[2024]新清华大学版六年级上册《信息科技》同步PPT课件（全册打包）.rar

六年级上册主要包含了3个项目单元，每个单元都有单独的项目，学生根据每单元的项目主题动手实践实现项目作品。第1单元开展图像分类项目设计，体验训练模型与应用全过程；第2单元开展人脸识别项目设计，体验数据采集、训练与预测全过程；第3单元开展语音识别项目，体验语音特征提取、训练、识别全过程。通过简单的开源硬件项目制作，认识智能控制应用的相关过程与原理，并通过贴近生活的实例，激发学生对开源硬件的学习兴趣，提高学生的创新能力。什么是人工智能？人工智能是什么？它在生活中的表现有哪些？让我们通过视频来了解一下吧。第1单元 图像分类看图识物 项目重点1.根据图像分类项目将思路整理为项目设计方案。2.能够说出图像分类实现集中必要设备或工具。3.学会图像分类的技术实现过程。4.能够根据实际应用场景对作品进行拓展与优化。项目难点1.项目设计方案的生成。2.图像分类的技术实现过程。初识图像分类学习目标1.知道图像分类的含义；2.能够列举出图像分类在生活中的应用案例；3.能够利用已有的编程程序，连接电路并结合相应的AI摄像头实现图像分类“智能控制灯”项目计划书1-1P4初识图像分类1-11.同学们，想一想，生活中还有哪些场景应用了图像分类技术?说一说该技术有哪些优点？P5 图像分类就是根据对象在图像中所反映的不同特征，将图像中对象的类别区分开来。机器(一般指计算机)进行图像分类就是从它已知的类别中，选出一种类别分配给这张图像。这就需要提前准备不同类别的很多图片让机器来学习、认识，了如图所示。设计项目方案1-1一、图像分类P6设计项目方案1-1二、图像分类在生活中的运用智能视频分析智能视频分析就是分析和追踪摄像机拍摄场景中目标物体的行为。智能视频分析利用图像分类技术，去除视频中的干扰物体，识别出真正的目标，进而其进行分析和追踪。通过视频监测火车轨道、高速公路、建筑物楼顶等危险地区是否有异物进人，并且对有潜在危险的行为进行报警，以避免发生事故。车站、银行、商场等场所，利用视频监测管制刀具等危险品，协助安保人员预防危险事件的发生，如图所示。P7设计项目方案1-1二、图像分类在生活中的运用交通场景识别相册自动归类图像分类技术常运用于交通场景识别，为公共交通的管理提供便利。例如对路口车辆拥堵情况、闯红灯的车辆或占用公交车道的车辆行为等进行检测识别，如图所示。图像分类技术在手机相册管理中的应用已非常常见，手机相册里的成千上万张图片被分类成美食、风景、聚会、合影、建筑等，可以更方便地找到想要的图片。P7-9设计项目方案1-1三、图像分类案例体验活动准备活动过程（1）打开编程软件，单击“扩展”中的“添加”按钮，在AI模块中找到并加载“AI摄像头2.0”的模块。P7-9设计项目方案1-1三、图像分类案例体验活动过程(2)连接AIoT板及AI摄像头，连接如图所示，并按住AloT板上的开机按键，将主控启动。(3)单击菜单栏中的“文件”按钮，打开本地文件中的“1-1自学习分类”的程序文件，让机器给猫、狗、人进行分类，打开的编程指令如下图所示。单击右上角的“刷人”按钮将程序刷人AIoT板中。P10设计项目方案1-1本节课的项目你完成了多少呢？知识收纳图像分类就是根据对象在图像中所反映的不同特征，将图像中对象的类别区分开；图像分类在生活中的应用有智能视频分析、交通场景分析以及相册自动分类；可以利用编程软件以及相应的硬件进行图像分类的测试 图像分类的实现学习目标1.能够说出人类分类图像的过程2.能够说出计算机分类图像的过程1-2P12图像分类的实现1-21.请同学们开展小组讨论，说一说，你们心中的机器对图像分类与人类对图像进行分类是否相同，共同点与区别在哪里?？P13图像分类的实现1-2知识大讲堂一、人类分类图像人们要对图像进行分类，首先要观察图像中各种不同事物的特征。一张图像包含着许多特征，如颜色、图案、形状及大小。如图所示，一张扑克牌的特征信息包含着花色、数字。P13图像分类的实现1-2知识大讲堂一、人类分类图像选择不同的特征进行分类会产生不同的分类结果，分类结果的精细程度也不一样。如图所示一组扑克可以按颜色分类、按图案分类，也可以按数字进行分类。P141.观察图中的图像，对它们进行分类，并将同一类别的序号填在同一方框中，与小组同学分享你这样分类的原因。