資源簡介

(共48張PPT)
第3課
人臉識別項目應(yīng)用
——情緒識別項目實現(xiàn)
（清華大學(xué)版）六年級
上
1
核心素養(yǎng)目標(biāo)
3
新知講解
5
拓展延伸
7
板書設(shè)計
2
新知導(dǎo)入
4
課堂練習(xí)
6
課堂總結(jié)
課后作業(yè)
8
01
核心素養(yǎng)目標(biāo)
信息意識
計算思維
數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新
信息社會責(zé)任
理解并尊重同學(xué)的隱私，學(xué)會安全地收集和處理敏感數(shù)據(jù)（如人臉），避免不當(dāng)分享。
利用人臉識別技術(shù)，思考人臉識別、人臉情緒識別、人臉性別識別的應(yīng)用場景，學(xué)習(xí)制作簡單的項目作品。
學(xué)習(xí)人臉識別項目設(shè)計，設(shè)計一個項目作品、設(shè)想它的應(yīng)用場景、拓展它的功能。
能夠了解人臉識別技術(shù)的項目應(yīng)用，認(rèn)識到人臉識別技術(shù)對于個人的價值。
02
新知導(dǎo)入
人們從 20 世紀(jì) 80年代開始研究人臉識別技術(shù)，到現(xiàn)在該技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟了。人們從使用人臉來識別身份這一用途出發(fā)，不斷擴(kuò)展其功能，讓它應(yīng)用于多種領(lǐng)域。在了解了機(jī)器識別人臉的過程和原理后，我們是否也可以自己來實現(xiàn)人臉識別技術(shù)的應(yīng)用，并發(fā)揮自己的想象力，將它應(yīng)用到更寬、更廣的領(lǐng)域呢
02
新知導(dǎo)入
02
新知導(dǎo)入
思考
同學(xué)們，如果讓你們設(shè)計一個人臉識別的項目，你們覺得它需要具備哪些功能，怎樣實現(xiàn)呢
人臉檢測：能夠在各種環(huán)境下準(zhǔn)確檢測人臉。
人臉識別：實時識別和驗證人臉。
人臉特征提取：提取人臉的獨特特征。
4. 數(shù)據(jù)庫管理：支持用戶信息的存儲、更新和刪除。
02
新知導(dǎo)入
03
新知講解
一、人臉識別技術(shù)的項目應(yīng)用
在基礎(chǔ)的人臉識別技術(shù)的支持下，人們不僅讓機(jī)器能通過人臉識別身份還不斷思考它的新功能，如情緒識別、性別識別等。
03
新知講解
情緒是人類多種感覺、思想和行為等綜合產(chǎn)生的心理和生理狀態(tài)。人們常見的情緒有喜、怒、哀、樂等，一般體現(xiàn)在面部表情、行為、語言等方面。機(jī)器識別人臉情緒，主要是通過面部表情和情緒間的對應(yīng)關(guān)系來實現(xiàn)的如人心情愉悅時嘴角會上揚，憤怒時會皺眉、瞪大眼睛等。
機(jī)器進(jìn)行人臉情緒識別和人臉識別相似，首先通過采集不同人臉的情緒圖片，提取人臉的面部特征進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后訓(xùn)練一個可以分類的模型，最后進(jìn)行應(yīng)用測試，識別新的人臉情緒，如圖 2.3.1所示。
情緒識別
03
新知講解
情緒識別
圖 2.3.1 人臉情緒識別
03
新知講解
人們判斷一個人的性別有多種方法，最簡便的方法之一是通過人臉進(jìn)行分辨。如今，人們也廣泛使用計算機(jī)人臉識別技術(shù)來判斷一個人的性別。
機(jī)器通過人臉識別技術(shù)識別人的性別時，主要通過提取人面部特征數(shù)值的方法，比如人臉輪廓線條、面部膚色、眼睛大小和間距等，如圖 2.3.2 所示。
性別識別
03
新知講解
性別識別
圖2.3.2 人臉性別識別
03
新知講解
在思考出項目創(chuàng)意和主要功能后，就要進(jìn)入動手實踐的環(huán)節(jié)了。下面以人臉情緒識別為例，來了解一下這個項目的實現(xiàn)過程吧!
