高中信息技術(shù) 必修1 人工智能的應(yīng)用-走進(jìn)生物特征識(shí)別 課件

1、6.2 人工智能的應(yīng)用 走進(jìn)生物特征識(shí)別必修一 數(shù)據(jù)與計(jì)算高莉深圳市西鄉(xiāng)中學(xué)人工智能的應(yīng)用 人工智能的飛速發(fā)展，為制造、家居、教育、交通、安防、醫(yī)療、物流等各行各業(yè)的發(fā)展和社會(huì)服務(wù)帶來前所未有的變化。智能家居智能制造智能交通智能安防智能醫(yī)療智能物流智能教育1234探訪北京大興國際機(jī)場(chǎng)解讀黑科技背后的技術(shù)力量走進(jìn)生物特征識(shí)別項(xiàng)目探究活動(dòng)小結(jié)與評(píng)價(jià)剖析北京大興國際機(jī)場(chǎng)黑科技項(xiàng)目探究活動(dòng)：1PART ONE探訪北京大興國際機(jī)場(chǎng)AI、5G賦能的新世界七大奇跡人臉值機(jī)AR眼鏡地面服務(wù)人臉終端識(shí)別機(jī)行李運(yùn)輸及乘擺渡車北京大興國際機(jī)場(chǎng)人臉值機(jī) 如果是首次使用人臉識(shí)別值機(jī)，需要注冊(cè)，錄入人臉數(shù)據(jù)。錄入成功后，

2、值機(jī)終端就可以使用人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行值機(jī)驗(yàn)證操作，這一過程中不需要使用身份證。值機(jī)選座成功后，可以不用打印登機(jī)牌。 值機(jī)終端機(jī)會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)錄入的人臉數(shù)據(jù)和身份證頭像進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別速度為秒級(jí)。值機(jī)終端機(jī)AR 眼鏡融入地面服務(wù)場(chǎng)景 在接待區(qū)域，已有工作人員佩戴了 AR 眼鏡。 AR 眼鏡有什么用處呢？ 三個(gè)民航服務(wù)業(yè)中的應(yīng)用場(chǎng)景。 1. 佩戴 AR 眼鏡的工作人員可以更好地迎接貴賓旅客，在旅客到來時(shí)識(shí)別身份信息，為旅客提供引導(dǎo)和信息服務(wù)。 2. 在候機(jī)區(qū)域，如果航班旅客在登機(jī)時(shí)沒有上飛機(jī)，AR 眼鏡可以幫助工作人員識(shí)別候機(jī)旅客的身份靜音尋人，不需要打擾到其他旅客。 3. 地面服務(wù)人員配備的 AR 眼鏡還可以

3、識(shí)別特定顏色和形狀的行李，如果旅客臨時(shí)無法登機(jī)而行李已托運(yùn)，可通過 AR 眼鏡在數(shù)百件客艙托運(yùn)行李中快速找到對(duì)應(yīng)的行李。人臉識(shí)別終端機(jī) 除了 AR 眼鏡，在候機(jī)室還可以看到人臉識(shí)別終端機(jī)，這款終端機(jī)可取代地面服務(wù)人員，機(jī)動(dòng)地部署在廊橋入口、遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)梯和飛機(jī)機(jī)艙入口處。部署在廊橋入口和登機(jī)梯前的終端機(jī)可以進(jìn)行旅客身份核驗(yàn)和人數(shù)統(tǒng)計(jì)，只需要旅客站在機(jī)器前就可以直接完成識(shí)別工作。而在機(jī)艙口的終端機(jī)則會(huì)在識(shí)別旅客身份后顯示座位號(hào)，省去了旅客進(jìn)入機(jī)艙后再查看登機(jī)牌的工作。終端機(jī)人臉識(shí)別。行李運(yùn)輸 托運(yùn)行李處旅客可申領(lǐng)一種永久電子墨水牌，在托運(yùn)行李前可使用手機(jī) NFC 或藍(lán)牙將航程信息同步在牌子上，這樣

4、可以代替紙質(zhì)的一次性行李托運(yùn)條。同時(shí)還在傳送帶等位置部署 5G 攝像頭監(jiān)控行李運(yùn)輸，識(shí)別暴力分揀，便于管理。 機(jī)場(chǎng)擺渡車裝備了最新的人臉識(shí)別技術(shù)。這種車裝備了六個(gè)人臉識(shí)別攝像頭，當(dāng)某位不屬于擺渡車運(yùn)輸?shù)穆每蜕宪嚂r(shí)，后臺(tái)會(huì)通過攝像頭識(shí)別這位旅客，并通知地面工作人員引導(dǎo)旅客前往正確的航班。乘錯(cuò)了擺渡車？別急貫穿全場(chǎng)景的人臉識(shí)別 人臉數(shù)據(jù)的安全如何保證？據(jù)介紹，系統(tǒng)首先會(huì)在值機(jī)時(shí)征詢旅客同意，說明人臉識(shí)別需要提供面部圖像數(shù)據(jù)。在應(yīng)用人臉識(shí)別的過程中，也征詢了法律方面的建議，確保使用數(shù)據(jù)合法合規(guī)。對(duì)于沒有注冊(cè)會(huì)員的旅客，人臉識(shí)別數(shù)據(jù)是一次性的，航班結(jié)束后從數(shù)據(jù)庫中刪除。2PART TWO解讀黑科技背后

