ea d y   d emons tra t ed  h igh  l evel  of  accurac y .   How eve r,   it   r equ ire a   l arg e   num ber   of  s ensors  a nd  ti m to  col l ect  th signa l.  Thi stud y   prop osed  biometr ic  s y stem  using  si ngle - ch anne l   EEG   rec orde d   during  rest ing  e y es  o pen  ( EO)  c ondit ions.   total  of   45  EE si gnal from   9   subjec ts  wer c oll e ct ed .   Th E EG  signal   was   segm ent ed  in t sec ond   le ngths.   The  a lp ha  band   was  used  in   thi stud y .   Discre t wav elet  t ran sform   (DW T)  with  Daube chies  t y p (db4)  was  emp lo y ed  to  ext r act   the   al pha   band.   Pow er  spec tral  density   (PS D)  was  ext rac t e from   ea ch  segm ent   as  the  m ai fea ture.  Li ne ar  discri m i nant   ana l y sis  ( LDA)  and  sup port  vec tor   m ac hine   (SV M)  were   used  to  cla ss if y   the   EE signal .   The   propo sed  m et hod  ac hi eve 86%  a cc ura c y   using  L DA   onl y   from   t he  t hird  s egment.   Th ere for e ,   thi stud y   show ed  that  it   is  poss ibl to  ut il i ze   s ingl e - cha nne E EG  during  a   resti ng  EO  sta te   in  a   biometr ic   s ystem.   Ke yw or ds:   Bi om e tric   EEG   LDA   SV M   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  B Y - SA   l ic ense .     Corres pond in Aut h or :   Muh am m ad  Afi He ndra wan   Dep a rtm ent o f Info rm at ion  Te chnolo gy   Po li te kn i k Nege ri Mal ang   So e karn o - Hatt a St.  No.  Ma l ang Ci ty , East  Java,  Indo nesi a   Em a il afif.h en dr a wa n@gm ai l .co m       1.   INTROD U CTION   On of   the  crit ic al   factor in  asset   pr otect io is  secur it syst e m The  secur it syst e m   s hould   m eet  sever al   requir e m ents,  su c as  diff ic ult  to  pe netrate,   i m ple m enting  the  a uth e ntica ti on   m et ho d,   a nd  auth or iz at io to  pro vid s ecur sec uri ty   syst e m The  a uth e ntica ti on   m et ho is  an  essenti al   par of   th e   secur it syst em It  ver ifie the  us e be f or bein able  to  a ccess  the  asset s.  The  c om bin at ion   of  use r na m and   pass word   is  t he   m os widely   adopted  a uth e nt ic at ion   m et hod.   Howe ver it   has  bee pro ve that  the  u ser nam e   and   pass w ord  had   m any  vulnera bili ti es.  Their  c om bin at i on   is  easy   t f orget,  a nd   it   c an  be  stolen  usi ng   a   dicti on a ry  brut force  at ta ck .   A no t her   a ppr oach  is  the  c oncept  of  “s ome thing  yo ha ve”  [ 1] It  m e ans  the   pro of   of  ide ntit is  rep resen t ed  by  an  obj ec wh ic the  use has.   It  can  be   an  identit card,  sm art  card rad i fr e qu e ncy  ide nt ific at ion   de vic ( RFI D ) a nd   so   on.  T her a re  so m issues   accor ding  t the  “s om et hin yo hav e”  conce pt.  Th e  ob j ec t can  b stolen , dam aged, a nd it  is  no flexi ble.   Du t ad va nc es  in  te chnolo gy it   is  po ssible   to  colle ct   hu m an  trai ts  as  bi om et ric  m od al i ty   [2] [3] Re searche rs  tr ie to  stu dy  the  po s sibil it ie of  fi ng e r pr i nt,  vo ic e,   face iris,  a nd  palm   pr int  in  bio m et ric  auth e ntica ti on   syst e m [2] - [6] Fing e r p ri nt  m od al it is  the  m os co m m on   com m ercial   gr ade  bi om et ric  syst e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   2 3 , N o.   3 Se ptem ber   20 21 18 47   -   18 54   1848   in  the  m ark et .   It  is  easy   to   colle ct   the  dat an re quires   low  com pu ta ti on al   c os in   pract ic e.  N onet heless ,   fin gerpr i nts  fa ce  so m issues   in  sec ur it y.  O ne  of  w hich   is  it   is  possible  to  re pl ic at r eal   fin ger   us i ng  a arti fici al  f ing e r   [ 7]   Mor e ov e r,   a nother  m ark et - re ady  bio m et ric   authen ti cat io syst e m   is  a lso  facin the  s a m issue.   Vo ic m od al it can  be  i m i ta t ed  us i ng   play ba ck  spo of in [ 5] Face,  iris,  a nd   palm   pr int  im age - base tra it can   be  rep li cat ed  usi ng   high - res olu ti on  i m age   [8] The  m ai reason  these  m od al it ie can  be   i m it at ed  is   becau se   they   are  e xpose d.   T he refor e to  pro vid e   hi gh - sec ur it biom et ric  authen ti cat ion   syst em inv isi ble  m od a li ti es   that are  not ex po s ed  fro m  o ut side are  n ee de d.   Hu m an  bi os ig nal  is  po te ntial   m od al it to  reso l ve  that  iss ue.   It  is  cu rr e nt ly   gaining  po pu la rity   as  a   m od al ity  fo nonm edical   us e   [9] - [12] Bi osi gn al   is  a el ect rical   sign al   pro du ce by  hum an  body  ac ti vity Ele ct ro e nceph al ogram   (EEG)  is  an  exam p le   of   bio sig nal.  