隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)于信息安全和個(gè)人身份識(shí)別提出越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)的身份識(shí)別方法如鑰匙、身份證、密碼等越來(lái)越難以滿足人們的要求,利用人體生物特征的唯一性來(lái)鑒別個(gè)人身份的生物識(shí)別技術(shù)成為了保證個(gè)人信息安全的首選方式。脈搏是人體表面可以觸摸到的動(dòng)脈搏動(dòng),它的形成基于心臟的舒縮和動(dòng)脈管壁的彈性擴(kuò)張。脈搏波中含有豐富的人體生理和病理信息,不同人表現(xiàn)為不同的特征,是重要的人體生理信號(hào)。脈搏作為生物特征的一種,也如同人的指紋一樣,攜帶著人體的身份信息。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,脈診客觀化得到了發(fā)展,人們采用現(xiàn)代化的手法采集和研究脈搏信號(hào)。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是近些年機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的一種高效識(shí)別方法,具有強(qiáng)魯棒性、易于訓(xùn)練和優(yōu)化等優(yōu)點(diǎn),是對(duì)脈搏特征進(jìn)行分類的一個(gè)強(qiáng)有力工具�；谝陨媳尘�,本文的創(chuàng)新點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容主要分為以下三個(gè)部分:1.對(duì)原有的基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的脈搏分析模型進(jìn)行優(yōu)化,針對(duì)原有模型的一些缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn),并加入數(shù)據(jù)預(yù)處理層,通過(guò)SVD降噪、解調(diào)和去突變值對(duì)脈搏數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。實(shí)驗(yàn)證明改進(jìn)模型優(yōu)于原有模型,改進(jìn)模型在通過(guò)脈搏對(duì)人進(jìn)行身份識(shí)別的實(shí)驗(yàn)中測(cè)試集準(zhǔn)確率達(dá)到了92.09%,比原有模型提高了8.28%。2.脈搏作為生物特征的一種,也攜帶著人體的身份信息。本文類比指紋和聲紋等,創(chuàng)造性的提出脈搏紋的概念,豐富了現(xiàn)有的生物識(shí)別技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,本文類比指紋識(shí)別和聲紋識(shí)別的流程,給出了脈搏紋識(shí)別流程,并指出構(gòu)建統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)脈搏數(shù)據(jù)庫(kù)的必要性。3.以優(yōu)化過(guò)的脈搏分析模型為工具,通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)脈搏紋的時(shí)效性進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)證明脈搏紋具有時(shí)效性,且脈搏紋時(shí)效性的時(shí)間限度大于等于100天。同時(shí),本文提出了將不同特征、不同識(shí)別方式相結(jié)合的多生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP183;TP309
【部分圖文】：

第一章緒論邐逡逑，喬愛科等人基于非線性的脈搏波理論對(duì)心臟血管功能參數(shù)的無(wú)創(chuàng)評(píng)測(cè)方法逡逑行了研宄。逡逑二、脈搏信號(hào)獲取方法的研宄逡逑傳統(tǒng)的脈搏信號(hào)獲取方法是醫(yī)生通過(guò)按壓人體表面動(dòng)脈管處（例如手腕、頸逡逑等）獲取。然而這種方法會(huì)帶入把脈者的主觀因素，且不易于進(jìn)行更深入更精逡逑的分析以及客觀的記錄，因此它的應(yīng)用和發(fā)展在很大程度上受到了限制。采用逡逑感器監(jiān)測(cè)脈搏是目前獲取脈搏信號(hào)的主要方法，它使用方便且對(duì)人體無(wú)創(chuàng)，能逡逑客觀記錄脈搏波信號(hào)，易于存儲(chǔ)和分析。目前常用的脈搏傳感器分為壓電式、逡逑阻式和光電式三種。尤其是光電式脈搏傳感器，其光電隔離特性減少了干擾，逡逑加了其穩(wěn)定性，因此應(yīng)用非常廣泛［１４］。本文所使用的即為一種指夾式的光電傳逡逑器，使用方便、性能穩(wěn)定且便于攜帶。逡逑三、脈搏信號(hào)特征提取的研宄逡逑一個(gè)典型的脈搏波主要由主波、重搏前波、降中峽、重搏波等組成。如圖１－逡逑所示：逡逑幅度逡逑