5、的技術(shù)力量貫穿全場(chǎng)景的人臉識(shí)別行李運(yùn)輸，計(jì)算機(jī)視覺顯神通貫穿全場(chǎng)景的人臉識(shí)別這一旅客人臉識(shí)別系統(tǒng)總體可分為三部分。首先，在底層數(shù)據(jù)層，系統(tǒng)會(huì)接入機(jī)場(chǎng)的旅客安檢信息、機(jī)場(chǎng)航班進(jìn)出港信息，同時(shí)航空公司的數(shù)據(jù)也會(huì)接入數(shù)據(jù)庫中，包括旅客的身份信息和票務(wù)信息，以及每一個(gè)航班上的旅客信息。其次是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，這些數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)行儲(chǔ)存和融合，為人臉識(shí)別引擎服務(wù)。人臉識(shí)別系統(tǒng)最為重要和關(guān)鍵的就是提供服務(wù)的人臉識(shí)別引擎了，從值機(jī)環(huán)節(jié)開始，這一系統(tǒng)的核心算法通過讀取保存在身份證中芯片的肖像數(shù)據(jù)，與使用者的臉進(jìn)行對(duì)照，用于核實(shí)旅客身份。在安檢環(huán)節(jié)，則通過安檢口攝像頭和旅客身份證頭像進(jìn)行核驗(yàn)，安檢后所有需要身份識(shí)別的環(huán)節(jié)，都

6、會(huì)使用安檢錄入的人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行旅客身份驗(yàn)證。整體系統(tǒng)架構(gòu)圖1.底層數(shù)據(jù)層2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層3.人臉識(shí)別引擎行李運(yùn)輸，計(jì)算機(jī)視覺顯神通行李運(yùn)輸中，在托運(yùn)環(huán)節(jié)系統(tǒng)會(huì)拍攝行李的照片，并利用各處的 5G 攝像頭追蹤行李運(yùn)輸。在系統(tǒng)后臺(tái)會(huì)部署相關(guān)的算法和識(shí)別規(guī)則，當(dāng)行李狀態(tài)超過了規(guī)則的限制（掉落或被拋、扔、砸），則會(huì)用算法實(shí)時(shí)識(shí)別視頻中出現(xiàn)的問題。在行李進(jìn)入客艙后，如果需要找回行李，工作人員可佩戴 AR 眼鏡，眼鏡會(huì)識(shí)別和行李箱特征（外形、顏色）相似的行李，不需要一一比對(duì)每個(gè)行李上的編號(hào)，極大地提升了工作效率。生物特征識(shí)別人臉識(shí)別 生物特征識(shí)別( Biometrics)是指利用人體固有的生理特征(指紋、虹膜、

7、面相和DNA等)或行為特征(步態(tài)、擊鍵習(xí)慣等),通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行個(gè)人身份鑒定的技術(shù)。 AR 眼鏡、 攝像頭、人臉識(shí)別終端機(jī)關(guān)聯(lián)技術(shù)生物特征識(shí)別技術(shù) 生物特征識(shí)別技術(shù)是指通過個(gè)體生理特征或行為特征對(duì)個(gè)體身份進(jìn)行識(shí)別認(rèn)證的技術(shù)。 從應(yīng)用流程看，生物特征識(shí)別通常分為注冊(cè)和識(shí)別兩個(gè)階段。注冊(cè)階段通過傳感器對(duì)人體的生物表征信息進(jìn)行采集，如利用圖像傳感器對(duì)指紋和人臉等光學(xué)信息，利用數(shù)據(jù)預(yù)處理以及特征提取技術(shù)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到相應(yīng)的特征進(jìn)行存儲(chǔ)。識(shí)別過程采用與注冊(cè)過程一致的信息采集方式，對(duì)待識(shí)別人進(jìn)行信息采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理和特征提取,然后將提取的特征與存儲(chǔ)的特征進(jìn)行比對(duì)分析,完成識(shí)別。 目前生物特征識(shí)別