It  captu re the  el ect rica sign al   fr om   br ai act ivit y.  Ma r cel   and  Mi ll an   [ 13 ]   fou nd   t hat  the  EE sig na is   un i qu e   am ong  t he  oth er s.   The refor e it   c an  be  us e as a b iom et ric authe ntica ti on  m od al it y.  EEG has sev e r al  ad va ntages  c om par ed  to c onve ntio nal m o dalit y.  First,  EE is  inv isi ble,  a nd  it   can  not  be  captu red   us i ng  rem ote  sensing  [ 14] Sec ond,   th EE si gn al   is   dep e ndent  on   the  m ental  con diti on  of  an  ind ivi du al   [15] m ental   c onditi on   s uc as  stress,  m oo d,   a nd   pr ess ure  will   aff ect   the   EE sign al Thi rd,  the  EE si gn al   pro ved  that  t he  sig nal  is  c om ing   f ro m   li ving  ind ivi du al   [ 1] .   Seve ral  stu die ha ve  bee propose t us EEG  a biom et ric  authen t ic at ion   m od al it y.  It  can   be   div ide i nto   th ree  m ai ca te go ries  base on   their  sti m uli.  The  first  cat eg or is  based  on  resti ng   sta te ,   th e   seco nd   cat eg ory   is  visu al   sti m ul i,  and  the  l ast   is  base on  m oto stim uli.  Para njape   et   al.   [ 16]   is  nota ble   stud in  t he  e arly   sta ge  of  t his  stu dy.  T he us ei ght - c ha nn el   E EG  at   F7 F8,  T 3,   T 4,   T 5,   T6 P 3,  an P po sit io ns   acc or ding  to   the  10 - 20  syst em Au tore gr e ssive  (AR m od el   featu res  a nd  disc rim inan analy sis  we r e   e m plo ye to  cl assify   40  sub j e ct based   on  re sti ng - sta te   in  ey e - openi ng   a nd  ey e - cl os e c onditi ons.  T he  stud y   achieve 80 %   accuracy  by  usi ng   50%  data  sam ple  as  train in data  an 100%  acc urac by  us in al data  as   trai ning  data.  Howe ver,  [ 16 ]   e m plo ys  high   nu m ber   of  e poch  an high  or der   of   AR  to  a chieve  that  acc ur acy .   The  ef fect  of  t he  resti ng - sta te   al so   was n’t   cl early   r ep or te d.   Pala niap pa and   Ma ndic   [ 17 ]   propose a   visu al   stim uli  m et ho du ri ng   the  E E recor ding  session.  Sub j ect s   are  require to  rem e m ber   picture  that  shows  in   the  visu al   sti m uli.  61  EE c hannel  was   uti li zed  in  [ 17 ] ,   and  it   gai ns   98. 12%  acc ur ac by  us in e xt end e near est   nei ghbor   (E N N) .   T he   m ulti ple  sign al   cl assifi cat ion  (M US IC a lgorit hm   was  e m plo ye i [ 17 ]   t extract EE G fe at ur es,  but  on l y t he  po wer sp ect ru m  co m po nen was  u se d.   The  EE m oto im aginar ( EEGMM I DB)   dataset   f ro m   Ph ysi oNet   [18]   has  bec om popula in  bio m et ric  stud i es.  T he  data  w as  init ia ll des ign e for  a   br a in - c om pu te in te rf ace  (BCI)   s tud y.   EE GMMIDB   consi sts  of   t asks  of  m oto i m aginar y,  an two  baseli ne  conditi ons.  Re sti ng - sta te   with  ey op e (E O)   a nd  ey cl os ( EC)  are   the  basel ine  co ndit ion s   in  EE GMMI DB  [ 18] O nly  resti ng  E a nd  resti ng  EC   widel y   repor te we re u se in the b i om et ric stud [19] - [ 22] . Ro cca  et  a l.   [19]   e m plo ye EO  a nd   EC baseli ne  from   the   EEGMM I DB  dataset T hey  pro po se sp ec tral   co her e nce   co nn e ct ivit y,  m ulti - br ai reg i on  f us spe ct ral   coh e re nce.  Th ei stud sho wed   th at   co nn ect ivit between   brai re gions  im pr ov es  EEG - base bi om et ric   p e r f o r m a n c e   r a t h e r   t h a n   p o w e r   s p e c t r um   e s t i m a t i o n   f r o m   a   s i n g l e   b r a i n   r e g i o n .   M o r e o v e r ,   F r a s c h i n i   e t   a l [20]   con ti nue stu dy ing   brai co nnect ivit base on  [19]   by  pro po si ng   ei ge nv ect or   ce ntral it instea of   whole   functi onal   brai c onnecti vity .   They  a ppli ed  Eucli dea distance  to   c om par eac f eat ur e   set a nd  they   us e false  acce ptanc rate  (FAR)  a nd  false   re j ect ion  rate  (F RR )   as  an   eval uato r .   F rasch i ni  et   al .   [ 20 ]   repo rted   that  the  eq ual  er ror   rate  (EER f r om   the  gam ma  band  is  0.044,  a nd   EER  f r om   hig beta  is  0.102.  It  wa al so  repor te that  a   low  beta  band  s howe lo wer   rate  wit 0.144  of  EER.   Th om as  and   Vinod  [ 21 ]   propos e   non - interc onne ct ivit br ai f un ct io i t he ir  stu dy  f ro m   the  sam dataset They  em pl oy  sam ple  entropy  (S am pEn fro m   band  sig na ls,  delta theta al ph a beta,  a nd   gam m a.  Their  stud re por te an  av era ge  correct   recog niti on   rat of  98.31% They  al s re porte the   e xtra ct ed  power  s pe ct ral  de ns it (P S D)  f ro m   Sa m pEn  enh a nce co rrec ti on   rate  up  to  99. 