[发明专利]一种运动前后心电信号身份识别的有效方法

说明书

本发明公开了一种运动前后心电信号身份识别的有效方法，包括：采集若干受试者运动前和运动后的心电信号，将一半受试者的心电信号数据作为辅助数据集用于选择最优特征，另一半受试者的作为实验数据集用于验证所选择的最优特征的有效性；对采集的心电信号数据预处理后进行多种特征提取；对提取的多种特征进行标准化处理；在辅助数据集上利用KL散度指标对标准化处理后的多种特征进行排序，找出最优的特征组合；在实验数据集上，利用选择的最优特征组合和运动前的心电信号数据训练分类器，并对运动后的心电信号数据进行分类、评估，验证最优特征组合的有效性；普通人在运动前进行心电信号注册，在运动后根据所述最优特征组合进行心电信号身份识别。

技术领域

本发明涉及生物医学信息处理领域，具体涉及一种运动前后心电信号身份识别的有效方法。

背景技术

生物特征识别技术是以人与人之间独特的、难以伪造的解剖特征、生理特征或行为特征为依据，通过数字处理，实现个人身份识别的。常见的生物特征识别方法主要有人脸、指纹、声音等。这些识别方法虽然技术成熟，识别率高，但并非无懈可击。如人脸可通过拍像、化妆破解，指纹可被复制、窃取并用胶乳再造，声音可通过录音或模仿来破解。为加强生物特征身份识别技术的可靠性与安全性，国内外专家学者们一方面通过混合多个生物特征参数来提高识别系统破解难度；另一方面，努力寻找新的更可靠的生物特征识别技术。基于心电信号的身份识别技术，就是在这样的前提下，被国外专家提出来的。由于人与人之间的心脏位置、大小以及心脏结构都不相同，因此，每个人的心电信号都是独一无二的。个体之间的心电信号差异性为心电信号的身份识别与辨别提供了理论基础。心电信号跟传统的生物特征信号相比，有其独特的优势。心电信号是活体产生的生物电信号，跟指纹、人脸等几何特征信号相比，更加难以假冒、伪造。

但是，心电信号的微弱性使得利用心电信号进行身份识别变得困难。微弱的心电信号极易受到噪声干扰。在实验室以外采集的心电信号身份识别准确率还远远不能让人满意。此外，人的情绪、运动状态的变化也会对心电信号产生很大的影响，尤其是运动状态的改变不仅会显著地改变心率，而且对P、Q、R、S、T波的影响各有不同，使得处理起来十分困难，很难找到运动状态改变前后保持比较稳定的特征以进行高质量的身份识别。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种运动前后心电信号身份识别的方法，所述方法基于KL散度对运动心电信号进行特征选择，有效地提取出运动状态改变前后能够保持稳定的心电特征，进而实现普通健康人在运动前进行心电注册，在运动后仍然能够以较高的准确率进行心电身份识别的目的。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种运动前后心电信号身份识别的有效方法，所述方法包括以下步骤：

采集若干受试者(普通健康人)在运动前和运动后的心电信号数据，将一半受试者运动前和运动后的心电信号数据作为辅助数据集，用于选择最优特征，另一半受试者运动前和运动后的心电信号数据作为实验数据集用于验证所选择的最优特征的有效性；

对采集的心电信号数据进行预处理；

对预处理后的心电信号数据进行多种特征提取；

对从心电信号数据中提取出来的多种特征进行标准化处理；

在辅助数据集上利用KL散度指标对标准化处理后的多种特征进行排序，找出最优的特征组合；

在实验数据集上，利用选择的最优特征组合和运动前的心电信号数据训练分类器，并对运动后的心电信号数据进行分类、评估，验证最优特征组合的有效性；

普通人在运动前进行心电信号注册，在运动后根据所述最优特征组合进行心电信号身份识别。