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手势识别技术大学本科毕业论文

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手势识别技术大学本科毕业论文

手势识别分为二维和三维手势识别。二维手势识别基本只不会涉及深度信息,会为用户解决最简单基础的手势操作。这种技术不仅可以识别手型,还可以识别一些简单的二维手势动作,比如对着摄像头挥挥手、确定、点选及拖拽等基础交互手势。此类手势识别技术虽然在硬件要求上和二维手型识别并无区别,但是得益于更加先进的计算机视觉算法,可以获得更加丰富的人机交互内容。在使用体验上也提高了一个档次,从纯粹的状态控制,变成了比较丰富的平面控制。这种技术已经被集成到了电视里,像乐视TV等;也被做成了基于普通摄像头的手势识别技术,如国内英梅吉的HandCV手势交互系统,可以安装在手机/PC等设备中就可以实现手势交互,同时也深度适配VR/AR环境;还有来自以色列的EyeSight,被中国一家企业投资2000万美金,他们的手势识别技术同样也是做普通摄像头,不同于国内的这家手势识别,以色列这家多应用于生活场景,为懒人提供福利,不用触摸手机直接隔空操作。总的来说,二维的手势识别相对来说更加入门级,可以为手势识别提供从零到一的普及。三维的手势识别技术相对于二维的来说更精准、更深度,可以操作除了生活场景之外的一些游戏场景,面向一些发烧级玩家。提供的解决方案有结构光,微软的KINECT;光飞时间TOF,根据光子飞行时间进而可以推算出光子飞行的距离,得到物体的深度信息;以及目前和暴风正在合作的leapmotion的多角成像技术,使用两个或者两个以上的摄像头同时摄取图像。

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电赛手势识别论文模板

摘 要 人体识别是计算机视觉领域的一大类热点问题,其研究内容涵盖了人体的监测与跟踪、手势识别、动作识别、人脸识别、性别识别和行为与事件识别等,有着非常广泛的应用价值。随机森林以它自身固有的特点和优良的分类效果在众多的机器学习算法中脱颖而出。随机森林算法的实质是一种树预测器的组合,其中每一棵树都依赖于一个随机向量,森林中的所有的向量都是独立同分布的。本文简单介绍了随机森林的原理,并对近几年来随机森林在姿势识别和人脸识别中的应用进行讨论。 1.人体识别概述 人体识别是计算机视觉领域的一大类热点问题,其研究内容涵盖了人体的监测与跟踪、手势识别、动作识别、人脸识别、性别识别和行为与事件识别等。其研究方法几乎囊括了所有的模式识别问题的理论与技术,例如统计理论,变换理论,上下文相关性,分类与聚类,机器学习,模板匹配,滤波等。人体识别有着非常广泛的应用价值。 绝大多数人脸识别算法和人脸表情分析算法在提取人脸特征之前,需要根据人脸关键点的位置(如眼角,嘴角)进行人脸的几何归一化处理。即使在已知人脸粗略位置的情况下,人脸关键点精确定位仍然是一个很困难的问题,这主要由外界干扰和人脸本身的形变造成。 当前比较流行的算法有:基于启发式规则的方法、主成分分析(PCA)、独立元分析(ICA)、基于K-L 变换、弹性图匹配等。 2.随机森林综述 随机森林顾名思义,使用随机的方式建立一个森林,森林里面有很多的决策树组成,随机森林的每一棵决策树之间是没有关联的。在得到森林之后,当有一个新的输入样本进入的死后,就让森林的每一棵决策树分别进行一下判断,看看这个样本应该属于哪一类(对于分类算法),然后看看哪一类能被选择最多,就预测这个样本为那一类。 随机森林是一种统计学习理论,其随机有两个方面:首先是在训练的每一轮中,都是对原始样本集有放回的抽取固定数目的样本点,形成k个互不相同的样本集。第二点是:对于每一个决策树的建立是从总的属性中随机抽取一定量的属性作分裂属性集,这样对于k个树分类器均是不相同的。由随机生成的k个决策树组成了随机森林。 对于每一个决策树来讲,其分裂属性是不断的选取具有最大信息增益的属性进行排列。整个随机森林建立后,最终的分类标准采用投票机制得到可能性最高的结果。 下图是随机森林构建的过程: 图1 随机森林构建过程 3.随机森林在人体识别中的应用 3.1 随机森林应用于姿势识别 以[1]一文来讨论,论文中所涉及到的人体识别过程主要分为两步,首先是,身体部位标记:对于从单张景深图像中对人体进行分段,并标记出关键节点。之后进行身体关节定位,将标记的各个人体部分重新映射到三维空间中,对关键节点形成高可靠的空间定位。 图2 深度图像-身体部位标记-关节投影 文的最主要贡献在于将姿势识别的问题转化成了物体识别的问题,通过对身体不同部位的空间位置的确定来实现,做到了低计算消耗和高精确度。在身体部位标记的过程中,将问题转化成了对每个像素的分类问题,对于每个像素点,从景深的角度来确定该点的局域梯度特征。该特征是点特征与梯度特征的良好结合。 举个例子,对于不同点的相同属性值的判别,如下图,图a中的两个测量点的像素偏移间均具有较大的景深差,而图b中的景深差则明显很小。由此看出,不同位置像素点的特征值是有明显差别的,这就是分类的基础。 图3 景深图像特质示例 文中对于决策树的分裂属性的选择来说。由于某两个像素点、某些图像特征选取的随意性,将形成大量的备选划分形式,选择对于所有抽样像素对于不同的分裂属性划分前后的信息熵增益进行比较,选取最大的一组ψ=(θ, τ)作为当前分裂节点。(信息增益与该图像块最终是否正确地分类相关,即图像块归属于正确的关键特征点区域的概率。) 图4 决策时分类说明 决策树的建立后,某个叶子节点归属于特定关键特征点区域的概率可以根据训练图像最终分类的情况统计得到,这就是随机森林在实际检测特征点时的最重要依据。 在人体关节分类中,我们由形成的决策森林,来对每一个像素点的具体关节属性进行判断,并进行颜色分类。随机森林这种基于大量样本统计的方法能够对由于光照、变性等造成的影响,实时地解决关键特征点定位的问题。 如图所示,是对于景深图像处理后的结果展示。 图5 姿势识别处理结果 应该这样说,这篇文章在算法的层面对随机森林没有太大的贡献。在划分函数的形式上很简单。这个团队值得称道的地方是通过计算机图形学造出了大量的不同体型不同姿势的各种人体图像,用作训练数据,这也是成为2011年CVPR Best Paper的重要原因。正是因为论文的成果运用于Kinect,在工业界有着巨大的作用,落实到了商用的硬件平台上,推动了随机森林在计算机视觉、多媒体处理上的热潮。 3.2 随机森林应用于人脸识别 基于回归森林的脸部特征检测通过分析脸部图像块来定位人脸的关键特征点,在此基础上条件回归森林方法考虑了全局的脸部性质。对于[2]进行分析,这篇论文是2012年CVPR上的论文,本文考虑的是脸部朝向作为全局性质。其主要描述的问题是如何利用条件随机森林,来确定面部10个关键特征点的位置。与之前不同的是,在随机森林的基础上,加入了面部朝向的条件约束。 图6 脸部10个特征点 对于面部特征标记的问题转化成了对大量图像块的分类问题。类似于人体识别中的局域梯度特征识别。本文中,对于每一个图像块来说,从灰度值、光照补偿、相位变换等图像特征,以及该图像块中心与各个特征点的距离来判断图像块的位置特征。在决策树的分裂属性确定过程,依然使用“最大信息熵增益”原则。 图7 条件随机森林算法说明 文中提出了更进一步基于条件随机森林的分类方法,即通过设定脸部朝向的约束对决策树分类,在特征检测阶段能够根据脸部朝向选择与之相关的决策树进行回归,提高准确率和降低消耗。此论文还对条件随机森林,即如何通过脸部朝向对决策进行分类进行了说明,但这与随机森林算法没有太大关系,这里就不再继续讨论了。随机森林这种基于大量样本统计的方法能够对由于光照、变性等造成的影响,实时地解决关键特征点定位的问题。 另一篇文章[3]对于脸部特征标记,提出了精确度更高、成本更低的方法。即,基于结构化输出的随机森林的特征标记方式。文中将面部划分为20个特征点,对于各个特征点来说,不仅有独立的图像块分类标记,还加入了例如,点4,对于其他嘴唇特征点3,18,19的依赖关系的判断。这样的方法使特征点标记准确率大大增加。 该方法依然是使用随机森林的方法,有所不同的是引入了如式中所示的与依赖节点之间的关系。对于决策树的建立依然是依赖信息熵增益原则来决定,叶子节点不仅能得到特征的独立划分还会得到该特征对依赖特征的贡献,最终特征节点的判断会综合原始投票及空间约束。 图8 脸部特征标记 图9 决策树依赖关系 例如当对下图中人脸特征点进行分类时,使用简单的随机森林方法,经过判断会将各个点进行标注,可以看到 红色的点,标注出的鼻子特征。如果利用依赖节点进行判断,鼻子的点会被局限在其他鼻子特征点的周围,进行叠加后,得到了这个结果。显然,对于此节点的判断,利用结构输出的方式,准确度更高了。 图10 结构化输出结果 4.随机森林总结 大量的理论和实证研究都证明了RF具有很高的预测准确率,对异常值和噪声具有很好的容忍度,且不容易出现过拟合。可以说,RF是一种自然的非线性建模工具,是目前数据挖掘算法最热门的前沿研究领域之一。具体来说,它有以下优点: 1.通过对许多分类器进行组合,它可以产生高准确度的分类器; 2.它可以处理大量的输入变量; 3.它可以在决定类别时,评估变量的重要性; 4.在建造森林时,它可以在内部对于一般化后的误差产生不偏差的估计; 5.它包含一个好方法可以估计遗失的资料,并且,如果有很大一部分的资料遗失,仍可以维持准确度。 6.它提供一个实验方法,可以去侦测变量之间的相互作用; 7.学习过程是很快速的; 8.对异常值和噪声具有很好的容忍度,且不容易出现过拟合; 随机森林的缺点: 1.对于有不同级别的属性的数据,级别划分较多的属性会对随机森林产生更大的影响,所以随机森林在这种数据上产出的属性权值是不可信的; 2.单棵决策树的预测效果很差:由于随机选择属性,使得单棵决策树的预测效果很差。 参考文献: [1] Shotton, J.; Fitzgibbon, A.; Cook, M.; Sharp, T.; Finocchio, M.; Moore, R.; Kipman, A.; Blake, A., “Real-time human pose recognition in parts from single depth images,”Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), 2011 IEEE Conference on , vol., no., pp.1297,1304, 20-25 June 2011 [2] Dantone M, Gall J, Fanelli G, et al. Real-time facial feature detection using conditional regression forests[C]//Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), 2012 IEEE Conference on. IEEE, 2012: 2578-2585. [3] Heng Yang, Ioannis Patras, “Face Parts Localization Using Structured-output Regression Forests”, ACCV2012, Dajeon, Korea. 本文转自:,仅供学习交流

