指纹识别系统毕业论文范文

随着图像处理技术的迅速发展，图像识别技术的应用领域越来越广泛。我整理了图像识别技术论文，欢迎阅读!

图像识别技术研究综述

摘要：随着图像处理技术的迅速发展，图像识别技术的应用领域越来越广泛。图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解，由于图像在成像时受到外部环境的影响，使得图像具有特殊性，复杂性。基于图像处理技术进一步探讨图像识别技术及其应用前景。

关键词：图像处理;图像识别;成像

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2013)10-2446-02

图像是客观景物在人脑中形成的影像，是人类最重要的信息源，它是通过各种观测系统从客观世界中获得，具有直观性和易理解性。随着计算机技术、多媒体技术、人工智能技术的迅速发展，图像处理技术的应用也越来越广泛，并在科学研究、教育管理、医疗卫生、军事等领域已取得的一定的成绩。图像处理正显著地改变着人们的生活方式和生产手段，比如人们可以借助于图像处理技术欣赏月球的景色、交通管理中的车牌照识别系统、机器人领域中的计算机视觉等，在这些应用中，都离不开图像处理和识别技术。图像处理是指用计算机对图像进行处理，着重强调图像与图像之间进行的交换，主要目标是对图像进行加工以改善图像的视觉效果并为后期的图像识别大基础[1]。图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对像的技术。但是由于获取的图像本事具有复杂性和特殊性，使得图像处理和识别技术成为研究热点。

1 图像处理技术

图像处理(image processing)利用计算机对图像进行分析，以达到所需的结果。图像处理可分为模拟图像处理和数字图像图像处理，而图像处理一般指数字图像处理。这种处理大多数是依赖于软件实现的。其目的是去除干扰、噪声，将原始图像编程适于计算机进行特征提取的形式，主要包括图像采样、图像增强、图像复原、图像编码与压缩和图像分割。

1)图像采集，图像采集是数字图像数据提取的主要方式。数字图像主要借助于数字摄像机、扫描仪、数码相机等设备经过采样数字化得到的图像，也包括一些动态图像，并可以将其转为数字图像，和文字、图形、声音一起存储在计算机内，显示在计算机的屏幕上。图像的提取是将一个图像变换为适合计算机处理的形式的第一步。

2)图像增强，图像在成像、采集、传输、复制等过程中图像的质量或多或少会造成一定的退化，数字化后的图像视觉效果不是十分满意。为了突出图像中感兴趣的部分，使图像的主体结构更加明确，必须对图像进行改善，即图像增强。通过图像增强，以减少图像中的图像的噪声，改变原来图像的亮度、色彩分布、对比度等参数。图像增强提高了图像的清晰度、图像的质量，使图像中的物体的轮廓更加清晰，细节更加明显。图像增强不考虑图像降质的原因，增强后的图像更加赏欣悦目，为后期的图像分析和图像理解奠定基础。

3)图像复原，图像复原也称图像恢复，由于在获取图像时环境噪声的影响、运动造成的图像模糊、光线的强弱等原因使得图像模糊，为了提取比较清晰的图像需要对图像进行恢复，图像恢复主要采用滤波方法，从降质的图像恢复原始图。图像复原的另一种特殊技术是图像重建，该技术是从物体横剖面的一组投影数据建立图像。

4)图像编码与压缩，数字图像的显著特点是数据量庞大，需要占用相当大的存储空间。但基于计算机的网络带宽和的大容量存储器无法进行数据图像的处理、存储、传输。为了能快速方便地在网络环境下传输图像或视频，那么必须对图像进行编码和压缩。目前，图像压缩编码已形成国际标准，如比较著名的静态图像压缩标准JPEG，该标准主要针对图像的分辨率、彩色图像和灰度图像，适用于网络传输的数码相片、彩色照片等方面。由于视频可以被看作是一幅幅不同的但有紧密相关的静态图像的时间序列，因此动态视频的单帧图像压缩可以应用静态图像的压缩标准。图像编码压缩技术可以减少图像的冗余数据量和存储器容量、提高图像传输速度、缩短处理时间。

5)图像分割技术，图像分割是把图像分成一些互不重叠而又具有各自特征的子区域，每一区域是像素的一个连续集，这里的特性可以是图像的颜色、形状、灰度和纹理等。图像分割根据目标与背景的先验知识将图像表示为物理上有意义的连通区域的集合。即对图像中的目标、背景进行标记、定位，然后把目标从背景中分离出来。目前，图像分割的方法主要有基于区域特征的分割方法、基于相关匹配的分割方法和基于边界特征的分割方法[2]。由于采集图像时会受到各种条件的影响会是图像变的模糊、噪声干扰，使得图像分割是会遇到困难。在实际的图像中需根据景物条件的不同选择适合的图像分割方法。图像分割为进一步的图像识别、分析和理解奠定了基础。

