生物技术技能范文篇1
关键词：生物识别；特征提取；脊线跟踪
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044（2017）03-0168-02
BiometricIdentificationTechnologyUsedinIntelligentTerminal
DUANPei-pei，YUANXin，HOUNa
（SchoolofComputerScience，Xi'anShiyouUniversity，Xi'an710065，China）
Abstract：Withthedevelopmentofinformationandnetworktechnologies，intelligentterminalsarewidelyused.Thepersonalidentityonthenetworkisblurrysothatsomereliablebiometricrecognitiontechnologyareusedtoguaranteethesafetyandpropertyofpeople.Inthepaper，anidentificationalgorithmbasedonfingerprintidentificationisproposed.
Experimentshaveshownthatthemethodextractsfingerprintfeatureswellandcanimprovetheeffectofthepersonalidentification.
Keywords：biometricidentification；featureextraction；ridgelinetracing
1概述
近年来，信息、网络技术发展迅猛，依托这些技术，社交媒体、电子商务等各类应用也愈发丰富。数码产品，尤其是智能终端的种类和应用场合也越来越多。事实上，在网络全球化的当下，典型智能终端设备――手机几乎可以视作是台“移动电脑”。然而，在这些应用场合中，个人的身份在网络中其实是既模糊又数字化的，故而为了保证信息安全、财产安全，必须提高用户身份识别的准确率。
常规的终端设备多使用基于身份识别与密码相结合的方式来对用户访问进行控制，可这些方法也存在一些诸如：安全性差、密码易失及易被盗用等潜在问题。故而，随着技术及新的应用模式的发展，智能终端设备对于人机交互间安全性和便捷性的需求也就更为突出了。
就目前而言，生物识别技术可以说是使用较为广泛，且安全性、准确性均较高的识别技术。此类识别技术通过将计算机、光学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性以及生理特征来实现身份鉴定[1]。指纹识别即为其中典型应用之一。本次设计将讨论指纹生物特征用于智能终端身份识别的实现过程，包括：个体特征获取、生物特征图像预处理、特征提取、身份鉴定等步骤[2]。
2基于生物特征的身份识别算法
本次设计将基于指纹特征完成身份识别，整个设计大致分为几个步骤：个体特征获取、生物特征图像预处理、特征提取、身份鉴定。不过，在实现时，处理过程如下：
图1生物特征识别过程
2.1生物特征图像预处理
实际上，对特征获取所得的生物特征图进行预处理是整个身份鉴定过程的基础。由于环境、身体，甚至采集设备均可能影响生物特征的采集效果，所以预处理其实就是要削弱这类不良干扰的影响，并将其转变成二值点线细化图。然而，由于图像本身质量问题和预处理过程中可能带来的某些噪声，为了在提取细节特征时剥离伪特征，可通过以下几个步骤来获得正确的指纹特征：
图2指纹特征预处理过程
上图中不同模块的功能为：由于实际采集的图像很可能存在灰度不均匀的现象，为了使后续处理有较为统一的图像规格，需对图像做规一化处理。随后，通过图像增强来改善指纹图像质量，以使其细节更清晰，突出和保留生物体固有特征的过程。进而，再通过求取方向图及滤波完成指纹图像的变换表示。二值化进一步对图像纹线进行处理，使其更能突显生物体的重要特征。最后，经过细化处理，使得原本不清晰的图像转换为特征鲜明的图像。
2.2生物特征提取
文中采用的生物特征其实就是指纹特征。故而此处，特征提取其实就是要提取指纹的细节特征，也就是把纹线走向、端点和分叉点等能够充分表示生物体唯一性的特征尽量多地提取出来。考虑到该技术在智能终端应用中的准确性，特征提取算法必须能够尽可能多地提取能代表生物个体原始信息的有效特征。具体来说，此处要提取的特征应满足：
1）提取的特征应能保持生物特征的独特性。
2）所提取的特征应具有紧凑性，尽可能不含冗余信息。
3）能适应不同的匹配算法。
本文用脊线跟踪的方法完成对生物细节特征的选取，以保证特征点选择的有效性。算法通过对指纹图像进行像素点搜索，首先确定其基本特征点；然后，根据指纹方向图和脊线间的平均距离完成脊线跟踪，进一步对前面搜索到的细节特征进行选取，以得到有效特征点，并通过对其相对位置进行分析，将之用作指纹的细节特征信息[3]。实际上，除了对待提取特征的考虑外，因槭窃谥悄苤斩酥杏τ茫所以提取生物特征的算法应尽可能简捷、高效，且抗噪能力要强。本文采用的分析方法提取的指纹细节特征能更好地抵抗指纹图像处理过程中的干扰，也为随后的特征匹配做好了准备。
图3特征提取点（“~”所示为分叉点，“×”所示为端点）
2.3生物特征匹配
获得生物特征之后就可以进行匹配分析，进而实现生物特征识别了。在本文涉及的应用中，生物特征匹配其实也就是完成指纹特征的匹配。为了解决匹配问题，其实需要分别提取出两幅指纹图像各自的细节特征，然后将两组细节进行比对，以判定它们是否来自同一个体。
一般而言，指纹匹配常使用基于纹理信息以及基于点模式的匹配方法，本文使用后者，也就是根据指纹脊线的端点以及分叉点来完成识别。在匹配过程中，将会把提取到的特征点和模板图像中的特征点进行比较，并根据两幅图像之间相差绝对值的大小判定匹配图像。在实际应用中，随着匹配条件的改变，识别效果也必然随之改变。通常情况下，该条件越严格，识别出错的概率自然就越低。
3小结
生物识别技术以其自身的特点和优势，在很多场合中应用，作为其中典型应用的指纹识别技术尤其得到了更多的关注。在利用指纹生物特征进行身份识别的各类应用场合中，对身份识别性能的要求自然也各异。在安全需求较高的应用场合，识别率要尽量高；而在一些日常识别应用中，此类要求会有所下降。所以，在不同的智能终端应用系统中，识别参数的选取也各不相同。即便如此，本文研究的方法在应用时，仍可满足应用需求。
参考文献：
[1]韩玉峰，王小林，张传文.生物特征识别技术研究及应用[J].微计算机信息，2012（3）.