逑２．１．２脈搏波波形釋義逡逑一個(gè)正常人的脈搏在一個(gè)周期內(nèi)的波形圖如圖２－１所示：逡逑幅度逡逑主波逡逑／邋ｌ＼：邋￥逡逑／邐！邋Ｖ邋／＇邐＼邐重搏波逡逑＾邋丨邋１逡逑＿邐—丨邋／—Ｊ———．．．．．．： —邐：——：心逡逑ｋ邐邐邋時(shí)間逡逑升支邋：邐降支逡逑圖２－１典型的單個(gè)周期脈搏波形圖逡逑一般情況下人們認(rèn)為，一個(gè)完整的脈搏波由升支、降支、主波、潮波、降中逡逑峽、重搏波６個(gè)部分組成。其中升支發(fā)生在心臟快速射血時(shí)期，在脈搏波的波形逡逑中是由基線到主波波峰的一條上升的曲線。降支發(fā)生在心室射血后到下一次心臟逡逑射血開始，在脈搏波形中是一條從主波波峰到基線下降的曲線［３２］。逡逑２．１．３脈搏波的檢測(cè)逡逑傳統(tǒng)的脈搏檢測(cè)是通過(guò)觸摸人體表面動(dòng)脈處（如頸部的頸動(dòng)脈、肘部的肱動(dòng)逡逑脈和手腕處的橈動(dòng)脈等）來(lái)感受心跳從而進(jìn)行動(dòng)脈觸診。正常人的脈搏和心跳是逡逑一致的。正常成年人的脈搏跳動(dòng)為每分鐘６０－１００次。脈搏跳動(dòng)頻率受到年齡的逡逑影響。剛出生不久的嬰兒脈搏搏動(dòng)每分鐘１２０－１４０次；幼兒脈搏搏動(dòng)每分鐘９０－逡逑１００次；兒童脈搏搏動(dòng)每分鐘８０－９０次；老年人脈搏搏動(dòng)較慢，每分鐘５５－６０次。逡逑一般情況下，正常人的脈搏跳動(dòng)強(qiáng)弱均等且脈搏間隔時(shí)間均衡。而運(yùn)動(dòng)、休息、逡逑睡眠、情緒波動(dòng)和疾病等都會(huì)影響脈搏。逡逑目前，脈搏傳感器是最常見的檢測(cè)脈搏波的方式。脈搏傳感器實(shí)質(zhì)是檢測(cè)動(dòng)逡逑脈搏動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力變化，并將它轉(zhuǎn)換為可以被直觀觀察和檢測(cè)的電信號(hào)。常用逡逑的脈搏傳感器分為壓電式、壓阻式和光電式三種

短時(shí)傅里葉變換（ｓｈｏｒｔ－ｔｉｍｅ邋Ｆｏｕｒｉｅｒ邋ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，邋ＳＴＦＴ）也叫加窗傅里葉變換，逡逑它的思路是把原來(lái)的信號(hào)劃分為若干個(gè)很小的時(shí)間間隔，然后在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)逡逑再使用傅里葉變換，得到每個(gè)小間隔內(nèi)的頻率信息，如圖２－２所示：逡逑幅度．邐時(shí)間窗逡逑Ａ邋ｉ逡逑／邋＼；邐ｒ＼邐ｉ逡逑／邋！Ａ邋Ａ邋／＼ａ／逡逑／邋；＼／邋：邋ｖ邋＾逡逑時(shí)間逡逑圖２－２短時(shí)傅里葉變換示意圖逡逑根據(jù)公式（２－１），要分析ｘ邋＝邋ｒ時(shí)刻的頻率，取傅里葉變變換在某個(gè)時(shí)間段逡逑八的值，有：逡逑ｆ｛ｘ）ｅｉＸ0，ｄｘ邐（２－３）逡逑、）Ｉ７ｒｒ／ｒ逡逑公式（２－３）中，｜是時(shí)間區(qū)域的長(zhǎng)度，如果定義這個(gè)時(shí)間區(qū)域內(nèi)的方波函逡逑數(shù)為則逡逑ＸＧＩｔ邐（２－４）逡逑０，邋ｏｔｈｅｒｓ逡逑根據(jù)式（２－４），則公式（２－３）可以表示為逡逑ｆ邋＝＼Ｒｆ（ｘ）ｇＴ（ｘ）ｅＬｃ＜ａｄｘ邐（２－５）逡逑ｖ邋ｙ逡逑短時(shí)傅里葉變換通過(guò)窗口函數(shù)，得到了信號(hào)的局部信息，看似好像解決了問逡逑題。然而

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本文編號(hào)：2819720