2 图像识别技术

图像识别是通过存储的信息(记忆中存储的信息)与当前的信息(当时进入感官的信息)进行比较实现对图像的识别[3]。前提是图像描述，描述是用数字或者符号表示图像或景物中各个目标的相关特征，甚至目标之间的关系，最终得到的是目标特征以及它们之间的关系的抽象表达。图像识别技术对图像中个性特征进行提取时，可以采用模板匹配模型。在某些具体的应用中，图像识别除了要给出被识别对象是什么物体外，还需要给出物体所处的位置和姿态以引导计算初工作。目前，图像识别技术已广泛应用于多个领域，如生物医学、卫星遥感、机器人视觉、货物检测、目标跟踪、自主车导航、公安、银行、交通、军事、电子商务和多媒体网络通信等。主要识别技术有：

指纹识别

指纹识别是生物识别技术中一种最实用、最可靠和价格便宜的识别手段，主要应用于身份验证。指纹识别是生物特征的一个部分，它具有不变性：一个人的指纹是终身不变的;唯一性：几乎没有两个完全相同的指纹[3]。一个指纹识别系统主要由指纹取像、预处理与特征提取、比对、数据库管理组成。目前，指纹识别技术与我们的现实生活紧密相关，如信用卡、医疗卡、考勤卡、储蓄卡、驾驶证、准考证等。

人脸识别 目前大多数人脸识别系统使用可见光或红外图像进行人脸识别，可见光图像识别性能很容易受到光照变化的影响。在户外光照条件不均匀的情况下，其正确识别率会大大降低。而红外图像进行人脸识别时可以克服昏暗光照条件变化影响，但由于红外线不能穿透玻璃，如果待识别的对象戴有眼镜，那么在图像识别时，眼部信息全部丢失，将严重影响人脸识别的性能[4]。

文字识别

文字识别是将模式识别、文字处理、人工智能集与一体的新技术，可以自动地把文字和其他信息分离出来，通过智能识别后输入计算机，用于代替人工的输入。文字识别技术可以将纸质的文档转换为电子文档，如银行票据、文稿、各类公式和符号等自动录入，可以提供文字的处理效率，有助于查询、修改、保存和传播。文字识别方法主要有结构统计模式识别、结构模式识别和人工神经网络[5]。由于文字的数量庞大、结构复杂、字体字形变化多样，使得文字识别技术的研究遇到一定的阻碍。

3 结束语

人类在识别现实世界中的各种事物或复杂的环境是一件轻而易举的事，但对于计算机来讲进行复杂的图像识别是非常困难的[6]。在环境较为简单的情况下，图像识别技术取得了一定的成功，但在复杂的环境下，仍面临着许多问题：如在图像识别过程中的图像分割算法之间的性能优越性比较没有特定的标准，以及算法本身存在一定的局限性，这使得图像识别的最终结果不十分精确等。

参考文献：

[1] 胡爱明，周孝宽.车牌图像的快速匹配识别方法[J].计算机工程与应用，2003，39(7)：90—91.

[2] 胡学龙.数字图像处理[M].北京：电子工业出版社，2011.

[3] 范立南，韩晓微，张广渊.图像处理与模式识别[M].北京：科学出版社，2007.

[4] 晓慧，刘志镜.基于脸部和步态特征融合的身份识别[J].计算机应用，2009，1(29)：8.

[5] 陈良育，曾振柄，张问银.基于图形理解的汉子构型自动分析系统[J].计算机应用，2005，25(7)：1629-1631.

[6] Sanderson C，Paliwal K Fusion and Person Verification Using Speech & Face Information[C].IDIAP-RR 02-33，Martigny，Swizerland，2002.

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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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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

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。

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，.

[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，.

[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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计算机安全常见问题及防御对策

摘要： 文章 首先分析了引发计算机使用安全问题的原因，分别从硬件缺陷与软件系统漏洞两方面来进行。其次重点探讨安全问题的解决对策，以及日常使用中的风险防御 方法 ，能够帮助减少计算机设备的运行隐患，使用者更高效的完成工作任务。

