[发明专利]基于多角度人体热释电信息探测的身份识别方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种身份识别方法，更具体的说，涉及一种基于多角度人体热释电信息探测 的身份识别方法。

背景技术

步态识别是生物特征识别技术中的一个新兴领域。它旨在根据人们的行走姿势实现对个 人身份的识别或生理、病理及心理特征的检测，具有广阔的应用前景，成为近年来生物医学 信息检测领域备受关注的前沿方向。热释电红外(PIR)传感器探测人体发出的红外辐射，在 有效范围内可实现运动人体的检测。由于它的低成本低功耗，在防盗报警及自动照明控制等 方面有广泛的应用。行走时的人体红外辐射还含有肢体摆动及步行姿态特征信息，将为步态 特征提取与身份识别提供新的来源。

人体有较恒定的体温，一般为37℃，可以看作是一个红外辐射源，会发出10μm左右特 定波长的红外线。而个体之间发射的红外线的强度会有区别。热释电红外传感器 (Pyroelectric Infrared，PIR)探测人体发出的红外辐射，在有效探测范围内可实现运动 人体的检测，在防盗报警及自动照明控制等方面有广泛的应用。热释电红外传感器是一种被 动式红外传感器，能够接收人体发射的红外线并将其转换为电信号输出。利用双元传感元件 制成的热释电传感器对环境温度的变化、背景辐射和受振动产生的随机噪声都具有良好的补 偿作用，使传感器在实际使用中稳定可靠。人体运动时，红外辐射将以唯一的方式影响PIR 传感器的输出信号。通过对传感器输出信号的分析，就可能提取出人体运动的特征性数据， 实现对不同人、不同运动状态的识别，从而得到一种低成本的人体身份识别系统。

发明内容

本发明的主旨是提出并实现一个改进的热释电红外传感器探测系统，以及新的算法来处 理探测数据，得到一个更好的步态识别结果。本发明的另一个主旨是在不影响步态识别效果 的前提下，能够减少人体运动检测过程的工作量以及对硬件设施的要求。

为了实现所述目的，本发明提出一种基于多角度人体热释电信息探测的身份识别方法， 包括下述步骤：

S1.对人体红外热释电信号进行采集；

S2.对采集的人体红外热释电信号进行输出放大处理，同时进行滤波处理；

S3.对处理后的人体红外热释电信号进行数据处理，数据处理是小波变换、独立成分分 析、K-Means聚类算法处理、身份识别；

K-Means聚类算法处理进一步包括下列步骤：

(1)适当选择c个类的初始中心；

(2)在第k次迭代中，对任意一个样本，求其到c个中心的距离，将该样本归到距离最 短的中心所在的类，

(3)利用均值等方法更新该类的中心值，

(4)对于所有的c个聚类中心，如果利用K-Means聚类算法处理中步骤(2)、(3)的迭 代法更新后，值保持不变，则迭代结束，否则继续迭代；

身份识别细化为下列步骤：

将小波变换、独立成分分析所提取出的特征对C个聚类中心求距离，若其与第k聚类中 心的距离最小，就将该人体热释电信号归类为第k类，从而识别出身份。

所述小波变换包括下列步骤：

对于具有有限能量的信号或平方可积的信号f(t)，其连续小波变换定义为：