生物技术技能范文篇2
1、固体生物质燃料
生物质成型燃料燃烧是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统燃煤设备燃用,该技术将低品味的生物质转化为高品味的易储存、易运输、能量密度高的生物质颗粒(pellets)状或状(briquettes)燃料,热利用效率显着提高,能效可达45%(如瑞典的Kcraft热电工厂),超过一般煤的能效。欧洲在生物质成型燃料方面起步较早,900万人口的瑞典年颗粒燃料使用量为120万吨,瑞典20%集中供热是生物质颗粒燃料完成的;600万人口的丹麦年消费成型燃料70万吨。瑞典还开发了生物质与固体垃圾共成型燃烧技术,解决了垃圾燃烧有害气体二恶英(dioxin)超标问题。
直接燃烧作为能源转化形式是一项传统的技术,具有低成本、低风险等优越性,但效率相对较低,还会因燃烧不充分而污染环境。锅炉燃烧采用现代化的锅炉技术,适用于大规模利用生物质;垃圾焚烧也采用锅炉燃烧技术,但由于垃圾的品味低及腐蚀性强等原因,对技术水平和投资的要求高于锅炉燃烧。通过技术改进,生物质直接燃烧的能效已显着提高,直接燃烧的能效已达30%(如丹麦的Energy2秸杆发电厂,瑞典的UmeaEnergy垃圾热电厂)。美国生物质直接燃烧发电约占可再生能源发电量的70%,2011年美国生物质发电装机容量为9799MW,发电370亿Kwh。
1)生物质固体燃料生产技术
目前国内外普遍使用的生物质成型工艺流程如图1-1所示。压缩技术主要包括螺旋挤压式成型技术、活塞冲压成型技术和压辊式成型技术,其中前两种技术发展较快,技术比较成熟,应用较广。但一般的成型技术需要将生物质加热到80°C以上才能使其成型,所以能耗较高,增加了生物制成型燃料的成本。
生物技术技能范文篇3
关键词高中生物；信息技术；Flash
中图分类号：G633.91文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）09-0121-02
1前言
传统的教学过程以教师的口传为主，教材成为学习过程中重要甚至唯一的依据和参考资料，教学方式基本局限于封闭式的填鸭式教学。这样的教学过程已经远远不能够满足当今信息化时代对教学的需要。此时，现代信息技术手段的产生和应用就显得尤为重要。基于此，笔者在高中生物教学过程中，将现代信息技术手段引入并且实践于自己的课堂教学，收到较好的教学效果。
2高中生物教学中的信息技术服务功能
教学情境的创设创设恰当的教学情境，有利于激发学生对于本节课的学习兴趣。学生只有在恰当的教学情境中才能进行自主的学习和思索，并且能够在短时间内快速融入所要学习的内容中来。那么，如何创设有效的学习情境？教师要结合每一节课的相关内容来进行。
如在教学高中生物人教版必修二第七章“现代生物进化理论”这一内容时，有关“生命的起源”内容在教材中并没有引入，而这一部分内容又与本节课所要学习的内容是紧密联系的，对于这一部分的疑问，学生还是比较感兴趣的。在教学过程中，从课程标准的要求和课堂的可操作性出发，教师应该考虑构建学生知识的完整框架，对这一部分课本空缺的内容进行补充。
如何将这一部分内容在短时间内形象生动地展示给学生？单纯靠教师简单的语言表达是不可能实现理想的教学效果的，于是在教学过程中，笔者借助网络视频剪辑，引入“历史场景”的模拟：在地球最原始的时候，是一个非常空旷的地方，出现了各种自然现象，如不能预料的电闪雷鸣、剧烈的火山爆发、彭湃的海洋，在这样的生存环境中，原始生命开始了艰难而顽强的抗争。借助3D影像手段，学生仿佛身临其境，在这种看似真实的模拟状态下，学习兴趣瞬间被激发起来。教师可以在这个时候顺势提出本节课所要学习的内容，学生很自然地就进入了学习的过程中来。
教学重难点的化解高中生物学中，很多的知识点都很抽象，对于一些基础比较薄弱、思维能力稍微差一些的学生来讲，单纯靠教师的表述是远远不能够化解这些教学重点和难点的。对此，在教学过程中，教师就需要合理地应用信息技术，如Flash从微观到宏观、从简单到复杂的过程展示，在展示过程中可以化抽象为具体、变复杂为简单，从而提高课堂教学效益。