vr技术2000字论文篇二 【摘 要】VR技术是现今计算机技术领域中一项包含多种学科的一门综合科学技术,该技术已经被应用在现实中许多的领域中。 【关键词】VR技术;虚拟现实技术 1.虚拟现实技术的概念 VR技术就是虚拟现实技术,它是一种能够让现实中的人在计算机所创造的虚拟信息世界中体验与现实世界同样的事和物。它所具有多感知性、沉浸性、交互性和构想性的基本特征。这种虚拟技术集合了计算机图形图像技术、现实仿真技术、多媒体技术等等的多种科学技术。它能够模拟出人的视觉,听觉,触觉等的感官功能。使人在计算机所创造的虚拟世界中通过语言、动作等等的方式进行实时交流,可以说这种技术的发展前景是非常的广阔的。 2.虚拟现实技术的特征介绍 ①多感知性的特征,是指视、力、触、运动、味、嗅等感知系统,从人类理想的虚拟现实技术的发展来说,是希望能够给完全的模拟出现实中所有的感知,但因目前的技术掌握和传感技术的限制,仅仅只能模拟出以上视、力、触、运动、味、嗅等感知系统的。 ②沉浸性又称浸没感或临场感,存在感等,具体是指人以第一人称存在在虚拟世界中的真实体验。当然,以目前技术还没有达到最理想的程度。 ③交互性就是指人在虚拟世界中,能够像在现实当中一样,可以通过对一些物体的抓取、使用等动作,感觉到所触碰的物体的重量,形状,色泽等一些人与物体之间的互动信息。 ④构想性,即在虚拟的世界里面,将所想的物件所做的事情在虚拟世界呈现出来,这样做能达到什么样的效果,那样做又能达到什么样的效果,甚至还可以把在现实世界不可能存在的事和物都可以在虚拟世界中构想出来。 3. VR技术的应用范围 VR技术由诞生到现今已经历了几个年代,其应用范围也越来越广,如医学方面,可以提供给医生进行模拟手术,这样大大提供了现实中手术的成功几率,还有军事,科技,商业,建筑,娱乐,生活等等。 4. VR技术中涉及的相关技术 ①立体视觉现实技术:人通过视觉所获取到的信息是人本身所有感觉中最多的一种感官,所以虚拟现实技术中立体显示技术占有不可或缺的重要地位。 ②环境构建技术:在虚拟世界中,构件环境是一个重要的环节,要营造一个区域的环境,首先就要创造环境或建筑模块,然后在这个基础上再进行实时描绘、立体显示,从而形成一个虚拟的区域环境。 ③真实感实时描绘技术:要在虚拟世界中实现与现实世界相同的事物,仅靠立体显示技术还是远远不够的,虚拟世界中必须存在真实感和实时感,简单来说就是实现一个物体的重量,质量,色泽,相对位置,遮挡关系等的技术。 ④虚拟世界声音的实现技术:在虚拟世界中虽然视觉是获取信息的重要途径之一,除了视觉还有很多感官系统可以获取到周围的信息。如听觉,这种技术就是在虚拟世界中实现声音,这样人在虚拟世界里不仅能够看得到也能听得到。 5. VR技术中所涉及的硬件设备 ①输入设备 与虚拟现实技术相关的硬件输入设备分成两大类:一是基于自然的交互设备,用于虚拟世界的信息输入;另一种是三维定位跟踪设备,主要用于输入设备在虚拟世界中的位置进行判定,并输送到虚拟世界当中。 虚拟世界与人实现自然交互的形式有很多,例如有数据手套,数据衣服,三维控制器,三维扫描仪等。 数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件,通过软件编程,可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作,也可以利用它的多模式性,用作一种控制场景漫游的工具。数据手套的出现,为虚拟现实系统提供了一种全新的交互手段,目前的产品已经能够检测手指的弯曲,并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为“真实手套”,可以为用户提供一种非常真实自然的三维交互手段。 数据衣是为了让VR系统识别全身运动而设计的输入装置。数据衣对人体大约50多个不同的关节进行测量,包括膝盖、手臂、躯干和脚。通过光电转换,身体的运动信息被计算机识别。通过BOOM 显示器 和数据手套与虚拟现实交互数据衣。 ②输出设备 人在虚拟世界中要体现沉浸的感觉,就必须实现现实世界中的多种感受,如是视、听、触、力、嗅、味等感官感觉,只不过以目前的虚拟技术只实现了视觉,听觉和触觉罢了。 ③VR构成设备 虚拟现实世界的构成,主要的设备就是计算机本身了,虚拟世界的所有景象都是靠一个个模型造成的,而这些模型则是由计算机制作出来的。一般计算机被划分成四个部分,第一:高配置的个人计算机,专门用于普通的图形配置加速卡,实现于VR技术中的桌面式特征;第二:高性能图形工作站,就是一台高配置的图形处理计算机;第三:高度并行系统计算机;第四:分布式虚拟实现计算机等四个分类。 6. VR技术上的难点探讨 随着计算机的不断发展,人与计算机的互动性得到了非常好的提现。而这种技术则成为了VR技术建立的主要手段。但是实时现实始终一直阻挡这VR技术前进的一大难点之一,即时在理论上能够分析得到高度逼真、实时漫游的虚拟世界,但至少以目前的状况来说还达不到理论上的要求。这种理论性的技术是需要强大的硬件配置要求支撑的,比如说速度极快的图形工作计算机和三维图形加速卡等等设备,但以目前的设备来看即时最快的图形处理计算机也不能达到十分逼真的同事又是实时互动的虚拟世界。根本的原因就在于,因为引入了人与虚拟世界的互动,需要即时生成新的动态模型时,就不能达到实时的效果了,所以就不得不降低图形模块的清晰度来减少处理的时间,这样直接导致了虚拟世界的逼真在某程度上的减少,这就是所谓的景物复杂度的问题了。 图形模块的生成是虚拟世界中的重要瓶颈,虚拟世界的重要特性随着人的位置、方向的不断变更状态下感受虚拟世界的动态特性,简单来说,就是你移动一下位置和方向后所看到的即时生成的图形模块景象。有两种指标可以衡量用户沉浸在虚拟世界中的效果和程度。其一就是之前所说的动态特性;其二就是互动的延迟特性。自然动态图形的形成的帧数是30帧,至少也不能低于10帧,否则整体画面就会出现严重的不连续和调动的感觉。互动延迟是影响用户的另一个重要指标,如人在飞机上飞行时,位置的变换和方向的控制,这时系统应当即时产生相对的图形画面,期间的时间延迟应不大于0.1秒,最多也不能大于1/4秒。否则在长期的工作中,人会容易产生疲劳、烦躁或者恶心的感觉,严重地影响了“真实”的感觉。以上两种指标都以来计算机图形处理的速度。对于动态的模块图形生成而言,每帧的图形生成时间在30~50毫秒之间为较好;而对于互动性的延迟,除互动式输入及其处理时间外,其图形的生成速度也是重要的因素。而以上所叙述的因素都与图形处理的硬件组成有直接的相互关系,除此之外还有赖于应用技术的因素,如虚拟场景的复杂程度和图形模块生成所需的真实感等等。 