Advancements in digital technology have driven the rise of biometric security systems, notably in the field of finger vein detection. In most of the research on finger vein classification in the literature, achieving high accuracy is the main aim, while aspects such as generalization capacity and test distribution are mostly overlooked. In this study, two different datasets (MMCBNU_6000 and FV-USM) were tested with different test distributions, using a K-Fold structure for unbiased sampling in classification. In experiment part, two distinct image enhancement methods, namely Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE) and Sobel filtering, were utilized on the datasets, and Convolutional Neural Networks (CNN) were used for feature extraction. Furthermore, machine learning algorithms were applied for classification, forming a Hybrid Convolutional Machine Learning algorithm. In this method, the model, which is fed through two different channels compared to conventional learning algorithms, combines classical machine learning classifiers with the CNN model. In the scope of this study, three tasks were outlined. The first two focused on implementing various machine learning algorithms for each dataset, while the third involved merging datasets and employing the Stacking Ensemble Classifier (SEC). For evaluating the models, accuracy and F1-score metrics were used. The results indicate that the highest accuracy rate was achieved in the third experiment, with a score of 98.94%. Additionally, it is also observed that increasing the amount of test data (the difference between 20% Test and 50% Test) has a minimal effect in reducing the model's accuracy metric compared to previous studies.
Convolutional Neural Networks Machine Learning Stacking Ensemble Learning K-Fold Cross Validation Finger Vein
Dijital teknolojinin ilerlemesi, özellikle parmak damarı tespiti alanında biyometrik güvenlik sistemlerinin yükselişine sebep olmuştur. Literatürde parmak damarı sınıflandırması üzerine yapılan araştırmaların çoğunda yüksek doğruluk elde etmek ana amaç iken genelleme kapasitesi ve test dağılımı gibi konular genellikle göz ardı edilmektedir. Bu çalışmada, farklı test dağılımlarıyla iki farklı veri seti (MMCBNU_6000 ve FV-USM) K-Katlamalı yapı kullanılarak tarafsız örnekleme için test edilmiştir. Deney bölümünde, Kontrast Sınırlı Adaptif Histogram Eşitleme (KSAHE) ve Sobel filtreleme gibi iki farklı görüntü iyileştirme yöntemi veri setlerine uygulanmış ve özellik çıkarma için Evrişimli Sinir Ağları (ESA) kullanılmıştır. Ayrıca, sınıflandırma için makine öğrenimi algoritmaları uygulanmış ve Hibrit Evrişimli Makine Öğrenimi algoritması oluşturulmuştur. Bu yöntem, konvansiyonel öğrenme algoritmalarına kıyasla, iki farklı kanal ile beslenen model, klasik makine öğrenmesi sınıflandırıcıları ile ESA modelini birleştirmektedir. Bu doğrultuda çalışmada üç görev belirlenmiştir: ilk iki görevde her bir veri kümesi için çeşitli makine öğrenimi algoritmalarının uygulanması odaklanmışken, üçüncü görev veri kümelerinin birleştirilmesi ve Yığma Topluluk Sınıflandırıcısı (YTS) kullanımını içermiştir. Modellerin değerlendirilmesinde doğruluk ve F1-skoru metrikleri kullanılmıştır. Sonuçlar, en yüksek doğruluk skorunun %98.94 ile üçüncü deneyle elde edildiğini göstermektedir. Ayrıca test verisi sayısının artmasının (%20 Test ve %50 Test arasındaki fark) modelin doğruluk metriğinde önceki çalışmalara kıyasla minimal bir düşürme etkisine sahip olduğu gözlemlenmektedir.
Evrişimli Sinir Ağları Makine Öğrenmesi Yığma Topluluk Öğrenmesi K- Katlamalı Çapraz Doğrulama Parmak Damar İzi
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Computer Vision and Multimedia Computation (Other) |
Journal Section | Research Article |
Authors | |
Early Pub Date | May 12, 2025 |
Publication Date | May 23, 2025 |
Submission Date | May 29, 2024 |
Acceptance Date | August 22, 2024 |
Published in Issue | Year 2025 Volume: 27 Issue: 80 |
Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı Tınaztepe Yerleşkesi, Adatepe Mah. Doğuş Cad. No: 207-I / 35390 Buca-İZMİR.