基于手指ECG信号的身份识别系统开发-电子与通信工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University for the Degree of Master Development of Identification System Based on the Finger ECG Candidate: Zeng Jixin Supervisor: Prof. Zhao Zhidong March，2015 杭州电子科技大学 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得 的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过 的作品或成果。对本章的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或 使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件， 允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其 它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定） 论文作者签名： 日期： 年 月 日 指导教师签名： 日期： 年 月 日 杭州电 杭州电子科技大学硕士学位论文 摘 要 随着人们对社会安全和身份信息认证的关注度不断提高，生物特征识别技术(Biometrics) 是一种利用人体的行为特征、生理特征来进行身份辨别的技术，其安全性和可靠性相当高， 已逐渐成为国内外研究的热点技术，并在不同领域发挥着举足轻重的作用。生物特征识别在 实际生活中的应用也面临许多挑战，其中比较突出的是安全问题。因此，探索新的具备高安 全性的生物特征识别技术是近年来研究的热点之一。心电(Electrocardiogram, ECG)是人体心脏 内部产生的生物电信号，在身份识别研究和应用领域受到广泛关注。随着半导体、微电子和 集成电路技术的发展，无需导电胶的单/双电极型手指心电采集装置已经涌现，这种类似于指 纹采集的便携式心电采集为心电身份识别的实用化奠定了坚实的基础。 本文系统研究了利用人体手指心电信号实现身份识别的方法和技术。在手指 ECG 信号的 特征提取、匹配识别等关键技术相关研究基础上，设计了手指 ECG 信号的硬件采集设备，提 出了 S 变换和最小欧氏距离的身份辨识算法，基于 Android 智能手机开发了手指 ECG 身份识 别应用软件。本文主要研究内容如下： (1) 论述了 ECG 信号身份识别原理，回顾了各种生物特征身份识别技术及 ECG 身份识别 技术的国内外研究现状。 (2) 开发了基于手指双电极采集人体 ECG 信号的硬件模块，测试者只需使用左右手指接 触测量电极即可实现心电信号的采集。硬件模块主要包括：心电电极传感器、前置滤波器、 BMD101 芯片电路、电源电路、HC-06 蓝牙传输电路等。首先采集手指 ECG 信号，接着经过 信号调理，通过蓝牙模块将采集的数据传输至 Android 智能手机端上实现身份识别。硬件电 路简单，测量方便舒适，而且便于携带。 (3) 设计了手指 ECG 信号的身份识别算法，研究了基于集合经验模式分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)和自相关分析的 ECG 信号的消噪算法；构建了基于 S 变换和最小欧氏距离的特征提取以及匹配识别的身份辨识方法。 (4) 基于 Android 系统设计了手机 ECG 身份识别软件，结合 SQLite 构建嵌入式心电数据 库，实现信号采集、用户注册、用户辨识和系统设置等功能，最后生成 apk 文件，实现在移 动智能 Android 平台的无缝移植。 本文的研究提供了一种准确率高、防伪能力强、使用方便的基于人体手指ECG信号的身 份识别新设备，对心电身份识别的实用化提供了技术支撑。 关键词：手指心电，身份识别，S 变换，欧氏距离，Android 智能手机 I ABSTRACT With the gradual improvement of social security and authentication information attention, biometrics which is a kind of human’s behavior characteristic and physiological characteristic is used to identify