資源簡介

第13課 圖像識別技術引導單
人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和拓展人的智能的理論、方法、技術及 應用系統的一門新的技術科學。它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器，是對人的意識、思維的信息過程的模擬。
圖像識別技術是如何模擬人類的意識與思維過程的呢？
今天這節課我們將一起來學習人工智能中的圖像識別技術是如何進行工作的！
溫馨提示：個人問答是每個人都必須完成的問答，小組討論是小組討論后由一位同學負責填寫提交即可！
環節一：認識圖像識別技術
每天進出校門，我們都會進行一次人臉識別，而人臉識別技術也是圖像識別技術的一種應用，它是如何工作的呢？
環節二：認識卷積神經網絡
卷積神經網絡（Convolutional Neural Networks,簡稱 CNN）是深度學習的一種，在圖像特征提取上有非常出色的表現。那它是如何進行識別的呢？
親身體驗：
用課前拍攝的不同角度的照片上傳百度AI開放平臺的進行圖像識別，觀察結果如何？并思考為什么會有這樣的結果？
1、選擇百度ai開放平臺（ https://ai./tech/face/detect ）中的人臉檢測模塊體驗
2、思考：根據識別的參數選擇，我們可以有哪些應用？
環節三：認識圖像模型及應用
圖像識別最后一個過程是分類并識別，分類并識別指計算機先對圖像進行種類預測，得到種類分布，再根據種類在相應訓練好的模型中，用提取到的特征與模型中的數據進行匹配，從而得到相應的結論。
主動探究：
（一）選擇百度ai開放平臺（ https://ai./ ） 完成以下任務的探索
1、識別教材圖片（ https://ai./tech/ocr/general ），請在本地上傳中上傳教材圖片進行識別
2、識別動物圖片（ https://ai./tech/imagerecognition/animal ），請在本地上傳中分別上傳動物和植物圖片
3、識別植物圖片（ https://ai./tech/imagerecognition/plant ），請在本地上傳中分別上傳動物和植物圖片
（二）運行圖像識別.py程序，識別圖像，修改圖像名稱，再次運行，識別，思考有這樣的結果？
思考1：比較識別結果，并思考為什么會有這樣的結果？
思考2：在現實中我們身邊的圖像識別應用有哪些？
環節四：檢測與提升
1、通過今天的學習，你掌握了什么？
2、看新聞思考：面對圖像識別技術的泛濫，我們的財產安全和隱私問題受到波及和隱藏的危險威脅！你覺得我們或政府可以怎么做才能避免或減少不必要的損失？第13課 圖像識別技術任務單
一、親身體驗
選擇百度ai開放平臺（ https://ai./tech/face/detect ）中的人臉檢測模塊體驗，用課前拍攝的不同角度的照片上傳百度AI開放平臺的進行圖像識別，觀察結果如何？
思考：（1）為什么會有這樣的結果？
（2）根據識別結果，我們可以有哪些應用？
二、主動探究
選擇百度ai開放平臺 完成以下任務的探索
1、識別教材圖片（ https://ai./tech/ocr/general ）
2、識別動物圖片（ https://ai./tech/imagerecognition/animal ）
3、識別植物圖片（ https://ai./tech/imagerecognition/plant ）
三、程序體驗
利用“圖像識別.py”python文件，嘗試修改代碼，體驗圖像識別的過程、結果。
思考：從網上下載圖片，并進行識別，查看效果。
四、檢測與提升
1、看新聞思考面對圖像識別技術的泛濫，安全和隱私問題你可以怎么做？
清華教授拒絕小區人臉識別門禁她給出理中.…騰訊新聞
2020年9月27日流行起來的，除了口置、消毒藥水，還有小區的人臉識別門
猜防控設
禁。在很多地方，原有的指紋、門禁卡設備被取消，人臉識別成為居民出入
刻不能松僻
小區的唯一驗證方式。
騰訊網。百度快照
清華教授拒絕小區人臉識別門禁她給出理由…-瀟湘晨報
2020年9月26日流行起來的，除了口置、消毒藥水，還有小區的人臉識別門
禁。在很多地方，原有的指紋、門禁卡設備被取消人臉識別成為居民出入
小區的唯一驗證方式。今年上半年，清華大學
瀟湘晨報。
百度快照
清華教授，拒小區人臉識別門禁她給出理由-山東商報速豹.
