初中信息技術川教版（2019）八年級上冊第二單元讓機器認識我第3節(jié) “認出”一個人教案-教案下載-教習網(wǎng)

川教版信息技術八年級上冊《“認出”一個人》教學設計課題 “認出”一個人單元第一單元學科信息技術年級八年級學習目標1、了解基于圖片的人臉識別預測2、體驗基于視頻的人臉識別預測過程3、了解人臉識別技術的應用領域重點體驗基于視頻的人臉識別預測過程難點了解人臉識別技術的應用領域教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖導入新課看視頻：人臉識別找回親人看視頻了解人臉識別的作用，調(diào)動學生學習的積極性，為以下的學習打下良好的基礎講授新課一如何從圖片“認出”一個人計算機通過機器學習已經(jīng)“認識”一個人，知道其人臉特征了.接著就可以輸入照片進行人臉識別預測，看看計算機能不能“認出”這個人。基于圖片的人臉識別預測的過程流程圖如下二、識別預測基于 OpenCV的人臉識別預測使用了LBPH識別器中的 predict(0)函數(shù)，它返回識別預測的標簽值和置信度評分。本節(jié)使用上一節(jié)中兩張圖片 imgol. jpg”和imgo2pg”機器訓練的結(jié)果，來測試人臉識別的效果。步驟一:人臉識別對測試圖片進行人臉識別，只需要在“人臉識別訓練程序”代碼中加入一段人臉識別預測代碼，對測試圖片“test01.jpg” 進行人臉識別。人臉識別的完整程序代碼如下運行結(jié)果如下圖，輸出顯示label值為0，表示測試圖片和之前的標簽“0”是同一個人；confidenee是置信度評分，如果為0則表示完全匹配，此程序顯示約為22.18，表示相似度比較高。任務一討論并實踐，如果測試圖片是另外一個人的照片，那人臉識別預測的結(jié)果會怎樣?歡歡：老師，上一節(jié)我們還對多個不同的人臉進行了識別訓練，如果要對多個不同的人臉進行識別預測是不是在后面加上相應的預測語句就可以了？老師：是的，同學們可以自己動手試一試。步驟二:認出不同的人在“兩個不同的人臉的識別訓練程序”代碼中添加一段人臉識別預測代碼，對測試圖片“test10.jpg” 進行人臉識別。兩個不同的人臉的識別完整的代碼如下運行結(jié)果如下圖，label顯示為1，表示測試圖片和后面的標簽“1”是同一個人；confidence顯示約為24.45，表示相似度比較高。歡歡：老師，這個程序識別的結(jié)果不容易讓人看懂，能不能直接在測試圖的人臉位置處標注出識別出的姓名?老師：當然可以。結(jié)合前面學習的知識，先要在待測圖片中定位人臉，然后根據(jù)訓練過的圖片識別它，最后在此圖片中標注顯示識別出的姓名。概括起來，圖片標注識別人名的主要過程如下圖步驟三:圖片標注人名若人臉識別成功，在圖片中顯示識別的姓名，否則顯示“ unknown”。圖片標注人名的程序代碼如下圖程序運行后，效果如下圖歡歡：老師，我換了幾張照片來識別有些能識別，有些就認不出來，這是為什么呢?老師：識別效果和訓練數(shù)據(jù)量有關，我們只用了幾張圖片來訓練，圖片數(shù)據(jù)量少，這是影響識別效果的重要因素之一。擴展任務:“認出”視頻中的人在第二節(jié)的擴展任務中，機器已經(jīng)可以從視頻中“認識”一個人?，F(xiàn)在就來檢驗一下，能否“認出”這個人。要實現(xiàn)這功能流程圖下圖視頻人臉識別代碼如下圖三、人臉識別技術的應用人臉識別技術具有識別精度高、使用方便、識別速度快等特點，已廣泛應用于我們的工作生活中。①單人識別:用戶提前上傳個人照片存儲于系統(tǒng)中，每次驗證時，實時拍照與系統(tǒng)中存儲的照片信息進行對比，進而確定“你是不是你”。如刷臉支付、酒店入住登記、考試身份核驗等應用場景。 ②多人識別:對場景內(nèi)所有人進行面部識別并與人像數(shù)據(jù)庫進行比對，比如刷臉考勤、公安機關追逃等。在一些人流量大、需要保障公共安全的地方，如火車站、演唱會、大型體育賽事中，進行人臉識別時，通常被識別的主體不會停留在一處，而是處于運動狀態(tài)，動態(tài)識別中準確度容易受側(cè)臉、光線、距離等因素的影響。任務二:探討人臉識別技術的應用領域、場景和優(yōu)勢有哪些? 完成下表人臉識別技術的應用領域應用場景優(yōu)勢 ③中國人臉識別發(fā)展歷程起步階段：20世紀90年代人臉識別技術的轉(zhuǎn)折點：2014年，技術發(fā)展和應用高速發(fā)展階段：2015年至今，技術快速提升和應用加深④人臉識別技術的發(fā)展趨勢1、網(wǎng)絡化趨勢2、多生物識別模式融合趨勢3、云技術⑤人臉識別技術帶來的安全風險作為一個新興的技術領域，人臉識別也同以往服務于安全領域的技術一樣，會面對很多來自不法分子的惡意攻擊，需要在不斷的攻防戰(zhàn)中提升自身的技術水平和防護能力。就像查殺電腦病毒一樣，攻擊和防守將是一個長期博弈的過程，從而促使技術往更好的方向去發(fā)展。