一种基于云计算的心电身份识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于云计算的心电身份识别方法及系统，其中所述系统包括设备终端、通信网络和云服务端：所述设备终端用于心电数据采集、工作设置、数据通信和人机交互；所述云服务端接收所述设备终端发送的请求和上传的心电数据，对心电数据进行分析处理，完成身份识别并向设备终端返回识别结果；所述通信网络用于设备终端和云服务端之间的通讯，承载设备终端和云服务端数据和请求的传输。本发明专利技术采用移动云计算的模式，设备终端只进行数据采集和通讯，而复杂计算在云服务端实现，一方面极大地削减了终端设备的成本和体积，另一方面也提升了心电身份识别的效果和效率，增强了心电身份识别的可普及性。

A system and method of ECG identification based on Cloud Computing

【技术实现步骤摘要】
一种基于云计算的心电身份识别系统及方法
本专利技术涉及心电身份识别
，具体涉及一种基于云计算的心电身份识别系统及方法。
技术介绍
众所周知，人体的生理特征如指纹、虹膜、人脸或者语音可以用于个体的身份识别，该类生理特征具有普遍性、唯一性、稳定性和可测量性，保证了身份识别的有效可靠。人体的心电信号(Electrocardiogram,ECG)同样具备这些特征。在过去二十多年中，该领域的专家学者发展出了很多较为完善和可靠的方法技术，在不等规模的人群中进行试验，并取得了很好的识别结果。相比于传统的身份识别技术，心电信号可连续实时采集，作弊和伪造的难度更高，且原始信号为一维数据，方便存储和处理。使用心电进行身份识别，是一种安全级别更高、更值得信赖的身份识别手段。作为一种新的身份识别方式，心电身份识别尚未如指纹识别、人脸识别那样得到普及，也未有比较成熟的实施案例。较指纹识别、人脸识别而言，心电身份识别对计算的要求更高，在设备终端配置昂贵的计算芯片的做法是不经济的，也是直接制约心电身份识别在更大范围内普及的重要因素。怎样让设备终端能快速准确而又经济地完成心电数据的采集、处理和识别，成为当下推广运用的关键。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种基于云计算的心电身份识别系统和方法，以解决上述现有技术存在的心电采集、处理和识别的终端处理能力受限、无法大范围普及的技术问题。为此，本专利技术提出一种基于云计算的心电身份识别系统，包括设备终端、通信网络和云服务端：所述设备终端用于心电数据采集、工作设置、人机交互和数据通信；所述云服务端用于接收所述设备终端发送的请求和上传的心电数据，对心电数据进行分析处理，完成心电身份模板录入或身份识别，并向所述设备终端返回识别结果；所述通信网络用于设备终端和云服务端之间的通讯，承载设备终端和云服务端数据和请求的传输。优选地，本专利技术的系统还可以具有如下技术特征：所述云服务端包括请求交互模块、资源监管模块、业务处理模块、辅助业务模块和数据存储模块；所述请求交互模块用于接收和分析所述设备终端发送的请求，并对请求进行应答；所述资源监管模块用于维护和管理所述设备终端的计算资源，根据负荷情况进行动态扩容或缩容，当接收到计算资源申请时，使用负载均衡技术确定该次申请的计算节点，将节点地址返回到所述请求交互模块，发送心电数据到该计算节点；所述业务处理模块对心电数据进行预处理和业务处理，业务处理根据请求类型的不同，选择心电身份模板录入或心电身份识别，执行具体业务；所述辅助业务模块，用于为所述业务处理模块准备心电身份特征库，调整权值，提高身份识别精度；所述数据存储模块用于将心电信息、特征数据和识别记录进行存储。