图像分类的实现1-2P14图像分类的实现1-2知识大讲堂一、计算机分类对象机器进行分类之前有一个学习的过程，需要人为输人足够数量图片，并给图片贴上标签作为学习训练的样本，让机器知道这些图片属于什么类型，相同标签的图片属于同一类别。这些供机器进行学习的图片统称为称训练集。如图所示，给计算机输人鸟的训练集，标签命名为“bird”当然也可以是其他名称、标签起到的作用主要是区别或标记。P15图像分类的实现1-2知识大讲堂一、计算机分类对象在训练图像分类模型之前，先来看一下计算机视角的这些图片是什么样子的。如图所示，如果一.张图片放大，可以观察到该图片是由一个一个小格子组成的，每个格子是一一个色块，每个色块代表相应的像素数据，计算机能看懂的就是这些数据。P16图像分类的实现1-2知识大讲堂一、计算机分类对象对于人类而言，从图像中提取特点的过程并不复杂或困难，只需要眼睛看到图片，正常情况下大脑就会获取特征。但计算机看见的是一-串图像数据因此需要借助特定的算法，才能从中找到数据变化的规律，经过-系列的训练，最终生成图像分类模型。训练模型的一般过程如下图所示。图像分类的实现1-2P16知识大讲堂一、计算机分类对象对未分类的图像进行图像分类时，需要先加载训练好的图像分类模型，然后通过摄像头获取图像信息并转化为计算机能理解的数据。最后将数据特征与模型中已有的分类进行对比，推算出图像属于各个分类中的概率，概率最大的分类名称就是最后输出的图像分类的结果，如图所示。图像分类的实现1-2P17实践从网上查找出不同角度或样式的汽车、自行车、公交车、火车、飞机、轮船6类图片，使用第1课的图像分类程序(见第10页)对图片进行分类，将分类结果记录在表中(分类正确打“V”，分类错误打“x”)，统计分类失败的图片，并与小组成员谈一谈你认为无法分类的原因。本节课的项目你完成了多少呢？知识收纳人类分类图像过程包括观察特征与选取特征进行分类。计算机分类对象过程包括输入训练集、训练图像分类模型与使用图像分类 图像分类项目应用学习目标1.能够动手完成“自行车禁入报警器”程序编写，然后进行功能测试。2.能够围绕“安保”主题进行项目设计1-3P21图像分类的实现1-3一、图像分类项目应用给图像分类技术增加一些拓展的功能，就可以让它应用在生活中的许多领域。如图所示，在一些公园人口处会有“自行车不准人内”的标牌，但小朋友的滑板车，老年人的轮椅等都可以进人。所以可以利用图像分类技术帮助公园管理人员设计一个可以自动识别代步工具类型的岗亭。下面，以“自行车禁入报警器”为例来了解如何进行项目的应用吧!P21图像分类的实现1-3一、图像分类项目应用在项目实施之前，首先梳理清楚实现自行车禁入报警器的项目思路，可绘制流程图来帮助理解，如图所示。P21图像分类的实现1-3一、图像分类项目应用厘清了思路，在开始项目实践前，还需要明确完成该项目需要用到的软硬件器材和工具，如图所示。P22图像分类的实现1-3一、图像分类项目应用厘清了思路，在开始项目实践前，还需要明确完成该项目需要用到的软硬件器材和工具，如图所示。P22图像分类的实现1-3一、图像分类项目应用(1)要让机器能够识别不同种类的代步工具，就需要提前准备大量的各类代步工具样本的图片供机器学习，如图所示。P22图像分类的实现1-3一、图像分类项目应用(2)准备好供机器学习的图片后，在mPython编程软件中编写训练模型的程序，如图所示。P23图像分类的实现1-3一、图像分类项目应用(3)程序编写完成后，将软件与硬件进行连接，并将程序刷入开源硬件主控板中，先按下AI摄像头左侧的A按键，按顺序依次拍摄要分类物体的图片，告诉机器要分成哪几类;再按下AI摄像头右侧的B按键。拍摄要识别的自行车图片，图片总数达到前面设定的“训练集量”5时，摄像头自动进人训练学习，如图所示。训练结束后，将得到的自行车的图像分类模型保存下来。P24图像分类的实现1-3课堂活动动手实践，完成“自行车禁入报警器”程序的编写，然后进行功能测试。P24图像分类的实现1-3二、图像分类项目设计图像分类技术的应用场景不仅局限于公园中的自行车禁人报警器。使用不同种类的图片训练模型，就可以让机器获得不同的分类能力。围绕图像分类在“安保”方面的应用这一思路，构思你们小组的图像分类项目作品吧!P24图像分类的实现1-3二、图像分类项目设计将图像分类技术融人不同的场景就能得到不同的项目应用。