專利名稱：一種身份鑒定方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及身份鑒定領(lǐng)域，特別是涉及一種身份鑒定方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
身份鑒定是用于確認(rèn)身份的唯一性和合法性。在銀行、CA中心、公安系統(tǒng)等信息及安全領(lǐng)域有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。為增強(qiáng)安全性，提高辦事效率，要求身份鑒定必須快速、準(zhǔn)確地識(shí)別被鑒定者的特征信息，驗(yàn)證被鑒定者真實(shí)身份。
現(xiàn)有技術(shù)中，身份鑒定技術(shù)主要有密碼鑒定技術(shù)和生物特征鑒定技術(shù)。密碼鑒定技術(shù)需要被鑒定者輸入在鑒定系統(tǒng)內(nèi)輸入標(biāo)識(shí)號碼及密碼，根據(jù)標(biāo)識(shí)號碼和密碼是否匹配確定被鑒定者身份是否合法，鑒定時(shí)，只需被鑒定者輸入正確的標(biāo)識(shí)號碼及密碼即可得到身份確認(rèn)，具有快速、方便的優(yōu)點(diǎn)。但是，密碼鑒定技術(shù)缺陷非常明顯。主要是安全性不高，標(biāo)識(shí)號碼與密碼只是為被鑒定者編輯的一組數(shù)據(jù)，非法人員可以采用偷盜、窺視、及網(wǎng)上破譯軟件等手段獲取到這些數(shù)據(jù)，這樣，非法人員使用不正常手段獲取的標(biāo)識(shí)號碼和密碼時(shí)，就會(huì)被誤確認(rèn)為身份合法，便可隨心所欲侵害當(dāng)事人利益。現(xiàn)實(shí)中，此類事件也經(jīng)常發(fā)生。
將人體生物學(xué)特征或行為特性應(yīng)用于身份鑒定，則可在一定程度上克服密碼鑒定技術(shù)的不足。經(jīng)科學(xué)論證，每個(gè)人的生物學(xué)特征是唯一的，其重復(fù)的概率可以忽略不計(jì)。目前利用人體生物學(xué)特征進(jìn)行身份鑒定主要是利用人體臉像、虹膜、指紋、掌紋、聲音、筆跡、步態(tài)等特征。
參閱圖1，為現(xiàn)有技術(shù)中利用指紋進(jìn)行身份鑒定的方法流程圖，具體步驟如下步驟101、將需驗(yàn)證的人群的指紋編號記錄在系統(tǒng)內(nèi)指紋庫中；步驟102、獲取被鑒定者指紋，并輸入系統(tǒng)；步驟103、輸入該被鑒定者編號，調(diào)出預(yù)存的該標(biāo)號對應(yīng)的指紋，與獲得的指紋相比較；步驟104、如兩指紋可重疊的比例達(dá)到要求，則確定該被鑒定者身份為合法身份。
但是，利用指紋技術(shù)進(jìn)行身份識(shí)別也有其不足，如高科技的生物技術(shù)可能對指紋進(jìn)行仿制，或在乳膠中隱去指紋，這會(huì)給指紋識(shí)別技術(shù)帶來一定的隱患。其它如利用人臉、聲音、步態(tài)等識(shí)別技術(shù)都在一定程度上存在被仿冒的隱患，比如人臉可以通過照片作假，聲音和筆記可以被模仿。因此，上述身份鑒定技術(shù)都存一定安全隱患，其可靠性和安全性尚存缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種身份鑒定方法及系統(tǒng)，用于提高身份鑒定的可靠性和安全性。
本發(fā)明一種身份鑒定方法，包括獲取被鑒定者的生物電信號；將所述生物電信號處理成生物電特征向量；將所述生物電特征向量與預(yù)存的相應(yīng)特征向量模板進(jìn)行匹配比較；如匹配比較結(jié)果達(dá)到預(yù)設(shè)條件，確認(rèn)該被鑒定者身份合法。
優(yōu)選的，通過放大處理、濾波處理與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，將所述生物電信號處理成生物電特征向量。
優(yōu)選的，所述在處理后的生物電信號中提取生物電特征參數(shù)包括計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中的斜率；計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中峰值時(shí)間；計(jì)算生物電信號周期波形內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差；計(jì)算生物電信號周期波形的高階矩；計(jì)算生物電信號周期波形的協(xié)方差。
