Individual identification via electrocardiogram analysis

Background: During last decade the use of ECG recordings in biometric recognition studies has increased. ECG characteristics made it suitable for subject identification: it is unique, present in all living individuals, and hard to forge. However, in spite of the great number of approaches found in literature, no agreement exists on the most appropriate methodology. This study aimed at providing a survey of the techniques used so far in ECG-based human identification. Specifically, a pattern recognition perspective is here proposed providing a unifying framework to appreciate previous studies and, hopefully, guide future research. Methods: We searched for papers on the subject from the earliest available date using relevant electronic databases (Medline, IEEEXplore, Scopus, and Web of Knowledge). The following terms were used in different combinations: electrocardiogram, ECG, human identification, biometric, authentication and individual variability. The electronic sources were last searched on 1st March 2015. In our selection we included published research on peer-reviewed journals, books chapters and conferences proceedings. The search was performed for English language documents. Results: 100 pertinent papers were found. Number of subjects involved in the journal studies ranges from 10 to 502, age from 16 to 86, male and female subjects are generally present. Number of analysed leads varies as well as the recording conditions. Identification performance differs widely as well as verification rate. Many studies refer to publicly available databases (Physionet ECG databases repository) while others rely on proprietary recordings making difficult them to compare. As a measure of overall accuracy we computed a weighted average of the identification rate and equal error rate in authentication scenarios. Identification rate resulted equal to 94.95 % while the equal error rate equal to 0.92 %. Conclusions: Biometric recognition is a mature field of research. Nevertheless, the use of physiological signals features, such as the ECG traits, needs further improvements. ECG features have the potential to be used in daily activities such as access control and patient handling as well as in wearable electronics applications. However, some barriers still limit its growth. Further analysis should be addressed on the use of single lead recordings and the study of features which are not dependent on the recording sites (e.g. fingers, hand palms). Moreover, it is expected that new techniques will be developed using fiducials and non-fiducial based features in order to catch the best of both approaches. ECG recognition in pathological subjects is also worth of additional investigations

Real time electrocardiogram identification with multi-modal machine learning algorithms

Weaknesses in conventional identification technologies such as identification cards, badges and RFID tags prompts attention to biometric form of identification. Biometrics like voice, brain signal and finger print are unique human traits that can be used for identification. In this paper we present an identification system based on Electrocardiogram (heart signal). There is a considerable number of research in the past with high accuracy for identification, however, most ignore the practical time required to identify an individual. In this study, we explored a more practical approach in identification by reducing the number of time required for identification. We explore ways to identity a person within 3–4 s using just 5 heart beats. We extracted few reliable features from each QRS complexes, combined effort of three algorithms to achieve 96% accuracy. This approach is more suitable and practical in real time applications where time for identification is important

Transparent authentication: Utilising heart rate for user authentication

There has been exponential growth in the use of wearable technologies in the last decade with smart watches having a large share of the market. Smart watches were primarily used for health and fitness purposes but recent years have seen a rise in their deployment in other areas. Recent smart watches are fitted with sensors with enhanced functionality and capabilities. For example, some function as standalone device with the ability to create activity logs and transmit data to a secondary device. The capability has contributed to their increased usage in recent years with researchers focusing on their potential. This paper explores the ability to extract physiological data from smart watch technology to achieve user authentication. The approach is suitable not only because of the capacity for data capture but also easy connectivity with other devices - principally the Smartphone. For the purpose of this study, heart rate data is captured and extracted from 30 subjects continually over an hour. While security is the ultimate goal, usability should also be key consideration. Most bioelectrical signals like heart rate are non-stationary time-dependent signals therefore Discrete Wavelet Transform (DWT) is employed. DWT decomposes the bioelectrical signal into n level sub-bands of detail coefficients and approximation coefficients. Biorthogonal Wavelet (bior 4.4) is applied to extract features from the four levels of detail coefficents. Ten statistical features are extracted from each level of the coffecient sub-band. Classification of each sub-band levels are done using a Feedforward neural Network (FF-NN). The 1 st , 2 nd , 3 rd and 4 th levels had an Equal Error Rate (EER) of 17.20%, 18.17%, 20.93% and 21.83% respectively. To improve the EER, fusion of the four level sub-band is applied at the feature level. The proposed fusion showed an improved result over the initial result with an EER of 11.25% As a one-off authentication decision, an 11% EER is not ideal, its use on a continuous basis makes this more than feasible in practice

