光敏三极管或者娃光电池。优选 地，如图3所示，上述PPG预处理芯片11可以进一步包括：减法器110,设置于滤除来自 于上述光敏元件的脉搏波信号中的直流信号，得到交流信号；放大电路111，与上述减法器 相连接，将来自于上述减法器的上述交流信号进行放大处理；低通滤波器112,与上述放大 电路相连接，对来自于上述放大电路的交流信号进行滤波处理。
[0027] 优选实施过程中，光敏元件输出的脉搏波信号为直流和交流叠加的混合电压信 号。其中，交流信号中携带有脉搏信息，因此PPG预处理芯片11先要滤除叠加的直流信 号，再对交流信号进行放大。滤除直流信号可以通过一个电容来实现，但是电容在隔直流 的同时可能造成脉搏信号的部分失真。较为理想的方式是采用一个减法器来实现绝大部分 直流电平的滤除，由于不同受试者的手指的透光率不同，测量到的直流电平不同，因此需 要一个来实现相应的直流电平的滤除，本实用新型实施例是采用可控直流电平输出和减 法器来实现脉搏信号的提取。在得到包含有脉搏信号的交流信号后，只要通过放大电路 来对交流信号进行放大，用低通滤波电路来滤除高频信号即可实现脉搏信号的提取。上述 PPG预处理芯片为低功耗、高精度的光电容积脉搏波处理集成电路，因此上述身份识别终端 可作为可穿戴式设备，例如，指环等。
[0028] 在PPG预处理芯片11提取高频信号之后，处理器再对交流信号进行A/D模数转换 之后得到的数字信息，通过直接存储器存取（DirectMemoryAccess，简称为DMA)直接传输 给无线发送器，按照预定的无线协议进行发送，远端身份识别中心的无线接收器按照相同 协议进行接收，然后通过上位机作进一步的处理。
[0029] 根据本实用新型实施例，还提供了一种身份识别系统。
[0030] 图4为根据本实用新型实施例的身份识别系统的结构框图。如图4所示，该身份 识别系统包括：上文涉及的身份识别终端40、以及将来自于上述身份识别终端的脉搏波信 号与样本数据库中的脉搏波信号进行匹配的身份识别中心41。
[0031 ] 基于身份识别终端中的光电式脉搏传感器采集光电容积脉搏波信号，将上述光电 容积脉搏波信号处理后发送至远端身份识别中心的上位机，上位机将接收到的光电容积脉 搏波信号通过识别软件，与样本数据库中的脉搏波信号一一对应进行模式匹配，进行身份 识别。这种身份识别方式，安全可靠且方便快捷。
[0032] 优选地，如图5所示，上述远端身份识别中心41可以进一步包括：无线接收器 410,接收来自于上述身份识别终端中无线发送器发送的脉搏波信号；上位机411，与上述 无线接收设备相连接，从上述脉搏波信号中提取光电容积脉搏波特征参量，将上述光电容 积脉搏波特征参量与样本数据库中的脉搏波信号的特征参量进行模式匹配。
[0033] 其中，上位机411执行的特征参量（例如，梅尔频率倒谱系数（MelFrequency CepstrumCoefficient,简称为MFCC)特征参数）提取过程如下：
[0034] MFCC特征参数的计算过程的主要步骤如下：
[0035] 步骤1、根据下面公式，将实际频率尺度转换为MEL频率尺度。
[0036] 步骤2、在Mel频率轴上配置L个通道的三角形滤波哭组，L的个数由信号的截止 频率决定。每一三角形滤波器的中心频率c(l)在Mel频率轴上等间隔分配。设〇(1)，c(l) 和h(l)分别是第1个三角滤波器的下限、中心和上限频率，则相邻三角滤波器之间的下 限、中心和上限频率有如下关系：
[0037] c(1) =h(1-1) = 〇 (1+1)
[0038] 步骤3、根据信号能量谱求每一个三角形滤波器的输出：
[0039]
[0040]
[0041] 步骤4、对所有滤波器输出做对数运算，再进一步作DCT即可得到MFCC
