关键素质特征范文

关键素质特征范文（精选5篇）

关键素质特征 第1篇

关键词：胜任特征,协同,团队胜任特征,胜任力,协同胜任特征

彼得·圣吉在《第五项修炼》中提出:“为什么在许多团队中, 每个成员的智商都在120以上, 而整体智商却只有62 ”显然团队的总体能力并不是个人能力的简单相加。而对团队的管理也不仅要从个人角度思考, 还要从团队整体角度考虑, 团队管理的这种复杂性已经成为团队管理者面临的一个难题。

另外, 自1973年McClelland在其标志性文章《测量胜任特征而非智力》中首次正式提出胜任特征的概念之后, 胜任特征就成为人力资源管理领域中的一个研究热点。不少学者将胜任特征理论用来研究团队的管理, 为团队管理的研究开拓了新的思路。

1 团队协同胜任特征的概念

Charles较早的对团队层面胜任特征进行了研究, 其文章指出团队胜任特征是团队绩效的关键, 团队的成功核心在于合理的团队胜任特征。他认为团队胜任特征是指团队作为一个整体条件下, 是以成员的胜任力为核心, 是成员相互影响下的相互弥补的一系列知识、技能等特征的组合。该定义将个体层面对胜任特征的定义拓展到了组织层面, 但是这个定义并不清晰, 没有明确地指出个体层面与团队层面胜任特征本质上的不同。团队层面的胜任特征显然不是个体层面的胜任特征的简单组合, 其不仅注重团队成员间的差异性、互补性、灵活性, 更加强调在此基础上的协调统一性, 是将团队作为整体考虑。盖伊·拉姆斯登和唐纳·德拉姆斯登认为在团队成员一起工作的时候, 他们的智慧和力量融合在一起, 协同性成为推动整个团队前进的一股特殊力量, 这是所有成员的动机、需求、驱动力与耐力的结合体。这种整体协作性正是个体胜任特征和团队胜任特征的本质区别。团队中的成员为实现目标不仅需要个人的各项能力, 还要将个人的智慧与能力融合在一起, 共同推动整个团队发展。

为了避免不同层面胜任特征概念的混淆, 笔者将团队层面胜任特征定义为团队协同胜任特征。团队协同胜任特征是指在团队整体层面能可靠测量的并能将高绩效团队与一般绩效团队区分开来的内在特征, 这种特征是团队整体深层次的特质, 具有跨情景和跨时间的稳定性, 能引起或预测团队的行为或绩效。

2 建筑施工项目管理团队协同胜任特征行为要素分析

建筑施工项目管理团队协同胜任特征要素的提取主要通过访谈。由于本研究的对象为建筑施工项目管理团队, 为保证受访对象对研究对象有深刻的了解, 本次访谈对象全部选择在建筑施工企业工作5年以上的人员中进行。此阶段接受访谈的单位有北京、成都、合肥、武汉等地的6家单位, 采取当面访谈或电话访谈的方式, 共访谈了10人, 初步获取了建筑施工项目管理团队协同胜任特征影响要素。访谈主要通过实例说明和实际经历体会等方式进行, 访谈时间约为1小时。通过访谈得出团队协同胜任特征因素出现频率较高的要素, 参考相关研究文献做了进一步的调整和规范化, 共得出团队目标、成员发展、团队计划、目标实现、相互帮助、成员坦诚、团队学习、自主决定、成员沟通、解决矛盾等28项要素。

3 建筑施工项目管理团队协同胜任特征模型研究

3.1 问卷的编制与发放

在访谈及文献研究的基础上编制了《项目团队协同胜任力调研问卷》。问卷主要采用关键管理行为, 以Likert 5级评分量表测量, 共有28个题目。记分方法为:1表示行为题对于项目团队绩效最不关键, 5表示行为题对于项目团队绩效最为关键。初始问卷编制完成后, 选取36名建筑施工企业项目团队成员和工程管理硕士进行了预研究。研究表明有关KMO样本测度和bartlett球体检验的结果均符合要求, 说明本研究的指标可以进行因子分析。但个别题项出现了串题, 根据预研究的结果对量表进行了修改和调整, 将要素调整为24项。

问卷的发放对象为北京市某大型建筑施工集团公司中29个绩效突出的项目管理团队。问卷共发放116份, 收回116份, 其中有效问卷113份。

3.2 因子分析

本研究因子分析的主要目的是通过因子分析探索得到建筑施工项目管理团队协同胜任特征的公共因子, 并以此构建建筑施工项目管理团队协同胜任特征模型。数据处理用Spss 13.0软件, 采用主成分因素分析、最大方差旋转等进行因子分析。