Multimodal biometric authentication using ECG and fingerprint

Biometric system is a very important recognition system which is used for individual verification and identification. Various types of biometric traits are used in today's world, in which some are used for commercial purpose and few used for verification purpose. Existing authentication techniques are suffer from different errors like mismatch image, spoofing, falsification in the data, to solve this errors the combination of Electrocardiography(ECG) and fingerprint multimodal is introduced. This proposed modal produces effective recognition system when compared to individual recognition system. The proposed multimodal recognition system provides optimum results compared to the individual recognition system which yields better results for authentication compared to the Existing system

Sistema de reconhecimento biométrico baseado no electrocardiograma

Este projecto pretende criar uma plataforma do tipo framework, para desenvolvimento de software que permita a implementação de sistemas biométricos de identificação e autenticação pessoal, usando sinais electrofisiológicos. O sinal electrocardiograma (ECG) é uma característica biométrica em ascensão, existindo fortes indícios de que contém informação suficiente para discriminar um indivíduo de um conjunto vasto de população. Usa-se a framework desenvolvida para criar aplicações que permitam avaliar o desempenho de várias abordagens do estado da arte do reconhecimento biométrico, baseadas no ECG. A arquitectura típica destes sistemas biométricos inclui blocos de aquisição, préprocessamento, extracção de características e classificação de sinais ECG, utilizando tipicamente duas abordagens distintas. Uma das abordagens (fiducial) assenta em pormenores dos diferentes segmentos da forma de onda do sinal ECG, enquanto que a outra abordagem (nonfiducial) tem a vantagem de não depender criticamente desses pormenores. Neste projecto ainda será explorada uma nova variante numa abordagem (non-fiducial) baseada em compressão de dados. Finalmente, pretende-se ainda estudar o desempenho destas abordagens em sinais ECG adquiridos nas mãos, o que constitui um desafio, dado não existirem actualmente estudos sistemáticos usando este tipo de sinais