優(yōu)選的，所述計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中的斜率包括計(jì)算生物電信號中每一個(gè)周期內(nèi)生物電信號的波形從起始點(diǎn)到第一個(gè)波峰的上升斜率；從第一個(gè)波谷到第二個(gè)波峰的上升斜率；從波峰到最低點(diǎn)的下降斜率；最后一個(gè)波峰的上升斜率；優(yōu)選的，所述計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中峰值時(shí)間包括計(jì)算每一個(gè)周期內(nèi)生物電信號的波形從起點(diǎn)到第一個(gè)波峰所用的時(shí)間；從第一個(gè)波峰到最后一個(gè)波峰所用的時(shí)間；優(yōu)選的，所述計(jì)算生物電信號周期波形內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差，并計(jì)算出n個(gè)方差的平均值；優(yōu)選的，所述計(jì)算生物電信號周期波形的高階矩包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號中每個(gè)周期的4階矩，并計(jì)算出前n個(gè)波形信號周期4階矩的平均值。
優(yōu)選的，所述計(jì)算生物電信號周期波形的協(xié)方差包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號相鄰兩周期的協(xié)方差。
優(yōu)選的，根據(jù)上述特征參數(shù)生成特征向量。
優(yōu)選的，所述根據(jù)上述特征參數(shù)生成特征向量的方法是將特征參數(shù)按一定的順序排列。
優(yōu)選的，采用矢量量化法、隱馬爾可夫模型法、遺傳算法、動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行匹配比較。
優(yōu)選的，所述生物電信號包括心肌生物電信號和腦電波信號。
優(yōu)選的，所述生物電信號的通過測量人體兩手之間的電位差獲取。
優(yōu)選的，所述獲取被鑒定者生物電信號，包括獲取被鑒定者的生物電信號，同時(shí)獲取被鑒定者電阻、體溫與/或濕度信號；將電阻、體溫與/或濕度信號與上述生物電信號疊加后，作為被鑒定者的生物電信號。
本發(fā)明一種身份鑒定系統(tǒng)，包括獲取單元用于獲取被鑒定者的生物電信號；信號處理單元用于將所述生物電信號處理成生物電特征向量；匹配計(jì)算單元用于將所述生物電特征向量與預(yù)存的相應(yīng)特征向量模板進(jìn)行匹配比較；確認(rèn)單元用于在匹配比較結(jié)果達(dá)到預(yù)設(shè)條件時(shí)，確認(rèn)該被鑒定者。
優(yōu)選的，所述獲取單元還用于獲取被鑒定者電阻、體溫與/或濕度信號；所述信號處理單元還用于將電阻、體溫與/或濕度信號與上述生物電信號疊加后處理。
優(yōu)選的，所述信號處理單元包括信號放大單元用于對所述生物電信號進(jìn)行放大處理；濾波單元用于對放大后的信號進(jìn)行濾波處理模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元把采集并放大后的生物電信號轉(zhuǎn)換成可被直接處理的數(shù)字信號；特征向量生成單元用于依據(jù)所述生物電特征參數(shù)計(jì)算生物電特征向量。
優(yōu)選的，依據(jù)所述生物電特征參數(shù)計(jì)算出生物電特征向量的方法包括矢量量化法、隱馬爾可夫模型法、動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。
優(yōu)選的，所述生物電信號的通過測量人體兩手之間的電位差獲取。
優(yōu)選的，所述生物電信號包括心肌生物電信號和腦電波信號。
優(yōu)選的，所述生物電信號包括心肌生物電信號和腦電波信號。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明將生物電信號用于身份鑒定，生物電信號是每個(gè)人獨(dú)有的生物學(xué)特征，其可重復(fù)的概率完全可以忽略不計(jì)，并且無可仿冒，充分保證身份鑒定的可靠性與安全性。
優(yōu)選的，本發(fā)明采用心肌生物電信號和腦電波信號，心肌生物電信號和腦電波信號特征明顯，易于獲取和處理。
優(yōu)選的，本發(fā)明可同時(shí)獲取被鑒定者電阻、體溫與/或濕度信號。將電阻、體溫與/或濕度信號與生物電信號疊加后，作為被鑒定者的生物電信號，結(jié)合被鑒定者多種生物特征進(jìn)行鑒定，進(jìn)一步增強(qiáng)身份鑒定的可靠性和安全性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中利用指紋進(jìn)行身份鑒定的方法流程圖；圖2為本發(fā)明身份鑒定方法實(shí)施例的流程圖；圖3為人體心肌生物電信號在一個(gè)周期電位差隨時(shí)間的變化示意圖；圖4為被鑒定者的心肌生物電信號的波形圖；圖5為被鑒定者的心肌生物電信號的波形圖；圖6為人體心肌生物電信號的主要特征參數(shù)檢測示意圖；圖7為本發(fā)明身份鑒定系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖；圖8為本發(fā)明信號放大單元實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明的核心思想是將生物電信號用于身份鑒定，生物電信號是每個(gè)人獨(dú)有的生物學(xué)特征，其可重復(fù)的概率完全可以忽略不計(jì)，并且無可仿冒，充分保證身份鑒定的可靠性與安全性。