7. VR技术在各国的研究情况 ①VR技术在美国的研究现状 美国是虚拟现实技术研究的发源地,虚拟现实技术的诞生可以追溯到上世纪40年代。最初研究的虚拟现实技术只是用于美国军方对飞行驾驶员和宇航员的模拟训练。然而,随着冷战结束后美国军费大大的削减,虚拟现实技术就逐渐转为民用,目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。 上个世纪80年代,美国宇航局及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究,并取得了令人瞩目的研究成果,美国宇航局Ames实验室致力于一个叫“虚拟行星探索”的实验计划。现在美国宇航局已经建立了航空、卫星维护的模拟训练系统,空间站的模拟训练系统,并且已经建立了可供全国使用的模拟 教育 系统。北卡罗来纳大学的计算机专业就是进行虚拟显示技术研究最早最著名的大学。他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。乔治梅森大学研制出一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统。施乐公司研究中心在模拟现实技术领域中主要从事利用VRT建立未来办公室的研究,并努力设计一项基于模拟现实技术使得数据存取更容易的窗口系统。波音公司的波音777运输机采用全无纸化设计,利用所开发的虚拟现实系统将虚拟环境叠加于真实环境之上,把虚拟的模板显示在正在加工的工件上,工人根据此模板控制待加工尺寸,从而简化加工过程。 图形图像处理技术和传感器技术是以上VR项目的主要技术。就目前看,空间的动态性和时间的实时性是这项技术的最主要焦点。 ②VR技术在欧洲的研究现状 在欧洲,英国在VR开发的某些方面,特别是在分布并行处理、辅助设备(包括触觉反馈)设计和应用研究方面。在欧洲来说是领先的。英国Bristol公司发现,VR应用的交点应集中在整体综合技术上,他们在软件和硬件的某些领域处于领先地位。英国ARRL公司关于远地呈现的研究实验,主要包括VR重构问题。他们的产品还包括建筑和科学可视化计算。 欧洲其它一些较发达的国家如:荷兰、德国、瑞典等也积极进行了VR的研究与应用。 瑞典的DIVE分布式虚拟交互环境,是一个基于Unix的,不同节点上的多个进程可以在同一世界中工作的异质分布式系统。 荷兰海牙TNO研究所的物理电子实验室(TNO- PEL)开发的训练和模拟系统,通过改进人机界面来改善现有模拟系统,以使用户完全介入模拟环境。 德国在VR的应用方面取得了出乎意料的成果。在改造传统产业方面,一是用于产品设计、降低成本,避免新产品开发的风险;二是产品演示,吸引客户争取定单;三是用于培训,在新生产设备投入使用前用虚拟工厂来提高工人的操作水平。2008年10月27-29日在法国举行的ACM Symposi- um on Virtual Reality Software and Technoogy大会,整体上促进了虚拟现实技术的深入发展。 ③VR技术在日本的研究现状 日本的虚拟现实技术的发展在世界相关领域的研究中同样具有举足轻重的地位,它在建立大规模VR知识库和虚拟现实的游戏方面作出了很大的成就。 在东京技术学院精密和智能实验室研究了一个用于建立三维模型的人性化界面,称为SpmAR NEC公司开发了一种虚拟现实系统,用代用手来处理CAD中的三维形体模型。通过数据手套把对模型的处理与操作者的手联系起来;日本国际工业和商业部产品科学研究院开发了一种采用x、Y记录器的受力反馈装置;东京大学的高级科学研究中心的研究重点主要集中在远程控制方面,他们最近的研究项目是可以使用户控制远程摄像系统和一个模拟人手的随动机械人手臂的主从系统;东京大学广濑研究室重点研究虚拟现实的可视化问题。他们正在开发一种虚拟全息系统,用于克服当前显示和交互作用技术的局限性;日本奈良尖端技术研究生院大学教授千原国宏领导的研究小组于2004年开发出一种嗅觉模拟器,只要把虚拟空间里的水果放到鼻尖上一闻,装置就会在鼻尖处放出水果的香味,这是虚拟现实技术在嗅觉研究领域的一项突破。 ④国内虚拟现实技术研究现状 在我国虚拟现实技术的研究和一些发达国家相比还有很大的一段距离,随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的高速发展,虚拟现实技术已经得到了相当的重视,引起我国各界人士的兴趣和关注,研究与应用VR,建立虚拟环境、虚拟场景模型分布式VR系统的开发正朝着深度和广度发展。国家科委国防科工委部已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目,国内许多研究机构和高校也都在进行虚拟现实的研究和应用并取得了一些不错的研究成果。 北京航空航天大学计算机系也是国内最早进行VR研究、最有权威的单位之一,其虚拟实现与可视化新技术研究室集成了分布式虚拟环境,可以提供实时三维动态数据库、虚拟现实演示环境、用于飞行员训练的虚拟现实系统、虚拟现实应用系统的开发平台等,并在以下方面取得进展:着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示与处理;在虚拟现实中的视觉接口方面开发出部分硬件,并提出有关算法及实现方法。 清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布达拉宫”,采用了QuickTime技术,实现大全景VR制;浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统;哈尔滨工业大学计算机系已经成功地合成了人的高级行为中的特定人脸图像,解决了表情的合成和唇动合成技术问题,并正在研究人说话时手势和头势的动作、语音和语调的同步等。 8.学习小结和心得 虚拟现实技术是一个极具潜力的研究项目,是未来的重要技术之一。它不论在理论,软件或者硬件的领域上都依赖着很多技术,当然其中也有较多的技术只实现了理论,硬件方面还是有待完善的。不过可以遇见,在未来虚拟现实技术绝对会被广泛应用。 本论文讲述了虚拟现实技术的概念,特征,应用范围,相关的技术,涉及的设备,技术上实现的难点,各国的研究现状等。最重要的就是,我们通过对这门技术项目的学习,了解到计算机更加多方面的知识,亦同时得知了更加多与计算机之间的硬件设备知识,让我们对虚拟现实技术产生了浓厚的兴趣,日后我们会继续留意虚拟现实技术的发展状况,如有机会定必会该项技术奉献绵薄之力。 猜你喜欢: 1. 科技哲学结课论文3000字 2. 触控技术论文 3. 全息投影技术论文 4. 3d打印技术论文3000字 5. 人工智能应用技术论文 6. 网络新技术论文