Embedded platform for ECG biometric recognition

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e TelecomunicaçõesMuitas das tarefas diárias do ser humano requerem processos que validem a identidade do utilizador. Cartões de identificação, chapas de identificação militar, senhas e códigos são as estratégias mais usuais no campo da validação e identificação de utilizador. Apesar do amplo uso de tais mecanismos, os meios de autenticação baseados na entidade ou no conhecimento do sujeito levantam graves problemas de segurança no que diz respeito ao risco de fraude e roubo de identidade. O uso de características físicas ou comportamentais dos seres vivos como forma de identificálos unicamente, é o tópico da Biometria [bio (vida) + metria (medida)]. A principal vantagem destes sistemas é a dependência completa no individuo, não existindo nenhuma sujeição a objetos ou à memorização de códigos, como ocorre nas estratégias tradicionais. Isto leva a uma maior utilização de sistemas biométricos a fim de aumentar a dificuldade de falsificação de credencias, visto este ser a principal falha dos sistemas de reconhecimento pessoal tradicionais. Por exemplo, uma foto pode fingir um rosto, a íris do olho pode ser falsificada por lentes de contacto e até mesmo a impressão digital pode ser trocada por um dedo de gel. Este trabalho propõe um sistema de reconhecimento biométrico baseado em sinais electrocardiográficos (ECG). As diferenças de potencial podem ser obtidas pela colocação de elétrodos sobre a superfície do corpo e medindo a tensão entre eles. O sistema de aquisição dos sinais ECG deste trabalho é constituído por dois elétrodos colocados um em cada membro superior do utilizador, preferencialmente nas mãos, para um aquisição mais cómoda. A fim de tornar esta solução móvel e facilmente transportável para qualquer local, é proposto um sistema embebido autónomo para autenticação humana baseada no ECG de cada indivíduo. Normalmente, os sistemas baseados em ECG usam hardware capaz de adquirir o sinal e um micro-controlador para enviar os sinais para um computador onde é realizado o tratamento dos dados. Em alternativa, o objetivo deste trabalho é conceber de um prototipo capaz de adquirir e processar o sinal ECG de diferentes indivíduos e, através de um algoritmo de extração e classificação de padrões, autenticar ou identificar as pessoas em questão. Este prototipo será baseado num sistema embebidos capaz de autenticar ou identificar indivíduos em tempo real sem recurso a um computador pessoal ou a qualquer plataforma de processamento externa. O problema do reconhecimento humano com base em biometria, é tipicamente dividido em várias fases (independentemente do tipo de biométrica) típicas de um sistema de reconhecimento de padrões: • Aquisição do sinal biométrico por sensores; • Pré-processamento do sinal de acordo com o sistema adotado; • Extração das características necessárias ao reconhecimento; • Seleção das características mais discriminativas do sujeito; • Classificação das características escolhidas e decisão de qual a correspondência da mesma na base de dados. Nesta abordagem o sinal ECG obtido é segmentado por batimento cardíaco, usando o pico R (complexo R, incluído no complexo QRS, nomes dados às ondas características constituintes do ECG) como ponto de pesquisa para a segmentação. Dois algoritmos de segmentação são estudados, Hamilton e Slope Sum Function (SSF), sendo o SSF a solução implementada no sistema embebido pelas suas propriedades de execução em tempo real. Outra particularidade da implementação do algoritmo SSF é que este foi desenvolvido para detetar pulsos de pressão arterial e é aqui adaptado para a deteção do complexo R, constituinte do sinal ECG. A extração de características do sinal ECG segmentado é baseada na análise do sinal no domínio da frequência e segue um algoritmo proposto por Odinaka. Cada batimento cardíaco é analisado por troços obtidos pela segmentação do sinal em várias janelas sobrepostas. É calculada a transformada de Fourier de cada janela segmentada (em que normalmente é usada uma janela de Hamming para melhor estimativa) e estimada uma distribuição de gaussiana (caracterizada por uma média e desvio padrão) para cada intervalo de frequência que caracteriza o batimento cardíaco típico em analise. Posteriormente, para treino, é estimada a distribuição gaussiana para as janelas extraídas de cada segmento e calculada a sua média entre todos os segmentos. São estas as características guardadas na base de dados para futura comparação com novas aquisições para se efetuar o reconhecimento dos batimentos. A cada nova aquisição, é confirmada a veracidade do utilizador, e é feita uma atualização dos valores da base de dados com os novos adquiridos, através de uma média ponderada. Com este método é possível contornar o efeito temporal nos sinais ECG. É de conhecimento comum que