机场、车站等利用图像分类技术帮助安检人员及时发现一些安全隐患。居民小区、学校等利用图像分类技术帮助卫更好地管理人员进出等。P25图像分类的实现1-3二、图像分类项目设计对小组成员头脑风暴后产生的各个创意进行综合分析，如分析该创意在项目实现中的可行性、实用性、创意性等。分析完成后，选出一个最有实现价值的创意作为小组的最终项目，思考并讨论该项目实现的实现方案和具体细节，以“智慧岗亭”为例，完成下表。P25图像分类的实现1-3二、图像分类项目设计对项目进行综合分析后，还需要对项目的开展和实施过程进行详细的规划，包括项目材料清单、任务分解、小组分工、开发进度等。以“智慧岗亭”为例，该项目的实施计划如表所示。在做好自己的项目实施计划后，就可以进行小组的分工了，按照实施计划中的分工与步骤，展开项目的实施工作。图像分类的实现1-3P26实践根据本小组的项目创意，分析项目概述和实施计划，完成如图所示的项目设计文稿。按计划，小组成员分工合作，完成项目作品的制作、测试及优化。本节课的项目你完成了多少呢？知识收纳在项目实施之前需要确定项目思路项目设计包括项目概述以及项目实施计划两大部分 图像分类新思考学习目标1.能够列举出图像分类的优势。2.能够说出图像分类面临的挑战1-4图像分类新思考1-4一、图像分类项应用请同学们以小组为单位，谈一谈你们认为机器进行图像分类是否已经足够智能了，为什么?P30图像分类新思考1-一、图像分类的优势计算机可以不知疲惫地重复处理程序指令，在需要对大批量的图片进行分类时，其具有得天独厚的优势。例如，在杂志上看到心仪的衣服，想上网购买一件类似的衣服时，面对购物网站海量的衣服难免会“选择困难”，用手机拍照就可以通过购物网站的识图功能找到具有相似特征的衣服了，快速又便捷，如图所示。P31图像分类的实现1-4一、图像分类项目应用一个成熟的图像分类模型具有较高的准确度。例如，图像分类技术应用于医疗领域，可以通过分析医学影像，来判断病情。在癌症检测中，肿瘤的良性与恶性很难区分，图像分类技术可以辅助医生进行诊断，使检测结果更加准确，如图所示。P32图像分类的实现1-4二、图像分类面临的挑战首先光照是影响图片质量的关键因素之一。其次，杂乱的背景也会使人眼花缭乱，抓不住图片的重点。再者当遇到模糊不清的图片时，机器要想成功分类图像质量有问题的图片，就需要有像人类一样的推理想象力。如图所示展示了一些不同质量的图片。P31图像分类的实现1-4二、图像分类面临的挑战图中是两张宠物狗的图片，但右图中分类目标被遮挡了，人们可以根据自己的经验对不完整的画面做出推断，从而对图片做出正确的判别。但当计算机遇见同样的问题时，它是否能成功地完成分类任务是人们需要探究的问题。P31图像分类的实现1-4二、图像分类面临的挑战同一类别的物品有各种各样的形态，但是由于功能是相同的，所以人们通常将它们分为一类，但是对于计算机而言，目前依然是个挑战。如图所示，计算机是否也能推断出图像中物品的实际用途，并成功进行分类呢?。P31图像分类的实现1-4二、图像分类面临的挑战同一类别的物品有各种各样的形态，但是由于功能是相同的，所以人们通常将它们分为一类，但是对于计算机而言，目前依然是个挑战。如图所示，计算机是否也能推断出图像中物品的实际用途，并成功进行分类呢?。本节课的项目你完成了多少呢？项目总结项目总结项目总结 人脸识别的实现学习目标1.能够说出人类人脸识别的过程2.能够说出计算机人脸识别的过程2-2P51人脸识别的实现2-21.请同学们以小组为单位，讨论你是如何记住其他人的长相的。P52人脸识别的实现2-2知识大讲堂一、慧眼识人识记是记忆的第一个基本环节。当人们从外界获取信息、习得知识后，将这些内容输人大脑，大脑便开始对外界信息进行各种加工和处理。如记住人脸任务，当眼睛从外界获取到人脸的特征，就将这些信息传送到大脑后，大脑会先对这些信息进行分类、识记。大脑每天都在不停地接收新的信息，同时需要记住大量信息。随着时间的推移，大脑之前识记的内容保持量也会发生变化，产生遗忘。为了避免这种情况发生，就需要通过各种方法对已经识记的内容进行强化和反复识记，而这个过程就是记忆的第二个阶段保持。