基于Android智能手机的心音身份识别系统

【摘要】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。
【作者】何圣康；
【导师】赵治栋；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】心音信号；身份辨识；安卓智能手机；Mel倒谱系数；矢量量化；

【参考文献】
[1]席黎丽.独立学院专业建设项目管理模式研究[D].西南交通大学,项目管理,2013,硕士.
[2]范良照.K公司触模式中控面板项目风险管理研究[D].东华大学,项目工程（专业学位）,2014,硕士.
[3]汪晓文,李胜,阮健,胡玮,邵汉卿.低惯量电-机械转换器动态特性研究[J].流体传动与控制,2012,02:21-24.
[4]常洋洋.一种基于石墨烯及石墨烯量子点的新型荧光免疫传感方法[D].大连理工大学,2013.
[5]景琳.同伴反馈对非英语专业学生写作自我效能影响的实证研究[D].燕山大学,英语语言文学,2013,硕士.
[6]马福祥.显微镜辅助下微创减压术治疗退变性腰椎管狭窄症[D].大连医科大学,外科学,2012,硕士.
[7]李威.DH-JS公司物流成本的管理研究[D].南京理工大学,物流工程,2012,硕士.
[8]周丹.准互穿聚合物网络/纳米粒子复合介质的制备及其用于DNA测序性能的研究[D].中国科学技术大学,2009.
[9]魏晓静.EVA在电子信息企业绩效评价中的应用研究[D].西安科技大学,工业工程,2014,硕士.
[10]夏芳莉.元稹诗歌叙事性研究[D].安徽大学,中国古代文学,2012,硕士.
[11]刘全.高速公路软土路基沉降预测方法研究[D].河海大学,港口海岸及近海工程,2004,硕士.
[12]刘嘉兴.卫星电视接收技术的现状及其发展趋势[J].电讯技术.1988(02)
[13]牛银风.网络文化背景下的“两课”教学改革与创新[D].华东师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2002,硕士.
[14]吴凯.内啮合四圆弧齿廓齿轮的弯曲应力分析[D].宁夏大学,机械工程（专业学位）,2014,硕士.
[15]李丹.高中代数的研究式教学探究[D].东北师范大学,学科教学,2012,硕士.
[16]仇海涛.太兴铁路静兴段征地生态补偿实证分析[D].中国地质大学（北京）,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[17]梁亮.中国工商银行M分行信贷风险管理研究[D].兰州大学,工商管理,2012,硕士.
[18]崔剑.TAT-Apoptin原核表达载体的构建、可溶性表达及体外活性检测[D].辽宁大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[19]薛忠.面向物联网的智能压力变送器设计研究[D].南昌航空大学,导航、制导与控制,2013,硕士.
[20]陈翰.短波天线的宽带化设计研究[D].西安电子科技大学,电磁场与微波技术,2012,硕士.
[21]高魁明.测温技术(二)——辐射测温原理与技术(下)[J].冶金自动化,1981,05:54-58.
[22]胡姗姗.居家养老的城乡差异与统筹发展[D].华东交通大学,政治经济学,2014,硕士.
[23]史瑛瑛.“边境三部曲”中的生态意蕴[D].西北师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[24]曾永乐.基于全寿命周期的工程项目管理复杂性分析与评估[D].南京大学,工业工程（专业学位）,2013,硕士.
[25]郭伟,胡明艳.基于Web源的客户需求获取及分析方法[J].计算机集成制造系统,2004,09:1165-1170.
[26]蒙敏.多糖巨球的制备及其在污水处理中的应用研究[D].大连工业大学,生物化工,2008,硕士.
[27]赵丹阳.加油站埋地储油罐爆炸数值模拟[D].长安大学,结构工程,2014,硕士.
[28]张健.石墨烯负载金属氧化物材料的制备及其催化臭氧化苯酚性能研究[D].华南理工大学,2013.
[29]臧红岩.国外媒体外交研究的几个维度[J].广西社会科学,2014,05:136-140.
[30]张凉.山东省高校体育教育专业学生就业现状及发展研究[D].山东体育学院,体育教育,2012,硕士.
[31]黎帅,谭芬芬.继承与展望:国内阿昌族文化研究十年回眸[J].铜仁学院学报,2015,01:134-143.
[32]王玉清.决策支持系统概念及关键技术介绍[J].科技情报开发与经济,2004,05:197-198.
[33]王炎.约翰逊时期美国对老挝政策（1964—1968）[D].东北师范大学,世界史,2003,硕士.
[34]杨英华,杨俊,刘晓志,张金良.复合自适应FUZZY－PID控制器的研制[J].冶金自动化,1995,03:40-42.
[35]赵孝先.液相沉积法制备伊利石/TiO_2复合钛白的工艺及性能研究[D].燕山大学,化学工艺,2014,硕士.
[36]李林超.方言类电视新闻栏目研究[D].新疆大学,新闻与传播（专业学位）,2013,硕士.
[37]冯丹.中美两国亲职教育实践的差异性探析[D].曲阜师范大学,比较教育学,2013,硕士.
[38]马迎歌.耳针（迷走神经刺激）治疗抑郁的中医证型分布与探讨[D].北京中医药大学,针灸推拿学,2014,硕士.
[39]陈亦聪.证券交易异常情况的法律规制[D].华东政法大学,2013.
[40]舒露.毛细管电泳—化学发光检测新体系的研究与应用[D].华东师范大学,分析化学,2013,硕士.
[41]张璐.高一学生通过阅读学习词汇的相关研究[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[42]冯畅达.超高层建筑风荷载和风致响应的吹气控制研究[D].哈尔滨工业大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[43]钱麒钰.经皮肺穿刺对确定无反应性肺炎病原体的临床分析[D].郑州大学,内科学,2013,硕士.
[44]常远.人民币国际化问题研究[D].辽宁大学,经济思想史,2014,博士.
[45]王青龙.广播加密中的叛逆者追踪研究[D].北京交通大学,2009.
[46]赵万为.安徽宿松中二叠统粘土矿物特征及其环境意义[D].合肥工业大学,地质工程（专业学位）,2014,硕士.
[47]何玮.杭州市经济普查数据库系统设计与实现[D].浙江工业大学,2012.
[48]熊曼.亚低温治疗新生儿缺氧缺血性脑损伤的机制研究[D].复旦大学,儿科学,2013,博士.
[49]刘晓娇.基于模糊控制理论的AODV路由协议的研究[D].吉林大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[50]廖生温.全塑型泵体注塑模设计及受力分析[D].安徽工程大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.