Publication: Reliability of smart textile for biometric recognition using electrocardiogram signal
| cris.virtual.department | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | |
| cris.virtual.orcid | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | |
| cris.virtualsource.department | e1cec517-1344-4b2f-b8ec-6163469143a7 | |
| cris.virtualsource.orcid | e1cec517-1344-4b2f-b8ec-6163469143a7 | |
| dc.contributor.author | Muhammad Muiz Mohd Nawawi | |
| dc.contributor.supervisor | Khairul Azami Sidek | |
| dc.contributor.supervisor | Amelia Wong Azman | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-09T03:18:53Z | |
| dc.date.available | 2025-10-09T03:18:53Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description.abstract | The reliability of smart textile garments for electrocardiogram (ECG) based biometric recognition presents a promising yet underexplored avenue in the development of wearable authentication technologies. While ECG signals offer unique physiological characteristics ideal for biometric verification, real-world deployment poses challenges related to signal variability, consistency, and classifier performance. This research directly addresses these issues by evaluating the reliability of two commercially available smart textile shirts of HeartIN Fit and Hexoskin ProShirt for ECG based biometric verification under practical and real-life conditions. Moreover, to thoroughly assess the approach robustness, the study was conducted through three structured experiments involving a total of 22 participants. The first experiment focused on distinctiveness, which evaluated how well the approach could identify individuals under varying physiological conditions such as walking, sitting, standing, and lying down. The second examined permanence, testing whether biometric performance remained stable across different time intervals, which is critical for long-term usability. The third experiment investigated system performance by benchmarking classification accuracy using a wide spectrum of 29 machine learning algorithms, including Quadratic Support Vector Machine (QSVM), Neural Networks (NN), and k-Nearest Neighbour (kNN). In order to ensure signal clarity and consistency, a low-pass Butterworth filter with a 30 Hz cut-off was applied to remove high-frequency noise while preserving key biometric features. Meanwhile, the HeartIN’s 512 Hz ECG signals were resampled to 256 Hz to align with Hexoskin’s sampling rate, enabling a normalised and fair comparative analysis. Subsequently, feature extraction stage captured the unique ECG morphology by detecting R-peaks and segmenting ten data points on each side, a process that successfully enhanced the reliability of biometric classification. Interestingly, the results demonstrated high reliability across all experiments, with the best performing classifier being QSVM, which achieved 98.81% accuracy with a false rejection rate (FRR) of 16.21% and a false acceptance rate (FAR) of 0.50% under different physiological conditions. When tested across time variability, it accomplished 99.20% accuracy with a FRR of 9.68% and a FAR of 0.27%. In addition, across the comparison with 29 classifiers, it attained 97.4% accuracy with a FRR of 2.60%, further confirming its robustness and reliability in diverse scenarios. Thus, these findings also provide strong evidence that ECG signals acquired through smart textile garments can deliver highly reliable biometric performance in dynamic and real-world environments. Therefore, through combining commercial wearable technology with broad machine learning evaluation, this study advances ECG biometrics and positions smart textiles as a secure, adaptable, and scalable platform for next-generation biometric verification. | |