关键词：计算机安全;网络环境;软件安全

1计算机安全常见问题分析

硬件方面的安全问题分析

第一，芯片陷阱。计算机设备在网络环境中运行时，自身硬件系统中存在的隐患会增大病毒入侵的几率。常见的硬件问题是芯片中存在的漏洞，使用这种芯片的计算机设备自身不具备风险防范能力，虽然能够满足日常使用需求，但一旦接入到网络端口中，黑客攻击便有迹可循。借助芯片中存在漏洞，进入到用户的计算机系统中，盗取个人信息，严重者还会借助这一漏洞对用户计算机设备进行攻击，引发使用阶段的稳定性。第二，电磁泄露。同样是盗取用户的个人信息文件，但与芯片漏洞不同，该种方法是通过捕捉电磁传递信号来实现的。黑客通过编写程序来实现对用户个人信息的盗取，截取到的磁波信号也会通过程序对内容进行翻译，这样黑客便实现了侵入用户计算机设备的目的。计算机维护人员对这种安全隐患问题的重视程度偏低，由于入侵原理比较复杂，通过对磁波加密能够避免安全隐患问题发生。但现存问题是这一安全防护 渠道 并没有得到重视，缺乏针对性的管理方案。第三，硬件故障。网络系统中计算机最先受到攻击的是软件系统，随着病毒入侵范围逐渐扩大，也会威胁到硬件系统的安全。如果计算机硬件中自身存在漏洞或者损坏，安全隐患发生的几率更大，在硬件中，存储了大量数据信息，计算机与网络端口连接时也是通过搜索查找信息来实现的。硬件故障不但会影响到使用安全，同时上网速度也会有明显的减慢，不能满足用户使用需求。与软件系统中存在的漏洞相比较，硬件问题更难修复，通常需要进行更换处理，已经损坏的硬件如果继续使用，会影响到计算机功能实现。

软件方面的安全问题分析

第一，窃听。明确硬件中常见的问题后，软件 系统安全 隐患也需要继续深入研究，针对设备使用期间的特征来进行。一旦软件系统出现漏洞，传输中的信息会受到黑客攻击，信息被第三方窃取后，计算机网络系统的稳定性会受到影响，工作人员也不能够实现预期的目标。软件问题在设备使用阶段最为常见，也是威胁计算机安全的主要因素。第二，病毒。在网络环境中运行的计算机设备，对安全隐患类型进行划分时，病毒所占的比重最大。病毒也分多种类型，常见的是对存储文件进行破坏，一旦损坏很难恢复。还有对用户重要账号密码进行盗取，造成使用者的经济损失。第三，网络钓鱼。所谓的网路钓鱼就是一些网络黑手，通过制作一些色情或者是仿冒的网站来获取网民的相关信包，直接造成网民信息的泄露，严重地还会让网民为此付出严重的经济代价。第四，伪装和篡改。对于计算机软件安全问题中的伪装来说，主要是一些非法人员，通过各种技术手段和设备来伪装成合法的用户，然后对计算机或者是账户的相关权限进行盗取。所谓的篡改主要是对计算机中的各类信息进行篡改，另外，资料的完整性也会受到严重地影响，甚至严重地影响到资料信息的安全性。第五，垃圾邮件泛滥破坏网络环境。垃圾邮件一般是指未经过用户许可强行发送到用户邮箱中的电子邮件。垃圾邮件的泛滥已经使Internet网络不堪重负。在网络中大量垃圾邮件的传播，侵犯了收件人隐私权和个人信箱的空问，占用了网络带宽，造成服务器拥塞，严重影响网络中信息的传输能力。

2计算机安全常见问题的防御对策探究

加固技术。提升计算机设备使用安全性，需要对重要文件进行加固，减少受到破坏的可能性。加固技术还会针对使用期间的端口连接来进行。硬件加固是保护使用安全的有效条件，根据使用期间常常会发生故障的部位来进行，线路损坏会影响到网络的传播速度，造成损坏的原因多数是因为线路老化，对表面进行防腐涂刷，并且保持使用环境干燥，可以减少故障发生的几率。现场工作人员更要加强对线路安全的管理，硬件安全得到保障后工作效率会有明显的提升。

加密技术。设置防火墙，并对文件进行加密，能够避免病毒的侵入。计算机的操作人员也可以设立单独的密码，只有知道密码的人可以使用该设备，这样增大了安全性，同时也能避免设备中存储的重要资料被他人盗取。加密技术的运用很大程度的提升了设备运行安全性，可以与加固技术结合使用，并不会影响到计算机设备其他功能的实现。

认证技术。该种技术是针对黑客病毒篡改网络端口来进行的，在对系统中的数据进行访问时，需要通过认证环节，如果访问者信息异常，系统也会将这一状况进行反馈，提升计算机设备的使用安全性。常见的认账方式是通过在计算机内安装控件来实现的，能够确定规范的访问形式。数字签名又称之为电子签名，主要是将数字签名当作报文发送给接收者。对于用户来说，可以通过安全可靠的方法向相关部门提交资金的公钥，从而获取证书，进一步用户便具备公开此项证书的合法权益。对于需要用户公钥的人，均能够获取此项证书，并且通过相关合法协议的签订，从而使公钥的有效性得到证实。对于数字证书来说，将交易各方的身份信息逐一标识出来，进一步提供出验证各身份的方法，如此一来用户便能够使用这些方法对对方的身份进行有效验证。