7%.   Kang  et   al.   [ 22 ]   tr ie to  re du ce  t he  num ber   of   channels.  T he  fron ta l   c hannel  c on ta i ns   ey m ov em ent  act ivit that  ge ner at es   an  el ect rooc ulogram   (EOG)   si gn al   dur ing   E O     sta te   [15] [22] [ 23 ] Mo r eov e r,   t he  oc ci pital   chan ne gen er at ed  a   burst  of  hi gh  al pha  sig na ls  that  inco ns ist ently   app ea duri ng   EC  sta te   [22] Ther e f or e,  the exclud e 22  channels  f ro m   fron ta an oc ci pital   reg i on due  to   no ise   iss ues.   As  fi nal  res ul t,  Kang  et   al.   [22]  only   e m plo 34  cha nnel in  their  stu dy Ten   sing le - c ha nn el   and   te m ulti - channel  feat ures,  inclu ding  P SD wer e xtra ct ed.   T hey  repor te 0.7 3%  of  EER   and 1.8 0%  of  EER d ur i ng E a nd EC,  res pe ct ively .   The  previ ous  stud ie s howe outst an ding  resu lt by  us i ng   m ulti ple  c hannels.  Howe ve r fewe r   nu m ber   of   c ha nn el or  eve s ing le - c ha nn el   EEG  is  m or r easo nab le   i pract ic e.  The   stud of  sin gle - c hann e l   EEG  is  ra rely   r eported S uppi ah  an Vinod   [ 15 ]   colle ct ed  t he  EE sig nal  from   the  O2   ch ann el   d uri ng  th EC  sta te They  repor te that  t he  al ph c ha nnel   is  an  e ff ect ive   ba nd  com bin e with  P SD  fe at ur es  t disti nguis on e sel from   oth ers.   Fis her’s   li near   discrim inant  analy sis  (F L DA)  was  e m plo ye to  exa m ine  the  pr opose m et ho d.   Howe ver,  Sup piah  a nd   Vino [15],   repor te t hat  the  pro posed  m et hod  re qu i res  m or than  se conds  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le En &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Id e ntif ic ation   of  o ptim um se gment i si ng le   chan nel EE G b iometric  syste m   ( Mu ham m ad Afi f Hendr aw an )   1849   of  EE si gn al   to  ac hieve  97 - 99%  of  accu ra cy Zey nali  a nd  Seye dar a bi  [ 24 ]   al s re ported  t hat  the   O channel   is  the  opti m u m   cha nn el   place m ent  for  bio m et ric  EEG T he reach  95%  a ccur acy   i la rg dataset   on l with  the  O2   c hanne l.  Desp it that,   in  [24] the  E EG  sig nal  was   c ollec te with  five  m ental   a ct ivit ie s.   This  stud addresses  s om issues  m entione a bove especial ly   in  data  colle ct ion   proce du re  an proce ssing   i   sing le - c ha nn el   EEG   as  biom et ric  m od al ity.  This  st ud s hows  t hat  it   is  possible  t e m plo sing le - c hanne l   EEG   a s a  bio m et ric m od al it durin g resti ng  EO  c onditi ons.       2.   RESEA R CH MET HO D   2.1.      Data  c ollec tion   The  r aw  E EG   sign al wer e   colle ct ed  us i ng  the  Ne uros ky   Mi nd wa ve  Mob il hea ds e t.  It  us es  a     dry - ty pe   sin gl e - cha nnel   se nsor   place at   Fp1  acc ordin to  t he  10 - 20  placem ent  syst e m The  refe ren c e   el ect ro de  was  placed  in  the  le ft  ear.  It  was  placed  in  the  A1   po sit io an 512  Hz  sa m pl ing   rate  wa us ed .   Nine  par ti ci pa nts  pa rtic ipate in  t his  resea r ch  ( m al es,  fem al e,  M   20 . 66).   All  pa rtic ipants  had   no rm al   or   correct ed  to  norm al   vision norm al   aud it ion an ri gh t - ha nd e d.   All  par ti ci pan ts  al so   ne ver   e xp e rience any  chro nic  diseas e.  Co ns ide rin the  neur os ky  m ind wa ve  m ob il hea ds et   use dry   el ect r od e it   does n’ requir e   sp eci al   pre par a ti on .   It  only   to ok  le ss  t han  10  sec onds  to   prepa re  t he  e quipm ent.  Partic ipants   we re  a ske t blink   natural ly   du ri ng   data  acqu isi ti on.  Eac par ti ci pa nt  ha per f orm ed  five  tria data  c ollec ti on   proce dures  with  60  seco nd e ach  tria l.  30s  second  resti ng  tim was  giv en  to  pa rtic ipants  was  gi ven   betwee each  t rial A   total  o f  45 raw   EEG si gnal s were  ob ta ine i n t he data  ac qu i sit ion   procedu r e.      2.2.      Metho dol ogy   T h e   p r o p o s e d   m e t h o d   i s   d i v i de d   i n t o   t h r e e   s t a g e s ,   p r e p r o c e s s i n g ,   f e a t u r e   e xt r a c t i o n ,   a n d   c l a s s i f i c a t i o n .     2.2.1. P repr oc essing   The  first  ste in  the   prep r oces sing   sta ge  is  norm al iz ation The  raw  sig nal we re  norm al i zed  int ze ro  m eans  with  a   m ini m u m   a mp li tud of   - 1,  and   m axi m um  a m pli tud of   1.   In   (1)  a nd   (2)  wer use d   to  norm al iz e the r aw  EE G si gnal      =     (1)      = {     | m a x ( ) |                    | ma x   ( ) | | min   ( ) | | min ( ) |                  | max   ( ) | < | min   ( ) |   (2)     The  sec ond  ste was  is olati ng  the  el ect r oo c ulogram   (EO G sig nal  from   t he  EE sig nal.  