对24个要素指标的测量项目进行KMO测度和巴特莱特球体检验结果如表1所示。

从表1中可以看出, 样本KMO值为0.790, 在0.7～0.8之间, 说明各变量间的相关程度高, 适合做因子分析。此外, 巴特莱特球体检验的χ2统计值的显著性概率为0.000, 小于0.01, 球形假设被拒绝, 同样说明变量具有相关性, 适宜进行因子分析。使用主成分分析法提炼因子和最大方差法进行正交旋转后, 分别得到4个因子, 解释了69.601%的变差。因子分析的结果如表2所示。

通过参考表2中各因子负荷大小, 以各因子所包含项目的内容作为命名依据, 分别将这4个因子命名为整体思维特征、合作意愿特征、积极主动特征和自主管理特征。建筑施工项目管理团队协同胜任特征模型就由这四个维度构成。4个因子的具体含义如下。

F1:整体思维特征。主要表明团队思维的整体性, 强调团队的共同目标和群体决策。团队整体思维是系统的、积极的整体认同团队及其信念, 从团队整体的角度出发考虑问题, 是相当开放的一种思维模式, 团队可以公开平等地讨论问题, 开诚布公地解决矛盾。

F2:合作意愿特征。主要是指团队的合作性, 表现在成员之间相互信任、坦诚沟通, 主动并愿意与其他成员及时沟通, 相互学习。沟通是最有效的管理工具, 也是联系团队共同目标与团队中有协作意向的个体之间的桥梁。团队成员互相信任、沟通交流、互相学习可以提高团队的整体绩效, 完成个人能力难以完成的任务。

F3:积极主动特征。主要是指团队整体必须具有主动意识, 能主动分析工作、设定目标, 主动改进工作方式和方法。只有团队充分发挥工作主动性, 不断提高工作水平和工作能力, 才能最大限度地发挥团队整体的能量。

F4:自主管理特征。指团队用更大的自主权, 自主安排工作进度, 充分发挥团队的想象力和主观能动性, 寻求新思路新方法解决问题有效提高团队的绩效。自主管理是团队在工作中实行自我管理的过程, 包括自主寻找工作方向、自主安排工作进度、自主选择工作思路、自主监控工作过程等。自主管理使团队更具有灵活性和效率, 并能更加快速地适应变化的环境。

3.3 信度与效度检验信度分析

为检验测量相关变量上是否具有稳定性和一致性, 对提取的4个因子采用Cronach's α系数检验分别作信度分析。从表3可以看出, 所有因子信度都在0.7以上, 说明问卷的可靠性好。

4结论

团队协同胜任特征为我们从整体上研究团队提供了一个新的观察视角和思维模式。团队胜任特征模型的构建, 不仅可以预测团队未来的绩效, 同时对团队的开发和建设提供有益的借鉴, 对提高团队绩效有积极的作用。本文通过定义团队协同胜任特征和研究建筑施工项目管理团队协同胜任特征模型在研究团队整体胜任特征做了有益的尝试。定义协同胜任特征概念是对团队层面胜任特征研究的基础。进一步对建筑施工项目管理团队协同胜任特征模型的研究表明该模型包括整体思维特征、合作意愿特征、积极主动特征和自主管理特征等4个维度, 与个体层面胜任特征有显著的区别。

本研究还存在着众多不足。首先, 研究方法存在一定的局限性。胜任力研究本身就具有动态性, 不同情景、不同任务都可能对胜任特征的研究造成影响和干扰, 由于研究条件等限制, 动态性方面考虑不够深入。其次, 本研究的样本取样的范围较窄, 下一步研究可以更广泛地大量采集, 也可以研究不同类型的团队, 同时完善样本采集结构, 使调查更为全面。

参考文献

[1]McClelland D.C..Testing for Competence Rather Than for In-telligence[J].American Psychologist, 1973 (28) :1-14.

[2]Charles M.Team competencies[J].Team Performance Man-agement, 2001 (7) :117-122.

提高教师素质是实施素质教育的关键 第2篇

实施素质教育的关键是教师素质的提高，学生良好的素质培养首先取决于具有高素质的教师的引导和示范。我们太原市南城区桃园小学从1981年起，就把建设一支面向21世纪的高素质的教师队伍作为我们的奋斗目标，为此我们从实际出发，统筹规划，分步实施，一步一个脚印地抓了教师基本功的训练。经过坚持不懈的努力，教师素质得到很大提高，有力地促进了教育教学改革的深入发展和教育教学质量的提高，目前基本形成了一支具有良好政治、业务素质，相对稳定的奉献加创造的教师队伍。我们的具体做法是：

一、基本功的训练以“技”为中心

为切实提高教师基本功，使其具有过硬的基本技能，学校在统一教师认识的基础上制定了《桃园小学教师职业技能基本功训练实施方案》，从指导思想、目的、任务、措施、考核、评估等各方面围绕技能分层次做出了具体安排。