(1)項目思路梳理。在項目開始前，通過思路梳理可以讓項目實現(xiàn)更清晰。人臉情緒識別的過程和人臉識別的過程相似，根據(jù)人臉識別的過程，可以梳理出人臉情緒識別的項目思路，如圖 2.3.3 所示。
項目實現(xiàn)
03
新知講解
項目實現(xiàn)
圖2.3.3 人臉情緒識別項目思路
03
新知講解
(2)打開編程軟件，將模式切換到 Python 模式，單擊“擴(kuò)展”中的“添加”，安裝并加載“人臉識別”模塊指令。在加載的過程中，軟件內(nèi)部已經(jīng)自動添加好了人臉數(shù)據(jù)庫，并訓(xùn)練好人臉情緒識別的模型。
(3)有了訓(xùn)練好的人臉情緒識別模型，就可以進(jìn)行人臉情緒識別了。
(4)使用“打印”指令，將識別的情緒結(jié)果和結(jié)果置信度在控制臺中顯示，并將圖片識別結(jié)果進(jìn)行顯示，如圖2.3.4 所示。
項目實現(xiàn)
03
新知講解
項目實現(xiàn)
圖 2.3.4 人臉情緒識別程序示例
03
新知講解
(1)置信度，簡單來說，就是一個被測量參數(shù)測量值的可信程度。在程序中它是指被檢測的人臉情緒結(jié)果(如高興)的可信或真實程度。
(2)指令中的“第0位”是指圖片中人物的出現(xiàn)順序。當(dāng)圖片中只有一個人物時，檢測的是當(dāng)前圖片中的人物;當(dāng)圖片中有多個人物時，選擇“第幾位”可以讓機(jī)器知道檢測的是哪一位的人臉情緒，一般圖片檢測人臉順序為從左至右最左邊的人物為第0位。
溫馨小貼士
03
新知講解
課堂活動
編寫人臉情緒識別的程序，上傳一張圖片檢測識別結(jié)果。根據(jù)人臉情緒識別的程序，你能編寫出人臉性別識別的程序嗎
03
課堂練習(xí)
1. 導(dǎo)入必要的庫：cv2和face_expression。
安裝方法，使用命令行（windows和linux都用這個命令）
pip install opencv-python
pip install face_expression
2. 加載情緒識別模型。
3. 打開攝像頭。
4. 進(jìn)入循環(huán)，讀取攝像頭圖像。
5. 將圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像。
03
課堂練習(xí)
6. 檢測人臉。
7. 遍歷每個檢測到的人臉。
8. 裁剪人臉圖像，并將其調(diào)整為指定大小（40×40）。
9. 使用模型識別人臉的情緒。
10. 在圖像中繪制標(biāo)簽，顯示識別結(jié)果。
11. 按下 ‘q’ 鍵退出循環(huán)。
12. 釋放攝像頭資源并關(guān)閉窗口。
03
新知講解
二、人臉識別項目設(shè)計
人臉識別技術(shù)應(yīng)用廣泛，功能多樣。通過示范案例的啟發(fā)，同學(xué)們是否也能使用人臉識別技術(shù)來設(shè)計一個項目作品、設(shè)想它的應(yīng)用場景、拓展它的功能呢 大家一起來嘗試一下吧!