生物電是生物體所呈現(xiàn)的電現(xiàn)象。產(chǎn)生生物電的基礎(chǔ)來自細(xì)胞膜內(nèi)外的電位差。安靜時(shí)，細(xì)胞內(nèi)處于負(fù)電位，細(xì)胞外處于負(fù)電位，稱“靜息電位”；興奮時(shí)，瞬間細(xì)胞內(nèi)的電位升高并超過了細(xì)胞外而相對地變成了正電位，暫時(shí)可變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)，稱“動(dòng)作電位”，這種電位的變化只持續(xù)幾毫秒，興奮過后又恢復(fù)原來的狀態(tài)。腦和心臟等器官所表現(xiàn)的復(fù)雜電變化，是它們的組成細(xì)胞電變化的總和，單個(gè)個(gè)體的生物電信號基本一致，不同個(gè)體的生物電信號存在較大的差異。
基于生物電的生物特征身份鑒定是采用每個(gè)人獨(dú)一無二的生物特征來驗(yàn)證其身份的合法性。從理論上說，生物特征認(rèn)證是最可靠的身份認(rèn)證方式，因?yàn)樗苯邮褂萌梭w內(nèi)的生物特征信號來表示每一個(gè)人的身份，不同的人具有相同生物特征的可能性可以忽略不計(jì)，并且不可能被仿冒，因此，具有極高的可靠性和安全性。
本發(fā)明通過專用的儀器獲取被鑒定者生物電信號，生物電信號可以為人體心肌生物電信號、腦電波信號等有較強(qiáng)特征的信號量。再將獲取被鑒定者的生物電信號進(jìn)行放大、濾波處理后，在處理后的圖形進(jìn)行特殊點(diǎn)A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換，提取被鑒定者生物電信號的特征參數(shù)，然后根據(jù)生物電特征參數(shù)計(jì)算生成被鑒定者的生物電特征向量。
本發(fā)明將被鑒定者的生物電特征向量與預(yù)先存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的該被鑒定者的生物電特征模板信號進(jìn)行匹配。當(dāng)匹配達(dá)到或超過預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，確認(rèn)被鑒定者身份合法；當(dāng)匹配沒有達(dá)到或超過預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，確認(rèn)被鑒定者身份非法。
參閱圖2，為本發(fā)明身份鑒定方法實(shí)施例的流程圖，具體步驟如下步驟201、被鑒定者輸入自己的標(biāo)識(shí)號碼；被鑒定者輸入自己的姓名、身份證號碼或編號等標(biāo)識(shí)號碼，以便于在數(shù)據(jù)庫中查找出與其相應(yīng)生物電模板信號。
步驟202、獲取被鑒定者的心肌生物電信號；獲取時(shí)需要用指夾式生物電信號檢測器固定在被鑒定者的指端進(jìn)行心肌生物電信號的采集。可通過測量人體兩手之間的電位差獲取心肌生物電信號。
人體心肌生物電是由心臟的竇房結(jié)發(fā)出的一次興奮，按一定的途徑和進(jìn)程，依次傳向心房和心室，引起整個(gè)心臟的興奮；因此，每一個(gè)心動(dòng)周期中，心臟各部分興奮過程中出現(xiàn)的電變化傳播方向、途徑、次序和時(shí)間等都有一定的規(guī)律。這種生物電變化通過心臟周圍的導(dǎo)電組織和體液，反映到身體表面，使身體各部位在每一心動(dòng)周期中也都發(fā)生有規(guī)律的電變化。將測量電極放置在人體表面的一定部位記錄出來的心臟電變化曲線能夠反映心臟興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和恢復(fù)過程中的生物電變化系。而該變化曲線反映的人體生物電信號在經(jīng)過生物電放大器的放大后，能夠被檢測出來。
請參閱圖3，圖3為人體心肌生物電信號在一個(gè)周期電位差(y軸)隨時(shí)間(t軸)的變化示意圖，該圖所示波形是一個(gè)典型的生物電信號的波形圖。圖4、圖5為兩個(gè)不同被鑒定者的心肌生物電信號的波形圖，經(jīng)對比可以看出，雖然每個(gè)個(gè)體的心肌生物電信號的特征會(huì)隨著檢測部位和檢測時(shí)刻的變化而有所差異，但是，同一個(gè)人的心肌生物電信號基本保持穩(wěn)定，不同個(gè)體的心肌生物電信號卻存在比較大的差異。因此，通過心肌生物電信號比較容易識(shí)別不同個(gè)體。
步驟203、對心肌生物電信號進(jìn)行放大、濾波處理、模擬量/數(shù)字量的轉(zhuǎn)換；將采集到的心肌生物電信號通過心肌電信號放大器進(jìn)行放大，并將放大后的心肌生物電信號進(jìn)行濾波處理。