所述业务处理模块包括数据预处理模块、心电身份模板录入模块和心电身份识别模块；所述数据预处理模块用于对原始心电信号进行高低通滤波和质量评估，生成质量良好的心电信号；所述心电身份模板录入模块，用于提取用户的常态平均心电模板，绑定用户ID后存入用户心电身份特征库；所述心电身份识别模块，包括特征提取模块、模板匹配模块和决策模块，所述特征提取模块用于提取心电信号的心电身份特征，通过所述模板匹配模块将心电身份特征与心电身份模板进行匹配，所述决策模块用于对匹配结果进行决策。所述特征提取模块由至少一种不同提取方法的提取子模块组成，所述提取子模块中封装有预定的特征提取方法，同一段心电信号经过不同所述提取子模块的并行处理，提取到不同的特征。所述模板匹配模块由至少一种不同提取方法的匹配子模块组成，所述匹配子模块中封装有预定的模板匹配方法，同一组心电身份特征经过不同所述匹配子模块的并行处理，得到各自的匹配结果。所述设备终端包括心电采集模块、工作设置模块、人机交互模块和数据通信模块；所述心电采集模块，使用单导联或多导联的方式采集用户体表的心电信号；所述工作设置模块，选择设置工作模式为心电身份模板录入或心电身份识别；所述人机交互模块，通过屏幕/按键形式设置工作模式，查看录入或识别结果，和开关设备；所述数据通信模块，向云服务端发送任务请求和心电数据，接收云服务端请求回应和执行结果。本专利技术还提出了一种基于云计算的心电身份识别方法，包括以下步骤：S1：通过设备终端采集心电数据，并通过所述设备终端进行工作设置、数据通信和人机交互，生成相应请求；S2：所述设备终端通过通信网络与云服务端进行交互，完成请求和数据的传输；S3：所述云服务端接收所述设备终端的请求和数据，根据请求类型，对心电数据选择执行心电身份模板录入或心电身份识别；S4：所述云服务端通过通信网络将处理的结果反馈至所述设备终端，完成心电身份识别任务。优选地，本专利技术的处理方法还可以具有如下技术特征：进一步的，步骤S3中，包括以下步骤：S31：通过请求交互模块接收所述设备终端发起的请求，分析请求类型，并根据请求类型，向资源监管模块申请计算资源；S32：通过资源监管模块维护和管理所述云服务端的计算资源，根据负荷情况进行动态扩容或缩容，当接收到计算资源申请时，使用负载均衡技术确定该次申请的计算节点，将节点地址返回到请求交互模块，所述设备终端发送心电数据到该计算节点；S33：通过业务处理模块进行心电身份模板录入或心电身份识别，如果是新用户注册，提取常态平均心电模板作为心电身份模板录入，并通过辅助业务模块生成与特征提取模块中方法对应的心电身份特征库；如果是正常身份验证，对心电数据进行预处理，特征提取，和心电身份特征库进行模板匹配，决策得到识别结果，完成心电身份识别；返回录入结果或身份识别结果到设备终端；S34：通过数据存储模块将心电数据和识别记录进行存储。进一步的，步骤S33中，包括以下步骤：B1：在心电身份模板录入请求下，进行心电身份模板录入，所述数据预处理模块对原始心电数据预处理后，通过心电身份模板录入模块提取常态平均心电模板；B2：将该常态平均心电模板与用户ID进行绑定，并通过辅助业务模块生成与特征提取模块中方法对应的心电身份特征库，两者均存储于所述数据存储模块中，完成心电信息录入，向设备终端报告录入结果；B3：在心电身份识别请求下，进行心电身份识别模式，所述数据预处理模块对原始数据进行预处理后，所述心电身份识别模块采用包括由至少一个的提取子模块组成的特征提取模块进行特征提取，得到至少一个的心电身份特征，将该心电身份特征采用包括由至少一个的匹配子模块组成的模板匹配模块进行模板匹配，得到至少一个的匹配结果；B4：通过决策模块对至少一个的匹配结果使用至少一种决策方法进行决策，将最终决策结果作为最终识别结果，将该最终识别结果返回到设备终端，并通过数据存数模块存储识别记录。进一步的，通过辅助业务模块对识别记录进行统计分析，动态调整对应所述提取子模块和所述匹配子模块识别方法的决策方法。