03
新知講解
人臉識別技術(shù)可用于識別人的身份，人臉情緒識別可以辨認(rèn)人的情緒，人臉性別識別可以辨認(rèn)人的性別……人們不斷開動自己的大腦，將這些技術(shù)應(yīng)用到不同的場景中，如人臉識別技術(shù)和大門開關(guān)結(jié)合，就可以形成門禁系統(tǒng);人臉情緒識別和攝像機(jī)結(jié)合，就可以進(jìn)行笑臉抓拍等。
項目創(chuàng)意
03
新知講解
課堂活動
請同學(xué)們思考人臉識別、人臉情緒識別、人臉性別識別的應(yīng)用場景小組成員一起思考使用它們可以完成哪些項目創(chuàng)意，并填寫表2.3.1。
03
新知講解
項目創(chuàng)意1：人臉識別門禁系統(tǒng) 項目說明：設(shè)計一個不通過識別人臉打開建筑物大門開關(guān)的系統(tǒng) 項目創(chuàng)意2：個性化廣告推送 項目說明：通過識別顧客的性別和年齡，推送個性化的廣告內(nèi)容 項目創(chuàng)意3：考勤系統(tǒng) 項目說明：利用人臉識別技術(shù)進(jìn)行自動考勤，減少人工操作 項目創(chuàng)意4：社交媒體自動標(biāo)記
項目說明：在社交平臺上，自動識別并標(biāo)記照片中的朋友，提高用戶體驗
項目創(chuàng)意5：智能購物助手 項目說明：結(jié)合人臉識別和情緒識別，提供個性化的購物建議和情感支持 項目創(chuàng)意6：智能教育平臺 項目說明：實時監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，提供個性化學(xué)習(xí)方案 項目創(chuàng)意7：情感分析社交應(yīng)用 項目說明：通過人臉情緒識別分析用戶在互動中的情感變化 項目創(chuàng)意8：健康監(jiān)測系統(tǒng)
項目說明：結(jié)合人臉識別和情緒識別，監(jiān)測用戶的心理健康狀態(tài)
表 2.3.1 項目創(chuàng)意記錄表
03
新知講解
各種各樣的創(chuàng)意不斷涌現(xiàn)后，從中選擇一個最可行、最有創(chuàng)意的項目，圍繞它進(jìn)行項目的分析，完成項目的概述，包括項目主題、項目背景、項目目標(biāo)、項目功能等。以人臉識別門禁系統(tǒng)為例，該項目的概述如表 2.3.2 所示。
項目概述
03
新知講解
表 2.3.2 人臉識別門禁系統(tǒng)項目概述
項目主題 人臉識別門禁系統(tǒng)
項目背景 小清的媽媽每次回家時都是大包小包提著很多東西，要打開大門，找鑰匙經(jīng)常成為一件麻煩事，如果將人臉識別應(yīng)用在大門開關(guān)上，就能輕松解決這些問題
項目目標(biāo) 1.能較為正確地識別人臉身份;
2.能在識別人臉身份后打開大門
項目功能 使用攝像頭或其他能捕捉人臉的設(shè)備拍攝人臉，機(jī)器對人臉進(jìn)行識別，若識別成功，則大門打開;若識別不成功，則大門不打開
03
新知講解
對項目進(jìn)行綜合分析后，還需要對項目的開展和實施過程進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，包括項目材料清單、任務(wù)分工、開發(fā)進(jìn)度等。以人臉識別門禁系統(tǒng)為例，該項目的實施計劃如表 2.3.3 所示。
項目實施計劃
03
新知講解
表 2.3.3 人臉識別門禁系統(tǒng)項目實施計劃
項目材料清單 攝像頭、編程軟件、舵機(jī)等
任務(wù)分工 項目負(fù)責(zé)人:
成員: 、 、 、
分工:項目 功能分析 ，程序設(shè)計 ，程序編寫 ，硬件搭建 ，結(jié)構(gòu)撘建
開發(fā)進(jìn)度 項目創(chuàng)意設(shè)計階段: 月 日— 月 日
項目草圖設(shè)計階段: 月 日— 月 日
項目實施階段: 月 日— 月 日
項目測試優(yōu)化階段: 月 日— 月 日
04
課堂練習(xí)
根據(jù)自己思考的項目創(chuàng)意，分析自己項目的概述和實施計劃，完成其項目設(shè)計文稿。
實踐
03
課堂練習(xí)
一、項目概述
項目主題：