杜绝垃圾邮件。垃圾邮件已经成为计算机网络安全的又一个公害。为了防止垃圾邮件首先要学会保护自己的邮件地址，避免在网上随意登记和使用邮件地址，预防垃圾邮件骚扰。其次使用Outlook—Express和Faxmail中的邮件管理功能，对垃圾邮件进行过滤设置，将垃圾文件拒之门外。目前许多邮箱都具有自动回复功能，使用不当垃圾文件就有了可乘之机，所以劝告用户谨慎使用邮箱的自动回复功能。另外对邮箱中的不明或可疑邮件最好不要打开，更不能回复，这样也能有效避免垃圾文件的骚扰和破坏。

提高计算机网络安全意识。计算机网络的安全管理，需要建立相应的安全管理机构，制定 岗位职责 ，实施网络系统的安全标准，提高计算机网络安全的管理能力、和业务水平。做好重要数据随时备份和加密，严禁重要数据泄露，定期维护计算机网络系统的安全运行，提高用户健康上网意识，防患于未然。通过本课题的探究，认识到计算机安全面临诸多常见问题。为了使计算机能够正常运行，同时保证人们生活及工作的可靠性及安全性，对计算机安全常见问题制定有效的解决 措施 便显得极为重要。然而，这是一项较为系统的工作，不能一蹴而就，需要从多方面进行完善。比如采取加固技术、加密技术及认证技术等。

3结论

除了诸多先进技术的应用，还需要构建系统化的计算机管理制度及监督机制，做到提前预警，充分保证计算机网络的可靠性与安全性。

参考文献

[1]杨常建,王进周,米荣芳.计算机安全面临常见问题及防御对策探讨[J].计算机与网络,2012(7).

[2]丁晨皓.计算机安全面临常见问题及防御对策探讨[J].中国新通信,2015(3).

计算机安全技术保护策略

摘要：网络普及的时代，计算机网络安全问题变得尤为重要，通过分析现在的网络安全问题，可以得知有些安全工作有待提高，针对具体问题提出相应的对策。

关键词：计算机;网络安全;措施

1计算机的网络安全问题

计算机网络系统方面的安全问题

XP、Vista、window7、window8等 操作系统 是计算机网络必不可少的一个平台，但是这些系统都存在着一定的安全风险，使不法分子会对计算机进行非法访问，从而窃取用户的重要信息或者直接将带有病毒的代码植入到系统中，导致系统的破坏或者瘫痪，对用户造成严重的损失。

计算机病毒、木马对网络安全的威胁

现在处于网络无处不在的时代，人们随时随地都能够上网，利用网络进行各种事情。网络的这种开放性，给黑客进攻提供了很多的机会，使木马和病毒对计算机进行侵害。计算机病毒主要是通过网络和硬件设备进行传播，它的破坏性在于破坏计算机的数据信息和硬盘，在计算机系统中自由复制，对系统造成损害。病毒主要是通过论坛或者电子邮件等进行网络传播，由局域网感染到整个网络。光盘、软盘、U盘等存贮设备是计算机病毒硬件传播的主要途径。现在的病毒，木马具有很大的伪装性，它通过各种媒体载体欺用户，只要用户点击了，程序就会自动下载并且安装，更有甚者，被病毒入侵的程序会读取用户的联系人，给他们发送病毒或者欺性的信息，引起一连串的破坏。

用户身份存在安全隐患

人们使用网络时通常需要账户和密码，而这些账户和密码的设定都是由自己设定的，无论是网络密码，还是登录密码或者是支付密码，都需要用户谨慎的操作，设置密码的时候尽量选用复杂的不易被人解除的密码，这样才能减少重要信息向外泄露的可能性。很多黑客就是通过伪造用户的身份，窃取或者篡改重要的信息资源。

2计算机网络安全的现实状况

网络犯罪普遍

在这个网络普及的时代，可以看到到处都有电脑，几乎人人都是通过电脑和外界进行着联系，每个人或多或少的都是电脑专家，也就是说每个人都有权利和机会去使用电脑，同时这也代表着每个人都有可能通过网络进行犯罪，如窃取他人的重要信息，对他人造成问题或者损失。

计算机用户缺乏网络安全意识

计算机网络安全意识对于每个人来说包含两方面的含义，一是，每个人都应该有保护自己计算机内的信息不被他人盗取，所以在平时联网做各种事情的时候，应该有安全方面的意识或措施;二是，每个人除了保证自己的网络安全外，还应该确保自己不会对其他人造成伤害，更不要想着去窃取别人的重要信息。