步驟204、對處理后的心肌生物電信號進(jìn)行特殊點(diǎn)檢測，并計(jì)算其特征參數(shù)；心肌生物電特征參數(shù)的提取是指提取生物電信號信號中表征人的基本特征，選取的特征必須能夠有效地區(qū)分不同的被鑒定者，且對同一被鑒定者的變化保持相對穩(wěn)定，同時(shí)要求特征參數(shù)計(jì)算簡便，最好有高效快速算法，以保證識(shí)別的實(shí)時(shí)性。
圖6為對人體心肌生物電信號的主要特征參數(shù)檢測示意圖，心肌生物電信號的特征參數(shù)包括生物電信號的頂點(diǎn)和谷點(diǎn)，與之相對的特征參數(shù)包括上升及下降斜率k1、k2、k3、k4，時(shí)間間隔t1、t2，具體表現(xiàn)為計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中的斜率；計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中峰值時(shí)間；計(jì)算生物電信號周期波形內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差；計(jì)算生物電信號周期波形的高階矩；計(jì)算生物電信號周期波形的協(xié)方差。
所述計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中的斜率包括計(jì)算生物電信號中每一個(gè)周期內(nèi)生物電信號的波形從起始點(diǎn)到第一個(gè)波峰的上升斜率；從第一個(gè)波谷到第二個(gè)波峰的上升斜率；從波峰到最低點(diǎn)的下降斜率；最后一個(gè)波峰的上升斜率；所述計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中峰值時(shí)間包括計(jì)算每一個(gè)周期內(nèi)生物電信號的波形從起點(diǎn)到第一個(gè)波峰所用的時(shí)間；從第一個(gè)波峰到最后一個(gè)波峰所用的時(shí)間；所述計(jì)算生物電信號周期波形內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差，并計(jì)算出n個(gè)方差的平均值；所述計(jì)算生物電信號周期波形的高階矩包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號中每個(gè)周期的4階矩，并計(jì)算出前n個(gè)波形信號周期4階矩的平均值。
所述計(jì)算生物電信號周期波形的協(xié)方差包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號相鄰兩周期的協(xié)方差。
將計(jì)算后的結(jié)果作為心肌生物電信號的特征參數(shù)。
步驟205、依據(jù)生物電信號的特征參數(shù)計(jì)算生物電特征向量；將生物電信號的特征參數(shù)按一定順序進(jìn)行排列即可組成生物電的特征向量。
步驟206、根據(jù)被鑒定者標(biāo)識(shí)號碼查找相對應(yīng)的心肌生物電模板信息；將所有可能被鑒定的人群按標(biāo)識(shí)號碼預(yù)置其心肌生物電模板信息到數(shù)據(jù)庫，心肌生物電模板信息記錄所對應(yīng)人員的心肌生物電信號的特征向量。需要匹配時(shí)，根據(jù)被鑒定者輸入的標(biāo)識(shí)號碼調(diào)出對應(yīng)的心肌生物電的模板信息。
步驟207、將被鑒定者心肌生物電信號的特征向量與模板信息相比較，依據(jù)比較后的結(jié)果確定是否匹配。
是否匹配是指比較的結(jié)果是否超過預(yù)設(shè)的條件，預(yù)設(shè)條件可為固定的門限值，若超過，則表示該被鑒定者通過身份鑒定。若沒有超過，則表示該用戶沒有通過身份鑒定。
本實(shí)施例中，匹配比較方法可采用矢量量化法、隱馬爾可夫模型法、動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整法或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行匹配比較，上述方法已在音頻領(lǐng)域有成熟的應(yīng)用，其可靠性很高。
本實(shí)施例在步驟201中，獲取被鑒定者心肌生物電信號的同時(shí)，還可同時(shí)獲取被鑒定者一些生理特征信號，如電阻、體溫及濕度等等將上述信號與被鑒定者的生物電信號進(jìn)行疊加后，再按實(shí)施例所述方法處理成生物電特征向量，與生物電模板信息進(jìn)行匹配比較，進(jìn)一步提高身份識(shí)別的可靠性和安全性。
本發(fā)明所提出的基于人體生物電的身份鑒定方法還能夠結(jié)合其他一些生物特征技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多生物特征信息的身份鑒定。