[0042]
[0043] 其中，P为MFCC特征参数的阶数。
[0044] 借助本实用新型提供的上述实施例，提供了一种身份识别终端及系统，身份识别 终端采集的脉搏波信号可较好地反映出心律的时间关系，并能精确测量出血液容积量的 变化，对采集到的脉搏波信号进行处理后发送至远端的上位机，上位机将采集到的脉搏波 信号与样本数据库中的脉搏波信号进行模式匹配从而完成身份识别，这种识别方式安全可 靠且方便快捷。
[0045] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种身份识别终端，其特征在于，包括： 光电式脉搏传感器，包括：多个光源、多个光敏元件，其中，所述光敏元件中的一部分 光敏元件位于所述身份识别终端中与所述光源相对的一侧，接收经由人体局部区域的透射 光，所述光敏元件中的另一部分光敏元件位于所述身份识别终端中与所述光源相同的一 侦牝接收经由人体局部区域的反射光； 光电容积脉搏波信号PPG预处理芯片，与所述光电式脉搏传感器相连接，对所述光敏 元件输出的脉搏波信号进行滤波和放大处理； 处理器，与所述PPG预处理芯片相连接，将来自于所述PPG预处理芯片的脉搏波信号进 行模数转换； 无线发送器，与所述处理器相连，将模数转换后的脉搏波信号发送给远端的身份识别 中心进行身份识别。2. 根据权利要求1所述的身份识别终端，其特征在于，所述光敏元件为集成有感光部 件和放大器的芯片。3. 根据权利要求2所述的身份识别终端，其特征在于，所述感光部件的种类包括：光敏 电阻、光敏二极管、光敏三极管、娃光电池。4. 根据权利要求1所述的身份识别终端，其特征在于，所述PPG预处理芯片包括： 减法器，设置于滤除所述光敏元件的脉搏波信号中的直流信号，得到所述脉搏波信号 中的交流信号； 放大电路，与所述减法器相连接，将来自于所述减法器的所述交流信号进行放大处 理； 低通滤波器，与所述放大电路相连接，对来自于所述放大电路的交流信号进行滤波处 理。5. -种身份识别系统，其特征在于，包括：权利要求1至4中任一项所述的身份识别终 端、将来自于所述身份识别终端的脉搏波信号与样本数据库中的脉搏波信号进行匹配的身 份识别中心。6. 根据权利要求5所述的身份识别系统，其特征在于，所述身份识别中心包括： 无线接收器，接收来自于所述身份识别终端中无线发送器发送的脉搏波信号； 上位机，与所述无线接收器相连接，从所述脉搏波信号中提取光电容积脉搏波特征参 量，将所述光电容积脉搏波特征参量与样本数据库中的脉搏波信号的特征参量进行模式匹 配。
【专利摘要】本实用新型提供了一种身份识别终端及系统。上述身份识别终端包括：光电式脉搏传感器，包括：多个光源、多个光敏元件，其中，光敏元件中的一部分光敏元件位于身份识别终端中与光源相对的一侧，接收经由人体局部区域的透射光，光敏元件中的另一部分光敏元件位于身份识别终端中与光源相同的一侧，接收经由人体局部区域的反射光；PPG预处理芯片，与光电式脉搏传感器相连接，对光敏元件输出的脉搏波信号进行滤波和放大处理；处理器，与PPG预处理芯片相连接，将来自于PPG预处理芯片的脉搏波信号进行模数转换；无线发送器，与处理器相连，将模数转换后的脉搏波信号发送给远端的身份识别中心进行身份识别。上述身份识别方案，安全可靠且方便快捷。
【IPC分类】G06F21/32
【公开号】CN204926092
【申请号】CN201520569190
【发明人】田杨萌, 王宏伟, 李严, 杨明明, 殷树娟
【申请人】北京信息科技大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年7月31日