com a evolução da idade do individuo, os seus sinais fisiológicos sofrem pequenas alterações e o ECG não é exceção. Para a transformada de Fourier foi aumentado a dimensão do array para aumentar a definição nas baixas frequências, onde a informação requerida para o reconhecimento pessoal é preponderante. Neste trabalho, o sistema foi implementado para garantir uma execução em tempo real. As amostras do sinal ECG não podem ser perdidas e o processo de autenticação tem que ser realizado de forma muito eficiente de modo a permitir o funcionamento em tempo real. Para isto é necessária a escolha de hardware capaz de concretizar este objetivo. A possibilidade do uso de um microprocessador foi descartada pela sua baixa versatilidade e alto custo de desenvolvimento. Os sistema ASIC e FPGA, também foram descartados pelos elevados custos de desenvolvimento e aquisição. Foi escolhido então, um sistema de desenvolvimento baseado num micro-controlador (MCU) com arquitetura ARM Cortex 4. O MCU escolhido, STM32F4-Discovery, conta com uma grande versatilidade, baixo consumo de energia (100mA), grande velocidade de processamento (168MHz), integração de DSP e unidade de virgula flutuante. Memoria interna não volátil também é necessária, a fim de conservar as características de treino de cada individuo. O sistema é projetado para ser autónomo, não-intrusivo e fácil de usar em diferentes cenários. Isto é conseguido combinando a facil utilização de apenas dois elétrodos, um em cada membro superior, com um sistema embebido alimentado por bateria com processamento em tempo real e capacidade de visualização de resultados. O sistema foi validado em duas fases. Em primeiro lugar os algoritmos foram validados usando uma base de dados já testada em estudos anteriores, e foi comprovado que o sistema tem uma percentagem de identificação de 89% e 10% de taxa de erros em autenticação. Finalmente foram realizadas novas aquisições que comprovaram a eficiência do sistema. Com 11 sujeitos na base de dados o sistema conta com uma taxa de identificação de 100% e um taxa de erros de autenticação de 9.3%. Utilizando as propriedades dos sinais ECG, este sistema torna-se um plataforma fiável, eficaz e eficiente. Problemas cardíacos humanos, como arritmias são um problema que fazem descer o rendimento do sistema. O sistema realizado é uma prova de conceito que ilustra como os sistemas embebidos podem mudar o mundo dos sistemas de autenticação pois proporcionam segurança e uma utilização muito fácil para toda a população.Abstract: Traditional strategies for authentication are either entity-based or knowledge-based, like PIN numbers, passwords and ID cards. This raises serious security problems, concerning the risk of identity theft as these mechanisms are widely spread. They are a part of many daily tasks and they are dependent on objects or memories. This work prompts to change these mechanisms for a secure and ubiquitous biometric reckoning system based on the electrocardiographic (ECG) signal. It includes the study of all the steps required for the development of a biometric system, namely: acquisition, processing and classification. In the acquisition, the ECG signal is obtained from two electrodes placed at each limb to a electronic device that filters and amplifies the raw signal to be able to be converted to digital in the microcontroller, using the internal Analogue-to-Digital Converter; In the processing phase, the signal is digitally filtered and segmented in heartbeats. Features are selected and extracted using one algorithm created by Odinaka and herein modified to increase performance in low bandwidth ECG signals; In classification, extracted features are compared, using nearest neighbour algorithm, with data stored in the database in order to classify each heartbeat. The work develop and implement a working prototype based on an embedded system (ARMBased Cortex4 32 bit RISC STM32F407VGT6). Acquisition modules, processing units and algorithms are studied and developed on a prototype for identification and authentication mobile system based on the ECG. The lack of mobile real-time reckoning systems makes this thesis a challenging and self-motivated work. Unique, continuous acquisition and non-intrusive are the main characteristics of the ECG signals. These properties make ECG based reckoning system a reliable and effective platform. Preliminary evaluation showed a 100% identification rate and a 9.3% equal error rate at the authentication procedure. These results came form an acquired database of 11 subjects, with test and train sequences acquired in different procedures. Human heart problems, like arrhythmias are a challenging problem that drop the reckoning performance of the system. This kind of embedded solutions can change the world of authentication systems in order to provide security and be easy-to-use for the general population