The  E O G   sign a is  sign al   gen e rated  by  ey m ov e m ent  act ivit [23] It  con ta ine in  the  EEG  sign al   duri ng   t he  data  colle ct ion   proc edure. It  occur s b eca us e F p1  was uti li zed as t he  m ai chann el . Th EO si gn al   ge ner at es  m or e   consi der a ble  e le ct rical   po te nt ia than  the   act ual  EE s ign al The refo re,   it   ca be   le int distor ti ng   inf or m at ion .   The  m os com m on   m et ho to  is olate   the  EOG  sig nal  is   ind e pe ndent  com po ne nt  a na ly sis   (I CA ).  Conver sel y,  ICA  require m ul ti - channel  recorde EE G   sign al to  pr oduce  an  e xc el le nt  resu lt As  this   researc on ly   us e s in gle  channel,  it   fou nd  it   chall eng i ng  to  isolat the   EOG   si gnal   usi ng   ICA.   The refor e ,   this  stud em plo ye t he  e m pirical   m od e deco m po sit ion   (EM D) E MD  dec om poses  signa into  se ver al   intrinsic  m od fu nc ti on (I M Fs) EM w orks  great   in  iso la ti on   ta sk accor ding  to  [ 23] Zahh a et   al .   [23]   was  f ound  that   the  EEG  si gnal   con ce ntrated   in  the  first  a nd  seco nd  IMFs H ow e ver,  [23]   do es n’ s pecify  the   m axi m u m   num ber   of   dec om po sed  IMFs .   Ther a re  no  sign ific a nt  ex trem a the  11 th   IMF,  acc or ding  to   auth or’s  obser vation  ba sed   on  c ollec te sig nal.  T her e f or e ,   the  a uthors  li m it   the  total   num ber   of   decom po sed   IMFs  t 10  IM Fs.  M or e over,   it   found  t hat  th EE sig nal  c on ce ntrate only   in  the  first  I MFs.  T he  rem ai ni ng   deco m po se si gn al s  are  i den ti fied  as  the  EO sig nal.   I n   t h e   t h i r d   s t e p ,   t h e   E E G   s i g n a l   i s   d i v i d e d   i n t o   n o n - o v e r l a p p i n g   N   s e g m e n t s .   S u p p i a h   a n d   V i n o d   [ 1 5 ]   us e sec onds  of   the  le ng t of   se gm ents  to  div ide  t he  EE sig nal.  It  s howe high  c orrelat ion   betw een  the   al ph ba nd,  po wer   s pectral  de ns it (P SD)  fe at ur e,  a nd   acc uracy   in  relaxing   sta te I thi stud y,  sec onds   of  the  segm ent  w ere  al so   em plo ye d.   T her e fore 12  segm ents  wer e xtracte from   each  data.  The  al pha  band     (8 - 12  Hz was  extracte f ro m   each   segm ent  us in t he  discr et wa velet   tra ns f or m   (DWT ) Da ubechies   ty pe  (db 4)   was  em plo ye as  a   m oth e of   wav el et Fu rth erm ore,  six  le vels  of  deco m po sit io wer perfor m ed  to   ob ta in  the  al ph a b a nd. As a  r e su lt , 45x 12 d at a points  wer e  c ollec te in  this  ste p.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   2 3 , N o.   3 Se ptem ber   20 21 18 47   -   18 54   1850   2.2.2. F ea tu re ex tra c tio n   Fast  f ourier  t r ansfo rm   (F FT)  base on  the  Welch  m et hod  was  a ppli ed  t est im at PSD   [ 25] P SD   est i m ation  is e xpresse i ( 3) .     ̂  ( ) = 1 ̂ 1 = 0 ( )     (3)     ̂ ( ) = 1  | ( ) ( ) ( 2  ) | 2   (4)     ( ) = 0 . 5 ( 1 cos ( 2 ) ) , 0   (5)     ̂ ( )   is  the  pe rio dogram   of   each   segm ent,  w he re  = 1 , , 1   are  data  s egm ents,  and    is  nu m ber  of se gm ents.  ̂ ( )   est i m ation  is g i ven   by  ( 4).    is t he  le ng th  of  the se gm ent.    is t he  total  av erag of   ( ) ( )   is  the  wind ow   functi on  a expresse in   (5).   Ha nnin window  was  a pp li ed  i this  stud y.  T he  nu m ber   of   ove rlap ping  wi ndows  us ed  i this   researc is  50%.  t otal  of   45x1 2x84  data  po i nts  we re  e xtracte in the feat ure e xtracti on sta ge.   More ov e r,   the  dim en sion al   red uctio pro ced ur wa app li e d.   Pr i ncipal  co m po nen analy sis  (P CA )   and  li near  disc rim inant  analy sis  (L DA)  a re   know as  a de qu at dim ension al   re du ct io m e tho ds.  H oweve r,   PCA  wor ks   we ll   with  unla be le data.  T he refor e L DA  was   e m plo ye as   dim ension al   re du ct io m et hod.   As   sp a rse   so l ver,  sin gula valu dec om po sit io (SVD a nd  L DA  m axi m iz the   dim ension a reducti on  m eth od .   The dim ensional  r ed uctio n proced ure re duce the  num ber   of f eat ur es  v ect or to  45x1 2x8.     2.2.3 . Cla ssific at i on   LDA   us in th le ast - sq ua re  so lve an s uppo rt  vecto m achine  (SV M)  us in li ne ar  ke rn el   we re   app li ed  i the  cl assifi cat ion   s ta ge.   Cross - val idati on   w as  em plo ye to  sp li data  into  trai ning  an te sti ng   set s.   