[发明专利]一种基于虚拟仪器的心音身份识别系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于身份识别技术领域，具体涉及一种基于虚拟仪器的心音身份 识别系统及方法。

背景技术

在高度信息化的现代社会，随着交通、通讯和网络技术的飞速发展，人 类的活动范围越来越大，身份鉴别的难度和重要性也越来越突出，对人类自 身身份别的准确性、安全性与实用性提出了更高的要求。

虚拟仪器(Virtual Instrument，简称VI)是在以通用计算机为核心的 硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟面板、测试功能由测试软件实现的 一种计算机仪器系统。虚拟仪器由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪 器面板组成。其中，硬件设备与接口可以是各种以PC为基础的内置功能插卡、 通用接口总线接口卡、串行口、VXI总线仪器接口等设备，或者是其它各种可 程控的外置测试设备，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序， 虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通讯，并以虚拟仪器 面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作元素相对应的各种控 件。用户用鼠标操作虚拟仪器的面板就如同操作真实仪器一样真实与方便。

生物识别被美国麻省理工学院列为21世纪十大技术之一，生物识别技术 的核心社会功能可以归纳为以下四条基本社会功能：

①可以为被密码、口令困扰的人提供安全与便利；

②可以扩展成为信息安全领域的认证系统平台，可以为重要身份或重要 信息提供安全的强认证；

③可以提供给行政部门或其它机构精确、快捷地确认他人身份的技术手 段；

④可以提供精确、快速、安全的人与设备的匹配。

目前商业上采用的生物识别方法主要有人脸识别、虹膜识别、指纹识别 和声音识别等。这些生物特征识别技术身份识别方面虽然取得了初步推广， 但在实际应用中也面临许多挑战，其中比较突出的是生物特征识别的安全问 题。有人成功利用明胶制成的假手指骗过了指纹识别系统；利用打印下的虹 膜图片或者在隐形眼镜上蚀刻出的虚假虹膜，可以让虹膜识别系统真假难辨， 声音容易被模仿，脸形也容易从用户的相片中提取出来等等。因此，生物特 征识别系统所采用的生物特征信息最好是从现场实时地从活体采集，为了增 加生物识别技术的可靠性和安全性，探索新的更具安全性的生物识别方法是 身份识别领域的热点之一。

心音是心脏及心血管系统机械运动状况的反映，蕴含着心脏各个部分本 身及相互之间作用的生理和病理信息。相比于传统的生物识别技术，心音识 别技术具有独特的优势：首先心音来自于人的心脏，不易被轻易仿制；其次， 任何人都有心音，具备普适性。心音所具有的独特生理特征使其成为有前途 的新型身份识别方法之一。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种基于虚拟仪器的心音身份识别系统和一种 基于虚拟仪器的心音身份识别方法，能够实时采集人体心音信号，并且对心 音信号进行实时显示、分析、注册、识别和存储。

本发明基于虚拟仪器的心音身份识别系统，主要包括心音采集传输模块、 包含虚拟仪器的嵌入式工控主板模块、USB蓝牙Dongle模块以及用于显示的 液晶显示屏模块。其中，心音采集传输模块包括心音传感器模块、有源滤波 器模块、音频放大模块、dsPIC主控单元模块、蓝牙串口模组模块以及3.3V 电源模块，心音采集传输模块通过蓝牙串口模组模块发送采集信号；工控主 板通过USB蓝牙Dongle模块接收心音信号，通过LVDS接口和USB接口与液 晶显示屏相连。

所述心音传感器模块将心音振动信号转换为电信号。

所述有源滤波器模块接收心音信号，对其进行滤波，去除环境噪声。

所述音频放大模块对心音信号进行放大并控制放大倍数。

所述dsPIC主控单元模块接收用户指令进行心音信号采集和模数转换。

所述蓝牙串口模组模块用于心音信号无线传输。

所述3.3V电源模块用于提供3.3V稳压电源。

所述USB蓝牙Dongle模块通过USB接口虚拟串口接收心音信号。

所述嵌入式工控主板是基于x86平台的一体机工控主板，包含虚拟仪器， 用于实现数据分析处理和存储。

所述液晶显示屏是工业级的带有触摸功能的液晶显示屏，用于实时显示 和人机交互。