本专利技术与现有技术对比的有益效果包括：本专利技术采用云计算的模式，让设备终端只进行数据采集和通讯，不进行复杂的身份识别运算，只需要很简单的芯片就可以完成任务，而无需配置性能更强、成本更高的芯片，这极大地削减了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于云计算的心电身份识别系统，其特征在于，包括设备终端、通信网络和云服务端：所述设备终端用于心电数据采集、工作设置、人机交互和数据通信；所述云服务端用于接收所述设备终端发送的请求和上传的心电数据，对心电数据进行分析处理，完成心电身份模板录入或身份识别，并向所述设备终端返回识别结果；所述通信网络用于设备终端和云服务端之间的通讯，承载设备终端和云服务端数据和请求的传输。

【技术特征摘要】
1.一种基于云计算的心电身份识别系统，其特征在于，包括设备终端、通信网络和云服务端：所述设备终端用于心电数据采集、工作设置、人机交互和数据通信；所述云服务端用于接收所述设备终端发送的请求和上传的心电数据，对心电数据进行分析处理，完成心电身份模板录入或身份识别，并向所述设备终端返回识别结果；所述通信网络用于设备终端和云服务端之间的通讯，承载设备终端和云服务端数据和请求的传输。2.如权利要求1所述的云计算的心电身份识别系统，其特征在于，所述云服务端包括请求交互模块、资源监管模块、业务处理模块、辅助业务模块和数据存储模块；所述请求交互模块用于接收和分析所述设备终端发送的请求，并对请求进行应答；所述资源监管模块用于维护和管理所述云服务端的计算资源，根据负荷情况进行动态扩容或缩容，当接收到计算资源申请时，使用负载均衡技术确定该申请的计算节点，将节点地址返回到所述请求交互模块，发送心电数据到该计算节点；所述业务处理模块对心电数据进行预处理和业务处理，业务处理根据请求类型的不同，选择心电身份模板录入或心电身份识别，执行具体业务；所述辅助业务模块，用于为所述业务处理模块准备心电身份特征库，调整权值，提高身份识别精度；所述数据存储模块用于将心电信息、特征数据和识别记录进行存储。3.如权利要求2所述的基于云计算的心电身份识别系统，其特征在于，所述业务处理模块包括数据预处理模块、心电身份模板录入模块和心电身份识别模块；所述数据预处理模块用于对原始心电信号进行高低通滤波和质量评估，生成质量良好的心电信号；所述心电身份模板录入模块，用于提取用户的常态平均心电模板，绑定用户ID后存入用户心电身份特征库；所述心电身份识别模块，包括特征提取模块、模板匹配模块和决策模块，所述特征提取模块用于提取心电信号的心电身份特征，通过所述模板匹配模块将心电身份特征与心电身份模板进行匹配，所述决策模块用于对匹配结果进行决策，得到心电身份识别结果。4.如权利要求3所述的基于云计算的心电身份识别系统，其特征在于，所述特征提取模块由至少一种不同提取方法的提取子模块组成，所述提取子模块中封装有预定的特征提取方法，同一段心电信号经过不同所述提取子模块的并行处理，提取到不同的特征。5.如权利要求4所述的基于云计算的心电身份识别系统，其特征在于，所述模板匹配模块由至少一种不同提取方法的匹配子模块组成，所述匹配子模块中封装有预定的模板匹配方法，同一组心电身份特征经过不同所述匹配子模块的并行处理，得到各自的匹配结果。6.如权利要求1所述的基于云计算的心电身份识别系统，其特征在于，所述设备终端包括心电采集模块、工作设置模块、人机交互模块和数据通信模块；所述心电采集模块，使用单导联或多导联的方式采集用户体表的心电信号；所述工作设置模块，选择设置工作模式为心电身份模板录入或心电身份识别；所述人机交互模块，通过屏幕/按键形式设置工作模式，查看录入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃，刘毓帅，张拓，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，深圳市岩尚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44