黑客攻击技术具有很强的先进性

并不是每个人都是黑客攻击的对象，他们更趋向于有商业价值的用户，他们为了实现自己利益最大化，往往会伪装成各种方式进行病毒植入，从而窃取用户的重要信息，获得利益。

3保证计算机网络安全的措施

计算机网络物理方面的安全措施

首先，应该保证网络线路的隐蔽性和安全性，保证周围的环境不会因为自然原因或者人为原因对网络造成干扰或者破坏;其次，计算机的硬盘或者设备在质量上应该是良好的，不能因为质量不合格而造成信息的泄露或者损坏。

技术

(虚拟专网)技术的核心是隧道技术，它将网络数据进行加密，通过虚拟的通道把信息传递到另一端，可以保证数据的安全性。

提高计算的入侵检测技术，充分发挥防火墙的作用

计算机网络安全的主要内容就是硬件和软件安全，防火墙的设置主要就是通过设置软件防火墙和硬件防火墙来保驾护航的。防火墙的工作原理就是在内部网络和外部网络之间保证信息的安全，设定好哪些是可以访问的信息，哪些是可以需要提示的信息，哪些是直接拦截掉的信息。计算机正常的操作系统，当出现与设置情况不同的时候，计算机就会自动拦截并提醒用户，检测是否有入侵行为。一个安全的网络环境是保证用户正常使用的前提，也是用户财产安全的根本保障。

做好计算机病毒防范和防治工作

计算机病毒就是根据软件自身的缺陷编写出来的，这种病毒具有更为先进的编程，且更不易被人识别与制止，病毒一旦植入计算机，就像脱缰的野马疯狂地复制病毒，对计算机造成很大的干扰和破坏，不能处于正常的工作状态。计算机病毒存在很大的威胁性，对它的防范工作必须做到万无一失。一般情况下，主要是通过三步病毒进行处理：预防、检测、消除。最常用的计算机病毒防范措施就是安装杀毒软件，当软件发现病毒时，第一时间就对它进行查杀，在病毒还没有植入到计算机软件，对系统造成伤害时，就把它扼杀在摇篮里。常见的病毒防治方法有加值总和法(CheckSUM)、移植检查法和疫苗程序法。加值总和法就是将查出来具有病毒的原文件用没有病毒的备份文件进行替换，将源程序中中病毒的识别码改正，生成新的识别码。采用工作站防病毒芯片和StationLock网络防毒方法。

对漏洞进行扫描

每个系统无论花费了多少财力和安全技术，都不可能完全的没有攻击之处，或多或少存在着一些不可避免的问题。

4结论

计算机网络安全问题关系到每一个计算机用户的安全，为了营造安全的网络环境，每个人都应该树立安全意识，坚持文明上网。

引用：

[1]蔡艳.社交网络安全问题及解决对策[J].电子技术与软件工程，2016.

[2]张昆，胡文涛，郭鑫.浅析计算机网络安全分析[J].信息化建设，2016.

计算机安全技术分析

【摘要】随着我国计算机技术以及 网络技术 不断的发展,计算机的应用也逐渐的广泛,从而更好的推动各个行业的发展;但是计算机网络技术在给我的生活带来便利的同时,自身也具有一定的局限性,像漏洞、病毒的存在,不仅会影响计算机的正常使用,同时也会威胁到人们的生命财产安全;对此本文就计算机安全技术,结合安全的指标和安全防护的对策进行分析,并提出相关的见解,希望对于科学技术的发展有着积极促进作用。

【关键词】计算机;网络安全

近些年来计算机网络应用范围越来越广泛,网络安全的影响因素也逐渐增加,主要来自人员的操作、系统的漏洞、病毒的存在以及防火墙设计等方面的因素,影响计算机的信息不被保密和完整;对此合理的利用防火墙、加密技术、密钥技术以及生物识别技术等,从而更好的保证网络技术以及计算机系统的正常应用,保证社会群众的财产利益不受侵犯。

一、计算机安全的标准

计算机网络安全的标准主要是指信息的完整性,尤其是在利用计算机网络技术,进行信息传输时,传输的速度、质量以及完整都应该不被延迟和破坏;其次是信息必须是可用的,同时用户在使用信息时,必须是进过授权且保密的;而用户在使用信息时,该信息都是由授权机构及时进行操控的。最后当计算机网络技术安全的情况下,会为网络事故提供一系列的依据;对此计算机网络信息安全是非常有必要的。

二、影响计算机网络安全的因素

1、操作系统。随着网络技术不断的研发,以及技术应用的领域不断扩大,对于系统操作的安全却忽视,导致计算机网络技术存在一系列的安全隐患和系统漏洞,从而直接影响计算机信息的安全。但是随着人们安全意识的增加,也相继的设计出了防火墙等安全程序,但是由于影响操作系统的安全因素有很多,一但安全防护程序自身存在漏洞,导致其不能发挥很好的安全防护作用。

