Wiener核快速提取算法及其在OAE建模中的应用

摘要

在生活中，为了进行身份认证，生物特征识别技术得到了广泛应用，其中最常用的是指纹、人脸、虹膜和视网膜识别。但指纹容易仿造，同样某些职业人群会因为指纹模糊而造成影响；在人脸识别方面，如今产生的整容或化妆等问题会对辨识造成很大的困扰；在虹膜识别方面，对镜头精度依赖性非常高；在视网膜识别方面，激光会对检测者身体造成伤害。相比之下，OAE（耳声发射）信号因其产生与听觉外周系统整体密切相关，不易仿制，具有安全性好、可靠性高等特点。
　　本文拟采用Wiener核来对OAE信号建模，但随着阶数及采样点数的增加，核值计算量呈指数形式增长，因此提出了基于折叠递推原理的快速算法，在一至三阶、一至五阶核计算中乘法计算量优化比例均可达到90％以上。而后将其用于非线性模拟电路特征提取中，与通过现有Wiener核计算方法获取的核值图一致，且快速算法仿真时间较短，验证了其有效性。
　　耳声发射模型属于一种非线性系统，建模主要通过分别对刺激声及输出TEOAE信号进行等时间间隔采样448点，而后运用本文提出的折叠递推快速算法提取其Wiener核作为模型。通过改变刺激声频率，比对本文TEOAE模型与检测系统输出耳声发射信号，具有很好的一致性，验证了建模的正确性。
　　为获取TEOAE建模所需耳声发射信号，本文设计了基于ATmega128单片机的耳声发射检测系统，其中硬件部分包括诱发刺激声单元、信号处理单元与采集单元以及数据存储单元等，软件部分主要用来实时显示TEOAE波形与实现折叠递推算法。
　　在实验部分，首先对50位实验者的TEOAE信号建立二阶Wiener核模型，30天后以随机顺序重复测量计算50位实验者的二阶Wiener核，进行实验者识别，准确率达96%，证明了本文所提方案的可行性，可以用于身份识别。

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第1章 绪论

1.1课题来源

1.2研究的背景及意义

1.3国内外研究现状

1.4本文主要研究内容

第2章 Wiener核快速算法及验证

2.1 Wiener泛函级数及Wiener核

2.2现有的Wiener核计算方法

2.3 Wiener核快速提取算法的研究

2.4折叠递推算法实验验证

2.5本章小结

第3章 TEOAE建模方法研究

3.1现有建模方法及分析

3.2基于Wiener核的TEOAE模型研究

3.3 TEOAE模型验证

3.4本章小结

第4章 TEOAE检测建模系统设计及实验

4.1 TEOAE检测系统设计

4.2基于Wiener核的TEOAE模型应用

4.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