參閱圖7，為本發(fā)明一種身份鑒定系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖，該系統(tǒng)包括獲取單元701、信號處理單元702、匹配計(jì)算單元703、確認(rèn)單元704。
獲取單元701通過專用的儀器獲取被鑒定者生物電信號，生物電信號可以為人體心肌生物電信號、腦電波信號等有較強(qiáng)特征的信號量。獲取單元701通過測量人體兩手之間的電位差獲取生物電信號。獲取單元701將獲取的生物電信號傳送至信號處理單元702。
信號處理單元702包括信號放大單元70211、濾波單元7022、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元7023、特征向量生成單元7024。
信號放大單元70211將采集到的生物電信號進(jìn)行放大，并將放大后的生物電信號傳送至濾波單元7022。
濾波單元7022對接收到的信號進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的信號傳送至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元7023。
模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元7023依據(jù)特種電檢測方法將生物電波形信號轉(zhuǎn)換為特征參數(shù)，如計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中的斜率；計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中峰值時(shí)間；計(jì)算生物電信號周期波形內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差；計(jì)算生物電信號周期波形的高階矩；
計(jì)算生物電信號周期波形的協(xié)方差。
所述計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中的斜率包括計(jì)算生物電信號中每一個(gè)周期內(nèi)生物電信號的波形從起始點(diǎn)到第一個(gè)波峰的上升斜率；從第一個(gè)波谷到第二個(gè)波峰的上升斜率；從波峰到最低點(diǎn)的下降斜率；最后一個(gè)波峰的上升斜率。
所述計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中峰值時(shí)間包括計(jì)算每一個(gè)周期內(nèi)生物電信號的波形從起點(diǎn)到第一個(gè)波峰所用的時(shí)間；從第一個(gè)波峰到最后一個(gè)波峰所用的時(shí)間。
所述計(jì)算生物電信號周期波形內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差，并計(jì)算出n個(gè)方差的平均值。
所述計(jì)算生物電信號周期波形的高階矩包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號中每個(gè)周期的4階矩，并計(jì)算出前n個(gè)波形信號周期4階矩的平均值。
所述計(jì)算生物電信號周期波形的協(xié)方差包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號相鄰兩周期的協(xié)方差。
將上述檢結(jié)果作為生物電信號的特征參數(shù)，并將特征參數(shù)傳送至特征向量生成單元7024。
特征向量生成單元7024將特征參數(shù)按一定順序進(jìn)行排列即可組成生物電的特征向量，并將生物電特征向量傳送至匹配計(jì)算單元703。
匹配計(jì)算單元703在其數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)出該鑒定者的生物電模板信息，并生物電特征參數(shù)與模板信息進(jìn)行匹配比較。匹配比較方法可選用采用矢量量化法、隱馬爾可夫模型法、動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整法或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行匹配比較。匹配計(jì)算單元703內(nèi)置預(yù)設(shè)條件，預(yù)設(shè)條件可為固定的門限，只有當(dāng)被鑒定者的生物電特征向量與預(yù)先存儲(chǔ)的模板信息的匹配超過所述門限值時(shí)，輸出信號高電平到確認(rèn)單元704，否則輸出低電平信號到確認(rèn)單元704。
確認(rèn)單元704接收到高電平信號，確認(rèn)該被鑒定者身份；接受到第電平信號，則認(rèn)為該被鑒定者非法。
獲取單元701還用于獲取被鑒定者電阻、體溫和濕度信號，信號處理單元702還用于將電阻、體溫與/或濕度信號與上述生物電信號疊加后處理。
