資源簡(jiǎn)介

第二課 《人臉識(shí)別的實(shí)現(xiàn)》 教案
教學(xué)時(shí)間 教學(xué)班級(jí) 六年級(jí)
課程名稱 人臉識(shí)別的實(shí)現(xiàn) 課時(shí) 1課時(shí)
教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1.能夠說(shuō)出人類人臉識(shí)別的過(guò)程 2.能夠說(shuō)出計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別的過(guò)程 二、過(guò)程與方法 1.通過(guò)講授和展示的方式，讓學(xué)生了解人類人臉識(shí)別與計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別的含義并說(shuō)出其過(guò)程。 2.引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)并描繪出下面的“認(rèn)識(shí)人”和“機(jī)器識(shí)人”的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.通過(guò)本節(jié)課學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人機(jī)人臉識(shí)別的過(guò)程差異。
重點(diǎn) 1.領(lǐng)會(huì)人類與計(jì)算機(jī)進(jìn)行人臉識(shí)別的過(guò)程差異。
難點(diǎn) 無(wú)
教具 WPS軟件，掌控版、mPython
教學(xué)方法 教學(xué)展示、小組討論、興趣驅(qū)動(dòng)。
教學(xué)過(guò)程 教師 學(xué)生
一、導(dǎo)入（6分鐘） 同學(xué)們，歡迎大家來(lái)到知識(shí)大講堂。 （小組討論）請(qǐng)同學(xué)們開(kāi)展小組討論，說(shuō)一說(shuō)，你們心中的機(jī)器對(duì)人臉進(jìn)行分類的過(guò)程與人類對(duì)人臉進(jìn)行分類的過(guò)程是否相同，共同點(diǎn)與區(qū)別在哪里 哪位小組的學(xué)生向大家說(shuō)出你的觀點(diǎn)。很好，同學(xué)們回答很有邏輯且融入了自己的理解！老師看得出來(lái)，同學(xué)們對(duì)于人臉識(shí)別的過(guò)程都有自己獨(dú)到的見(jiàn)解?，F(xiàn)在就讓我們?nèi)鎸W(xué)習(xí)一下人類與機(jī)器分類圖像的過(guò)程吧。 小組討論并回答問(wèn)題
知識(shí)講解（15—20分鐘） 人類人臉識(shí)別 人類人臉識(shí)別包括識(shí)記、保持、量現(xiàn)等過(guò)程。識(shí)記是記憶的第一個(gè)基本環(huán)節(jié)。當(dāng)人們從外界獲取信息、習(xí)得知識(shí)后，將這些內(nèi)容輸人大腦，大腦便開(kāi)始對(duì)外界信息進(jìn)行各種加工和處理。如記住人臉任務(wù)，當(dāng)眼睛從外界獲取到人臉的特征，就將這些信息傳送到大腦后，大腦會(huì)先對(duì)這些信息進(jìn)行分類、識(shí)記。大腦每天都在不停地接收新的信息，同時(shí)需要記住大量信息。隨著時(shí)間的推移，大腦之前識(shí)記的內(nèi)容保持量也會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生遺忘。為了避免這種情況發(fā)生，就需要通過(guò)各種方法對(duì)已經(jīng)識(shí)記的內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)化和反復(fù)識(shí)記，而這個(gè)過(guò)程就是記憶的第二個(gè)階段——保持。 記憶的最后一個(gè)過(guò)程就是重現(xiàn)，它是指遇到應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，能在大腦中搜索相關(guān)信息并加以應(yīng)用。所以人類慧眼識(shí)人的過(guò)程就是大腦對(duì)見(jiàn)過(guò)的人臉進(jìn)行識(shí)記、保持和重現(xiàn)的過(guò)程，如圖所示。 課堂活動(dòng) 請(qǐng)多名同學(xué)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)仔細(xì)觀察事先準(zhǔn)備好的人物照片，之后從眾多的人臉五官碎片圖中選出與先前觀察的人臉一致的圖片拼接成完整的人臉圖像，拼出正確的人臉圖像即為成功。 