| dc.description.abstractarabic | تُمثل موثوقية الملابس النسيجية الذكية للتعرف على البيانات الحيوية باستخدام تخطيط كهربية القلب (ECG) مجالا واعداا، وإن كان لم يُستكشف بعد، في تطوير تقنيات المصادقة القابلة للارتداء .وبينما تُقدم إشارات تخطيط كهربية القلب خصائص فسيولوجية فريدة تُعد مثالية للتحقق من البيانات الحيوية، إل أن التطبيق العملي يشكل تحديات تتعلق بتباين الإشارة واتساقها وأداء المُصن ف .يتناول هذا البحث هذه القضايا مباشرةا من خلال تقييم موثوقية قميصين للتحقق من البيانات الحيوية ،ProShirt Hexoskinو Fit HeartIN نسيجيين ذكيين متوفرين تجارياا، وهما ،باستخدام تخطيط كهربية القلب في ظل ظروف عملية وواقعية .علاوة على ذلك تقييم متانة النهج بدقة، أُجريت الدراسة من خلال ثلاث تجارب مُهيكلة شملت 22 مشاركاا .ركزت التجربة الأولى على التميز، حيث قي مت مدى قدرة النهج على تحديد الأفراد في ظل ظروف فسيولوجية مُختلفة مثل المشي والجلوس والوقوف والستلقاء .أما ،التجربة الثانية، فقد فحصت الثبات، مُختبرةا ما إذا كان أداء القياسات الحيوية قد ظ ل ثابتاا عبر فترات زمنية مُختلفة وهو أمر بالغ الأهمية لقابلية الستخدام على المدى الطويل .بحثت التجربة الثالثة في أداء النظام من خلال معايرة دقة التصنيف باستخدام مجموعة واسعة من 29 خوارزمية تعلم آلي، بما في ذلك آلة الدعم المتجهي التربيعية ،ولضمان وضوح الإشارة واتساقها (kNN). أقرب جارk- وخوارزمية ،(NN) والشبكات العصبية ،(QSVM) طُب ق مرشح باتروورث منخفض التردد بتردد قطع 30 هرتز لإزالة الضوضاء عالية التردد مع الحفاظ على السمات بتردد ،HeartIN لجهاز (ECG) الحيوية الرئيسية .وفي الوقت نفسه، أُعيدت عينات إشارات تخطيط كهربية القلب مما أتاح إجراء تحليل مقارن مُوحد ،Hexoskin هرتز، إلى 256 هرتز لتتوافق مع معدل أخذ العينات في 512 وعادل .بعد ذلك، التقطت مرحلة استخراج السمات مورفولوجيا تخطيط كهربية القلب الفريدة من خلال الكشف عن وتجزئة عشر نقاط بيانات على كل جانب، وهي عملية عززت بنجاح موثوقية التصنيف الحيوي .من المثير R قمم الذي حقق ،QSVM للاهتمام أن النتائج أظهرت موثوقية عالية في جميع التجارب، وكان المصنف الأفضل أدا اء هو بنسبة 0.50 %في (FAR) بنسبة 16.21 %ومعدل قبول خاطئ (FRR) دقة 98.81 %مع معدل رفض خاطئ ظل ظروف فسيولوجية مختلفة .وعند اختباره عبر تقلبات زمنية، حقق دقة 99.20 %مع معدل رفض خاطئ ،بنسبة 0.27 %.بالإضافة إلى ذلك، وبالمقارنة مع 29 مصنفاا (FAR) بنسبة 9.68 %ومعدل قبول خاطئ (FRR) بنسبة %2.60، مما يؤكد متانته وموثوقيته في مختلف (FRR) حقق دقة 97.4 %مع معدل رفض خاطئ السيناريوهات .وبالتالي، تُقدم هذه النتائج أي اضا دلي الا قوياا على أن إشارات تخطيط كهربية القلب المُلتقطة من خلال الملابس النسيجية الذكية يمكن أن تُقدم أدا اء بيومترياا عالي الموثوقية في البيئات الديناميكية والواقعية .لذلك، من خلال الجمع بين تكنولوجيا الأجهزة القابلة للارتداء التجارية وتقييم التعلم الآلي الواسع، تعمل هذه الدراسة على تطوير قياسات القلب الحيوية وتضع المنسوجات الذكية كمنصة آمنة وقابلة للتكيف وقابلة للتطوير للتحقق من القياسات ..الحيوية من الجيل التالي | |
| dc.description.cpsemail | cps2u@iium.edu.my | |
| dc.description.degreelevel | Doctoral | |
| dc.description.email | wavebiru27@gmail.com | |
| dc.description.funder | KEMENTERIAN PENGAJIAN TINGGI - HLP | |
| dc.description.identifier | Thesis : Reliability of smart textile for biometric recognition using electrocardiogram signal / by Muhammad Muiz bin Mohd Nawawi | |
| dc.description.identity | G1910343Muhammadmuizmohdnawawi | |
| dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering (KOE) | |
| dc.description.nationality | MALAYSIA | |
| dc.description.notes | Thesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2025. | |
| dc.description.physicaldescription | 1 online resource (xvii, 176 leaves) ; color illustrations. | |
| dc.description.programme | Doctor of Philosophy in Engineering | |
| dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/33283 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2025 | |
| dc.rights | OWNED BY IIUM | |
| dc.subject | SMART TEXTILE;BIOMETRIC;ELECTROCARDIOGRAM | |
| dc.title | Reliability of smart textile for biometric recognition using electrocardiogram signal | |
| dc.type | Doctoral Theses | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| oairecerif.author.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
Loading...
- Name:
- G1910343Muhammadmuizmohdnawawi_SEC.pdf
- Size:
- 24.22 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- Full Text