2、病毒。网络病毒主要是指在计算机程序中,编制特殊的指令;这个指令不仅会破坏计算机系统中的数据库,同时也可以对信息资源进行复制。而目前长常见的指令,主要是指一系列的非法人侵的代码,通过计算机系统的漏洞进行攻击,但是这些病毒常常是隐蔽不被发现,且传播快速快破坏程度大,一旦结合黑客技术,对于计算机会起到控制和破坏的作用。

3、操作问题。虽然计算机已经成为了人手必备的上网工具,但是对于计算机技术灵活操作的用户却非常得少,一旦用户的失误操作,会造成很大的安全威胁;加上用户对于防护技术应用的意识缺乏,导致计算机很容易受到病毒或是木马的侵害,直接威胁用户的个人信息以及生命财产的安全。

三、计算机网络安全技术

1、防火墙技术。防火墙是置于外部与内部网络之间的网络安全体系,防火墙的安装,可以有效的检查数据包,并根据自身检查的结果,有效的提醒用户及时的进行过滤和清理,给自身的计算机系统加以保护。

2、加密技术。加密技术的研发,对电子商务以及网络信息交易提供了有效的保证;而加密技术主要包括对称与非对称两种,其中对称加密技术,主要是指基于口令,将加密与解密运算提供想相同的密钥;而非对称加密技术,也是以口令为基础,但是加密与解密预算所使用的密钥不同,同时解密密钥也只有当事人自己知道,而其他人是不知道的。

3、智能卡技术。挂技术与密钥技术相似,同时也是基于密钥方式的一种按群操作程序;该用户的智能卡被赋予了指定的口令之后,当用户使用该只能卡时,输人的口令与网络服务器上的密码相同,从而用户在利用网络技术时,对以用户的信息起到很好的保护作用。但是此技术的应用也具有一定的局限性,因为数据加密技术并不能适合于所有的服务器,或是操作得系统使用。

4、生物识别技术。其生物识别技术,起初是机械密钥的使用发展,然后是数字密钥的应用和发展,最后经过优化发展到了生物识别技术,它是利用人体独特的身体特征,在利用网络系统操作时,对于其进行身份验证;尤其是指纹识别、声音识别等身体特征验证,是有效的通过外设,获得身体体征的数字图像,然后再输人到计算机系统中,当用户进行系统操作时,就会对于信息以及数据库等起到很好的保护作用。随着科学技术不断的发展,我国生物识别技术,已经从指纹发展到了视网膜、骨架等身份识别技术,从而更好的保证信息的完整性、保密性以及安全性。

四、 总结

综上所述,通过对于计算机安全技术的分析,发现对于计算机网络技术的防护,主要是对于病毒、木马、漏洞以及黑客技术的预防,对此结合计算机网络完全的标准,合理的利用防火墙技术、加密技术、智能卡技术、生物识别技术,与此同时,最主要的还是要有效的提升计算机用户的网络安全防护意识,通过灵活的应用网络安全防护技术,正确操作计算机系统是非常必要的,从而更好的保证自身的财产利益不受到侵害。

参考文献

[1]杨晨.信息时代下计算机网络安全技术初探[J].网络安全技术与应用,2014,01:108一109

[2]胡丹琼.计算机网络安全技术初探J[].科技信息,2014,巧:214.

[3]吴俨俨.计算机网络信息安全技术初探[J].无线互联科技,2012,:1124一25.