8、作為重要的智能化身份認(rèn)證技術(shù),在金融、公共安全、教育、交通等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。3PART THREE走進(jìn)生物特征識(shí)別指紋識(shí)別系統(tǒng)人臉識(shí)別系統(tǒng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)指靜脈識(shí)別系統(tǒng)指紋識(shí)別系統(tǒng) 指紋識(shí)別通過比較不同指紋的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)來進(jìn)行鑒別。我們的手掌、手指和腳、腳趾內(nèi)側(cè)表面皮膚凹凸不平的紋路具有唯一性。依靠這種唯一性，就可以把個(gè)人身份與其指紋對(duì)應(yīng)起來。 如下圖所示，一個(gè)典型的指紋識(shí)別系統(tǒng)的工作流程如下：1 通過指紋采集設(shè)備獲取所需識(shí)別指紋的圖像對(duì)采集的指紋圖像進(jìn)行如下預(yù)處理：圖像質(zhì)量判斷、圖像增強(qiáng)指紋區(qū)域、檢測(cè)指紋方向圖和頻率估算、圖像二值化、圖像細(xì)化。將提取指紋特征與數(shù)據(jù)庫中保存的指紋特征逐一匹配，判

9、斷是否為相同指紋。從預(yù)處理后的圖像中，獲取指紋的脊線數(shù)據(jù)，提取指紋識(shí)別所需的特征點(diǎn)。 如下圖所示，家用智能鎖可通過提取指紋圖像對(duì)人員的出入權(quán)限進(jìn)行管理，其識(shí)別指紋的工作流程可分為：（1）指紋圖像處理 （2）指紋圖像特征匹配 （3）指紋圖像采集 （4）指紋圖像特征提取，正確的順序是（ ） A.（1）（2）（3）（4） B.（3）（1）（2）（4） C.（3）（1）（4）（2） D.（3）（4）（1）（2）合格考練習(xí)題C識(shí)別指紋的工作流程：“采集圖像處理特征提取特征匹配”。人臉識(shí)別系統(tǒng) 人臉識(shí)別是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。如上圖所示用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻

10、流,并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉,進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部特征比對(duì)。2虹膜識(shí)別系統(tǒng)虹膜是位于黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分,包含很多相互交錯(cuò)的斑點(diǎn)、細(xì)絲、冠狀、條紋和隱窩等細(xì)節(jié)特征。如上圖所示,虹膜識(shí)別系統(tǒng)基于眼睛中的虹膜進(jìn)行身份識(shí)別,主要應(yīng)用于安防設(shè)備(如門禁、設(shè)備開關(guān)等)，以及有高度保密需求的場(chǎng)所。3指靜脈識(shí)別系統(tǒng) 指靜脈識(shí)別是靜脈識(shí)別技術(shù)的一種。如左圖所示，通過近紅外光線照射手指，利用圖像傳感器獲取個(gè)人手指靜脈分布圖，然后從手指靜脈分布圖提取特征值并存入計(jì)算機(jī)系統(tǒng),等待進(jìn)行識(shí)別。 進(jìn)行識(shí)別時(shí),實(shí)時(shí)采集靜脈圖，提取特征值,運(yùn)用濾波、圖像二值化、細(xì)化等手段提取數(shù)字圖像特征，然后和存儲(chǔ)在

11、主機(jī)中的手指靜脈特征值比對(duì)，采用匹配算法對(duì)手指靜脈特征進(jìn)行匹配，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)人身份鑒定，確認(rèn)身份。4識(shí)別其他生物特征工作流程與識(shí)別指紋是一樣的，都是 “采集圖像處理特征提取特征匹配”。再次驗(yàn)證：4PART FOUR項(xiàng)目探究活動(dòng)小結(jié)與評(píng)價(jià)小結(jié)評(píng)價(jià)了解生物特征識(shí)別流程指紋識(shí)別系統(tǒng)人臉識(shí)別系統(tǒng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)指靜脈識(shí)別系統(tǒng)生物特征識(shí)別學(xué)習(xí)打卡北京大興國際機(jī)場(chǎng)人臉值機(jī)AR眼鏡地面服務(wù)人臉終端識(shí)別機(jī)行李運(yùn)輸及乘擺渡車人工智能應(yīng)用體驗(yàn)解讀黑科技背后的技術(shù)力量貫穿全場(chǎng)景的人臉識(shí)別行李運(yùn)輸，計(jì)算機(jī)視覺顯神通人工智能技術(shù)探究剖析北京大興國際機(jī)場(chǎng)黑科技項(xiàng)目探究活動(dòng)小結(jié)：項(xiàng)目探究活動(dòng)評(píng)價(jià)表序號(hào)探究活動(dòng)一級(jí)指標(biāo)二級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果1體驗(yàn)北京大興國際機(jī)場(chǎng)全流程刷