The  nu m ber   of  = 10   was  em plo ye d.   F ur t her m ore,  the  cl assifi c at ion   sta ge  wa perform ed  in  three  m ai conditi ons.  T he   first  c onditi on  is  cl assifi c at ion   by  usi ng  the   com bina ti on   of  al segm ents.  The   seco nd   conditi on   is  th cl assifi cat ion   of   each  se gme nt.  The  thi rd  conditi on   is  com bin at ion   of   se gm ents.  In   th com bin at ion   of  segm ents,  al segm ents  were  div ide int three  sect io ns   with  an  e qual   nu m ber   of   se gm ents,   the  first  sect ion,  the  m idd le   sect ion a nd  the  la st  sect i on.  Each  sect ion   c on sist of  se gm ents.  The   com bin at ion   of seg m ents f r om   the d if fer e nt  sect ion s  is als em plo ye i n t he  cl assifi cat ion st age .   Table  s hows  the  com bin at ion   of  segm ents  that  wer us ed  in  this  stud y.  Group  G1,  G 2,  and   G3   a r e   the  gro ups  f r om   the  segm ents  in  the  first,  m idd le an la st  sect ion res pe ct ively Group  G c om bin es  the  fir st   segm ents  from   each  sect io n.  Group  G 5,   G6,   an G fo ll ow  the  G se gm ent  com bin at ion   ru le ,   al though  t hey  us the  sec on d,   the  t hir d,   a nd   t he  f ourth   segm ents,  re sp ect ively Th intenti on   of   e m plo ye se gm ents   com bin at ion   is   to  fin s pe ci fic  segm ent  that  m a con ta in  pri m ary  in form ation T hus,  it   can  re duce  the   com pu ta ti on al   cost c om par ed t the  us e  of al l segm ents.       Table  1 . Gr oups o se gm ent co m bin at ion   Grou p  Na m e   Seg m en t Co m b in a tio n   G1   1 2 3 4   G2   4 5 6 7   G3   9 1 0 1 1 1 2   G4   1 5 9   G5   2 6 1 0   G6   3 7 1 1   G7   4 8 1 2       3.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   Figure  s how the  cl assifi cat ion   res ult  from   LDA   and   SV us i ng   al segm ents.  78 and   70 %   accuracy  achie ved   us in LD an SV M,  r especti vely Ba sed  on  tho se  accuracies it   s howe unsat isf act or y   resu lt f or   t he  bio m et ric  syst e m Hen ce,  the  analy sis  based   on   eac se gm e nt  was  perfor m ed.   Fig ur sh ows   the cla ssific at ion res ult t hat e m plo ye each  segm ent.   The  L DA   sho wed   bette res ults  com par ed  to  the  S VM.  It  al so   f ound  th at   the  aver a ge   accuracy  of   each  se gm ent  sh owe bette accuracy  c om par ed   to   the  acc ur acy   of  al se gm ents.  The   L DA  obta ine 82. 58 %   accuracy,  al th ough  the  S VM  ob ta ine 76.67 accuracy,  as   sh ow in  Fig ure  3.   T he  best  accuracy  wa f ound  at   segm ent  num ber   an nu m ber   11   with   86%  acc ur acy   us in L D A,   as   show i Fi gure  2.  N onet he le ss,  in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le En &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Id e ntif ic ation   of  o ptim um se gment i si ng le   chan nel EE G b iometric  syste m   ( Mu ham m ad Afi f Hendr aw an )   1851   the  SV cl ass ifie r,   the  be st  accuracy  al so   le ans  on  segm ent  num ber   3.  The  res ult  ind ic at ed  that  th m ai inf or m at ion  m i gh be  c oncent rated i se gm e nt num ber   3.   More ov e r,   t he   perform ance  of   eac h   gro up  of  seg m ent  com bin at ion was  inspe ct ed.   T he   cl assifi cat ion   r esult  is  sh own  in  Figure  4.  The  best  accu ra cy   was  ob ta ine by  gro up   G1  with  82%  accuracy .   Ba sed  on   Tabl 1,   G c on sist of  the  1 st 2 nd 3 rd ,   an 4 th   se gm ents.  The  re su lt   of  G m igh be  i nf l uen ce by  segm ent  nu m ber   3.  Howe ver,  the  fin ding  of  se gm ent  num ber   m ay   i ncr ease   the  ac cur acy   of  G was  not   fo ll owin the  r esult  of   G 6.   T he  G only   got  68 by  us i ng  LD an 59 by  us in S VM.  Lo okin furthe r,  G6  c onsist s of  segm ents 3 , 7, a nd   11. As alre ad y sh own  i n Fi gure  2,  se gme nts 3  a nd  11   r esulte in  the  hi gh est   accuracy  us in LD A.   T hey  al so   resu lt ed   in  t he  fi rst  an se cond - best  acc uracy   us i ng  SVM Be sides,  se gm ent  nu m ber a nd  10  wer the   le ast   accurate.  It  al so   found  that  segm ent  nu m ber   10   was  the  s eco nd  le ast  accuracy  with  79% acc ur acy   by u si ng L DA.             Figure  1 .  Cl assifi cat ion   resu lt   from  all  seg m e nts     Figure  2 .  Cl assifi cat ion   resu lt   for  eac se gm e nt             Figure  3 A verage acc ur acy   from  all  seg m ents     Figure  4 .  Cl assifi cat ion   resu lt   from  each  gro up       Fu rt her m or e,  t he  ne gr oups  of   se gm ent  com bin at ion wer a naly zed Table  s ho ws  the  new  com bin at ion   of  segm ents.  