P52人脸识别的实现2-2知识大讲堂一、慧眼识人记忆的最后一个过程就是重现，它是指遇到应用场景时，能在大脑中搜索相关信息并加以应用。所以人类慧眼识人的过程就是大脑对见过的人脸进行识记、保持和重现的过程，如图所示。人脸识别的实现2-2课堂活动P53人脸识别的实现2-2知识大讲堂一、机器识人为了实现机器人脸识别的功能，首先需要利用各种数字媒体设备，如摄像机采集人脸照片，并将这些照片存放在对应的人脸库中，为后续机器大脑记住这个人提供学习素材。假设现在想让机器能够记住王小明这个人的长相，就需要创建一个“王小明”人脸库，并将采集到的王小明各种表情各种状态的面部图片放置于此库中，人脸库存放的图片越多，可供机器大脑学习的素材就越多，机器就越能记住王小明这个人，如图所示。人脸识别的实现2-2P53知识大讲堂一、机器识人完成人脸图像采集后，就需要机器的大脑对这些照片进行识记，从而训练出一个与这个人相匹配的模型，这个过程也称为训练模型。在训练识别人脸模型的过程中，机器会多维度处理这些人脸数据，并从中提取出人物的五官、肤色等特征，然后运用智能算法，不断学习训练生成该人物的模型，从而记住这个人物的长相。所以模型的训练过程为进行特征提取、借助智能算法得到模型的过程，如图所示。人脸识别的实现2-2P53知识大讲堂人脸识别的实现2-2P54知识大讲堂一、机器识人当机器用训练好的模型记住一个人的长相后，可以输人一张待识别的人脸图像，检验它是否真会辨别人脸。当接收到待识别的人脸照片后，机器会提取该照片上的人脸信息特征，并将该人脸特征和模型中所记住的人脸进行特征比对，之后通过相关算法，计算出待识别人脸与记忆中各个人脸间的相似度，相似度越高，是同一个人的概率就越大，如图所示。人脸识别的实现2-2P55知识大讲堂一、机器识人机器大脑判别完成后就需要让机器向外界传达它识别的结果，比如可以通过显示屏让机器把识别的结果显示出来。人脸识别的实现2-2本节课的项目你完成了多少呢？知识收纳人类人脸识别过程包括识记、保持、重现等过程人类人脸识别过程包括采集人脸数据、训练识别人脸模型、输入预测的人脸以及输出识别结果。 人脸识别项目应用学习目标1.能够动手完成“人脸情绪识别”程序编写，然后进行功能测试。2.能够围绕“人脸识别门禁系统”主题进行项目设计。2-3P58人脸识别项目应用2-3一、人脸识别技术项目应用机器进行人脸情绪识别和人脸识别相似，首先通过采集不同人脸的情绪图片，提取人脸的面部特征进行学习，然后训练一个可以分类的模型,最后进行应用测试，识别新的人脸情绪，如图所示。P59人脸识别项目应用2-3一、人脸识别技术项目应用机器通过人脸识别技术识别人的性别时，主要通过提取人面部特征数值的方法，比如人脸轮廓线条、面部肤色、眼睛大小和间距等，要分析的数据多种多样,使用的技术也更加复杂，如图所示。P59人脸识别项目应用2-3一、人脸识别技术项目应用(1)项目思路梳理。在项目开始前，通过思路梳理可以让项目实现更清晰。人脸情绪识别的过程和人脸识别的过程相似，根据人脸识别的过程，可以梳理出人脸情绪识别的项目思路，如图所示。P59人脸识别项目应用2-3一、人脸识别技术项目应用(2）打开编程软件，将模式切换到Python模式，单击“扩展”中的“添加”，安装并加载“人脸识别”模块指令。在加载的过程中，软件内部已经自动添加好了人脸数据库，并训练好人脸情绪识别的模型。(3）有了训练好的人脸情绪识别模型，就可以进行人脸情绪识别了。(4)使用“打印”指令，将识别的情绪结果和结果置信度在控制台中显示，并将图片识别结果进行显示，如图所示。P59人脸识别项目应用2-3一、人脸识别技术项目应用P60人脸识别项目应用2-3一、人脸识别技术项目应用P61人脸识别项目应用2-3二、人脸识别项目设计P61人脸识别项目应用2-3二、人脸识别项目设计P62人脸识别项目应用2-3二、人脸识别项目设计P63人脸识别项目应用2-3二、人脸识别项目设计本节课的项目你完成了多少呢？知识收纳在项目实施之前需要确定项目思路人脸识别项目设计包括项目创意、项目概述以及项目实施计划两大部分 人脸识别再思考学习目标1.能够列举出人脸识别的优势。2.能够说出人脸识别面临的挑战2-4人脸识别再思考2-4一、图像分类项应用每个人对人脸识别技术使用的利弊都有自己的看法。同学们，你有什么看法吗?和同学们一起分享一下吧!