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指纹识别技术是生物测量学技术中较为成熟、应用较多的一种,它是一种利用人的指纹进行计算机自动识别的综合...这里的指纹识别技术是指利用计算机进行的指纹自动识别技术,它是一项综合技术,其研究发展涉及到多个前沿及边缘科学...当...基于Nios II的自动指纹识别系统设计摘要： 介绍基于Nios II处理器的嵌入式自动指纹识别系统的实现方法；具体说明自动指纹识别系统的基本原理、系统总体结构、硬件结构设计、用户自定义指令的设计，以及指纹识别算法的处理流程和实现方法。关键词： 嵌入式 指纹识别 Nios II 定制指令引 言指纹识别作为生物特征识别的一种，在身份识别上有着其他手段不可比拟的优越性：人的指纹具有唯一性和稳定性的特点；随着指纹传感器性能的提高和价格的降低，指纹的采集相对容易；指纹的识别算法已经较为成熟。由于指纹识别的诸多优点，指纹识别技术已经逐渐走入民用市场，并应用到许多嵌入式设备中。目前的嵌入式处理器种类繁多。Altera公司的Nios II处理器是用于可编程逻辑器件的可配置的软核处理器，与Altera的低成本的Cyclone FPGA组合，具有很高的性能价格比。本系统采用Nios II和Cyclone EP1C20嵌入式系统开发板，以及Veridicom公司的FPS200指纹传感器芯片，实现了一个嵌入式自动指纹识别系统。1 总体设计及系统架构本系统有两大功能：指纹登记和指纹比对。指纹登记主要包括指纹采集、指纹图像预处理、特征点提取、特征模板存储和输出显示；指纹比对的前三步与指纹登记相同，但在特征点提取后，是将生成的特征模板与存储在指纹特征模板库中的特征模板进行特征匹配，最后输出显示匹配结果。自动指纹识别系统的基本原理框图如图1所示。本系统在结构上分为三层：系统硬件平台、操作系统和指纹识别算法。系统层次结构如图2所示。图1自动指纹识别的基本原理框图图2系统层次最底层——系统硬件平台，是系统的物理基础，提供软件的运行平台和通信接口。系统的硬件平台在Altera的Nios II Cyclone嵌入式系统开发板上实现，指纹传感器采用美国Veridicom公司的FPS200。FPS200可输出大小为256×300像素、分辨率为500 dpi的灰度图像。第二层是操作系统，采用μC/OSII。μC/OSII是一个基于抢占式的实时多任务内核，可固化、可剪裁、具有高稳定性和可靠性。这一层提供任务调度以及接口驱动，同时，通过硬件中断来实现系统对外界的通信请求的实时响应，如对指纹采集的控制、对串口通信的控制等。这种方式可以提高系统的运行效率。最上层是指纹识别核心算法的实现。该算法高效地对采集到的指纹进行处理和匹配。采用C语言在Nios II的集成开发环境（IDE）中实现。2 系统硬件的设计与实现 Nios II嵌入式软核处理器简介Nios II嵌入式处理器是Altera公司于2004年6月推出的第二代用于可编程逻辑器件的可配置的软核处理器，性能超过200 DMIPS。Nios II是基于哈佛结构的RISC通用嵌入式处理器软核，能与用户逻辑相结合，编程至Altera的FPGA中。处理器具有32位指令集，32位数据通道和可配置的指令以及数据缓冲。它特别为可编程逻辑进行了优化设计，也为可编程单芯片系统（SoPC）设计了一套综合解决方案。Nios II处理器系列包括三种内核：一种是高性能的内核（Nios II/f）；一种是低成本内核（Nios II/e）；一种是性能/成本折中的标准内核（Nios II/s），是前两种的平衡。本系统采用标准内核。Nios II 处理器支持256 个具有固定或可变时钟周期操作的定制指令；允许Nios II设计人员利用扩展CPU指令集，通过提升那些对时间敏感的应用软件的运行速度，来提高系统性能。 硬件平台结构系统的硬件平台结构如图3所示。图3系统硬件平台结构本系统使用FPS200指纹传感器获取指纹图像。FPS200是电容式固态指纹传感器，采用CMOS技术，获取的图像为256×300像素，分辨率为500 dpi。该传感器提供三种接口方式：8位微机总线接口、集成USB全速接口和集成SPI接口。本系统采用集成SPI接口。指纹采集的程序流程是：首先初始化FPS200的各个寄存器，主要是放电电流寄存器（DCR）、放电时间寄存器（DTR）和增益控制寄存器(PGC)的设置；然后查询等待，指纹被FPS200采集进入数据寄存器后，通过DMA存入内存。由于从指纹传感器采集到的指纹图像数据在80 KB左右，以DMA方式存入片内RAM。Nios II对指纹图像数据进行处理后，生成指纹特征模板，在指纹登记模式下，存入片外Flash中；在指纹比对模式下，与存储在Flash中的特征模板进行匹配，处理结果通过LCD和七段LED显示器输出显示。本系统的硬件平台主要是在Altera的Nios II Cyclone嵌入式开发板上实现，选用Altera的Cyclone版本的Nios II开发套件，包括Nios II处理器、标准外围设备库、集成了SoPC Builder系统设计工具的QuartusII开发软件等。系统的主要组件Nios II的标准内核、片内存储器、SPI、UART、DMA控制器、并行I/O接口、Avalon总线、定时器等都集成在一块Altera的Cyclone FPGA芯片上，使用SoPC Builder来配置生成片上系统。