1.教师的一般基本功训练，包括三笔字、简笔画、普通话、教具制作、活动、口头书面表达。这些主要采取自学自练的形式反复练习，养成习惯。技能的考核，我们按照区教委颁发的教师基本功验收标准进行考核。到目前，全体教师均已达到规定的标准。

2.学科教学基本功首先从备课、上课、批改作业、考试评定、课内外辅导、教书育人等六个教学环节所需一般基本功方面进行训练，再对教学技术功、即读功、讲功、听功、写功、想功、记功、导功等方面提出具体要求，还对教学经验的总结积累，教学大纲、教材分析、知识体系的掌握及教学原则、方法、技能的应用等学科理论知识方面提出具体要求，最后对语言、演示、提问、讲解、板书、教态、处理问题等方面提出更高的技能要求。

3.各项基本功技能在教学实践中的综合应用。基本功训练贵在坚持，重在运用。用练结合，练有所得，练以致用，既能提高教育、教学水平，又能激起基本功训练的积极性，提高训练质量。我校始终把训练和运用紧密结合起来，为了减轻教材难点，教师用熟练的简笔画来突破难点;用生动形象、直观有效的教具激发学生的学习兴趣，化难为易;用标准的普通话、漂亮的板书、生动的讲述、透彻的分析深深地吸引每一个学生。在教学研讨课讲课比赛、观摩展示中充分展示了教学基本功在教学中的综合应用。实践证明，过硬的基本功运用于课堂教学，激发了学生的学习兴趣，提高了学生理解、掌握知识的能力，开发了学生的智力，培养了学生的学习方法，提高了课堂教学效率和质量。

二、辅之以四项活动的开展

1.校内讲座，校外取经。用科学的教育理论武装和指导实践，是提高教师职业技能不容忽视的一个重要方面。几年来，我们不断采取请进来、走出去的方法，聘请专家学者来校进行专题讲座。先后举办了“如何优化课堂教学”、“小学教学整体改革”、“电化教学”、“学法指导”等专题讲座和“语文学科知识”、“数学学科知识”等知识讲座，还组织了“如何说课评课”、“如何写教后记教学一得”、“怎样搞好教学研究”等业务讲座。派教师外出观摩学习，先后参加了特级教师教学研讨会、现代艺术教育研讨会、说课研讨会、教师职业技能观摩会、学法指导研讨会以及各种学术年会、教学指导、教材分析讲座，使广大教师理论认识得到了提高，教育观念逐渐更新，促进了基本功的.训练。与此同时，学校鼓励教师进修深造，现有5名教师达到大专学历，20多名教师正在进修学习。教师的文化层次、知识水平普遍提高。

2.立足实际，岗位练兵。立足岗位，自学自练，教中练，练中教，是开展基本功训练的关键环节。根据教师基本功训练实施方案，教师做到了平时训练，常抓不懈，刻苦练功。每位教师都成为教学的有心人，只要有利于教学的东西就要学，就要练。岗位练兵与集中培训、教研组切磋、技能竞赛相结合，不仅检验了训练成效，而且促进了教师基本功向教学能力的转化。

3.技能竞赛，创造氛围。为调动广大教师大练教学基本功的积极性，给教师创造一个良好的训练环境，学校组织了丰富多彩、形式各异的技能竞赛。

组织单项竞赛，根据不同时期的训练重点，先后开展了三笔字、简笔画、普通话、课文朗读、演讲、教案设计、板书、投影片教具制作、活动课编排组织、教师基础知识、教师职业道德等单项竞赛，涌现出大批单项技能标兵。

组织展示、汇报训练成果。我们组织了优秀教案展、优秀论文展、优质课观摩展、书法绘画作品展、绝活技能展等，并进行基本功现场展示表演。

组织教师全员参加教师基本功趣味竞赛。为展示基本功训练成果，激发训练兴趣，提高训练质量，学校分七大组进行趣味技能竞赛。在人人亮相露一手表演时，不论两鬓斑白的老教师，还是学生气十足的青年教师，有的书、有的画、有的弹、有的唱、有的跳、有的剪、有的颂……充分展示了教师综合职业技能，给每位教师留下了难忘的印象。通过竞赛，全体教师练习基本功的兴趣更浓了，积极性更高了，互相取长补短，而且都有了新的训练目标和奋斗方向。

4.加强教研，综合提高。教师基本功训练要具有教育科研的能力，实施素质教育要“科研开路”。我们从提高教师科研意识、完善科研机构、壮大科研队伍、制定教研规划、开展专题研究等几个方面抓起。各年级、各学科教师人人有学科研究专题、实施方案，并围绕专题开展教学研讨课活动。教师在一次次研究、备课、讲课中提高了教学综合技能，课堂上展示了基本功训练的成果。通过教育科研提高了教师的认识水平、理论水平，并利用教育科学在实践中摸索客观规律，摸索新的教育教学方法，提高了教师的综合素质。