人脸识别再思考2-4一、人脸识别技术的优势与不足使用便捷人脸识别正在替代钥匙、公交卡、身份证、银行卡等，它迅速渗透人们日常生活和工作的方方面面，人们在生活的不同场景中都能感受到此项技术带来的便利，比如人脸识别锁比其他如钥匙、指纹等开锁方式便捷，直接把自己的脸对着门锁就能识别开门，交互方式更加简单。人脸识别再思考2-4一、人脸识别技术的优势与不足工作效率高人脸识别技术的工作效率高,能够24小时不间断工作，堪称“行业楷模”，大幅度降低人力成本。例如火车站的检票通道，以往人工检票进站，审核往往需要十几秒，自从开设“刷脸进站”通道后，“刷脸”验票仅需三秒，既节省了人力，又缓解了安检客流压力，如图所示。人脸识别再思考2-4一、人脸识别技术的优势与不足记忆容量大现阶段已实现在毫秒级时间内便可完成千万级人脸识记任务以及检索任务。而这个功能对于社会治安有很大的帮助，比如，在寻找失踪人口这件事上人脸识别技术发挥了很大作用，因为所能识记的人脸数据足够大，将失踪人员照片添加到数据库中，实时进行人脸数据信息比对，一旦发现踪迹，可及时向执法人员发出警报通知。人脸识别再思考2-4一、人脸识别技术的优势与不足受多种因素影响人脸识别率受多种因素的影响，现有的人脸识别系统在比较理想的情况下可以取得令人满意的结果，但如果在采集条件被干扰的情况下，识别率将陡然下降。没有拓展能力和想象力虽然人脸识别技术在一定程度上可以代替人类做一些工作，但是它也有工作局限性，比如没有拓展能力和想象力，数据以外的情况它都暂时无法处理。比如利用人脸识别技术对楼道人流量进行实时监测，当人流量超过容纳量时,可能会发生安全隐患，便发出警报，可当楼道行人有秩序地进入楼道时，不拥挤、不打闹并不会产生安全隐患，但机器由于自身的问题，没有办法进行分析，所以就会出现虚假警报的情况。人脸识别再思考2-4人脸识别再思考2-4二、人脸识别技术面临的挑战作为身份验证手段，人脸识别技术存在一定的先天缺陷，相对于指纹、虹膜、声纹、基因等其他用于身份识别的生物信息，人脸暴露度较高，更容易实现被动采集，这也同时意味着人脸信息的数据更容易被窃取，不仅可能侵犯个人隐私，还会带来财产损失，甚至大规模的数据库泄露还会对一个族群或国家带来安全风险。人脸识别再思考2-4二、人脸识别技术面临的挑战除此之外，还有可能出现在自己不知情的情况下，将人脸与各种数据标签相关联，让他人“有机可乘”。举例来讲，一些爱好测试类的应用很可能推出一些看似无害的小程序并与人脸识别相结合，把收集到的用户人脸信息和兴趣标签打包出售给商家，当你走进一家商场时，售货员可能从监视摄像头中就能看到你的喜好，对你进行针对性营销服务，如图所示。人脸识别再思考2-4二、人脸识别技术面临的挑战美国北卡罗来纳大学做了一个人脸识别系统的测试，通过人工照片建造了一个人脸3D模型，竟然有八成的概率可以完成验证，也就是说,一些别有用心的犯罪分子可以通过该技术获得他们想要的信息，如图所示。人脸识别再思考2-4三、安全防范人脸识别再思考2-4本节课的项目你完成了多少呢？项目总结项目总结项目总结第1单元 图像分类第2单元 人脸人别第3单元 语音识别“千里眼”“顺风耳”在本单元的学习中，将围绕“语音识别”这个主题，认识语音识别技术的原理和应用，了解它的实现过程，通过具体的项目应用，探讨它的优势和不足，实现对语音识别的全面了解。单元目标1.知道语音识别技术的应用现状。2.知道语音识别技术如何实现。3.学会语音识别技术项目应用设计。4.体验不用语音的语音识别。1.项目设计方案的生成。2.语音识别技术的实现。重难点 初识语音识别学习目标1.知道语音识别的含义；2.能够列举出语音识别在生活中的应用案例；3.能够参考案例，实现语音识别功能。3-1T初识语音识别3-1同学们，请思考一下，你们认为什么是语音识别，生活中你们有没有见到过语音识别的例子，和同学们讨论交流一下。一、认识语音识别技术语音识别技术也被称为自动语音识别，目标是将人类的语音中的词汇或语义内容转换为计算机可读的输入指令。可以简单把机器的语音识别理解为“机器的听觉系统”，目的是让机器听懂人说的话，并按人类下达的指令执行任务。初识语音识别3-11.语音识别技术的含义一、认识语音识别技术初识语音识别3-12.