基于手部心電信號(hào)的身份識(shí)別研究.pdf

1、傳統(tǒng)的身份識(shí)別技術(shù)越來(lái)越不能滿足人們的需求，生物特征識(shí)別技術(shù)憑借著其不易遺忘和丟失的優(yōu)勢(shì)逐漸被大眾接受。心電信號(hào)（ECG, Electrocardigram）作為一種活體生物特征信號(hào)，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(fù)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(dǎo)聯(lián)或肢體導(dǎo)聯(lián)，采集的不便性限制了基于ECG身份識(shí)別的實(shí)際應(yīng)用。本文在深入研究以手部方式進(jìn)行心電信號(hào)采

2、集特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了基于手部心電信號(hào)采集和身份識(shí)別的解決方案，使其能夠用于實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)還構(gòu)建了一個(gè)基于手部心電信號(hào)的身份識(shí)別平臺(tái)(即ECG-ID實(shí)驗(yàn)平臺(tái))。該平臺(tái)通過(guò)手握式心電采集方式，在短時(shí)間內(nèi)就可以獲得有效的心電信號(hào)，然后自動(dòng)完成心電信號(hào)R波檢測(cè)和特征提取，最終給出有效的身份識(shí)別結(jié)果。該方案實(shí)現(xiàn)了ECG身份識(shí)別從理論到實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。
　　為提高手部心電信號(hào)的采集質(zhì)量，本文設(shè)計(jì)了一種手握式無(wú)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(hào)傳導(dǎo)能力，獲得穩(wěn)定的心電信號(hào)。為了進(jìn)一步提高心電信號(hào)的有效性，本文引入中值濾波、切比雪夫低通濾波、滑動(dòng)平均濾波三種算法相結(jié)合，消除心電信號(hào)的噪聲。同時(shí)，對(duì)使用本系統(tǒng)采集的手部心電信號(hào)與肢體導(dǎo)聯(lián)采集的心電信號(hào)進(jìn)行了對(duì)比分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文手握式采集的心電數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ導(dǎo)聯(lián)心電數(shù)據(jù)相近，信號(hào)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)性和穩(wěn)定性均能達(dá)到傳統(tǒng)采集的標(biāo)準(zhǔn)，能滿足便捷心電采集和身份識(shí)別的實(shí)

4、用要求。
　　本文采用基于窗口閾值的R波檢測(cè)方法，以平均心動(dòng)周期波形作為心電特征，使用SVM進(jìn)行身份識(shí)別實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)分為算法實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。在算法實(shí)驗(yàn)中，21名志愿者進(jìn)行了持續(xù)兩個(gè)月的手部心電信號(hào)采集，獲得了1050組實(shí)驗(yàn)樣本。在訓(xùn)練集與測(cè)試集1:1的情況下，平均識(shí)別率達(dá)到了99％，拒識(shí)率為0.57%，誤識(shí)率為0.46%。在應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)ECG-ID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在實(shí)際環(huán)境下進(jìn)行了8個(gè)月左右的應(yīng)用。在實(shí)際環(huán)境