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现有的生物特征识别方法(如指纹、虹膜、人脸等)主要基于图像特征,存在容易被仿冒、需光照环境、采集成本高等不足。生物电阻抗谱(BIS)技术是根据生物组织的电阻抗特性随频率变化的规律来获取生物组织的生理状态的一种无创、廉价的测量技术,目前主要应用于生物医学领域。本文探索性地提出了一种基于手掌BIS测量的生物特征识别新方法,主要研究工作包括: 1.电压控制电流源(VCCS)将电压信号转换为电流信号并注入生物体内,是BIS测量的关键组成部分。本文比较了六种常用的VCCS,分别测试了它们在不同频率和不同负载下的电流输出情况。测试结果表明:Howland电路在负载变化不大的情况下可以达到较宽的频率范围,而AD8130和AD844电路对负载变化较大的情况表现出更好的稳定性。上述研究对BIS测量系统中VCCS的选择具有较强的指导意义。 2、设计并制作了一套基于ARM的扫频式BIS测量系统,该系统以ARM Cortex-M3系列微处理器STM32F303为控制核心,采用模块化电路设计,主要设计了DDS信号发生模块,VCCS模块,仪表放大器模块,手指回路电极切换模块,手掌BIS测量电极模块。 3、对BIS测量系统采集到的正弦激励及阻抗响应信号,设计了基于FFT加窗改进算法的阻抗计算程序,并采用拉格朗日插值法对阻抗幅值和相位进行校正;对R-C三元件阻抗等效电路测量实验表明,系统测量误差控制在1.5％以内;为了验证BIS测量仪的实际使用效果,又进行了实际手指回路BIS测量实验,实现了手掌BIS数据的正确采集。 4、利用WK6500阻抗分析仪,分别进行了手掌BIS重复性试验和温度影响实验;对50名测试者进行了手掌BIS数据采集,并使用欧式距离法进行了初步的生物特征识别实验,识别正确率为66％。 本文的探索试验为现有的生物特征识别研究提供了新思路,具有重要的参考价值。