三、处理好六种关系

1.工作与训练的关系。做到通过训练提高工作能力，根据工作需要加强技能训练，互相结合，互相渗透，时间科学安排，工作训练两不误，中心工作、日常训练协调配合。

2.普及与提高的关系。在训练中，做到了在普及基础上提高，在提高的指导下普及，既要面向全体教师、全员培训、普及训练，又要将青年骨干教师作为重点，进行高要求的培训，做到点面结合，既抓全员提高，又要突出重点。

3.师德教育和技能训练的关系。师德和技能是紧密联系、相辅相承的，是教师素质的两个重要方面。训练中以德为首，以技为中心，德技相促，德技并重，互相渗透，共同提高。

4.训练形式与训练实效的关系。实效是目的，形式是手段，克服只重形式，走过场，不讲实效的缺点，通过不同形式的训练看教学实际能力的提高。

5.基本技能与特长的关系。教师要在掌握教学基本技能的基础上发展特长，不能一味发展某项专长，忽略教学基本技能的训练。

关键素质特征 第3篇

1. 教师应具备的基本素质

素质教育的关键在课堂教学,课堂教学质量的关键在教师。那么,作为一名教师应该具备哪些基本素质呢?

1.1 高尚的师德

十年树木,百年树人。教育上的失误不仅影响学生的成长和未来,更会给一个国家和民族的发展前景带来负面影响。要避免这种失误,就要有高尚的师德,教书育人,尽职尽责,忠于职守,兢兢业业,以高质量的工作把成果奉献给社会。“言教者讼,身教者从”,学生涉世未深,师生朝夕相处,教师的思想、感情、言语、行动,对学生时时处处起着耳濡目染潜移默化的作用。教师要以身作则、以诚为首、以德高为人师表,使自己在政治理论素质、道德情操、思想境界、文化修养、仪表等各个方面成为学生效法的表率。

1.2 广博的知识

广博的知识,是对教师的基本要求。“养其根俟其实,加其膏而希其光。”非广博的知识不能使教师充盈自己的思想。俗话说,“要给学生一碗水,教师必须有一桶水。”教师在科学发展日新月异的今天,必须勤奋学习、刻苦钻研,平时多读、多看、多想、多练、多积累,扩大知识面,集腋成裘,聚沙成塔。教师的知识面越广博,就越能打开学生科学的视野,激发学生的求知欲。要体会“打铁先得自身硬,名师才能出高徒”的内涵。只有“居高”,才能“临下”,只有“深入”,才能“浅出”。

1.3 勇于创新的精神

创新是一个民族的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。21世纪是知识经济的世纪,是国民创造力和创造性人才的世纪,没有创新精神的民族是没有希望的民族,没有创新精神的人是没有较强生存能力的人。为人师表就要有创新精神。只有创新型的教师才能实施创新教育,才能从自己的创新实践中发现创新能力形成发展的规律,为创新教育提供最直接、最深刻的体验,从而在教学过程中,自觉地将知识传授与创新思维相结合,发现学生的创新潜能,捕捉学生创新思维的闪光点,多层次、多角度地培养学生的创新精神和创新能力。[1]

1.4 富有激情、事业心和责任感

学生是教师的缩影,教师的职业特点是永远和学生在一起,从这个意义上讲,教师是一种永远年轻的职业。教师职业需要拥有一颗火热、诚挚的心,充满激情,永远给学生新鲜、圣洁的思想。我们也应意识到,教师的工作具有复杂、艰苦而又周期长、见效慢的特点,这需要教师不图名、不为利,以自觉的事业心和高度的责任感,献身人民的教育事业。

2. 教师素质的养成

人非生而知之者,教师良好的素质不是先天固有的,也不是天上掉下来的。“积土成山,风雨兴焉;积水成渊,蛟龙生焉;积善成德,而神明自得,圣心备焉”。需要在科学理论指导下,经过长期的社会实践进行艰苦的磨练和积累。

2.1 努力做到“慎独”

慎独是一种休养方法,也是我们追求达到的思想高尚的境界,它与传统儒家思想的“内省”、“修身”是一致的。我们应时时反省自己的言行,虚心听取他人的意见,看待问题,见其显,也要见其隐,更要见其微。通过学习基础的东西,通达上乘的道理,下学而上达。做到无论是群居还是独处,都能用思想道德标准来约束自己,不愧对行为示范、为人师表的准则。

2.2 重视培养反思性思维

反思是一种特殊而优秀的思维方式,由对亲历环境中所产生的模糊感、疑问、矛盾感和/或不安所诱发。困惑使他们寻找问题所在,引起思考,而后是有目的地探索,发现新信息。教师能否在日复一日的常规教学中发现问题,如何发现问题,成为教师提升自我素质的关键。[2]例如,学生学不好,教师应反思是否是因为自己没教好。俗话说“只有教不好的老师,没有教不好的学生。”这样的例子比比皆是,被老师视为蠢材、傻瓜的牛顿、爱因斯坦、爱迪生、达尔文等,其成就是举世皆知的。