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随着计算机 网络技术 的快速发展,其已经在各个领域得到了广泛的应用,取得了较好的成果。下面是我为大家整理的计算机网络安全与防范论文,供大家参考。

浅析计算机网络安全与防范

摘要:伴随着我国科技技术的不断进步,计算机技术也随之得到了长足的进步,计算机网络技术的应用在广度和深度上均在不断突破。然而,计算机网络在给人们生活带来便利的同时,其应用的安全性的风险也在逐渐扩大。 文章 首先分析了我国计算机网路技术的应用现状,重点阐述了计算机网路安全性的影响因素,并提出了若干应对计算机网络安全风险的防范 措施 。

关键词:计算机网络;网路安全;防范措施;计算机病毒

近年来,计算机网路已经逐渐成为人们生活的重要组成部分,然而,人们在享受计算机网路带来的便捷的同时,对计算机网路安全却往往重视不够,计算机网路安全隐患带来的事故也时有发生。因此,研究计算机网路安全的影响因素和防范措施是十分必要的。基于此目的,笔者就计算机网路安全和防范进行了深入探讨。

1我国计算机网络安全的现状

所谓计算机网络安全,即指利用网络管理控制和技术措施,确保数据信息在一个网络环境里的完整性、可使用性和保密性能够受到保护。计算机网络安全主要包含如下两个方面“’:第一,逻辑安全,即指信息的可用性、保密性和完整性等方面的安全;第二,物理安全,即指系统设备及其相关的设施能够受到物理保护,不受破坏。当前,已进入了信息化时代,计算机网路得到了飞速的发展,但是计算机网路安全隐患也同时出现了阶梯式增长的态势。我国计算机网路技术起步较慢,但是发展速度惊人,网路监管不力、计算机病毒入侵等原因导致了我国计算机网路安全面临着极为严峻的考验。计算机网路安全出现故障,病毒入侵个人网路之后,会导致整个计算机网路出现崩溃,个人隐私的泄露将导致个人安全出现潜在风险。尤其需要指出的是,政府机关的计算机网路一旦被入侵后,国家机密文件将有可能被泄露和篡改,这给国家安全带来了极为恶劣的安全隐患。

2计算机网路安全的影响因素

2.1黑客入侵

黑客入侵是当前我国计算机网路安全中威胁性最大的影响因素。计算机网路黑客发现计算机网路本身存在的漏洞后,机会迅速入侵至计算机网路系统中,使得计算机网路系统的数据资料被泄露甚至篡改。通常情况下,计算机黑客均带有较强的入侵目的性,以在不破坏计算机网路系统的前提下窃取所需的计算机数据信息,在黑客入侵计算机网路系统时,均会对其网路漏洞进行综合分析,并采取有针对性和目的性的手段入侵计算机数据库。黑客入侵过程主要分为以下两种:第一,听过破译计算机网路数据,非常篡改计算机相关数据,严重时会破坏计算机网路从而导致整个计算机网路瘫痪无法运行,造成极为恶劣的影响;第二针对计算机网路存在的漏洞采取入侵设备或者搭线等手段,窃取所需的计算机的机密数据和文件信息。

2.2垃圾邮件

垃圾邮件是当前我国计算机网路存在安全隐患的一个重要因素,尤其以原始轰炸式邮件对计算机网路造成的安全影响更为明显。相比于计算机病毒,垃圾邮件不具备其蔓延性特点,而相比于黑客入侵,则不具备其潜在性的显著特征。邮件具有公开性的特点,这为垃圾邮件存在的运行提供了极为便利的土壤,垃圾邮件大多是在公开邮件中掺入垃圾邮件并将其发送至目的计算机网络中。通常而言,垃圾邮件具有较大的发送量,且具有可持续发送的特点,使得计算机用户被动接收,而当计算机用户接收并打开这些邮件后,其计算机网路系统则迅速面临着潜在威胁,导致计算机控制和运行受到入侵者的控制,最终导致个人机密数据和信息的泄露,给计算机使用者的个人安全和隐私带来了严重威胁。

2.3病毒入侵

病毒入侵是当前我国最普通一种的计算机网路安全影响因素。其运行原理为:通过以恶意程序为入侵载体,并利用代码表示进行迅速扩散,对整个计算机系统造成恶意破坏,严重时甚至会导致整个计算机系统出现崩溃。病毒入侵虽然表面上的威胁性较小,但是软件安装之后会影响计算机网络的整体程序代码,从而给其他软件的安全性带来潜在威胁。计算机病毒具有非常高的潜伏性,彻底清除极难实现,黑蜘蛛就是我们熟知的计算机网路病毒的典型代表。

3计算机网路安全的有效防范措施

为有效应对我国计算机普遍存在的安全隐患,应及时采取有效措施进行防范,笔者通过查阅国内外的计算机网路安全实例,可知当前网路安全的防范措施主要有以下几种。

3.1安装网络防火墙

防火墙技术工作原理主要是基于计算机网络IP地址而开展的。其通过对计算机软件和硬件系统分别进行有效设置,使得计算机可以对信息进行有效的拦截和过滤,这是计算机网路安全中的基础保护措施。因此,为应对计算机网路安全带来的各种潜在威胁,使用者应在安全的计算机软件配置基础上,安装高级网路防火墙,减少计算机功能出现的漏洞,从而尽可能的提高计算机网路的安全可靠性,此外,为实现网路防火墙对信息的有效过滤,防火墙应对由不安全访问导致的网路异常运行迅速进行拦截,从而确保整个计算机网路的安全性。

3.2使用计算机网络加密技术

当前,计算机网路加密技术给整个计算机网路系统提供了有效的隔离屏障,使得计算机用户的数据和信息能够得到有效保护。网路加密技术的主要工作原理为:利用技术手段把重要的数据变为乱码加密传送,到达目的地后在采用一定的手段进行解密。网络加密技术针对入侵者可以建立有效的预警机制,即计算机网路一旦收到被恶意入侵的信号时,网路加密系统即会迅速对这些恶意攻击者进行驱除,从而确保计算机网路的安全。当前常用的计算机网路安全加密技术主要分为两种:第一,私钥加密,即在原有的密匙基础上增加私人密匙,其不会受到地点等因素的限制,在计算机系统中的硬件和软件系统中均交易实现;第二,公钥加密,主要用于计算机网路使用较为密集的场所,运行速度相对较慢,主要包括加密密匙和解密密匙两种。

3.3安装防病毒软件

计算机网路防病毒技术主要指的是针对计算机病毒的入侵,采用单机防病毒软件或者网络防病毒软件等形式进行计算机网路病毒的有效防护。其中,单机防病毒软件或者网络防病毒软件各有其侧重点,前者主要是分析不处于本地工作的两台计算机网路系统之间的信息传送,对可能存在的病毒进行全面检查,清楚入侵的恶意病毒,而后者主要是针对网络访问中存在的网络自身病毒。当计算机网路处于访问环节时,网络病毒出现后,防毒软件一旦检测到之后,会即刻对其进行清除。实践 经验 表明,通过安装有效的防毒软件,并和其他防范措施进行结合,可很大程度上提高计算机网路的保护效果。例如,甲和乙进行加密通信方式进行通信,甲采用加密密钥将信息进行加密后发送至B,而为确保信息在网路传输中的安全性,即可采取网路加密技术,对传输的信息进行加密保护,使得传统的数字签名也能在网络传输中得到应用。

3.4使用正版软件

众所周知,正版软件价格较为昂贵,但是相较于盗版软件,其在使用过程中具有较高的软件性能,对病毒的防御能力也较高。从根本上说,盗版软件是对正版软件的知识产权的损害,是显而易见的违法行为,因此,为提高计算机网路安全,计算机用户应尽可能的使用正版软件。

3.5建立计算机网路法制管理机制

为提高计算机网路安全,建立完善的计算机网路法制管理机制是十分必要的。通过相关网路法律法规的制定和不断完善,形成具有公众监督、行业自律和行政监管等多种功能为一体的网路管理机制,不断加强计算机网路的通信安全,规范网路信息传播行为,尽可能的减少不符合相关法律法规的信息传播。与此同时,通过采取不同形式为计算机使用者普及网路安全的基础知识,增强网路安全防范意识。

3.6强化计算机网路安全管理

为加强计算机网路安全管理,应积极构建安全有效的计算机网路安全管理。首先,应不断完善管理制度,制度切实可行的责任机制。其次,针对重要信息,务必做好有效的防火措施,并与计算机软件和硬件系统相结合,建立完善的计算机网路信息管理系统,确保计算机网路的安全运行。

