基于脉搏波信号相空间重构与时间序列预测的身份认证系统构建

来源：计算机应用研究杂志2025年第3期北京时间：

作者：傅幼萍,张航,厉梦菡,孟濬,

单位：1.浙江长征职业技术学院计算机与信息技术学院,杭州310023；2.浙江大学电气工程学院,杭州310058；

摘要：旨在探讨光电容积脉搏波（photoplethysmography，PPG）信号的动力学特征对身份识别系统准确率的影响，并提出一种新的身份认证方法，以填补该领域对脉搏波信号动力学特征研究的空白。通过对脉搏波信号进行非线性混沌特性分析，重构其动力学系统的等价拓扑空间，并结合相空间重构技术与长短期记忆网络（long short-term memory，LSTM）模型，构建脉搏波信号的建模、预测和身份认证框架。成功实现了基于PPG信号的身份认证，对采集数据和公开数据集进行分析，评估了所提方法的性能和泛化能力，结果表明该方法在身份识别准确率上优于既有方法。最后，证明了PPG信号的动力学特征在身份识别中的重要性，并展示了结合相空间重构和LSTM模型的有效性，进一步探讨了远程光电容积脉搏波描记法（remote photoplethysmography，rPPG）作为生物识别特征的应用潜力。

关键词：脉搏波,身份识别,特征提取,深度学习,相空间重构,

基金资助：浙江省基础公益研究计划资助项目(LGF21F030003)；；