SSTS: A syntactic tool for pattern search on time series

We would like to acknowledge the financial support obtained from North Portugal Regional Operational Programme (NORTE 2020), Portugal 2020 and the European Regional Development Fund (ERDF) from European Union through the project Symbiotic technology for societal efficiency gains: Deus ex Machina (DEM), NORTE-01-0145-FEDER-000026. We would like to acknowledge as well the projects AHA CMUP-ERI/HCI/0046 and INSIDE CMUP-ERI/HCI/051/2013 both financed by Fundcao para a Ciencia e Tecnologia (FCT).Nowadays, data scientists are capable of manipulating and extracting complex information from time series data, given the current diversity of tools at their disposal. However, the plethora of tools that target data exploration and pattern search may require an extensive amount of time to develop methods that correspond to the data scientist's reasoning, in order to solve their queries. The development of new methods, tightly related with the reasoning and visual analysis of time series data, is of great relevance to improving complexity and productivity of pattern and query search tasks. In this work, we propose a novel tool, capable of exploring time series data for pattern and query search tasks in a set of 3 symbolic steps: Pre-Processing, Symbolic Connotation and Search. The framework is called SSTS (Symbolic Search in Time Series) and uses regular expression queries to search the desired patterns in a symbolic representation of the signal. By adopting a set of symbolic methods, this approach has the purpose of increasing the expressiveness in solving standard pattern and query tasks, enabling the creation of queries more closely related to the reasoning and visual analysis of the signal. We demonstrate the tool's effectiveness by presenting 9 examples with several types of queries on time series. The SSTS queries were compared with standard code developed in Python, in terms of cognitive effort, vocabulary required, code length, volume, interpretation and difficulty metrics based on the Halstead complexity measures. The results demonstrate that this methodology is a valid approach and delivers a new abstraction layer on data analysis of time series.publishersversionpublishe