2.3 教学与科研相结合

大学教育的过程,就是要把一个需要教师才能获得知识的人,培养成无师自通的人。钱伟长院士在谈到教师问题时指出:不教课,就不是教师;不搞科研,就不是好教师。教学没有科研作为底蕴,就是一种没有观点的教育,没有灵魂的教育。没有自己的观点,就不会选择正确的教学内容。其实,科研题目很多,做出成绩并不难,也不神秘。许多教师迟迟不肯跨出这一步,主要是因为长期只搞教学,不搞科研,没有进步,久而久之,形成一种错觉,以为科研很难。教学和科研是一种互动、相长的关系。一开始不习惯,要赶着鸭子上架。掌握外语和计算机,学会查资料文献和调查研究。[3]

2.4 积极参与教育教学改革

社会在变化,时代在变革,教师应该站在教育教学改革的前沿。但改革不要盲目,应始终把有利于为学生发展打好全面基础作为根本目的,把学生的成长放在第一位,应使教育教学更加人性化,维护学生的权利,尊重学生的价值和尊严,珍视个性和创造力,赞美高尚人格和美好事物,不懈地提升人性和发掘人的力量。教师应一切从实际出发,探究事物本性,遵循客观规律,多些科学理性,少些自我中心,从而提高认识和行动的合理性。《论语》中曾提出个人言论不凭空臆断、主观武断、固执一端和自以为是等诠释。在这一过程中,教师自身的素质和才能也会得到不断完善和提高。

2.5 读万卷书,行万里路

“书上得来终觉浅,要知此事须躬行。”实践是检验教师素质客观效果的唯一标准,是教师素质不断提高的动力,是教师素质完善的目的和归宿。教师不仅要学习各种基础理论知识,更要积极参加职业活动等实践,刻苦磨炼自己,提高自身认识,进一步转化为自己的信念和行为动机,做到言行一致,身体力行,达到知和行的统一。

参考文献

[1]胡萍．教师应做创新教育先锋[N]．中国教育报．2003年8月16日第3版．

[2]吴一安．优秀外语教师专业素质探究[J]．外语教学与研究．2005年第3期：第199-205页．

基于综合特征分析的视频关键帧检索 第4篇

关键帧的使用大大减少了视频索引的数据量,同时也为查询和检索视频提供了一个组织框架。正是由于关键帧的提取在基于内容的视频检索中占有非常重要的地位,近年来受到了研究者的广泛关注,也取得了一些研究成果。目前关键帧选取方法主要分为基于镜头边界法、基于帧图像信息法和基于运动的分析法,实现方法各有优劣[1,2,3,4]。

MPEG-7的核心是用来描述一系列视频音频内容的描述子,一个描述子定义为一个特征的表示。随着MPEG-7标准的公布,已有QBIC,Virage,MARS,Visual SEEK等一系列视频/图像检索系统面世。而传统的依据颜色、纹理和形状等作为特征进行检索的技术得到进一步发展。颜色直方图是图像颜色特征最普遍的表示方法,Swain和Ballard提出了直方图交集,Ioka等在比较颜色直方图后引入相关矩阵度量[5];纹理特征除了早期的共生矩阵外,在小波变换引入学术界后,使得Gabor变化相对其他纹理描述而言取得了更优的性能;而形状特征最成功的描述是傅立叶描述子和不变矩。

笔者依据选取出的关键帧组成的图像库,通过示例样本和图像库图像之间相似匹配度量,实现了对关键帧基于内容的检索。即通过将图像的视觉特征(图像的颜色、形状、纹理等)作为特征向量进行提取,然后将示例图像的特征向量与系统中存储图片的特征向量进行相似度比较,按相似度大小排列返回给用户。

2 关键帧提取算法

笔者采取的是基于镜头内容变化随时间自适应地选取关键帧。由该方法选取的关键帧,其数目不受最大定值的限制,做到了镜头内容差别变化大时多选取,变化小时少选取,并能充分反映各种镜头的内容。

对于一维连续信号g(x),要选择离散点{x1,x2,…,xn},使{g(x1),g(x2),…,g(xn)}形成对信号g(x)的变化特点有良好简要的表示,必须使g(xi)与g(x1)(i=1,2,…,n-1)间能存在足够的差异。设镜头S由帧序列f1,f2,…,fn构成。由此,可得到时间自适应的关键帧提取算法。

1)选择f1为关键帧输出;

2)i=1,m=2;

4)若sd>δ,则选择fm为关键帧输出,并令i=m;