语音识别的发展1952年年20世世纪70年代年代20世纪80年代20世世纪80年代年代1987年年20世世纪90年代年代2011年年贝尔实验室研究成功了世界上第第一一个个能识别10 个英文数字发音的实验系统在词汇量量、孤孤立立词的识别方面取得实质性进展由孤立词转向连接接词识别1987 年，科学家开发出了世界上第第一一个个“非非特特定定人人连续语音音识别系系统”用统计的方法提高了语音识别率20 世纪90 年代，大词汇量连续语音识别得到了优化;1997 年年首首个个语音音听听写写产品品问世世，只要对着话筒说出要输入的字符，它就会自动判断并帮你输入文字。2011 年年初，某企业的深度神经网络DNN 模型在语音搜索任务上获得成功一、认识语音识别技术初识语音识别3-12.语音识别的发展如今，语音识别技术逐渐实现产品化，并嵌入移动设备，如手机、计算机等，以及穿戴式设备如电话手表等进行使用，人机交互的方式翻开了新的篇章。二、语音识别技术的应用初识语音识别3-1二、语音识别技术的应用初识语音识别3-11.语音输入语音输入，即将说话人的语音实时地转化为文字，如图所示。相对于键盘输人法，语音输入更符合人们的日常习惯，也更自然、更高效。语音输入系统可以用于会议的实时记录、语音搜索等方面。在有连续的语音输入时，还可以自动更新、纠正文字，并使用文字符号进行断句。二、语音识别技术的应用初识语音识别3-12.语音控制语音控制，即将说话人的语音转化为指令来控制设备的运行，如图所示。这种方式相对于手动控制来说更加快捷、方便，可以用在诸如工业控制、语音拨号系统、智能家电、声控智能玩具等许多领域。二、语音识别技术的应用初识语音识别3-1同学们，你们还能想到语音识别技术应用在哪些领域吗?和同学们一起分享交流一下课堂活动初识语音识别3-1三、语音识别体验活动活动准备活动操作说明将程序文件导入编程软件中，接着将计算机和 AIoT 板主控板相连接，从智能云平台中获得语音识别的 API，粘贴在编程平台的语音识别程序指令中，将程序刷入 AIoT 板，接着按下 AIOT 板的 A 键开始录音，录音时长可为 25 秒，最后在AIoT 板 OLED 显示屏上可以看到识别结果。整个过程需要连接 WiFi 无线网络。初识语音识别3-1三、语音识别体验活动程序示例本节课的项目你完成了多少呢？ 语音识别的实现学习目标1.理解人类识别语音的过程；2.能够陈述机器识别语音的过程；3-2T语音识别的实现3-2同学们，请思考一下，你们认为机器是靠什么听到声音并能分辨出人们说的是什么话呢?和同学们讨论交流一下。一、人识别语音的过程所以人的听觉系统并不仅指耳朵，还包括能够记住和分辨声音的大脑等。整体而言，人分辨声音的过程可以概括为采集与分频、大脑进行识记、新语音的匹配与识别、输出结果。耳朵与大脑的协同作用人耳进行声音的采集耳蜗会将不同声音的频率区分开，转化为大脑可以理解的神经信号再传递到大脑进行分析和存储，这时人才听到声音。当再次听到类似的声音时，人就能分辨出来。人听到声音的过程语音识别的实现3-2语音识别的实现3-2二、机器识别语音的过程类比人识别声音的过程，可以把机器识别语音的过程概括为语音识别的实现3-2二、机器识别语音的过程语音特征提取训练语音识别模型新语音的匹配与识别输出结果当人们说话时，机器会用自身的传感器采集语音，之后将语音转化为计算机能够处理的数据串。人们发出的每个字的语音几乎都不相同，机器需要将描述每个语音特点的特征参数提取出来语音识别的实现3-2二、机器识别语音的过程机器将每个语音的特征提取出来以后会形成语音数据集。训练语音识别模型的过程就好比机器将这些语音进行分类记忆的过程，先把有相同特点的语音归为一类，并将这些相同语音的特征参数总结归纳为一个算法公式即模型，再准备一些相同语音的特征参数输入模型中不断优化模型，像这种根据语音特征参数进行训练的模型称为声学模型，将语音识别需要的文字进行训练的模型称为语言模型。语音识别的实现3-2二、机器识别语音的过程二、语音识别技术的应用有效的语音数据越多，模型优化得就越好，识别的准确率就越高。训练好声学模型和语言模型后，就可以使用语音识别技术了。人们发出语音后，机器将收集到的语音特征参数先输入声学模型中，匹配得到概率最高的音，再结合语言模型匹配得到概率最高的文本。语音识别的实现3-2二、语音识别技术的应用语音识别最终输出的结果是文字或指令，它得到的并不是确定的识别结果，而是出现概率最高的字词或指令，所以在干扰因素小的环境下结合优秀的算法模型，语音识别的准确率会更高。