Biometric authentication and identification through electrocardiogram signals

Tese de Mestrado Integrado, Engenharia Biomédica e Biofísica (Engenharia Clínica e Instrumentação Médica), 2021, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasO reconhecimento biométrico tem sido alvo de diversas investigações ao longo dos anos, sendo a impressão digital, a face e a iris, os traços biométricos mais explorados. Apesar do seu elevado potencial no que diz respeito a possíveis aplicações tecnológicas, alguns estudos apresentam limitações a estes traços biométricos, nomeadamente a falta de fiabilidade e praticidade num sistema biométrico. Recentemente, vários estudos exploraram o potencial do uso do electrocardiograma (ECG) como traço biométrico, por ser único e singular para cada indivíduo, e dificilmente roubado por outrem, por ser um sinal fisiológico. Nesta dissertação, foi investigada a possibilidade de usar sinais ECG como traço biométrico para sistemas de identificação e autenticação biométrica. Para tal, recorreu-se a uma base de dados pública chamada Check Your Biosignals Here initiative (CYBHi), criada com o intuito de propiciar investigações biométricas. As sessões de aquisição contaram com 63 participantes e ocorreram em dois momentos distintos separados por três meses, numa modalidade “off-the-person”, com recurso a um elétrodo na palma da mão e eletrolicras nos dedos. Os sinais da primeira aquisição correspondem, num sistema biométrico, aos dados armazenados na base de dados, enquanto que os sinais da segunda aquisição correspondem aos dados que serão identificados ou autenticados pelo sistema. Os sistemas de identificação e autenticação biométrica propostos nesta dissertação incluem diferentes fases: o pré-processamento, o processamento e a classificação. O pré-processamento consistiu na aplicação de um filtro passa-banda IIR de 4ª ordem, para eliminar ruídos e artefactos provenientes de atividade muscular e da impedância elétrica dos aparelhos de aquisição. A fase de processamento consistiu em extrair e gerar os templates biométricos, que serão os inputs dos algoritmos de classificação. Primeiramente, extraíram-se os ciclos cardíacos através do Neurokit2 disponível no Python. Para tal, foram localizados os picos R dos sinais ECG e, posteriormente, estes foram segmentados em ciclos cardíacos, com 200 amostras antes e 400 amostras depois dos picos. Com o objetivo de remover os segmentos mais ruidosos, os ciclos cardíacos foram submetidos a um algoritmo de eliminação de segmentos que consistiu em encontrar, para cada sujeito, os 20 e 60 ciclos mais próximos entre si, designados de Set 1 e Set 2, respetivamente. A partir desses dois conjuntos de ciclos, criaram-se dois tipos de templates: 1) os ciclos cardíacos, e 2) escalogramas gerados a partir dos ciclos, através da transformada de wavelet contínua, com dois tamanhos distintos: 56x56 e 224x224, denominados por Size 56 e Size 224, respetivamente. Devido ao elevado tamanho dos escalogramas, foi utilizada a analise de componentes independentes para reduzir a dimensionalidade. Assim, os sistemas biométricos propostos na presente investigação, foram testados com os conjuntos de 20 e 60 templates, quer para ciclos quer para escalogramas, de forma a avaliar o desempenho do sistema quando usados mais ou menos templates para os processos de identificação e autenticação. Os templates foram também testados com e sem normalização, para que pudessem ser analisados os benefícios deste processo. A classificação foi feita através de diferentes métodos, testados numa modalidade “entre-sessões”, isto é, os dados da 2ª aquisição, considerados os dados de teste, foram comparados com os dados da 1ª aquisição, denominados dados de treino, de forma a serem classificados. Quanto ao sistema de identificação com ciclos cardíacos, foram testados diferentes classificadores, nomeadamente LDA, kNN, DT e SVM. Para o kNN e SVM, foi feita uma otimização para encontrar o valor de “k” e os valores de γ e C, respetivamente, que permitem o sistema alcançar o melhor desempenho possível. A melhor performance foi obtida através do LDA, alcançando uma taxa de identificação de 79,37% para a melhor configuração, isto é, usando 60 ciclos normalizados. Os templates com base em escalogramas foram testados como inputs para dois métodos distintos: 1) redes neuronais e 2) algoritmo baseado em distâncias. A melhor performance foi uma taxa de identificação de 69,84%, obtida quando usados 60 escalogramas de tamanho 224, não normalizados. Deste modo, os resultados relativos a identificação provaram que utilizar mais templates (60) para identificar um indivíduo otimiza a performance do sistema biométrico, independentemente do tipo de template utilizado. Para alem disto, a normalização mostrou-se um processo essencial para a identificação com ciclos cardíacos, contudo, tal não se verificou para escalogramas. Neste estudo, demonstrou-se que a utilização de ciclos tem mais potencial para tornar um sistema de identificação biométrica eficiente, do que a utilização de escalogramas. No que diz respeito ao sistema de autenticação biométrica, foi utilizado um algoritmo baseado em distâncias, testado com os dois tipos de templates numa configuração concatenada, isto é, uma configuração na qual cada sujeito e representado por um sinal que contém uma sequência de todos os seus templates, seguidos uns dos outros. A avaliação da performance do sistema foi feita com base nos valores de taxa de autenticação e taxa de impostores, que indicam o número de indivíduos corretamente autenticados face ao número total de indivíduos, e o número de impostores autenticados face ao número total de indivíduos, respetivamente. Os ciclos cardíacos foram testados com e sem redução de dimensionalidade, sendo que a melhor performance foi obtida usando 60 ciclos não normalizados sem redução de dimensionalidade. Para esta configuração, obteve-se uma taxa de autenticação de 90,48% e uma taxa de impostores de 13,06%. Desta forma, concluiu-se que reduzir a dimensionalidade dos ciclos cardíacos prejudica o desempenho do sistema, uma vez que se perdem algumas características indispensáveis para a distinção entre sujeitos. Para os escalogramas, a melhor configuração, que corresponde ao uso de 60 escalogramas normalizados de tamanho 56, atingiu uma taxa de autenticação de 98,42% e uma taxa de impostores de 14,34%. Sendo que a dimensionalidade dos escalogramas foi reduzida com recurso a ICA, foi ainda avaliada a performance do sistema quando