由于生物電信號十分微弱，在檢測生物電信號的同時(shí)存在強(qiáng)大的干擾，因此，設(shè)計(jì)高質(zhì)量的信號放大單元7021有許多技術(shù)困難，通常要求必須具備如下特性1、高輸入阻抗，人體心肌的生物電信號是高阻抗的微弱信號源，所以生物電放大器的輸入阻抗必須比較高，從而減小信號源阻抗對生物電放大器的影響。
2、高共模抑制比(CMRR)，為了抑制人體所攜帶的工頻干擾以及所測量的參數(shù)外的其他生理作用的干擾，須選用差分放大形式。
3、低噪聲、低漂移，為了獲得一定信/噪比的輸入信號，對放大器的低噪聲性能有嚴(yán)格的要求。理想的生物電放大器，能夠抑制外界干擾使其減弱到和放大器的固有噪聲為同一數(shù)量級。
4、有足夠大的放大倍數(shù)及低功耗。
參閱圖8，為本發(fā)明信號放大單元實(shí)施例的電路圖，信號放大單元7021包括前級差分放大單元、直流補(bǔ)償放大單元和后級放大單元。
前級差分放大單元，包括運(yùn)算放大器A1及連接其輸入端的電阻R1和電阻R2。
直流補(bǔ)償放大單元，包括運(yùn)算放大器A2、電容C1、電容C2，電阻R5、電阻R6，運(yùn)算放大器A2的負(fù)輸入端通過R6電阻與運(yùn)算放大器A1的輸出端相連；運(yùn)算放大器A2的輸出端通過并聯(lián)的電容C1和電阻R5與運(yùn)算放大器A1相連；運(yùn)算放大器A2的輸出端與負(fù)輸入端通過電容C2相連。
后級放大單元，包括運(yùn)算放大器A3、電容C3、R7電阻、電阻R8，運(yùn)算放大器A3的負(fù)輸入端通過R7電阻連接運(yùn)算放大器A1的輸出端；運(yùn)算放大器A3的負(fù)輸入端與輸出端之間并聯(lián)電阻R8和第三電容C3。
該電路的極化電壓最大可以達(dá)到300mV，所在交流耦合中減少極化電壓的影響是必須的。在該電路中，采用了直流補(bǔ)償放大器來抵消直流偏移量。集成化儀用放大器作為生物電前置放大器時(shí)，由于極化電壓的存在，前置放大器的增益只能在幾十倍以內(nèi)，這就使得集成化放大器作為前置放大器時(shí)的共模抑制比不可能達(dá)到最高。
在該電路中，經(jīng)前級放大信號中的直流成分(包括極化電壓以及儀用放大器的輸入失調(diào)電壓)由直流補(bǔ)償電路消除。后級放大器承擔(dān)著主要的放大任務(wù)，要求運(yùn)放有很低的輸入失調(diào)電壓，以免高增益放大后，影響輸出信號。
以上對本發(fā)明所提供的一種身份鑒定方法及系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種身份鑒定方法，其特征在于，包括獲取被鑒定者的生物電信號；將所述生物電信號處理成生物電特征向量；將所述生物電特征向量與預(yù)存的相應(yīng)特征向量模板進(jìn)行匹配比較；如匹配比較結(jié)果達(dá)到預(yù)設(shè)條件，確認(rèn)該被鑒定者身份合法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過放大處理、濾波處理與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，將所述生物電信號處理成生物電特征向量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述在處理后的生物電信號中提取生物電特征參數(shù)包括計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中的斜率；計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中峰值時(shí)間；計(jì)算生物電信號周期波形內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差；計(jì)算生物電信號周期波形的高階矩；計(jì)算生物電信號周期波形的協(xié)方差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中的斜率包括計(jì)算生物電信號中每一個(gè)周期內(nèi)生物電信號的波形從起始點(diǎn)到第一個(gè)波峰的上升斜率；從第一個(gè)波谷到第二個(gè)波峰的上升斜率；從波峰到最低點(diǎn)的下降斜率；最后一個(gè)波峰的上升斜率。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算生物電信號一個(gè)波形周期中峰值時(shí)間包括計(jì)算每一個(gè)周期內(nèi)生物電信號的波形從起點(diǎn)到第一個(gè)波峰所用的時(shí)間；從第一個(gè)波峰到最后一個(gè)波峰所用的時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算生物電信號周期波形內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號內(nèi)采樣點(diǎn)值的方差，并計(jì)算出n個(gè)方差的平均值。