1、第二课 人脸识别的实现 教案教学时间 教学班级六年级课程名称人脸识别的实现课时1课时教学目标一、知识与技能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二、过程与方法1.通过讲授和展示的方式，让学生了解人类人脸识别与计算机人脸识别的含义并说出其过程。2.引导学生总结并描绘出下面的“认识人”和“机器识人”的实现过程。三、情感态度与价值观1.通过本节课学习，使学生认识到人机人脸识别的过程差异。重点1.领会人类与计算机进行人脸识别的过程差异。难点无教具WPS软件，掌控版、mPython教学方法教学展示、小组讨论、兴趣驱动。教学过程教师学生一、导入（6分钟）同学们，欢迎大家来到知识大讲
2、堂。（小组讨论）请同学们开展小组讨论，说一说，你们心中的机器对人脸进行分类的过程与人类对人脸进行分类的过程是否相同，共同点与区别在哪里?哪位小组的学生向大家说出你的观点。很好，同学们回答很有逻辑且融入了自己的理解！老师看得出来，同学们对于人脸识别的过程都有自己独到的见解。现在就让我们全面学习一下人类与机器分类图像的过程吧。小组讨论并回答问题二、 知识讲解（1520分钟）1. 人类人脸识别人类人脸识别包括识记、保持、量现等过程。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
3、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。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。 课堂活动请多名同学在规定的时间内仔细观察事先准备好的人物照片，之后从众多的人脸五官碎片图中选出与先前观察的人脸一致的图片拼接成完整的人脸图像，拼出
4、正确的人脸图像即为成功。2. 计算机人脸识别采集人脸数据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。训练识别人脸模型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
5、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。输入预测的人脸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。输出识别的结果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
6、可以通过显示屏让机器把识别的结果显示出来。学生思考并回答问题三、 实操练习（1015分钟）请根据所掌握的内容总结并描绘出下面的“人识人”和“机器识人”的实现过程（学生会做，让学生自己做，老师巡查，并且负责解决学生创作过程当中遇到的问题）（学生不会做，老师讲解）老师和同学们一起来完成。知识总结完成人脸识别过程四、课堂总结（5分钟）老师看了同学们填写的内容，都很棒，看来大家对于今天的知识点都掌握得很好。（提问）最后，请一位同学总结一下，我们今天这节课，都学习到了哪些知识点呢？ 不错，大家都学习得很认真，掌握了今天这节课的知识。这堂课中，我们首先了解了人类分类图像的过程主要包括两个过程即观察特征与选取特征进行分类。其次，我们了解了计算机分类图像的过程即输入训练集、训练人脸识别模型以及使用人脸识别。最后，还学会了利用编程软件以及相应的硬件进行人脸识别的测试。在课程最后，同学们还有哪些知识没有明白吗？（有不明白的老师进行讲解）（没有不明白的）同学们在课下可以浏览一下拓展阅读，同时也要好好复习今天学习到的知识；下节课，老师会进行提问。今天这节课就到这里了，同学们再见！老师加以引导学生，自行总结教学反思