人臉識別門禁系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
項目背景：
隨著科技的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的門禁系統(tǒng)逐漸無法滿足現(xiàn)代社會對安全性和便捷性的需求。人臉識別技術(shù)作為一種高效的生物識別技術(shù)，能夠提供更為安全和便捷的門禁解決方案。該項目旨在開發(fā)一套基于人臉識別技術(shù)的門禁系統(tǒng)，以提高安全性、減少人力成本，并提升用戶體驗。
03
課堂練習(xí)
一、項目概述
項目目標(biāo)：
1. 開發(fā)一套高效、準(zhǔn)確的人臉識別門禁系統(tǒng)。
2. 實現(xiàn)實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄功能，確保安全性。
3. 提供用戶友好的界面，方便用戶管理和操作。
4. 確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性，以適應(yīng)未來的需求。
03
課堂練習(xí)
一、項目概述
項目功能：
1.人臉識別：通過攝像頭捕捉人臉圖像，并與數(shù)據(jù)庫中的人臉信息進(jìn)行比對。
2.權(quán)限管理：管理員可以添加、刪除和修改用戶信息及其權(quán)限。
3.實時監(jiān)控：系統(tǒng)可實時監(jiān)控門禁狀態(tài)，并記錄進(jìn)出人員信息。
4.報警系統(tǒng)：當(dāng)識別到未授權(quán)人員時，系統(tǒng)自動報警并通知管理員。
5.數(shù)據(jù)統(tǒng)計：提供進(jìn)出記錄的統(tǒng)計分析功能，生成報表。
03
課堂練習(xí)
二、項目實施計劃
材料清單：
1. 硬件：高清攝像頭、計算機(jī)或嵌入式設(shè)備、門禁控制器、電源適配器
、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（路由器、交換機(jī)等）
2. 軟件：人臉識別算法庫（如OpenCV、Dlib等）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（如MySQL、SQLite等）、前端開發(fā)框架（如React、Vue等）、后端開發(fā)框架（如Flask、Django等）
3. 其他：線纜、連接器；安裝工具：機(jī)箱或支架。
03
課堂練習(xí)
二、項目實施計劃
任務(wù)分工：
1. 同學(xué)1：負(fù)責(zé)整體項目協(xié)調(diào)與進(jìn)度管理。
2. 同學(xué)2：負(fù)責(zé)硬件選型、安裝與調(diào)試。
3. 同學(xué)3：前端開發(fā)：負(fù)責(zé)用戶界面的設(shè)計與實現(xiàn)。
后端開發(fā)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫設(shè)計、API開發(fā)與人臉識別算法的集成。
4. 同學(xué)4：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的功能測試與性能測試。
5. 同學(xué)5：負(fù)責(zé)項目文檔的撰寫與整理。
03
課堂練習(xí)
二、項目實施計劃
開發(fā)進(jìn)度：
1. 需求分析與設(shè)計
2.硬件采購與搭建
3.軟件開發(fā)
4.系統(tǒng)測試
5.用戶培訓(xùn)與交付
6.項目總結(jié)與反饋
05
拓展延伸
人臉識別技術(shù)的拓展功能
根據(jù)不同的應(yīng)用場景，人們想出了人臉識別技術(shù)的不同功能，人臉識別技術(shù)還有哪些拓展的功能呢
還有許多，如人臉捕獲功能，可以在一幅圖像或視頻流的一幀中檢測出人像并將人像從背景中分離出來，自動將其保存。
05
拓展延伸
捕獲出來的人臉可以做什么呢
人臉識別技術(shù)的拓展功能
可以進(jìn)行人臉追蹤。人臉追蹤就是利用人臉捕獲技術(shù)，當(dāng)指定的人臉在攝像頭拍攝的范圍內(nèi)移動時,自動對其進(jìn)行跟蹤。