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算生物電信號周期波形的高階矩包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號中每個(gè)周期的4階矩，并計(jì)算出前n個(gè)波形信號周期4階矩的平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算生物電信號周期波形的協(xié)方差包括計(jì)算前n個(gè)周期波形信號相鄰兩周期的協(xié)方差。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)上述特征參數(shù)生成特征向量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)上述特征參數(shù)生成特征向量的方法是將特征參數(shù)按一定的順序排列。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，采用矢量量化法、隱馬爾可夫模型法、遺傳算法、動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行匹配比較。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述生物電信號包括心肌生物電信號和腦電波信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述心肌生物電信號通過測量人體兩手之間的電位差獲取。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述獲取被鑒定者生物電信號，包括獲取被鑒定者的生物電信號，同時(shí)獲取被鑒定者電阻、體溫與/或濕度信號；將電阻、體溫與/或濕度信號與上述生物電信號共同作為被鑒定者的生物電信號。
15.一種身份鑒定系統(tǒng)，其特征在于，包括獲取單元用于獲取被鑒定者的生物電信號；信號處理單元用于將所述生物電信號處理成生物電特征向量；匹配計(jì)算單元用于將所述生物電特征向量與預(yù)存的相應(yīng)特征向量模板進(jìn)行匹配比較；確認(rèn)單元用于在匹配比較結(jié)果達(dá)到預(yù)設(shè)條件時(shí)，確認(rèn)該被鑒定者。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述獲取單元還用于獲取被鑒定者電阻、體溫與/或濕度信號；所述信號處理單元還用于將電阻、體溫與/或濕度信號與上述生物電信號疊加后處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理單元包括信號放大單元用于對所述生物電信號進(jìn)行放大處理；濾波單元用于對生物電信號進(jìn)行濾波處理；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元用于把生物電信號轉(zhuǎn)換成可被直接處理的數(shù)字信號；特征向量生成單元用于依據(jù)提取到的生物電特征參數(shù)計(jì)算生物電特征向量。
18.根據(jù)權(quán)利要求15、16或17所述的系統(tǒng)，其特征在于，采用矢量量化法、隱馬爾可夫模型法、動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整法或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行匹配比較。
19.根據(jù)權(quán)利要求15、16或17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述生物電信號包括心肌生物電信號和腦電波信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述生物電信號是通過測量人體兩手之間的電位差獲取。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種身份鑒定方法，包括獲取被鑒定者的生物電信號；將所述生物電信號處理成生物電特征向量；將所述生物電特征向量與預(yù)存的相應(yīng)特征向量模板進(jìn)行匹配比較；如匹配比較結(jié)果達(dá)到預(yù)設(shè)條件，則確認(rèn)該被鑒定者。本發(fā)明還公開一種身份鑒定系統(tǒng)。本發(fā)明可提高身份鑒定的可靠性和安全性。
文檔編號G06F21/00GK1931091SQ20061011367
公開日2007年3月21日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月12日
發(fā)明者陸舟, 于華章 申請人:北京飛天誠信科技有限公司