基于手部心電信號的身份識別研究.pdf

1、傳統(tǒng)的身份識別技術越來越不能滿足人們的需求，生物特征識別技術憑借著其不易遺忘和丟失的優(yōu)勢逐漸被大眾接受。心電信號（ECG, Electrocardigram）作為一種活體生物特征信號，映射出人的生理狀況和健康狀態(tài)，具有唯一性。和已商業(yè)化的指紋、人臉等生物特征相比更不易被復制和偽造，具有更高的安全性。
　　傳統(tǒng)心電采集方式多采用胸前導聯(lián)或肢體導聯(lián)，采集的不便性限制了基于ECG身份識別的實際應用。本文在深入研究以手部方式進行心電信號采

2、集特點的基礎上，提出了基于手部心電信號采集和身份識別的解決方案，使其能夠用于實際應用，同時還構建了一個基于手部心電信號的身份識別平臺(即ECG-ID實驗平臺)。該平臺通過手握式心電采集方式，在短時間內就可以獲得有效的心電信號，然后自動完成心電信號R波檢測和特征提取，最終給出有效的身份識別結果。該方案實現(xiàn)了ECG身份識別從理論到實際應用的轉變。
　　為提高手部心電信號的采集質量，本文設計了一種手握式無線心電采集裝置。利用織物電極取代

3、傳統(tǒng)粘性電極，采用手握方式增大電極與皮膚的接觸面積，降低接觸阻抗、提高信號傳導能力，獲得穩(wěn)定的心電信號。為了進一步提高心電信號的有效性，本文引入中值濾波、切比雪夫低通濾波、滑動平均濾波三種算法相結合，消除心電信號的噪聲。同時，對使用本系統(tǒng)采集的手部心電信號與肢體導聯(lián)采集的心電信號進行了對比分析，實驗結果表明，本文手握式采集的心電數(shù)據(jù)與標準Ⅰ導聯(lián)心電數(shù)據(jù)相近，信號質量的標準性和穩(wěn)定性均能達到傳統(tǒng)采集的標準，能滿足便捷心電采集和身份識別的實

4、用要求。
　　本文采用基于窗口閾值的R波檢測方法，以平均心動周期波形作為心電特征，使用SVM進行身份識別實驗，實驗分為算法實驗和應用實驗。在算法實驗中，21名志愿者進行了持續(xù)兩個月的手部心電信號采集，獲得了1050組實驗樣本。在訓練集與測試集1:1的情況下，平均識別率達到了99％，拒識率為0.57%，誤識率為0.46%。在應用實驗中，本文設計并實現(xiàn)了一個ECG-ID實驗平臺。該實驗平臺在實際環(huán)境下進行了8個月左右的應用。在實際環(huán)境