SoPC Builder是功能强大的基于图形界面的片上系统定义和定制工具。SoPC Builder库中包括处理器和大量的IP核及外设。根据应用的需要，本系统选用Nios II Processor、On�Chip�Memory、Flash Memory(Common Flash Interface)、SPI、JTAG UART、DMA、Interval timer、LCD PIO、Seven Segment PIO、Avalon Tri�State Bridge等模块。对这些模块配置完成后，使用SoPC Builder进行系统生成。SOPC Builder自动产生每个模块的HDL文件，同时自动产生一些必要的仲裁逻辑来协调系统中各部件的工作。 使用Nios II的定制指令提高系统性能使用Nios II的定制指令，可以将一个复杂的标准指令序列简化为一个用硬件实现的单一指令，从而简化系统软件设计并加快系统运行速度。Nios II的定制指令是与CPU的数据通路中的ALU相连的用户逻辑块。其基本操作是，接收从dataa和/或datab端口输入的数据，经过定制指令逻辑的处理，将结果输出到result端口。在指纹识别算法中，对指纹图像的处理数据运算量大，循环数目多；而Nios II的定制指令个数已增加到256个，可以使用定制指令完成许多循环内的数据处理，从而加速数据处理的速度。在对指纹图像的处理中，频繁地用到坐标转换，将图像的二维坐标转换为一维的存储地址；通过定制指令来完成坐标的转换，用一组易于用硬件实现的位移和加法运算替代乘加运算，可将转换时间缩短1/3。在方向图计算中，要进行离散反正切变换，使用优化过的用硬件实现的定制指令来替代C语言中的atan函数，更可以将变换时间缩短到原来的1/1000。定制指令逻辑和Nios II的连接在SoPC Builder中完成。Nios II CPU配置向导提供了一个可添加256条定制指令的图形用户界面，在该界面中导入设计文件，设置定制指令名，并分配定制指令所需的CPU时钟周期数目。系统生成时，Nios II IDE为每条用户指令产生一个在系统头文件中定义的宏，可以在C或C++应用程序代码中直接调用这个宏。3 系统软件的设计与实现本系统的指纹图像处理及识别算法采用C语言在Nios II IDE中实现。指纹识别算法的流程如图4所示。图4指纹识别算法流程背景分离是将指纹区与背景分离，从而避免在没有有效信息的区域进行特征提取，加速后续处理的速度，提高指纹特征提取和匹配的精度。采用标准差阈值跟踪法，图像指纹部分由黑白相间的纹理组成，灰度变化大，因而标准差较大；而背景部分灰度分布较为平坦，标准差较小。将指纹图像分块，计算每个小块的标准差。若大于某一阈值（本文取20），则该小块中的所有像素点为前景；否则，为背景。方向图是用纹线的方向来表示原来的纹线。本文采用块方向图，将源指纹图像分成小块，使用基于梯度值的方向场计算方法，计算出每个小块的脊线方向。图像增强的目的是改善图像质量，恢复脊线原来的结构；采用方向滤波，设计一个水平模板，根据计算出的方向图，在每个小块中将水平模板旋转到所需要的方向进行滤波。图像的二值化是将脊线与背景分离，将指纹图像从灰度图像转换为二值图像。二值化后的图像经过细化，得到纹线的骨架图像。细化采用迭代的方法，使用Zhang�Suen并行细化算法，可对二值图像并行处理。特征提取阶段，选择脊线端点和分叉点作为特征点，记录每一个特征点的类型、位置和方向信息，从而得到指纹的特征点集。但由于在指纹扫描和预处理阶段会引入噪声，产生大量伪特征点，因此需要进行伪特征点的去除。去除伪特征点后的特征点集作为特征模板保存。特征匹配阶段采用基于特征点的匹配算法，通过平移和旋转变换实现特征点的大致对齐重合，计算坐标变换后两个模板中的特征点的距离和角度。如果小于某一阈值（本文的距离和角度阈值分别取5个像素和10°）,则认为是一对匹配的特征点。计算得出所有匹配的特征点对后，计算匹配的特征点占模板中所有特征点的百分比S。根据系统的拒识率（FRR）和误识率（FAR）要求设置阈值TS。如果S大于或等于阈值TS，则认为是同一指纹；否则，匹配失败。结语本文提出了一种基于Nios II嵌入式处理器软核的自动指纹识别系统实现方法。使用Altera的Cyclone FPGA实现，且具有开发周期短、成本低等特点；同时，采用Nios II的定制指令来提高系统性能，利用硬件实现算法速度快的优点，使以Nios II处理器为核心的系统能够快速地完成大量数据处理。参考文献1 Frank Vahid，等. 嵌入式系统设计.骆丽等译. 北京:北京航空航天大学出版社, 20042 任爱锋，等.基于FPGA的嵌入式系统设计.西安：西安电子工业大学出版社, 20043 Nios II Custom Instruction User Guide. Vizcaya P， Gerhardt L. A nonlinear orientation model for global description of fingerprints. Pattern Recognition, v. 29, no. 75 柴晓光，等.民用指纹识别技术.北京：人民邮电出版社，2004