⑥人臉識別安全風險案例案例一：2019年8月20日，瑞典數(shù)據(jù)檢查局對使用攝像頭人臉識別記錄學生出勤率的Anderstorps 高中收取200,000瑞典克朗（約合2萬歐元，15萬元人民幣）的罰款。這是瑞典數(shù)據(jù)保護局的第一筆罰款。主要原因是 Anderstorps 高中學校使用人臉識別技術來記錄學生的上課考勤。該實驗項目持續(xù)了三周，涉及到 22 名學生。其目的是進一步簡化操作并自動進行課程注冊。學生們的面部生物識別數(shù)據(jù)及全名被相機以照片的形式捕獲，這些信息被存儲在沒有連接互聯(lián)網(wǎng)的本地計算機中。點評：雖然，學校在收集學生的生物識別數(shù)據(jù)之前征得了監(jiān)護人的明確同意。但是，學校的這項行為并沒有進行相關的風險評估，也沒有事先與瑞典數(shù)據(jù)保護機構(gòu)進行協(xié)商。且監(jiān)管當局認為因為學校與學生之間關系的不平等性，監(jiān)護人同意不能視為自愿，因此該同意存在瑕疵，不能作為合法性基礎。案例二：2019年4月，原告郭兵支付1360元購買野生動物世界“暢游365天”雙人年卡，確定指紋識別入園方式。郭兵與其妻子留存了姓名、身份證號碼、電話號碼等，并錄入指紋、拍照。后野生動物世界將年卡客戶入園方式從指紋識別調(diào)整為人臉識別，并更換了店堂告示。2019年7月、10月，野生動物世界兩次向郭兵發(fā)送短信，通知年卡入園識別系統(tǒng)更換事宜，要求激活人臉識別系統(tǒng)，否則將無法正常入園。此后，雙方就入園方式、退卡等相關事宜協(xié)商未果，郭兵遂提起訴訟，要求確認野生動物世界店堂告示、短信通知中相關內(nèi)容無效，并以野生動物世界違約且存在欺詐行為為由要求賠償年卡卡費、交通費，刪除個人信息等。該案由于涉及人臉等個人生物識別信息采集、使用等問題，受到輿論廣泛關注，被稱為“人臉識別第一案”。點評：我國法律對于個人信息在消費領域的收集、使用雖未予禁止，但強調(diào)對個人信息處理過程中的監(jiān)督和管理，即個人信息的收集要遵循“合法、正當、必要”的原則和征得當事人同意；個人信息的利用要遵循確保安全原則，不得泄露、出售或者非法向他人提供；個人信息被侵害時，經(jīng)營者需承擔相應的侵權(quán)責任。⑦看視頻：濫用人臉識別將會受到法律制裁關于人臉識別的法律法規(guī)《最高人民法院關于審理使用人臉識別技術處理個人信息相關民事案件適用法律若干問題的規(guī)定》已于2021年6月8日由最高人民法院審判委員會第1841次會議通過，現(xiàn)予公布，自2021年8月1日起施行。任務三：依據(jù)你的生活經(jīng)驗分組思考討論人臉識別技術是否會泄露個人隱私呢?我們該如何去做？拓展閱讀人臉實時檢測技術隨著人臉識別技術在日常生活中的廣泛應用，它所帶來的安全隱患也得到了越來越多的關注。試想一下，你拿著父母的照片暢快地進行刷臉支付……當然這樣的情景是不會真正出現(xiàn)的，在一些身份驗證場景中需要實時確定對象的真實性。在人臉識別技術應用中，實時檢測能通過眨眼、張嘴、頭、點頭等組合動作，使用人臉關鍵點定位和人臉追蹤等技術，驗證用戶是否為本人操作，如下圖針對不同的人臉識別攻擊，有以下一些實時檢測應對技術。1.應對照片攻擊生物識別技術活體檢測防“照片”攻擊，照片是最簡單的攻擊方式，但其人臉無法活動，因而可以通過眨眼、張嘴、搖頭、點頭等配合式組合動作，驗證用戶是否為本人操作。2.應對視頻攻擊如果升級攻擊方式，將一段提前錄有配合實時檢測中規(guī)定動作的視頻用于人臉識別，也無須擔心。因為它需要相應的屏幕播放，這就使其人臉失真度變高。給用戶實時拍攝一張照片或是一段人臉的視頻，通過對應的算法即可進行真實性的實時檢測。3.應對3D立體面具攻擊假設帶上仿真度極高的3D立體面具，是否就如電影中一樣所向披靡?3D面具材質(zhì)表面的反射特性與真實皮膚是有差別的。紅外線實時檢測技術可以對不同光照條件下的人臉皮膚反射的光語信息進行分析分類，有效區(qū)別出真實人臉皮膚與其他所有攻擊材質(zhì)的不同，提升了用戶遠程驗證身份的安全性。三課堂練習：拍幾張自己的照片，使用LBPH識別器中的 predict(0)函數(shù)，試試機器能否“認出”你本人導入源程序，并作適當修改換圖片增加圖片導入源代碼導入源代碼看教材，聽老師講解，看視頻小組合作探究小組合作討論體會predict(0)函數(shù)的用法看不同的運行結(jié)果看運行結(jié)果，體會怎樣認出不同的人看運行結(jié)果，體會人名的標注看運行結(jié)果，體會視頻人臉識別了解人臉識別技術應用、發(fā)展趨勢、及存在的安全隱患結(jié)合實際完成任務，增加團隊的合作精神增強安全意識、防范意識課堂小結(jié) 看思維導圖，學生補充說明梳理本節(jié)課的知識點，完成學習目標，培養(yǎng)學生總結(jié)概況能力板書 “認出”一個人

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