语音识别的实现3-2语音识别的实现3-2请完成下列任务本节课的项目你完成了多少呢？ 语音识别项目应用学习目标1.能够列举出在生活中语音识别技术与其他智能技术结合的应用案例；3.能够参考课本实现“语音控制 AIoT 板开关灯”；3.小组合作完成自己的项目设计。3-3T语音识别项目应用3-3同学们，你们能说出语音识别技术在生活中都有哪些拓展应用吗?一、语音识别技术项目应用u众所周知，智能家居环境充分利用了物联网技术，使家居环境中所有电器设备都能被集中控制。u而语音识别技术，作为控制设备的触发条件，使智能家居的控制摆脱了固定的遥控设备、距离等因素的影响。语音识别项目应用3-3一、语音识别技术项目应用u语音识别技术可以识别语音内容输出文字。语音识别项目应用3-3u语音识别技术可识别语音指令控制设备。一、语音识别技术项目应用u在智能家居环境中，语音控制成为最流行和便捷的家居管理方式。下面以“语音控制 AIoT 板开关灯”为例，来了解具体的项目实现过程吧!模拟智能家居语音控制灯的开关的场景：进入家门后，只要说“开灯”，灯就会打开;要离开房屋的时候，说“关灯”，灯就会关闭。语音识别项目应用3-3语音识别项目应用3-3一、语音识别技术项目应用请同学们打开编程软件，借助智能语音云平台，使用语音识别技术，控制 AIoT板上的 RGB 灯的开和关吧!课堂活动二、语音识别项目设计语音识别项目应用3-3请同学们展开思考，语音识别技术在不同的场景下，可以有什么创新的用法。与同学们展开讨论，最后确定一个项目创意，填写在表中。课堂活动语音识别项目应用3-3选好项目创意后，针对此创意，对其进行概述总结，包括使用场景、功能介绍等，制订详细的分析计划，包括所需材料、任务分解和分工、风险预估等。二、语音识别项目设计语音识别项目应用3-3前期规划完成后，就可以开始动手实施了。按照计划中的分工与步骤，有序进行项目的工作开展，例如准备物料、编程、作品搭建、测试、反思等。二、语音识别项目设计本节课的项目你完成了多少呢？ 语音识别测试学习目标1.能够测试不同语音数据的识别效果；2.能够陈述语音识别的优势以及局限。3-4T语音识别测试3-4同学们，你们生活中有遇到过语音识别失误的例子吗？一、识别测试普通话虽然是我们的官方语言，但是在日常生活中，人们在使用普通话进行表达时，并不是所有人都能标准表达。比如平翘舌不分、前后鼻音、n和l不分。但我们在生活中基本能分辨出大部分人所讲的普通话，是因为我们日常所接触的普通话语音输入信息非常丰富，同时也能根据具体的场景分辨出对方想要表达的内容。语音识别测试3-4语音识别测试3-4机器也能达到这样的效果吗？一、识别测试语音识别测试3-4一、识别测试根据联合国教科文组织最新发布的世界濒危语言图谱(2009 年版)记载，全世界目前共有6000多种语言。人类已掌握的语种数量的记录与现如今机器已掌握的语种数量相差并不大，由此可见，机器学习语言的速度远远超过人类。根据机器识别语音的原理可知，只要给子机器某种语言的丰富的语音资料，它便能快速学习并掌握其中的发音特征，识别语音信息。语音识别测试3-4一、识别测试二、语音识别技术再思考与人相比，机器最大的优势是能够快速地记住多门语言，只要机器不断地接收新的语音数据，不断地学习，便能提高语音识别的准确率，这也是人们广泛应用语音识别的原因。但机器也有不足之处，它不能像人一样能在不同场景中迅速分辨出对方的语言表达信息，这也是语音识别技术还受到一定局限性的重要原因。语音识别测试3-4二、语音识别技术再思考语音识别测试3-4本节课的项目你完成了多少呢？项目总结项目总结项目总结 单元目录CONTENTSCONTENTS6-2-1初识人脸识别人脸识别在生活中的应用人脸识别的实现体验数据采集、训练与预测全过程人脸识别项目应用人脸识别项目设计活动一：人脸识别案例体验活动二：查阅相关资料判断人脸识别模型是否会影响其准确率活动三：编写人脸情绪识别程序，并尝试编写人脸性别识别程序活动四：人脸识别项目设计6-2-26-2-3 目录CONTENTSCONTENTS人脸识别再思考人脸识别的优势与挑战活动五：人脸识别的优势与挑战6-2-4 初识人脸识别学习目标1.知道人脸识别技术及其特点；2.