計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別 采集人臉數(shù)據(jù) 為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人臉識(shí)別的功能，首先需要利用各種數(shù)字媒體設(shè)備，如攝像機(jī)采集人臉照片，并將這些照片存放在對(duì)應(yīng)的人臉庫(kù)中，為后續(xù)機(jī)器大腦記住這個(gè)人提供學(xué)習(xí)素材。假設(shè)現(xiàn)在想讓機(jī)器能夠記住王小明這個(gè)人的長(zhǎng)相，就需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)“王小明”人臉庫(kù)，并將采集到的王小明各種表情各種狀態(tài)的面部圖片放置于此庫(kù)中，人臉庫(kù)存放的圖片越多，可供機(jī)器大腦學(xué)習(xí)的素材就越多，機(jī)器就越能記住王小明這個(gè)人，如圖所示。 訓(xùn)練識(shí)別人臉模型 完成人臉圖像采集后，就需要機(jī)器的大腦對(duì)這些照片進(jìn)行識(shí)記，從而訓(xùn)練出一個(gè)與這個(gè)人相匹配的模型，這個(gè)過(guò)程也稱為訓(xùn)練模型。在訓(xùn)練識(shí)別人臉模型的過(guò)程中，機(jī)器會(huì)多維度處理這些人臉數(shù)據(jù)，并從中提取出人物的五官、膚色等特征，然后運(yùn)用智能算法，不斷學(xué)習(xí)訓(xùn)練生成該人物的模型，從而記住這個(gè)人物的長(zhǎng)相。所以模型的訓(xùn)練過(guò)程為進(jìn)行特征提取、借助智能算法得到模型的過(guò)程，如圖所示。 輸入預(yù)測(cè)的人臉 當(dāng)機(jī)器用訓(xùn)練好的模型記住一個(gè)人的長(zhǎng)相后，可以輸人一張待識(shí)別的人臉圖像，檢驗(yàn)它是否真會(huì)辨別人臉。當(dāng)接收到待識(shí)別的人臉照片后，機(jī)器會(huì)提取該照片上的人臉信息特征，并將該人臉特征和模型中所記住的人臉進(jìn)行特征比對(duì)，之后通過(guò)相關(guān)算法，計(jì)算出待識(shí)別人臉與記憶中各個(gè)人臉間的相似度，相似度越高，是同一個(gè)人的概率就越大，如圖所示。 輸出識(shí)別的結(jié)果 機(jī)器大腦判別完成后就需要讓機(jī)器向外界傳達(dá)它識(shí)別的結(jié)果，比如可以通過(guò)顯示屏讓機(jī)器把識(shí)別的結(jié)果顯示出來(lái)。 學(xué)生思考并回答問(wèn)題
實(shí)操練習(xí)（10—15分鐘） 請(qǐng)根據(jù)所掌握的內(nèi)容總結(jié)并描繪出下面的“人識(shí)人”和“機(jī)器識(shí)人”的實(shí)現(xiàn)過(guò)程 （學(xué)生會(huì)做，讓學(xué)生自己做，老師巡查，并且負(fù)責(zé)解決學(xué)生創(chuàng)作過(guò)程當(dāng)中遇到的問(wèn)題） （學(xué)生不會(huì)做，老師講解） 老師和同學(xué)們一起來(lái)完成。 知識(shí)總結(jié)完成人臉識(shí)別過(guò)程
四、課堂總結(jié)（5分鐘） 老師看了同學(xué)們填寫(xiě)的內(nèi)容，都很棒，看來(lái)大家對(duì)于今天的知識(shí)點(diǎn)都掌握得很好。 （提問(wèn)）最后，請(qǐng)一位同學(xué)總結(jié)一下，我們今天這節(jié)課，都學(xué)習(xí)到了哪些知識(shí)點(diǎn)呢？ 不錯(cuò)，大家都學(xué)習(xí)得很認(rèn)真，掌握了今天這節(jié)課的知識(shí)。 這堂課中，我們首先了解了人類分類圖像的過(guò)程主要包括兩個(gè)過(guò)程即觀察特征與選取特征進(jìn)行分類。其次，我們了解了計(jì)算機(jī)分類圖像的過(guò)程即輸入訓(xùn)練集、訓(xùn)練人臉識(shí)別模型以及使用人臉識(shí)別。最后，還學(xué)會(huì)了利用編程軟件以及相應(yīng)的硬件進(jìn)行人臉識(shí)別的測(cè)試。 在課程最后，同學(xué)們還有哪些知識(shí)沒(méi)有明白嗎？ （有不明白的老師進(jìn)行講解） （沒(méi)有不明白的）同學(xué)們?cè)谡n下可以瀏覽一下拓展閱讀，同時(shí)也要好好復(fù)習(xí)今天學(xué)習(xí)到的知識(shí)；下節(jié)課，老師會(huì)進(jìn)行提問(wèn)。 今天這節(jié)課就到這里了，同學(xué)們?cè)僖?jiàn)！ 老師加以引導(dǎo)學(xué)生，自行總結(jié)
教學(xué) 反思

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