4结语

计算机网路在人们日常生活中的应用范围和深度均得到了长足的发展,然而,计算机网路的发展带来的安全问题也极大的困扰着计算机客户。因此,不断研究计算机网路安全影响因素,通过采取安装网络防火墙、使用计算机网络加密技术、安装防病毒软件、使用正版软件、建立计算机网路法制管理机制和强化计算机网路安全管理等有效措施,最大限度上确保计算机网路的安全高效运行。

计算机网络安全与防范技术

随着网络的发展,人们越来越多地体会到了网络的便捷实用,尤其是因特网(Internet)已成为全球规模最大、信息资源最丰富的计算机网络,它所具有的开放性、全球性、低成本和高效率的特点使我们从中受益。然而,我们也越来越多地感受到网络所对我们造成的破坏,对我们的信息所造成的威胁,计算机网络安全已成为了一个严肃的、不容忽视的问题。如何使计算机网络系统的硬件、软件,以及其系统中的数据受到保护,不受偶然的因素或者恶意的攻击而遭到破坏、更改、泄露,确保系统能连续、可靠、正常地运行,网络服务不中断?本文从计算机安全的概念,网络安全的现状,以及防范的技术手段等方面进行探讨。

一、计算机网络安全的概念

“计算机安全”在国际标准化组织(ISO)中的定义是:“为数据处理系统建立和采取的技术和管理的安全保护,保护计算机硬件、软件数据不因偶然和恶意的原因而遭到破坏、更改和泄漏。”

这个定义包含物理安全、逻辑安全、 操作系统 安全、网络传输安全四个方面的内容。其中物理安全是指用来保护计算机硬件和存储介质的装置和工作程序。物理安全包括防盗、防火、防静电、防雷击和防电磁泄漏等内容。逻辑安全可理解为信息安全,是指信息的保密、完整和可用。操作 系统安全 指操作系统能区分用户,防止他们相互干扰,不允许一个用户修改由另一个账户产生的数据。网络传输安全则指用来保护计算机和联网资源不被非授权使用来认证数据的保密性和完整性,以及各通信的可信赖性。如基于互联网的电子商务就依赖并广泛采用通信安全服务。

二、计算机网络安全现状

计算机网络技术所具有的复杂性和多样性的特点,使得计算机网络安全成为一个需要不断更新、提高的课题。

1.网络安全面临的威胁。

主要有物理威胁、系统漏洞、身份鉴别威胁、线缆连接威胁和有害程序威胁等几类。物理威胁如偷窃、废物搜寻、间谍行为、身份识别错误等;系统漏洞如不安全服务、配置被更改、初始化不一致、乘虚而入等。身份鉴别威胁如算法考虑不周、内部泄漏口令、口令解除和口令圈套等;线缆连接威胁则有拨号进入、冒名顶替、窃听等;有害程序则主要是病毒、特洛伊木马、代码炸弹、错误的更新或下载。

2.面临威胁的主要原因。

网络安全管理缺少认证,容易被其他人员滥用,人为造成网络安全隐患。

现有操作系统中设计的网络系统不规范、不合理、缺乏安全考虑,均在不同程度上存在网络漏洞,黑客很容易利用漏洞侵入系统,影响用户。

由于技术上的可实现性、经济上的可行性和操作上的可执行性,缺少对整个网络的安全防护性能作出科学、准确的分析评估与保障实施的安全策略。

计算机病毒会导致计算机系统瘫痪、信息严重破坏甚至被盗取,降低网络效率。越来越多的计算机病毒活跃在计算机网络上,给我们的正常工作造成威胁。

黑客的攻击种类繁多,且许多攻击是致命的,攻击源集中,攻击手段灵活。尤其是黑客手段和计算机病毒技术结合日渐紧密,用病毒进入黑客无法到达的私有网络空间盗取机密信息或为黑客安装后门,攻击后果更为严重。

三、计算机网络安全的防范措施

1.加强内部网络管理,提高防范意识。

在网络上管理方式是十分关键的,不仅关系到网络维护管理的效率和质量,而且涉及网络的安全性。安装好的杀毒软件能在几分钟内轻松地安装到组织里的每一个NT服务器上,并可下载和散布到所有的目的机器上,由网络管理员集中设置和管理,它会与操作系统及 其它 安全措施紧密地结合在一起,成为网络安全管理的一部分,并且自动提供最佳的网络病毒防御措施。在网络前端进行杀毒,可保证整个网络的安全畅通。

2.网络防火墙技术。

防火墙技术是一种用来加强网络之间访问控制,防止外部网络用户以非法手段通过外部网络进入内部网络,访问内部网络资源,保护内部网络操作环境的特殊网络互联设备。防火墙对两个或多个网络之间传输的数据包如链接方式按照一定的安全策略来实施检查,以决定网络之间的通信是否被允许,并监视网络运行状态。防火墙是目前保护网络免遭黑客袭击的有效手段。

将防火墙技术和数据加密传输技术结合使用并发展,进行多方位的扫描监控、对后门 渠道 的管理、防止受病毒感染的软件和文件的传输等许多问题将得到妥善解决。未来防火墙技术会全面考虑网络的安全、操作系统的安全、应用程序的安全、用户的安全、数据的安全五者综合应用。在产品及其功能上,将摆脱目前 对子 网或内部网管理方式的依赖,向远程上网集中管理方式发展,并逐渐具备强大的病毒扫除功能;适应IP加密的需求,开发新型安全协议,建立专用网();推广单向防火墙;增强对网络攻击的检测和预警功能;完善安全管理工具,特别是可疑活动的日志分析工具,这是新一代防火墙在编程技术上的革新。

3.安全加密技术。

安全加密技术由完善的对称加密和非对称加密技术组成,在网络安全中发挥重要的作用。

对称加密是常规的以口令为基础的技术,加密运算与解密运算使用同样的密钥。

不对称加密,即“公开密钥密码体制”,其中加密密钥不同于解密密钥,加密密钥公之于众,谁都可以用,称为“公开密钥”,解密密钥只有解密人自己知道,称为“秘密密钥”。

4.生物识别技术。

生物识别技术是一种集光学、传感技术、超声波扫描和计算机技术于一身的第三代身份验证技术,是一种更加便捷、先进的信息安全技术。

生物识别技术是依靠人体的身体特征如指纹、声音、面孔、视网膜、掌纹、骨架等来进行身份验证的一种解决方案,由于人体具有不可复制的特性,这一技术的安全系数较传统意义上的身份验证机制有很大的提高。尤其是指纹识别技术凭借其无可比拟的唯一性、稳定性、再生性而发展迅速。

自动指纹识别系统(AFIS)诞生于20世纪60年代,是一套成功的身份鉴别系统,也是未来生物识别技术的主流之一。它通过相应设备获取指纹的数字图像存贮到计算机系统中,再通过滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征,最后使用复杂的匹配算法对指纹特征进行匹配。时下,有关指纹自动识别的研究已进入了成熟的阶段。随着指纹识别产品的不断开发和生产,未来该项技术的应用将进入民用市场,服务大众。

网络安全涉及技术、管理、使用等方方面面,不但包括信息系统本身的安全,而且有物理的和逻辑的技术措施。而且,随着网络的发展,新的不安全威胁会不断出现,安全的技术也因此不断更新,只要有明晰的安全策略和完善的防范技术,必能完好、实时地保证信息的完整性和确证性,确保网络安全。

参考文献:

[1]顾巧论,贾春福.计算机网络安全[M].北京清华大学出版社,2008.

[2]吴诗豪.计算机网络安全性研究[J].管理观察,2009.