05
拓展延伸
人臉識別技術(shù)的拓展功能
人臉識別技術(shù)還有其他功能嗎
還可以識別出攝像頭前的人是一個真正的人還是一幅照片，以此杜絕使用者用照片作假。此外，還能進(jìn)行圖像質(zhì)量檢測，也就是將進(jìn)行比對的照片進(jìn)行圖像質(zhì)量評估，并給出相應(yīng)的建議值來輔助識別。
05
拓展延伸
使用人臉識別技術(shù)，實現(xiàn)許多創(chuàng)意和項目作品
1.智能安防系統(tǒng)：開發(fā)一個基于人臉識別的門禁系統(tǒng)，只有授權(quán)人員才能進(jìn)入特定區(qū)域。
2.個性化廣告投放：在商場或公共場所設(shè)置人臉識別屏幕，根據(jù)顧客的性別和年齡推送個性化廣告。
3.社交媒體自動標(biāo)記：創(chuàng)建一個應(yīng)用程序，自動識別照片中的朋友并進(jìn)行標(biāo)記，簡化社交媒體分享過程。
05
拓展延伸
使用人臉識別技術(shù)，實現(xiàn)許多創(chuàng)意和項目作品
4.智能家居控制：通過人臉識別技術(shù)，自動識別家庭成員，調(diào)整家居設(shè)備（如燈光、溫度等）到個人偏好設(shè)置。
5.在線教育平臺：開發(fā)一個在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，通過人臉識別監(jiān)測學(xué)生的注意力和參與度，提供個性化學(xué)習(xí)建議。
6.健康監(jiān)測：利用人臉識別技術(shù)監(jiān)測用戶的情緒變化，結(jié)合生理數(shù)據(jù)提供心理健康建議。
05
拓展延伸
使用人臉識別技術(shù)，實現(xiàn)許多創(chuàng)意和項目作品
7.虛擬試衣間： 在服裝店或電商平臺上，利用人臉識別和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，讓用戶虛擬試穿衣物。
8.智能客服系統(tǒng)：開發(fā)一個客服機(jī)器人，通過人臉識別識別客戶身份，提供個性化服務(wù)。
9.藝術(shù)創(chuàng)作：利用人臉識別技術(shù)創(chuàng)作互動藝術(shù)裝置，觀眾的面部表情可以影響藝術(shù)作品的展示效果。
06
單元總結(jié)
活動日志 班級：XX 姓名：XX
任務(wù)名稱 人臉識別項目應(yīng)用——情緒識別項目實現(xiàn)
任務(wù)環(huán)節(jié) 1口 2口 3口 4口（在對應(yīng)環(huán)節(jié)畫V）
任務(wù)完成內(nèi)容 設(shè)計人臉識別項目
任務(wù)完成度 口口口口口口口口口(100%)
任務(wù)小結(jié) 問題與反思：項目做得不完善
改進(jìn)的方法：多練習(xí)或者詢問老師和同學(xué)訣竅
07
課堂總結(jié)
1
引入新知內(nèi)容
人臉識別項目應(yīng)用——情緒識別項目實現(xiàn)
2
學(xué)習(xí)人臉識別技術(shù)的項目應(yīng)用
3
學(xué)習(xí)人臉識別項目設(shè)計
4
完成課題練習(xí)
5
進(jìn)行相關(guān)知識拓展
1
2
3
4
5
08
板書設(shè)計
人臉識別項目應(yīng)用——情緒識別項目實現(xiàn)
1.進(jìn)行新知引入
2.學(xué)習(xí)人臉識別技術(shù)的項目應(yīng)用
3.學(xué)習(xí)人臉識別項目設(shè)計
4.完成課堂練習(xí)
5.進(jìn)行知識拓展
09
課后作業(yè)
01
在本節(jié)課完成后，想一想，還有哪些創(chuàng)意可以實現(xiàn)人臉識別技術(shù)。
09
課后作業(yè)
02
利用你想的創(chuàng)意，根據(jù)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容制作一個項目。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展開更多......

收起↑