5)m=m+1;

6)若m>n,则结束退出,否则转向3)。

其中,δ是一个阈值,用来控制关键帧的选择数目。

3 基于内容的关键帧检索系统的建立

3.1 关键帧检索系统研究的基本框架

笔者从视频处理的层次化结构最底层的分析入手,构建了视频的连续帧图像序列,研究并运用时间自适应检测法对镜头的关键帧进行了选取,建立了关键帧图像数据库。在此基础上,对图像特征进行了分析和特征提取,采用图像特征相似匹配检索法实现了基于关键帧的视频内容检索。图1为研究内容的基本流程框架。

3.2 特征提取及分析

根据图像中各对象的颜色、纹理和形状等特征计算两幅图像内容的相似程度进行检索。

1)颜色特征分析

颜色是图像最基本的和直观的特点,在检索过程中,颜色的表征描述通常有多种方法:直方图法[6],累积直方图法,局部累加直方图法,颜色布局法,中心矩法等。笔者采用可较好符合人眼感知特性的HSV颜色模型,将图像中每一像素的r,g,b值转化为h,s,v值。区域的颜色特征用该区域的平均色代表,为了方便颜色相似度的计算,将(h,s,v)色度坐标统一转换为柱坐标系下的欧氏空间坐标(C1,C2,C3)表示

颜色的相似度公式为

2)形状特征分析

形状特征提取的典型方法有:几何参数法[7],不变矩法,边缘方向直方图法,小波重要系数法,切线空间法等。笔者提取的形状特征包括形状的大小ρ,形状离散度v和离心率e[8]。

形状的相似度公式为

3)纹理特征分析

纹理特征需要在包含多个像素点的区域内进行统计计算,所以,它是一种统计特征,具有旋转不变性,并具有较强的抗噪声能力。在这里纹理特征用Cosine距离度量[9]

仅仅依赖单一视觉特征进行检索,效果往往不够理想。例如颜色特征的缺陷在于不能很好地描述对象的局部特征;形状特征的缺点是目标物体发生变形时检索结果不可靠;纹理特征的主要缺陷在于受图像的分辨力、光照和反射的影响比较大。笔者提出的解决方法是以综合特征作为图像检索的基础,获得图像的综合特征并将其作为图像相似性的衡量依据。

3.3 相似性匹配

图像间的相似性匹配主要通过计算两幅图像的归一化综合特征向量的欧式距离,进行相似度衡量。

3.3.1 欧氏距离定义

一幅M×N的图像被看作M×N维欧氏图像空间的一点,每个坐标值对应一个像素的灰度值。这样两幅图像x,y间的距离定义为

3.3.2 特征向量归一化

特征向量内不同特征分量的幅度变化较大,而且不同特征向量的物理意义也不同,相似距离的可比性差,因此在利用综合特征进行图像检索时,不仅需要对特征向量内部的特征分量进行归一化处理,还需要对不同特征向量进行归一化处理。能保证不同的算法在加权中处于平等的地位,保证不同特征向量在进行检索时具有相同的作用。

1)内部特征归一化

特征向量内部归一化的目的是使特征向量内部各分量在相似度量时具有相同的地位。将特征向量记为:F=[f1,f2,…,fN],N是特征元素个数,用I1,I2,…,IM代表图库中M幅图像S,对于图像Ii,其对应的特征向量记为fi,1,fi,2,…,fi,N。

这样,由图像数据库中M幅图像,就可以得到一个M×N的特征矩阵F=fi,j,其中fi,j是Fi的第j个特征元素。F的每一列是长度为M的特征序列,表示为Fj′,即Fj′=[f1,j,f2,,…,fm,j],设Fj′是高斯序列,计算其均值mj和标准差σj,然后利用式(5)就可以将原序列归一化为N(0,1)的分布

2)外部特征归一化

在利用综合特征进行图像检索时,需要对不同特征向量进行归一化处理,保证不同的特征向量在加权中处于平等的地位,以及在进行检索时具有相同的作用。外部特征归一化的实质是对图像库中所有图像之间的相似距离进行归一化,仍可使用高斯归一化方法。

设一个n维的特征向量为:F=[f1,f2,…,fn],用I1,I2,…,Im表示图库中的图像,则对其中任意一副图像Ii其对应的特征向量为Fi=fi,1,fi,2,…,fi,n,对其进行归一化,步骤如下:

(1)计算图像数据库中任意两个图像I,J所对应的特征向量Fi和Fj间的相似距离(i,j=1,2,…,m,且i≠j)

(2)计算由式(6)计算的m(m-1)/2距离值的均值mD和σD;

(3)对查询图像Q计算其于图像数据库中每个图像的距离,记为D1Q,D2Q,…,DmQ,并对它们按照式(7)进行高斯归一化

(4)按式(8)进行线性变换,将其变换到区间[-1,1]