如在教学高一生物“生命的物质基础”这一部分内容时，其中涉及糖类、蛋白质、核酸等内容，很多是跟化学学科交叉出现的，学生理解时存在很大的难度。对此，笔者在引导学生理解“蛋白质以氨基酸为基本单位构成，肽链形成一定的空间结构构成蛋白质”的时候，借用了信息技术手段。在教学准备过程中收集大量的照片，其中有肌肉发达的运动员的照片，有生物元素相关的一些照片。教师在教学过程中先导入几张形象生动的照片，就是对这个运动员的整体身体结构，身体肌肉，构成肌肉的肌纤维、肌动蛋白以及链状空间结构进行系列展示，通过这一展示过程，提醒学生按照这一变化来研究用水解蛋白质的方法，认识其结构组成。这一教学过程，教师需要准备大量的图片、动画，并且要对此进行系列加工。在这种信息技术的服务下，教师在引导学生学习细胞的结构、染色质、染色体等内容时就简单多了。
又如“植物的光合作用”是高中生物教学中的一个重点和难点，很多学生在学习过程中不理解：为什么光反应中靠色素吸收光能使H2OO2+[H]，使ADP+PiATP？为此，教师可以上网下载相关的Flash课件，并且对这一课件进行加工后在课堂上演示：鼠标点击叶绿体基粒囊膜上的色素分子，在它吸收传递光能给中心色素分子后，这时就会让中心色素分子激发出电子，释放的电能就会使ADP+PiATP；中心色素分子激发出电子之后，形成电子空穴，又从周围的水中夺取电子，完成H2OO2+[H]的转化过程。如此的展示，学生很容易理解原本不能够理解的教学难点[1]。
课堂容量的增加高中生物课堂教学区别于初中生物课堂的一个特点就是课堂容量大，尤其是在学期复习课时间紧张、复习任务繁重的情况之下，利用有限的时间给学生展示足够多的知识点。传统的教学手段已经无法达到这个目的，因此在复习课开展过程中，教师同样需要信息技术手段的支持。要让学生将一章、一节或者一个系统的知识点串成知识链，教师就可以在课前整理本章节或本知识点的内容，构建成幻灯片展示的知识树或者是知识图表。在课堂上，教师展示之前，可以将知识树或者知识图表上面的重要内容做成空白，让学生在填空的过程中完成对知识的回顾和识记。这是学生在短时间内实现知识回忆和总结的过程，能够锻炼他们的短时记忆和扎实复习功底，比较适合应用于复习课的教学。
利用信息技术手段服务于教师的教学过程，能够极大地提高课堂教学效率，让学生在扎实、有趣的教学情境中实现对重难点的突破和对知识点的掌握。高中生物课中研究的知识点较多，往往都是抽象的，在解决这个问题的过程中信息技术手段的优越性越发凸显。当然，在使用信息技术过程中，教师也应该注意把握“度”。
1）选择适合高中学生特点的信息技术手段。高中学生已经具有一定的认知水平，他们对事物的认知不仅停留在表面上，一些声音、光电对他们的刺激会引起他们对事物深层次的思考。因此，在选择信息技术手段过程中，教师必须心里有这一方面的考虑，以此来更好地激发学生的学习兴趣。
2）根据所学内容的需要选择合适的信息技术手段。信息技术手段是为了辅助教师在课堂上解决不能单纯用语言表达的问题，并非必需的一种教学手段。对此，教师所选择的手段一定要适合所教授的内容，而不能一味地为了信息技术手段而使用它。
3）根据所讲授的课型来选择合适的信息技术手段。能够借助信息技术手段将琐碎的知识点变成系统化的课型，需要选择信息技术手段；能够借助信息技术手段将抽象的知识点具体化，便于学生学习的课型，需要选择信息技术手段；能够借助信息技术手段建立系统的学科知识体系的课型，需要选择信息技术手段。
3结语
总之，高中生物课中信息技术手段的使用要着眼于教学内容的基础，着力于从学生更好地学习出发，恰到好处地运用信息技术的诸多功能，真正更好地服务于课堂教学。
参考文献
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