reduzido o número de componentes independentes. Os resultados mostraram que um número de componentes igual ao número de sujeitos otimiza o desempenho do sistema, uma vez que se verificou um decréscimo da taxa de autenticação quando reduzido o número de componentes. Assim, concluiu-se que são necessárias 63 componentes independentes para distinguir corretamente os 63 sujeitos. Para a autenticação através de ciclos cardíacos, a normalização e a redução de dimensionalidade são dois processos que degradam a performance do sistema, enquanto que, quando utilizados escalogramas, a normalização e vantajosa. Os resultados obtidos provaram ainda que, contrariamente ao que acontece para processos de identificação, a utilização de escalogramas e uma abordagem mais eficiente e eficaz para a autenticação de indivíduos, do que a utilização de ciclos. Esta investigação comprovou o potencial do ECG enquanto traço biométrico para identificação e autenticação de indivíduos, fazendo uma análise comparativa entre diferentes templates extraídos dos sinais ECG e diferentes metodologias na fase de classificação, e avaliando o desempenho do sistema em cada uma das configurações testadas. Estudos anteriores apresentaram algumas limitações, nomeadamente, o uso de aquisições “on-the-person”, ˜ que apresentam pouco potencial para serem integradas em sistemas biométricos devido à baixa praticidade, e à classificação numa modalidade “intra-sessão”, na qual os dados classificados e os dados armazenados foram adquiridos numa só sessão. Este estudo preenche essas lacunas, visto que utilizou dados adquiridos “off-the-person”, dados esses que foram testados numa modalidade “entre-sessões”. Apesar das aquisições ˜ “off-the-person” estarem sujeitas a mais ruídos e, consequentemente, dificultarem processos de identificação ou autenticação, estas abordagens são as mais adequadas para sistemas biométricos, dada a sua possível integração nas mais diversas aplicações tecnológicas. A modalidade “entre-sessões” resulta também numa pior performance relativamente a utilização de sinais de uma só sessão. No entanto, permite comprovar a estabilidade do ECG ao longo do tempo, o que é um fator indispensável para o funcionamento adequado de um sistema biométrico, uma vez que o mesmo terá que comparar diversas vezes o ECG apresentado no momento de identificação ou autenticação, com o ECG armazenado uma única vez na base de dados. Apesar dos bons resultados apresentados nesta dissertação, no futuro devem ser exploradas bases de dados que contenham mais participantes, com uma faixa etária mais alargada, incluindo participantes com diversas condições de saúde, com aquisições separadas por um período de tempo mais longo, de forma a simular o melhor possível a realidade de um sistema biométrico.Biometrics is a rapidly growing field with applications in personal identification and authentication. Over the recent years, several studies have demonstrated the potential of Electrocardiogram (ECG) to be used as a physiological signature for biometric systems. In this dissertation, the possibility of using the ECG signal as an unequivocal biometric trait for identification and authentication purposes has been presented. The ECG data used was from a publicly available database, the Check Your Biosignals Here initiative (CHBYi) database, developed for biometric purposes, containing records of 63 participants. Data was collected through an off-the-person approach, in two different moments, separated by three months, resulting in two acquisitions per subject. Signals from the first acquisition represent, in a biometric system, the data stored in the database, whereas signals from the second acquisition represent the data to be authenticated or identified. The proposed identification and authentication systems included several steps: signal pre-processing, signal processing, and classification. In the pre-processing phase, signals were filtered in order to remove noises, while the signal processing consisted of extracting and generating the biometric templates. For that, firstly, the cardiac cycles were extracted from the ECG signals, and segment elimination was performed to find the segments more similar to one another, resulting in two sets of templates, with 20 and 60 templates per participant, respectively. After that, two types of templates were generated: 1) templates based on cardiac cycles, and 2) templates based on scalograms generated from the cardiac cycles, with two different sizes, 56x56 and 224x224. Due to the large size of the scalograms, ICA was applied to reduce their dimensionality. Thus, the biometric systems were evaluated with two sets of each type of template in order to analyze the advantages of using more or fewer templates per subject, and the templates were also tested with and without normalization. For the identification system using cardiac cycles, LDA, kNN, DT, and SVM were tested as classifiers in an “across-session” modality, reaching an accuracy of 79.37% for the best model (LDA) in the best configuration (60 normalized cardiac cycles). When using scalograms, two different methodologies were tested: 1) neural network, and 2) a distance-based algorithm. The best accuracy was 69.84% for 60 not-normalized scalograms of Size 224, using NN. Thus, results suggested that the templates based on cardiac cycles are a more promising approach for identification tasks. For the authentication, a distance-based algorithm was used for both templates. Cardiac cycles were tested with and without dimensionality reduction, and the best configuration (60 not-normalized cardiac cycles without dimensionality reduction) reached an accuracy of 90.48% and an impostor score of 13.06%. For the scalograms, the best configuration (60 normalized scalograms of Size 56) reached an accuracy of 98.42% and an impostor score of 14.34%. Therefore, using scalograms for the authentication task proved to be a more efficient and accurate approach. The results from this work support the claim that ECG-based biometrics can be successfully used for personal identification and authentication. This study brings novelty by exploring different templates and methodologies in order to perform a comparative analysis and find the approaches that optimize the performance of the biometric system. Moreover, this represents a step forward towards a real-world application of an ECG-based biometric system, mainly due to the use of data from off-the-person acquisitions in an across-session modality