试论计算机网络安全与防范

摘要:随着计算机技术的发展以及网络的普及,计算机已经成为人们工作和生活中比较重要的产品,计算机在给人们带来便捷的同时,网络安全问题也越来越引起人们的重视,网络安全问题日趋严峻,如网络数据窃密、病毒攻击、黑客侵袭等网络安全隐患影响着人们安全使用电脑,因此,加强网络安全防范,完善安全防护策略,已经成为计算机网络信息管理者与使用者都必须重视的一个问题,本文简要介绍了加强网络安全的重要性,同时分析了网络安全面临的一些问题,并提出了相应的防范措施。

关键词:计算机网络 网络安全 防范措施

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)01-0164-01

计算机网络不仅方便了人们的工作和学习,也丰富了人们的业余生活,随着计算机网络的发展以及网络体系日渐强大,计算机已经影响着人们工作和生活的方方面面,因此,来自互联网的网络安全威胁也给人们的工作和生活带来了许多的不安全因素,不管是在广域网中还是在局域网中,网络的安全问题都必须高度重视,诸多的安全因素威胁着人们的网络,网络犯罪、黑客攻击、病毒侵袭等自然和人为的影响因素近年来迅速增长,网络安全问题日趋严峻。所以,加强安全防范,确保网络安全是必须重视和解决的一个问题。

1 网络安全的重要性

随着信息技术的发展,计算机网络已的经被广泛应用,但是,网络安全问题日趋严峻,计算机用户上网不同程度的攻击和破坏计算机数据问题经常发生,现如今,我国许多的金融机构也经常遇到网络安全问题,由于网络安全问题带来的经济损失高达数亿元,网络安全问题也威胁着许多的企业和个人的经济利益,造成企业重要数据的丢失和重要文件的丢失,给企业或者个人带来不可估量的经济损失。因此,无论是企业还是个人,都必须高度重视计算机网络安全问题,要采取有效地安全防范措施,以确保网络信息安全。

2 网络安全面临的一些问题

2.1 病毒的侵袭

计算机病毒是指病毒编制者在计算机程序中人为编制并插入破坏计算机功能的破坏数据,导致计算机受病毒感染后,影响其使用功能,并造成网络瘫痪计算机病毒具有隐蔽性、传染性、寄生性、潜伏性、破坏性的特点。同时,计算机病毒又像生物病毒一样有独特的复制能力,病毒危害计算机的现象最为普遍,它是网络安全的头号大敌。它传播速度快,危害性大,并且计算机病毒种类繁多,特别是网络传播的病毒,对计算机网络破坏性更强,计算机病毒在网络上传播后,不但会直接导致计算机使用者网络瘫痪,而且可以破坏计算机主板、硬盘、 显示器 等,是计算机使用者面临最头痛的问题之一,所以,提高对计算机病毒的防范,确保网络安全刻不容缓。

2.2 网络黑客攻击

网络黑客攻击主要是指在未经许可的情况下,攻击者通过Internet网络,运用特殊技术非法访问计算机用户,登录到他人的网络服务器,破坏和攻击用户网络,在网络上,黑客的攻击动机决定其危害性;黑客的攻击手段有许多种,其中包括在Cookie中 种植 病毒、夹杂黑客代码、隐藏指令、制造缓冲区溢出、取得网站的控制权等,其中,黑客最常用的攻击手段是特洛伊木马程序技术。有些黑客攻击计算机用户只是出于好奇,目的是窥探用户的秘密,对计算机用户系统不进行破坏,有些黑客非法侵入计算机用户之后,恶意纂改用户目标网页和内容,想法设法攻击、报复计算机用户,迫使计算机用户网络瘫痪。还有一些黑客攻击计算机用户主要是为了窃取计算机系统中重要数据,或者毁坏、删除、纂改用户数据。这种黑客直接威胁到国家、集体以及个人的计算机数据安全,损害集体和个人利益,如窃取国家机密、企业重要经济数据以及个人重要的信息,从事恶意攻击和破坏,进行网络勒索和,非法盗用他人银行账号密码,进而将他人网上银行存款提取。由此可见,网络黑客攻击破坏后果严重,会带来不堪设想的后果。

3 防范计算机网络安全的有效措施

3.1 加强病毒防护以及移动存储介质的安全管理

计算病毒传播速度快,危害性大,可以说无孔不入,预防计算机病毒是首要解决的一个问题。首先:计算机使用单位中心机房服务器要部署全方位、多层次的防毒、杀毒软件,并且要做好定期或不定期的自动在线升级,以避免计算机网络受病毒的侵袭;访问内、外网客户端要严格区分,做好机房设备的检查以及网络维护工作,对于各项重要数据要定期做好备份以及异地储存工作。在接受网络传输、邮件附件以及其他文件的时候,要在接受之前进行病毒扫描,扫描病毒可以使用常见的杀毒软件如:卡巴斯基,瑞星杀毒、360杀毒等。其次,加强移动存储介质的管理,企事业单位要制定严格的《移动存储介质管理制度》,登记所有的移动存储介质,严格控制外来病毒的入侵以及内部利用网络发生泄密事件。计算机要设置密码长度不得少于8位的开机密码,并加强密码保护和管理。

3.2 防黑客技术

随着互联网的广泛应用,网络黑客攻击案例越来越多,黑客的攻击给国家、企业和个人带来了不同程度上危害和损失,其影响极其恶劣。因此,为了有效的预防黑客的攻击,人们采取了不同的预防措施和 方法 。首先,采用防火墙技术,控制网络的访问权限,通过限制访问和对网络隔离有效避免黑客的攻击。其次,还可以采用数据加密技术,加密系统中所有数据,使之成为密文,结合权限管理,采用智能卡、生物特征识别认证技术、智能密码钥匙等,只有被授权者才能够了解其内容,即使攻击者截获数据,数据的内容也无法了解,这样可以有效保证系统信息资源的安全。防范信息被窃取,数据加密技术作用非常重大。还有,要注意对电脑进行全方位的漏洞扫描及修复,定期检查系统是否有漏洞,否则黑客借助于电脑漏洞就可能远程控制电脑,漏洞扫描对于计算机网络安全,抵御外部网络黑客入侵也是非常必要的。

4 结语

综上所述,网络安全与防范是一个系统化工程,我们要根据系统的安全需求制定有效的安全防范措施,要结合各种安全技术解决这些安全问题,定期对网络系统进行维护,经常查杀病毒,严防黑客侵入计算机网络,以保障网络安全有效运行。

参考文献

[1]鲁立,龚涛.计算机网络安全.ISBN:9787111335054,机械工业出版社,2011.4.1.

[2]张炜,许研.计算机网络技术.(高职高专“十二五”规划教材)ISBN:9787505893054,经济科学出版社,2010.5.

[3]满昌勇,计算机网络基础.ISBN:9787302216834,清华大学出版社,2010年02月.

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生物学专业硕士毕业论文

生物科学是对生命活动规律和生命本质进行研究的一门学科,是认识自然的有利工具。那么关于生物学专业硕士毕业论文要求怎么写的呢?我们不妨来参考下范文吧!以下是我为您搜集整理提供到的生物学专业硕士毕业论文内容,希望对您有所帮助!欢迎阅读参考学习!

摘要:随着我国对科学技术的探究和发展,生物科学与技术研究成为21世纪以来人类关注的重点话题,其发展与人们的生活息息相关,改变着人们的生产活动和生活面貌。随着生物科学技术的不断成熟,生物科学逐渐运用于现代医疗领域、农学领域和工业领域,它对基因遗传和生物化学的研究也具有重大意义。因此,重视生物科学的发展与应用,是关乎生活的重要话题。本文从生物科学的应用、研究成果进展和生物科学技术对社会的影响三方面对生物科学的发展与应用进行阐述。

关键词:生物科学;科学技术;发展;应用;研究进展

生物科学是对生命活动规律和生命本质进行研究的一门学科,是认识自然的有利工具。20世纪50年代以来, DNA双螺旋结构的构建和基因重组等技术的重大突破发展,使得现代的生物技术逐渐趋于成熟。生物科学的发展对医学领域和农业领域的发展有重大的推动作用。重视生物科学的发展对人类的生产生活带来了巨大的影响。

一、生物科学的研究成果及发展

(一) 基因组计划的实施

破译基因的遗传码,解开生命的奥秘是基因破译的主要目的。目前,科学研究人员对遗传图、物理图和转录图的制作工作已由相关的制作单位完成,这在理论上具有重大的进步意义的同时也具有重要的实践意义和很高的商业价值。2013年的1月中国科学家成功破译了小菜蛾基因组,历时三年的研究,终于得出了小菜蛾的基因组图谱,科学家指出,将进一步与国内外人员合作交流,在小菜蛾基因组的研发完成后,将继续开展研究与抗药性和食性生长发育密切相关的功能基因组学和遗传学,为小菜蛾的有效防御、持续控制提供科学依据。

(二)细胞全能技术的实施与应用

随着人类基因组图谱的进一步发展,更多的生物模式经重要的动植物基因组将不断被揭露。细胞全能技术是一项快速纯合创造新品种的先进技术。21世纪后,生物的起源、原始细胞的产生和新生物的形式与改造等重大理论问题在我国已经得到重大的发展。人类对生物生命本质的认识将会进一步的提高,这对生物细胞全能技术的理论性和实践性的发展都将会产生重大的'影响,对新品种作物的选育具有指导性因素。