The  ne gro up wer create based   on   the   best  segm ent  accuracy  fro m   each  sect ion Se gm e nt  nu m ber 3,   5,   an 11   wer e   the  best  segm ents  from   each  sect ion res pe ct ively in  the  LDA,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   2 3 , N o.   3 Se ptem ber   20 21 18 47   -   18 54   1852   al tho ug the  S VM  m ade  m or com bin at ions  as  there  are  segm ents  that  had   the  sam accuracy  in  th sa m e   sect ion T he  ne gro ups  al lo wed   te st  of   t he  hypot hesis  that  the  com bi nation  of   t he  be st  segm ents  m igh t   increase  the  ac cur acy T he  hig he st  accuracy   was  achie ved   by  G8   a nd  G 11  us i ng   L D A,   as  sh ow in  Fi gure  5.   Both  G a nd   G11  co ns ist   of  segm ents  and   11.  H owe v er the  res ult  of   G a nd   G 11   didn’t  e xce ed  the   accuracy  of  se gm ents 3  and 11.  T her e f or e,  the f eat ur es t hat lea on se gm e nts 3  a nd 11 ma y be u se i th e E E G   bio m et ric syst e m  d ue  to th hig he st acc uracy .   The  st ud y   re ve al the  possibil it of   si ng l e - cha nnel   EE G   as   m od al it in  the  bio m et ric  syst e m especial ly   in  the  resti ng   ey open  c onditi on.  The  pro pose m et ho wa m or s uitable   in  real  conditi ons This  stud al so  pre sents  se gm e ntati on   a naly sis  in  EE pro cessi ng   as  bio m et ric  m od al it y.  In   this  stud y,   segm e nt  nu m ber   sho wed   t he  highest  acc ur acy It  de m on strat es  that  th propose EE bio m et ric  req ui res   on ly   15   seco nds  to   disti ngui sh   on e   pe rs on  from   oth ers  with  rea sona ble  accura cy A dd it io nally th sm a ll   a m ou nt  of  data u se i the  pr opos e m et ho d m a y ca us e l ower  co m pu ta ti on al  c os ts.       Table  2 . Ne w gro up s  of se gm ent co m bin at ion   Grou p  Na m e   Seg m en t Co m b in a tio n   G8   3 5 1 1   G9   3 5 9   G1 0   3 8 9   G1 1   3 8 1 1           Figure  5 .  Cl assifi cat ion   resu lt   of the  ne gro up s  of se gm ents       4.   CONCL US I O N   This  pa per   st udie the  possibil it of   sing l e - cha nnel   EE as  bio m etr ic   m od al it y.  The  pr opos e m et ho c om bi ned   t he  EO rej ect io an segm entat ion   par a dig m   to  pr ovide  fai pr eci sio a nd   reli able   bio m et ric  syste m The  EO re j ect io m et ho al lo we the   data  colle ct io pr ocedur t be  pe rfo rm ed  wh il the  sub j ect   w a resti ng  with  ey op e c ondi ti on It  was   cl os er   to  t he  real   co nd it io wh e re  the  sub j ect   wasn’t   require to  perform   any  oth er  act ion,  su c as  m oto i m aginar y,  visu al   i m aginar y,  or   e ven   preve nt  bl ink i ng   act ivit y.  The  segm entat ion   par a dig m   sh ows  that  the  m ai featur es   m igh le an  on   sp eci fic  s egm ent.   Ther e f or e,   w are  a ble  to  us e   s pecific  se gm ent  to  prov i de   hi gh - qu al it bio m et ric  syst e m Accurac of  86%  was  ob ta i ned  f ro m   15  s econds   of  recorde E EG It   took  l onge tha c onve ntio na bio m et ric  syst e m su c as  fi nge rprint  syst em Howe ver,  it   shows  that  EE as  m od al it of   bi om et ric  s yst e m   is  pr om i sing   t pro vid hi gh - secu rity   syst e m   with  low  com pu ta ti on al   cost.   I the  fut ur e,  we  will   inv e sti gate  the  sam m et ho on  la rg am ou nt  of  data.  The  overlap ping  seg m ent  will   be  i nv e sti gated.   M or e over,  EE sign al   consi ste ncy  is  m ajo iss ue  i the   stu dy  of   bio m et rics.  W e   are  al s will   to  in vestigat t hi issue  reg a r din the   po s sibil it y of  t he  EE G si gnal   that m a y chan ge  as a  hum an  ge ts olde r.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le En &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Id e ntif ic ation   of  o ptim um se gment i si ng le   chan nel EE G b iometric  syste m   ( Mu ham m ad Afi f Hendr aw an )   1853   REFERE NCE S   [1]   I.   Ja y ar at hne ,   M.  Cohen,   and  S.  Am ara kee rthi,  Surve y   of  E EG - base biometric  aut hen ti c at ion , ”  in  Proceedi ngs  -   2017  IEE 8 th  I nte rnational   Co nfe renc on  Awa rene ss   Sci ence  a nd  Technol ogy ,   i CAST  2017 ,   vol.  2018 - Janua ,   no .   iCAS T,   2017,   p p.   324 329 ,   doi : 10.1109/ ICAw ST. 2017. 8256471 .   [2]   A.  S.  Raj and  V.  Uda y asha nka ra,   Biom et ri p erson  aut hen tication:  rev i ew,”  Proce ed ings  of  2 014  Inte rnationa l   Confe renc on   C onte mpor ary  Co mputing  and  In f orm ati cs,   IC3I   2 014 ,   no .   d ,   2014 ,   pp.   575 580 .   [3]   K.  Dhara vat h ,   F.   A.  Ta lukd ar,   an R.   H.  La skar ,   Study   on  biom et ri aut h ent i ca t i on  s y stems ,   cha l le nges  and  futur e   tre nds:  rev ie w , ”  2013  I EE E   In te rnational   Conf ere nce   on   Computati onal  Intelligence   and   Computing  R ese arch ,   IEE E   ICCIC  20 13 ,   2013 ,   doi :10.1109/ICCIC. 201 3. 6724278.   [4]   D.  Malt oni ,   D.  Maio,   A.  K.  Jai n,   and  S.  Prabh aka r,   " Handboo of  Fingerpri nt   Rec ognition, "   2nd  ed.   London Springer  Lo ndon ,   2009 .   [5]   D.  A.  Re y nold et   al. ,   The   2004  MIT  Li ncol La bor at or y   spea ker   re co gnit ion  s y st em,”   ICASSP ,   IE E E   Inte rnational   Co nfe renc on  A co ustic s,  Spe ec a nd  Signal   Proc e ss ing  -   Proce ed i ngs ,   vol.   I ,   200 5 ,   pp.   177 180 ,   doi:   10 . 1109/IC AS S P.2005. 1415079 .   [6]   J .   D a u g m a n ,   H o w   I r i s   R e c o g n i t i o n   W o r k s ,   T h e   E s s e n t i a l   G u i d e   t o   I m a g e   P r o c e s s i n g ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   p p .   7 1 5 7 3 9 ,   2 0 0 9 .   [7]   T.   Matsum oto,   H.  Matsum oto,   K.  Yam ada ,   and   S.  Hos hino,   Im pac of  artifici al   " gum m y fin ger on  finge rpr int  s y stems , ”  Proceedi ngs  of  SPIE   -   The  Inte rnational   Soci ety  for  Optic al  Eng ineeri ng ,   vol.   4677,   n o.   1,   pp.   275 289,   2002 ,   doi 10 . 11 17/12. 462719.   [8]   K.  A.  Nixon ,   V .   Aim al e, a nd  R .   K.  Rowe,   Spoof Det e ct ion   Sche m es, ”  in   Handbook  of   Bi om et rics ,   2007.   [9]   R.   B.   Nava rro ,   L.   B .   zque z ,   and  E .   L .   Gui llén,   EOG - base d   whee l cha ir   con trol , ”  in   Smar Whe elchairs  an Brain - compute Inte rfac es:  Mobi le   Assistiv e   Tech nologi es ,   2018.   [10]   C.   Rahmad,   R.   Ari y an to,   and  D .   R.   Yuniant o ,   Brai signal   cla ss ifi ca ti on  using   Ge net ic   Algori t hm   for  right - le ft  m oti on  pat t ern ,   Inte rnational   J ournal  of  Adv a nce Computer  Sci en ce   and  Ap pli cations vol .   9,   no.   11 ,   2018   doi:   10 . 14569/IJ ACS A.2018. 091134.   [11]   S.  Y.  Gordle eva  et   a l. ,   Real - Tim EE G - EMG  hum an - m ac hine  int er face - base d   cont ro s y st em  for  lower - li m exoske leton,   IE EE   Ac c ess ,   vo l.  8,   pp .   84070 84 081,   2020 ,   doi 1 0. 1109/ACCESS . 2020. 2991812 .   [12]   I.   Odinak a,  P.  H.  Lai,   A.  D .   Kapla n,   J.  A .   O ’Sulli van ,   E .   J .   Sireva ag ,   and  J.   W .   Rohrbaugh ,   ECG  biometric   rec ogni ti on:  c om par at i ve  an aly sis, ”  IEE Tr ansacti ons  on  Information  Forensic and  Sec urit y vol.   7 ,   no.   6,     pp.   1812 - 1824 ,   2012 ,   doi 10 . 11 09/T IFS . 2012. 2 215324.   [13]   S.  Marc el   and  J.   del   R.   Mill an,   Person  aut hent i c at ion  using  bra i nwave (EE G)  a nd  m axi m um  posteri ori  m odel   ad aptati on , ”  IE E Tr ansacti ons  on  Pat te rn  Analysis  and  Mac hine   Inte l li gen ce ,   v ol.   29,   no.   4 ,   pp.   743 748,   2007 doi:   10 . 1109/T P AM I. 2007. 1012.   [14]   M .   D e l   P o z o - B a n o s ,   J .   B .   A l o n s o ,   J .   R .   T i c a y - R i v a s ,   a n d   C .   M .   T r a v i e s o ,   E l e c t r o e n c e p h a l o g r a m   s u b j e c t   i d e n t i f i c a t i o n :   A   r e v i e w ,   E x p e r t   S y s t e m s   w i t h   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   4 1 ,   n o .   1 5 ,   p p .   6 5 3 7 6 5 5 4 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e s w a . 2 0 1 4 . 0 5 . 0 1 3 .   [15]   R.   Suppiah  and  A.  P .   Vinod,   Biom et ric   ide n ti f icati on  using  singl cha nn el   EE during  rel ax ed  r esti ng  state, ”  IE T   Bi ometri cs vol .   7,   no .   4 ,   pp .   342 348,   2018 .   [16]   R .   B .   P a r a n j a p e ,   J .   M a h o v s k y ,   L .   B e n e d i c e n t i ,   a n d   Z .   K o l e s ,   T h e   e l e c t r o e n c e p h a l o g r a m   a s   a   b i o m e t r i c ,   C A N A D I A N   C o n f e r e n c e   o n   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   2 ,   p p .   1 3 6 3 1 3 6 6 ,   2 0 0 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C C E C E . 2 0 0 1 . 9 3 3 6 4 9 .   [17]   R .   P a l a n i a p p a n   a n d   D .   P .   M a n d i c ,   B i o m e t r i c s   f r o m   b r a i n   e l e c t r i c a l   a c t i v i t y :   A   m a c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h ,   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   P a t t e r n   A n a l y s i s   a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   2 9 ,   n o .   