2020年9月27日流行起來的，除了口罩、消毒藥水，還有小區的人臉識別門
禁。在很多地方，原有的指紋、門禁卡設備被取消，人臉識別成為居民出入
小區的唯一臉證方式。今年上半年，清華大學.…
袋山東商報速豹新聞⊙百度快照
人臉識別解鎖有漏洞？清華團隊15分鐘破解19臺手機
來源：焦糖甜甜餅
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清華大學剛剛發布一條重要發現，利用人臉識別技術的漏洞，“15分鐘解鎖19個陌生智能國產手
機”，這個事件在第一時間就引起了無數網友關注。
據悉，清華大學人工智能研究院設立的人工智能企業瑞萊智慧RālA打造了一副眼鏡，研究人
員通過對抗樣本攻擊，破解了19款安卓手機的人臉識別解鎖系統。
這次測試共選取了20款手機，其中1款是國外的，另外19款都是我們國產的智能手機，居來自排
名前五的國產手機品牌，每一品牌下選取了3-4款不同價位的手機型號，覆蓋低端機到旗艦機。(共23張PPT)
課前預習：
1、打開系統中的“相機”工具，拍兩張自己的不同表情（注意哦，動作一樣，表情不一樣）的圖片，查看圖片保存的位置
2、打開課本，預習第二單元第13課圖像識別技術
圖像識別技術
八年級下冊 第13課
能看
人工智能
圖像壓縮編碼的目的
節省圖像存儲容量；減少傳輸信道容量；縮短圖像加工處理時間
圖像識別過程
采樣就是把在時間上和空間上連續的圖像轉換成為離散的采樣點（即像素）量化就是把抽樣后所得的這些連續量表示的像素值離散化為整數值
圖像
數字化
采樣
量化
編碼
圖像識別過程
預處理的目的
主要目的是消除圖像中無關的信息恢復有用的真實信息增強有關信息的可檢測性和最大限度地簡化數據從而改進特征抽取、圖像分割、匹配和識別的可靠性。
預處理
圖像預處理，將每一個文字圖像分檢出來交給識別模塊識別。預處理是指在進行文字識別之前的一些準備工作，包括圖像凈化處理，去掉原始圖像中的顯見噪聲(干擾)。
處理后，無噪音點
處理前，有噪音點
特征提取
卷積神經網絡
通過深度學習，卷積神經網絡能夠以逐層抽象的方式來學習數據中蘊含的特征。卷積神經網絡通常由多個順序連接的層組成。第一層一般是圖像的輸入，通過特定的運算從圖像中提取特征。這些特征信息會輸入到下一層并進行變換，使得特征信息進一步加強。
圖像識別過程
圖像識別過程
分類并識別是指計算機先對圖像進行種類預測，得到種類分布，再根據種類在相應訓練好的模型中，用提取到的特征與模型中的數據進行匹配，得到結論
分類并識別
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
STEP5
圖像數字化
圖像數字化過程主要分為采樣、量化與編碼三個部分
特征提取
特征提取是指獲取圖像主要特征的過程。
結論
顯示結果
預處理
預處理主要是指圖像處理中的去噪、平滑、變換等操作，從而加強圖像的主要特征
分類并識別
根據種類在相應訓練號的模型中，用提取到的特征與模型中的數據進行匹配，從而得到相應的結論。
圖像識別過程
圖像模型
卷積神經網絡
圖像識別
圖像識別技術是指利用計算機對圖像進行處理、分析和理解，來識別圖像中的對象的技術。
學習新知
Part.1
利用人工智能開放平臺進行人臉檢測
親身體驗
親身體驗
1、選擇百度ai開放平臺（ https://ai./tech/face/detect ）中的人臉檢測模塊體驗