(三)生物识别技术

生物识别技术是指依据人类自身所固有的生理或行为特征而进行识别的一种技术。目前,应用最为广泛的包括有:指纹识别、手掌几何学识别、声音识别、面部识别等。生物识别具有不易遗忘、防伪性能高、不易被盗、便于携带等特点,容易和电脑配套使用,从而增强在使用过程中的自动化管理,已广泛用于胜负、军队、银行等地。但生物识别技术中由于其中一部分技术含量较高,现在还处于试验阶段。

二、生物科学的应用

(一) 农业领域的生物科学技术

20世纪以来,在生物科学领域,分子生物学的诞生及现代生物技术的兴起已然成为人类社会进步最伟大的事件之一。20世纪末21世纪初,对基因组学的突破性研究推动了生物技术进入迅猛发展的阶段。动植物和微生物技术在农业领域的发展已对农业起到了极大的推动作用。不仅如此,转基因技术的推广应用使得农业得到了相应的发展。同时,抗病虫、除草剂的使用推进了转基因棉花、玉米、花生、大豆等的商业化发展。现代分子生物学与传统的动植物育种学催生了新型的分子育种学。

(二) 生物科学在医学上的应用

药品领域的开发对生物科学的运用已达到相对成熟的阶段。改革开放后,生物技术制药受到了相对高度的重视,为生物高新技术的发展投入了大量的人力财力,因此,我国生物技术制药得到了快速的发展,已达到国际水平。2013年7月,深圳华大基因研究院亚洲癌症研究组织合作完成干细胞癌基因研究项目,这是继乙肝病毒整合机制研究之后的又一项重要生物科学研究成果。通过对88例癌患者进行全基因组测序,发现了一些列与肝细胞癌发生发展相关的基因突变,找到了肝细胞癌发生的两条关键性途径,从而为日后肝细胞癌治疗法的药物开发奠定了基础。

三、生物科学对社会带来的影响

20世纪70年代以来,随着生物科学的发展,生物科学基础的研究取得了不断突破。我国的生物科学技术成果在世界范围内得到了公众认可。在工业化和商业化飞速发展的今天,生物技术具有了良好的发展环境。通过对社会各个领域的发展经验总结得出,生物科学技术的发展仍然面临着众多挑战。我国的科研管理部门应对高校或科研组的科研项目加大人力财力的扶持,鼓励更多的青年科学家、技术专家投身于生物科学的研究中,并为他们提供多学科的培训,使得多学科科学的发展能具有高度的综合性,从而推进多领域的融合,促进现代社会生物科学技术的革新与健康发展。

四、结束语

生物科学技术的研究是科学应用研究的源泉,随着科学技术的进步和多种学科的融合发展,生物科学逐渐从单一化发展为多层次、多方面的科学技术,由宏观逐步发展到微观的可操作性。生物科学的发展对人们的生产生活产生了重要影响,赢得了人们越来越多的关注。我国的生物技术在发展中不断突破,研究成果已遍布全世界,相信如此下去,将会赢得生物科学的巨大成果。加大生物科学技术的研究进程,促进现代生物科学技术的良性有利发展,以实现我国科学技术又快又好的发展。

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手势识别研究背景与意义论文

手语翻译器作为不懂手语的正常人与使用手语的残障人士之间的沟通桥梁,近来成为研究热点,但是目前市场上成熟的手语翻译器并不多见。在此设计利用 LeapMotion 对手部识别精度高以及体积小巧等特性,实现了一种识别精度高、便于携带的手语翻译器。该翻译器不仅支持静态手语的识别,同时也能识别动态手语,实现了手语识别、文本翻译、语音播报,多语言翻译等功能。实验结果表明该手语翻译器具有识别准确率高的特点,能基本实现残障人士与正常人之间简单的交流,具有良好的应用前景

就是在不碰到设备的情况下,通过简单的手势来控制设备。目前汇春科技的YSPRING手势识别技术能完成对手部的成像,并对手势进行识别和跟踪,应用于电视等职能家庭设备的控制还有就是VR、AR设备的自然交互。

声纹识别技术论文

从《人民的名义》看声纹识别技术在案件侦查中的应用

被号称为“史上最大尺度反腐剧”的《人民的名义》即将收官,播出期间,该剧一直备受好评。除了曲折的故事情节之外,该剧最大的看点就是公安机关曲折的案件侦查过程,只不过因为剧中涉及到了贪污受贿犯罪案件、刑事案件、经济案件等一系列犯罪事件,错综复杂的关联和故事情节给案件侦查带来了巨大的麻烦。

下面这一幕,相信大家对还有印象:

在《人民的名义》第21集,剧中反贪局长侯亮平与京州市公安局局长赵东来一行在拳击场就陈海车祸案件进行探讨分析时,陈海在车祸前共接到两个举报电话,京州公安局将两个电话交由不同技术部门进行了两次鉴定,得出了两个举报人的声音并非是举报人蔡成功同一个人。

显然,声音的鉴定给公安机关提供了侦查案件的关键证据和调查方向。

随着科技的发展,尤其是生物科技的不断发展并逐渐广泛应用,包括人脸、指纹、掌纹、声纹等生物特征类证据已成为公安和司法机关破案侦查的重要证据之一,在热播的《人民的名义》中,声音就成了调查原汉东省检察院反贪局局长陈海车祸案件的重要线索。

这种通过提取说话人声纹特征来辨别身份的技术被称为声纹识别,特别适用于在无法当面见到当事人的情况。

声纹识别是如何辨别说话人身份的?

众所周知,每个人发音讲话都是通过鼻腔、口舌、声道、胸肺几大器官多重配合的结果,不同人声音的频率、音色、语调甚至口音等特质组成了独特的声纹图谱,包含音质、音长、音强、音高等,通过对这些特征的比对,从而能够实现身份的认证。

声纹识别的过程就是通过录音设备把声音信号转换成电信号,再用信号处理算法提取以上特征,然后使用机器学习算法来识别说话人的身份。这种技术最早40年代末由贝尔实验室开发,主要用于战争时期军事情报领域,技术要求很高,随着科技的发展目前已经开始逐渐被应用到了案件侦查以及金融等商业应用。

声纹识别与身份安全解决方案提供商快商通分析介绍:“在《人民的名义》剧情中,公安刑侦人员通过分析两段电话录音中的音素,比对两段音频中共同音素的频谱,判断两个音素是否来自于同一人。通常来说,如果两段音频存在20个匹配的特征点,那就可以推断是同一人的声音,反之则是不同人的声音。这是声纹身份验证应用中的1:1比对方式”,它的目的是确认语音是否来自某个人,也就是说话人的确认。

此外,在声纹领域还有一种方式是通过1:N的方式来进行声纹对比,它是将一个人的声音与现有声纹数据库中的声纹数据进行对比,进而找出最有可能的说话人,简单来说就是判断语音是哪个人说的,也被称为说话人辨认。这种方式在重点人群监控、犯罪嫌疑人排查以及案件司法证据鉴定方面广泛运用。

快商通表示,过去声纹识别的对比通常采用人工经验,通常情况下通过人工进行对比2~15分钟的音频需要半天到一天的时间。现在通过人工智能,采用机器学习的自动化方法,通过大数据样本序列进行自动化分析,只需要数秒就能判定出结果。更先进的科技技术,也带来了更高效、智能、安全可靠的鉴别服务。

事实上,就如《人民的名义》里所讲的一样,声纹鉴定如今已成为公安司法机关检查办案的关键证据之一,通过语音声纹的对比分析鉴定,可以锁定嫌疑人,进而查找出嫌疑人的性别、年龄、户籍等重要信息,为侦查破案工作提供线索,从而大幅度提高了公安机关的办案效率,降低了办案成本。

国内声纹识别创业公司已经领先全球

声纹识别的准确率是声纹识别最重要的指标之一,全球主要的声纹识别技术厂商都在不断努力提升这一指标。

据了解,在日常环境中使用短语音进行注册和验证,快商通的算法核心指标已经突破99.6%的准确率,达到了世界领先水平,这也标志着快商通的声纹识别技术能够进行大规模的行业应用。从当前世界范围内发表的学术论文看,目前国内还没有第二家企业的声纹识别算法能够达到这一准确率。

这家公司又是什么来头呢?