4 实验结果分析

4.1 对比检索实验

为了检验笔者提出的基于综合特征分析的检索算法的性能,用基于颜色特征的色调局部累加直方图和采用MarKov性图像形状特征和色调局部累加直方图特征综合法[10](以下简称形状颜色特征综合法)和笔者使用的综合特征图像检索技术作对比。如表1对库中图片进行检索的所返回的前7幅图像进行分析。

最左边的是以灰色汽车为主要目标的查询样本,从示例样本往右依次为7幅关键帧图像。从表2所示的距离值可以看出,每种方法得到的第1帧都是与样本特征距离最小的图像帧,也就是特征最相近的图像帧。而检索返回的其他6幅图像帧都是按照与查询样本特征相似度由大到小排列的。

结合检索结果,通过性能指标对各种算法进行评价,从而比较出相同的条件下各种算法的优劣,找出最佳方法。根据模式识别的原理,其结果如表3所示。

在评价图像检索算法性能时,通常有两个主要的性能评价指标,即检索率(又称查全率或回召率)和准确度(又称查准率或检索精度)。评价指标如表4所示。

检索率是指返回的检索结果中有效图像结果占图像库中所有有效图像数量的比率;准确度是指返回的检索结果集中有效检索结果的比率。检索率和准确度可表示为

检索率=检索结果中有效图像数/图像库中所有有效图像=A/(A+C)

准确率=返回结果中有效图像数/返回的所有检索结果数=A/(A+B)

由此可知,检索率和准确率都在[0,1]之间,且检索率和准确率越高,该算法的检索效果就越好。

从表1第1行所示前7幅结果可以看到,有效图像为3幅,分别是前2幅和第4幅,而非有效图像为3幅。由于该方法只考虑了颜色的统计分布特征,完全忽视了其他的空间分布信息,因此,误检是不可避免的,造成了该方法检索准确度的下降。同样,方法2由于只考虑了颜色和形状特征,准确率比单一特征的检索方法有所提高,在返回的前7幅图像中,有效图像为4幅,而且检索率和准确率都较上一种方法有所提高。但与笔者的方法相比较,检索率较差,仅为50%。经过试验证明,本文的方法克服了前2种方法的依赖较少特征的缺点,误检现象减低,且检索率和准确率都有较大的提高。

4.2 基于关键帧的视频检索

笔者采取的是基于镜头内容变化随时间自适应的选取关键帧,经过反复设置阈值提取关键帧,发现阈值设置在0.7~0.8间最为合适。阈值太小,提取的关键帧数量较多;阈值太大,提取的关键帧数目太少,不能充分代表镜头内容。与传统的关键帧提取方法相比较,笔者方法选取的关键帧更能代表镜头内容,而且数量的多少也可以根据阈值的设置来选择。

笔者提取了10个广告视频的关键帧共108幅,形成关键帧数据库,图片存放的格式为.bmp,并且每幅关键帧图片的名称标注包含视频名字和所在帧数,并利用基于综合特征分析的检索系统实现。

为了验证本系统的检索性能,选择了关键帧序列中一张火车的远景图作为示例图像进行检索,如图2所示。

返回检索的前7张关键帧分别如图3所示。

观察检索结果,发现这7张图片均属于同一视频,与示例图片均来自同一视频,检索的准确率很高,但是由于图片分辨力等的原因,漏检了一张火车冒烟的关键帧,影响了检索率。由于检索综合考虑颜色、纹理和形状特征,所以第2张图片虽然颜色和示例图片不相关,但是由于其他特征的影响,使得它与示例图片的相似度也较高。所以,如何合理分配各种特征在检索时所占的权重,使检索结果更准确,是下一步的努力方向。系统的另一个创新点是方便其他特征的加入,只要是经过特征归一化的处理,就可以在检索时起到相似度量的作用。

将来的工作除了进一步研究新的特征,更要注意与用户交互反馈,进一步提高检索的准确率和检索率。

参考文献

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物联网安全特征与关键技术探讨 第5篇

物联网的概念在1999年被首次提出, 它是以互联网为基础来实现物品的自动识别与信息交换和共享的一种网络。物联网的广泛应用对物联网信息安全问题要求极高, 而我国的物联网处于初步发展阶段, 关于物联网信息安全方面还有待于完善。根据目前物联网在信息安全方面出现的一些问题, 有针对性地采取一些技术防范措施是促进物联网发展的必然要求。

1 物联网的安全特性与构架

信息安全是要保证信息的机密性、完整性和可用性, 从物联网的信息处理过程来看, 它体现了物联网安全特征的同时也反映了其所面临的安全问题。

1.1 物联网安全问题

物联网是由机器组成的庞大设备体系, 没有人的控制和监察, 在网络安全方面也就存在一些问题, 主要有物联网安全本地节点问题、信息的网络传输问题、核心网络信息的安全问题以及物联网业务的安全问题。