用課前拍攝的不同角度的照片上傳百度AI開放平臺的進行圖像識別，觀察結果如何？并思考為什么會有這樣的結果？根據識別結果，我們可以有哪些應用？
卷積神經網絡
局部
迭代訓練
多個順序層連接
信息共享
不同的參數選擇，可以用來做什么？
卷積神經網絡
Part.2
主動探究
利用人工智能開放平臺進行圖像識別
主動探究
（一）選擇百度ai開放平臺（ https://ai./ ） 完成以下任務的探索
1、識別教材圖片（ https://ai./tech/ocr/general ），請在本地上傳中上傳教材圖片進行識別
2、識別動物圖片（ https://ai./tech/imagerecognition/animal ），請在本地上傳中分別上傳動物和植物圖片
3、識別植物圖片（ https://ai./tech/imagerecognition/plant ），請在本地上傳中分別上傳動物和植物圖片
（二）運行“圖像識別.py”程序，識別圖像，修改圖像名稱，再次運行，識別，思考有這樣的結果？
思考1：比較識別結果，并思考為什么會有這樣的結果？
思考2：在現實中我們身邊的圖像識別應用有哪些？
模型——圖像數據庫
分類并識別
我們身邊的圖像識別應用
文字識別
車牌號碼識別、印刷文字識別、門牌識別、銀行卡號識別
我們身邊的圖像識別應用
圖片識別
動物識別、植物識別、品牌識別、汽車車型識別
我們身邊的圖像識別應用
人臉識別
酒店入住、門禁、交通安檢、移動支付、手機解鎖
遙感圖像識別
該技術主要用于地形地質探查，森林、水利、海洋、農業等資源調查，災害預測，環境污染監測，氣象衛星云圖處理以及地面軍事目標識別等。
通訊領域的應用
包括圖像傳輸、電視電話、電視會議等
軍事、公安刑偵等領域的應用
如軍事目標的偵察、制導和警戒系統；自動滅火器的控制及反偽裝；公安部門的現場照片、指紋、手跡、印章、人像等的處理和辨識；歷史文字和圖片檔案的修復和管理等等。
生物醫學圖像識別
在臨床診斷和病理研究中廣泛借助圖像識別技術，例如CT(Computed Tomography)技術等，具有直觀、無創傷、安全方便等特點。
機器視覺領域的應用
如用于軍事偵察、危險環境的自主機器人，郵政、醫院和家庭服務的智能機器人。此外機器視覺還可用于工業生產中的工件識別和定位，太空機器人的自動操作等
圖像識別應用
圖像識別技術是立體視覺、運動分析、數據融合等實用技術的基礎，在導航、地圖與地形配準、自然資源分析、天氣預報、環境監測、生理病變研究等許多領域重要的應用價值
Part.3
檢測：
1、通過今天的學習，你掌握了什么？
個人問答：https://www./vj/rQcghWZ.aspx
拓展提升（選做）：
2、看新聞思考：面對圖像識別技術的泛濫，我們的財產安全和隱私問題受到波及和隱藏的危險威脅！你覺得我們或政府可以怎么做才能避免或減少不必要的損失？讀完新聞后，請打開以下鏈接完成作答！
小組討論：https://www./vj/hlDcolb.aspx
拓展與提升
圖像識別安全把關
慎用：密碼或指紋
法規：少用或按需
圖像識別技術的概念
對圖像進行處理、分析和理解，識別圖像中的對象
1
圖像識別的過程
圖像數字化、預處理、特征提取、分類并識別
2
卷積神經網絡的功能
更準確的提取圖像特征
3
圖像識別的應用及未來
……
4
課堂小結
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