能够列举出人脸识别在生活中的应用案例；3.能够利用已有的编程程序，连接电路并结合相应的AI摄像头实现人脸识别6-2-1P43初识人脸识别6-2-11.同学们，想一想，生活中你们在哪些地方见过人脸识别技术的应用呢?你觉得人脸识别技术到底是什么呢?？初识人脸识别6-2-1P43人脸识别技术是基于人的面部特征信息进行身份识别的一种图像识别技术。简单来说，就是机器使用摄像头采集人脸的图像，从图像中提取面部特征，比如眉毛高度、眼睛大小等，通过比对识别图像中的人物，如图所示。有时人脸识别也可以称为人像识别、面部识别等。初识人脸识别6-2-1一、人脸识别技术及其特点P43人脸识别在发展的过程中不断提升并优化自己的技术优点和特长，因其准确直观、非接触性、操作简单、可并发性等特点，在如今社会得到广泛应用，如图所示。初识人脸识别6-2-1一、人脸识别技术及其特点初识人脸识别6-2-1P44初识人脸识别6-2-1目前，许多房屋、学校、企业等都安装了人脸识别门禁系统，不少家庭安装了人脸识别防盗门等，如图所示。只有识别出房屋主人的正确人脸，才能打开门。这既方便使用，又能保证居住安全。学校和企业等，还使用人脸识别门禁考勤系统，这样方便老师或管理员了解学生和员工的考勤情况，便于更好地进行管理。二、人脸识别技术的实际应用P45初识人脸识别6-2-1外出通行是人们日常生活中不可缺少的一部分，各种交通工具为出行提供了便利。如今，各大城市的火车站、飞机场等已经安装 了人脸识别通行设备，通过将身份证和人脸进行比对，就能自动完成检索功能，如图所示。二、人脸识别技术的实际应用P46初识人脸识别6-2-1自助服务是指人们通过一些平台或设备，能自已处理需要解决的问题。自助服务经常涌现着人脸识别技术的身影，如图所示，银行的自助取款机通过刷脸取款，能轻松识别取款人的身份;无人超市中，通过脸部的识别，就能打开超市的大门，一旦发生盗窃事件，超市中的摄像头也能轻松捕捉人脸，触动报警系统。二、人脸识别技术的实际应用P46初识人脸识别6-2-1在现代社会，个人信息很容易被无意暴露，传统的密码设置有时已不足以保护人们的信息安全。人脸识别可以更准确地识别当事人的真实身份，给信息安全再添加一-把防护锁。例如，在网上购物和线下支付时，通过刷脸就可以简捷安全地完成，如图所示，在网上办理各种事务时，通过人脸识别可以确定人物身份，快速完成各种审批流程。二、人脸识别技术的实际应用P46初识人脸识别6-2-1如今人脸识别技术在公安、司法、刑侦领域也被广泛应用，有了它，可以大大提高办案效率。例如，公安人员可以使用人脸识别系统和网络，对嫌疑人进行定位和追捕，即使嫌疑人使用假冒身份资料，通过人脸比对也能快速识别其身份。二、人脸识别技术的实际应用P46初识人脸识别6-2-1随着信息科技的快速发展，人们的娱乐消遣方式也发生着许多变化，人脸识别技术也不断应用于许多娱乐领域中。例如，手机相机中的各种美颜美图功能，就是在人脸识别技术的基础上对人脸的轮廓、纹理等进行美化处理;同时，各种拍照软件中的换妆、特效也是基于人脸识别技术来实现的，如图所示。二、人脸识别技术的实际应用P47初识人脸识别6-2-1三、人脸识别技术案例体验活动准备活动过程P47初识人脸识别6-2-1三、人脸识别技术案例体验打开编程软件，将模式切换到Python模式。单击“扩展”中的“添加”按钮，在Python AI扩展中安装“人脸识别”模块指令，之后单击模块中的“加载”按钮，将它添加到指令区中。单击菜单栏中的“文件”按钮，打开本地文件中的“人脸识别”程序文件。在“拍摄并记录人脸信息”指令中，可以更改NAME值来修改想要的人脸名称。单击右上角的“运行”按钮运行程序。如想要拍摄多张不同人脸，可以使用程序更改人名，每次更换人名，单击一次“运行”按钮。拍摄完毕，再编写人脸识别部分的程序。P47初识人脸识别6-2-1三、人脸识别技术案例体验P47初识人脸识别6-2-1三、人脸识别技术案例体验初识人脸识别6-2-1本节课的项目你完成了多少呢？知识收纳人脸识别技术是基于人的面部特征信息进行身份识别的一种图像识别技术。人脸识别具有准确直观、非接触性、操作简单以及可并发性等特点。人脸识别技术可以运用在安保、出行、自助服务、信息安全、公安司法以及娱乐中。可以利用编程软件以及相应的硬件进行人脸识别的测试