1.1.1 物联网安全本地节点问题

物联网中存在一些较复杂、危险度高和机械性的工作, 需要机器代替人来操作这些工作, 所以物联网机器节点被部署在无人监控的场景中。这种由机器操控的无人场景极易受到攻击者的破坏, 通过人为地更换机器的软硬件, 破坏机器设备, 使得机器无法正常运行。

1.1.2 信息的网络传输问题

物联网中的感知节点没有复杂的安全保护能力, 因此它的功能也较简单。而温度测量到水文监控、道路导航到自动控制的信息和数据传输都没有相应的标准, 因此无法形成统一的安全保护体系。

1.1.3 物联网业务的安全问题

物联网需要事先部署好各个节点然后用网络连接起来, 由于各个节点是由机器操控的, 缺乏人员的监控, 这样用户通过物联网进行业务往来时就会出现一些安全问题。

1.2 物联网安全的架构

物联网具有全面感知、传递数据、智能处理的三个基本特征, 根据这三个特征可以将物联网分为感知层、传输层、处理层和应用层。最底层的是用于感知物体的感知层, 第二层是传输数据的传输层, 第三层是处理数据的处理层, 最上面的是面向用户的应用层, 如图1所示。

感知层主要负责识别物体、采集信息。它由各种传感器组成, 主要包括湿度与温度传感器、RFID标签和读写器、二维码标签、GPS定位器等。

传输层负责传递感知层采集的信息, 通过移动通信网、计算机网络和无线网络等平台对来自感知层的数据进行安全可靠的传输。

处理层是通过云计算、智能计算、数据挖掘和中间等对传输层传递来的数据进行分析和处理。

应用层是直接作用于用户的, 它是物联网与用户的接口。通过人机交互, 将处理层处理后的数据提供给用户。

2 物联网的安全关键技术

物联网是一个联合多种网络的复杂系统, 其面临的安全问题比其他的网络更多, 所以对保障物联网安全的技术性要求较高, 可以采用以下技术来保障物联网的安全:

2.1 密钥管理机制

保证物联网各节点间的安全, 建立密钥系统是基础, 它也是保护网络信息安全的关键。由于物联网软硬件资源的有限, 对密钥系统也提出了更高的要求。集中式管理方式和分布式管理方式是建立统一的密钥管理系统的两种方式。集中式管理是以互联网为中心, 将传感器接入互联网, 互联网的密钥分配中心对整个物联网进行密钥管理。分布式管理以各自的网络为中心, 各节点有各自的网络, 形成层次式的网络结构。

2.2 安全路由协议

为了维护物联网的安全性, 设计并应用了路由协议。虚假路由信息攻击、污水池攻击、虫洞攻击等都是无线传感器路由协议常遇到的攻击类型, 可以通过加密、和身份的验证、多径路由技术等方法抗击这些攻击。节点资源的有限, 抗攻击能力较弱, 所以设计的路由算法必须具备一定的抗攻击性。目前已经提出来的路由算法有洪泛式路由、层次式路由、以数据为中心的路由和基于位置信息的路由。

2.3 认证机制

现今的网络认证机制主要保障的是人与人之间的通信安全, 对维护物流的通信安全效果不是很好。在物联网中, 业务应用和网络通信是紧密联系在一起的, 业务层的认证根据业务提供者和业务安全敏感程度来决定是否需要业务层的认证机制。如果是由运营商提供物联网业务时, 同时提供可靠的业务平台或者业务提供者认为网络认证已经足够, 就可以不进行业务层的认证。如果业务是由第三方提供的, 而且无法获得安全参数时, 就可以不用考虑网络层的认证进行独立的业务认证;如果遇到金融业务类的敏感业务时, 业务提供者往往认为网络层的安全级别较低, 这时就需要业务层的认证以期获得更高级别的安全保护。

3 结论

由于各方面资源因素的限制, 物联网的安全面临着巨大的挑战。物联网中的移动通信网、互联网等为人们日常生活和生产提供了大量的信息, 极大地改变了人们的生活和生产方式。但物联网中的传感器安全研究深度还不够, 加上传感网资源的局限性, 加大了其研究难度, 没有一个完整有效的解决方案, 所以建立有效的多种网络融合的安全架构以及跨越多网统一的安全模型是物联网安全保障的重要部分。

摘要：当今物联网信息渗透于人们生产和生活的各个方面, 极大地改变了人们的生产、生活方式, 促进了社会经济的快速发展。安全性问题对物联网的快速发展至关重要, 本文在探讨物联网架构的基础上, 研究物联网安全的关键技术, 从而为建立物联网的安全体系提供依据。

关键词：物联网,安全特征,关键技术

参考文献

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