快商通创立于2009年,公司近300余人,总部位于厦门,上海、深圳、新加坡等地有办事机构和子公司。厦门市人工智能行业协会发起单位、会长单位。获得2019年“吴文俊人工智能科学技术进步奖”、“厦门市科学技术进步奖”等。

2012年开始投入声纹识别和自然语言处理技术研究。获得2018年由美国国家标准局举办的全球声纹大赛(NIST SRE 2018)全球第三名、大中华区第一名;获得由GA部、工信部、网信办联合举办的中国人工智能大赛的“声纹识别”和“同源音频指纹检索”项目的全球第三名和第二名。在金融反诈领域,快商通领衔全国1:N声纹检索能力,在算法、数据、落地经验、算法引擎架构能力等方面,独占鳌头。在医疗教育领域,快商通凭借语义分析和多轮对话技术,占领全国医疗教育智能对话市场80%以上顶端客户。

:♂大梦方觉晓 的资料很好,只要稍做改动再完善就可以了。

姓名:陈心语  学号:21009102266 书院:海棠1号书院 转自: 人工智能技术在声纹识别方面的应用|解读技术-云+社区-腾讯云(tencent.com) 【嵌牛导读】本文介绍了人工智能在声纹识别方面的应用。 【嵌牛鼻子】人工智能运用于声纹识别。 【嵌牛提问】人工智能在声纹识别方面中有什么运用呢? 【嵌牛正文】 人工智能技术对于传统产业的推进作用越来越凸显,极大提升了传统产品的商业价值。“听声识我,开口即播”长虹CHiQ5人工智能电视成为全球首款搭载 声纹识别 的人工智能电视,可以直接通过每个人说话的声音不同而区分目前使用电视用户是谁,从而实现内容的精准推荐。无需借助遥控和手机等智能设备,通过识别家庭成员的声纹来控制电视。语音助手配备海量语音库,使用语义模糊识别功能,即使说错片名也能自动识别出你想要的内容,但是当人们在观看某一节目的时候谈论提及其他电视节目名称,语音助手功能识别后当即转换到另一个节目影响正常节目的观看。但是在价格方面,55寸售价7597元,65寸售价13997元,75寸售价21997元,价格过高难以普及,但是也从侧面证明人工智能确实可以提升产品附加值。 目前人工智能发力的领域主要集中在指纹、脸、声音、眼睛等等,都是人和人之间相互区分的独一无二的标识上,称之为“生物特征”。声音就是这种一种可以反映人身份的生物特征,参考“指纹”的命名方式,可以叫它“声纹”。 声纹是指人类语音中携带言语信息的声波频谱,它同指纹一样,具备独特的生物学特征,具有身份识别的作用,不仅具有特定性,而且具有相对的稳定性 。声音信号是一维连续信号,将它进行离散化后,就可以得到我们现在常见的计算机可以处理的声音信号。 在实际应用中,声纹识别也存在一些缺点,比如同一个人的声音具有易变性,易受身体状况、年龄、情绪等的影响;比如不同的麦克风和信道对识别性能有影响;比如环境噪音对识别有干扰;又比如混合说话人的情形下人的声纹特征不易提取;……等等。尽管如此,与其他生物特征相比,声纹识别的应用有一些特殊的优势:(1)蕴含声纹特征的语音获取方便、自然,声纹提取可在不知不觉中完成,因此使用者的接受程度也高;(2)获取语音的识别成本低廉,使用简单,一个麦克风即可,在使用通讯设备时更无需额外的录音设备;(3)适合远程身份确认,只需要一个麦克风或电话、手机就可以通过网路(通讯网络或互联网络)实现远程登录;(4)声纹辨认和确认的算法复杂度低;(5)配合一些其他措施,如通过 语音识别 进行内容鉴别等,可以提高准确率;……等等。这些优势使得声纹识别的应用越来越受到系统开发者和用户青睐,声纹识别的世界市场占有率15.8%,仅次于指纹和掌纹的生物特征识别,并有不断上升的趋势。 声纹识别(也称说话人识别)技术也如同现在在智能手机上应用十分广泛的指纹识别技术一样,从说话人发出的语音信号中提取语音特征,并据此对说话人进行身份验证的生物识别技术。每个人都具有独一无二的声纹,这是由我们的发声器官在成长过程中逐渐形成的特征。无论别人对我们的说话模仿的多么相似,声纹其实都是具有显著区别的。声纹识别(Voiceprint Recognition, VPR),也称为说话人识别(Speaker Recognition),有两类,即说话人辨认(Speaker Identification)和说话人确认(Speaker Verification)。前者用以判断某段语音是若干人中的哪一个所说的,是"多选一"问题;而后者用以确认某段语音是否是指定的某个人所说的,是"一对一判别"问题。不同的任务和应用会使用不同的声纹识别技术,如缩小刑侦范围时可能需要辨认技术,而银行交易时则需要确认技术。不管是辨认还是确认,都需要先对说话人的声纹进行建模,这就是所谓的"训练"或"学习"过程。 现实生活中的“未见其人,先闻其声”就是人类通过声音去识别另一个人身份的真实描述,虽然目前计算机还做不到通过一个字就判断出人的身份,但是利用大量的训练语音数据,可以学出一个“智商”还不错的“声纹”大脑,它在你说出8-10个字的情况下可以判断出是不是你在说话,或者在你说1分钟以上的话后,就可以准确地判断出你是否是给定的1000人中的一员。这里面其实包含了大部分生物识别系统都适用的重要概念:1:1 和 1:N,同时也包含了只有在声纹识别技术中存在的独特的概念:内容相关和内容无关。 对于一个生物识别系统而言,如果它的工作模式是需要你提供自己的身份(账号)以及生物特征,然后跟之前保存好的你本人的生物特征进行比对,确认两者是否一致(即你是不是你),那么它是一个1:1的识别系统(也可以叫说话人确认,Speaker Verification);如果它只需要你提供生物特征,然后从后台多条生物特征记录中搜寻出哪个是你(即你是谁),或者哪个都不是你,那么它是一个1:N的识别系统(也可以叫辨认,Speaker Identification)。 技术上,简单的声纹识别的系统工作流程图。 对于声纹识别系统而言,如果从用户所说语音内容的角度出发,则可以分为内容相关和内容无关两大类技术。顾名思义,“内容相关”就是指系统假定用户只说系统提示内容或者小范围内允许的内容,而“内容无关”则并不限定用户所说内容。前者只需要识别系统能够在较小的范围内处理不同用户之间的声音特性的差异就可以,由于内容大致类似,只需要考虑声音本身的差异,难度相对较小;而后者由于不限定内容,识别系统不仅需要考虑用户声音之间的特定差异,还需要处理内容不同而引起的语音差异,难度较大。 目前有一种介于两者之间的技术,可以称之为“有限内容相关”,系统会随机搭配一些数字或符号,用户需正确念出对应的内容才可识别声纹,这种随机性的引入使得文本相关识别中每一次采集到的声纹都有内容时序上的差异,这种特性正好与互联网上广泛存在的短随机数字串(如数字 验证码 )相契合,可以用来校验身份,或者和其他人脸等生物特征结合起来组成多因子认证手段。 具体到声纹识别算法的技术细节,在特征层面,经典的梅尔倒谱系数MFCC,感知线性预测系数PLP、深度特征Deep Feature、以及能量规整谱系数PNCC 等,都可以作为优秀的声学特征用于模型学习的输入,但使用最多的还是MFCC特征,也可以将多种特征在特征层面或者模型层面进行组合使用。在机器学习模型层面,目前还是N.Dehak在2009年提出的iVector框架一统天下,虽然在深度学习大红大紫的今天,声纹领域也难免被影响,在传统的UBM-iVector框架下衍化出了DNN-iVector,也仅仅是使用DNN(或者BN)提取特征代替MFCC或者作为MFCC的补充,后端学习框架依然是iVector。 上图示出了一个完整的声纹识别系统的训练和测试流程,可以看到在其中iVector模型的训练以及随后的信道补偿模型训练是最重要的环节。在特征阶段,可以使用BottleNeck特征取代或者补充MFCC特征,输入到iVector框架中训练模型。 在系统层面,不同的特征及模型,可以从不同的维度刻画说话人的声音特征,加上有效的分数规整,将各子系统融合能有效的提高系统的整体性能。

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