4 ,   p p .   7 3 8 7 4 2 ,   2 0 0 7   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T P A M I . 2 0 0 7 . 1 0 1 3 .   [18]   G.   Schal k,   D .   J.   Mcfa rla nd ,   T .   Hinte rbe rg er,   N.   Birba um er,   and   J.  R.   W olpa w,  BCI2000 :  Gene ral - Purpos e   Brai n - Com pute r   Inte rfa c (BCI Sy st em,”   IEEE  Tr ansacti ons  on  Bi omedic al   Engi nee ring ,   vol.   51,   no.   6 ,     pp.   1034 1043 ,   2004 ,   doi 10 . 11 09/T BME.2004 . 827072.   [19]   D.  La   Rocca  e al. ,   Hum an  bra in  disti n ct iv e ness  base on  EE spec tr al   c oher ence  connect ivit y , ”  IEEE   Tr ansacti ons on Biomedical Engineering ,   vol .   61 ,   no.   9,   pp.   2406 2412,   2014 ,   doi : 10.1109/ TBME . 2014. 2317881.   [20]   M.  Fraschi ni ,   A.   Hill ebr and,   M .   Dem uru,   L.   Did ac i ,   and  G .   L .   Marc ialis,  An  EE G - base bio m et ric   s y s te m   u sing  ei genv ec tor  ce nt ral ity   in  r esti ng  state  bra in  net wor ks,”   IEE Signa Proce ss ing  Letters ,   vol.   22,   no.   6,   pp.   666 670 ,   2015 ,   doi 10 . 11 09/L SP . 2014. 23 67091.   [2 1]   K.  P.  Thomas  and  A.  P.  Vinod,   Biom et ric   ide n t ifi c at ion  of  p ersons  using  sam pl ent rop y   f ea tu r es  of  EE durin rest  stat e , ”  201 IEE Inte rnat ional   Confe ren c on  Syste ms ,   Man,   and  Cyber net ic s,  SMC  2 016  -   Confe renc e   Proce ed ings ,   20 17 ,   pp .   3487 34 92,   doi :   10 . 1109 /SM C. 2016. 784 4773.   [22]   J.  H.  Kang,  Y.   C.   Jo,  and  S.   P.  Kim ,   El e c troe nc epha logr a phic   f ea tur ev al ua ti on  for   improving  per sona l   aut hen ti c at ion   p erf orm anc e ,   Ne urocomputing ,   v ol.   287 ,   pp .   93 1 01,   2018 ,   doi 10 . 1016/j.ne u com.2018. 01. 074 .   [23]   M.  Abo - Za hhad ,   S.  M.  Ah m ed,   and  S.  N.  Abb as,   novel   bi om et ric   appr oa c for  hum an  id ent ifica ti on  and   ver ifica t ion  usin e y e   bli nk ing  signal , ”  I EE E   S ignal   Pro ce ss in Letters ,   vol .   22,   no.   7,   pp.   876 880,   2015   doi:   10 . 1109/L S P.2014. 2374338.   [24]   M.  Zey n al and   H .   Se y eda r abi,  EE G - base s ingl e - cha nne a uthe ntica ti on  s ystems   with  optim um   el ec trode  pla c ement  for   diffe ren m en ta a ct iv it i es,   Bi omedic a J ournal ,   vol.   4 2,   no.   4,   pp.   261 267,   2019   doi:   10 . 1016/j.bj . 2019. 03 . 005.   [25]   P.  D.  W el ch,   T he  Us of  Fast  Four ie Tr ansform   for  the   Esti m at ion  of  Pow er  Spect ra Meth od  Based  on  Tim Avera ging  Ove Short,   Modifi ed  Periodogra m s,”   IEE E   Tr ansacti o ns  on  Audi o   and   Elec troacoust ics ,   vol.  15,   no.   2,   pp.   70 73 ,   1967 ,   doi: 10. 1109 /TA U.1967. 1161901.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   2 3 , N o.   3 Se ptem ber   20 21 18 47   -   18 54   1854   BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS       Muhammad   Afif  H endra w an   rec e ive d   bac h elor  degr e from   Depa rtment   of   Inform at ion  S y stems ,   Instit ut   Te knologi   Sepu lurh  Nopem ber   in  2015  and  m aste degr e from   Depa rtment   of  El e ct ri cal  Eng ine er ing,   Insti tut  Te knolog Sepu luh  Nopem ber   in   2017.   His  cur re nl y   working   as  assistant   prof e ss or  at   Polit ek nik  Nege ri  Mal ang.   His  rese ar ch  int er est  is  in   the   area  of  art if ic i al i nt el l ig enc e ,   edge c om puti ng,   signal pro ce ss ing,   and  br ain - computer   in te r fac e .         Pr amana  Yoga  Sap utra   rec ei ved  b ac he lor   degr ee   from   Depa rtment  o Inform at ic s   Engi ne eri ng,   In stit ut  Te kno logi  Sepuluh  Nop ember  in  2 010   and  m aster  d egr ee  from  Depa rtment  of  T ec hnolog y   Mana gement,   Instititu Te knologi   Sep uluh  Nopem ber   in  2014.   His   rese arc in te r est  is  hu m an - computer   int er action,  art ifi c ial  int elli genc e ,   and  nat u ral   la ngu age  pr oce ss ing.         Cah y Rah mad   rec e ive BS   de gre from   Brawi jay Univ eri sit y   in  1998  and  MS   degr ee   from   Depa rtment  of   I nform at ic Eng i nee ring ,   Insti tut  Te kno logi   Sep uluh  Nopem ber   in  2005 .   He  rec e ive doc to ral   deg ree  from   Saga  Univer sit y ,   Japa n,   in  2013 .   He   is  le c ture r   i Polit ekn ik  Nege ri  Mal ang.   His  rese arc intere st  ar image  proc essing,   da ta  m ini ng,   pat t ern   rec ognition,   art if ic i al i nt el l ig enc e ,   and  br ai n - computer   in te rf a ce .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.