基于Android智能手机的心音身份识别系统

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随着信息科技的飞速发展,个人信息的安全性对于人类越来越重要,传统身份识别技术已经不能满足人类对于高安全性身份识别的要求。生物特征识别技术(BiometricsIdentificationTechnology)作为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具有更高的安全度与可靠度,已逐渐成为国际研究的热点,并逐渐在不同的领域发挥着举足轻重的作用。常见的生物特征识别技术主要有:虹膜识别、指纹识别、视网膜识别、语音识别、人脸识别以及DNA识别等。这些身份识别技术在实际应用中虽然取得了成功,但是也面临着一些安全性挑战,探索新的生物特征识别方法是生物特征识别技术未来发展方向之一。本文将来自于人体内部的心音信号用于身份识别,开发了基于Android智能手机的心音身份识别系统。在心音信号的特征提取、模式匹配等关键技术的相关研究基础上,设计了心音信号的硬件采集设备,并在Android智能手机中实现了相应的心音身份识别应用软件。本文主要的研究内容如下:(1)研究了心音身份识别的原理,回顾了心音身份识别技术的国内外研究现状。并介绍了Android系统的体系结构、系统特点、应用组件以及开发环境的构建。(2)开发了心音信号采集的硬件平台,主要包括心音传感器、滤波电路、dsPIC主控制电路、增益控制电路、HC-06蓝牙传输电路以及NFC标签等。通过自制心音采集头采集心音,通过滤波电路预处理心音,经过dsPIC主控制电路的A/D转换后,利用NFC标签,通过蓝牙模块完成无线传输。NFC标签的主要作用是简化蓝牙配对的过程,快速建立Android智能手机与心音采集硬件电路的蓝牙连接,实现了用户的便捷操作。(3)提出了基于MFCC和改进VQ的身份识别算法。首先提出了基于高阶香农熵的心音分段预处理算法,在分段的基础上提取心音的MFCC特征参数;研究了利用VQ模型训练心音码本的原理,给出了利用LBG算法生成码本的方法,最后通过基于方差和标准差的加权失真测度的VQ模型实现了个体身份识别。(4)基于Android操作系统开发了心音身份识别应用程序,由蓝牙连接、用户注册、用户辨识以及系统管理4个功能模块组成的。在蓝牙连接模块,使用NFC技术简化蓝牙连接的方式。用户注册模块,进行用户基本信息的登记、采集与保存心音信号、心音MFCC特征提取以及基于LBG算法的码本生成。在用户辨识模块,实现身份的辨识。系统管理功能模块的主要功能是注册用户信息的管理。本文提供了一种基于Android的心音身份识别系统,为生物特征识别领域提供了一种安全可靠便携的身份识别新装备。
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