高中信息技術(shù) 必修1 人工智能的應用-走進生物特征識別 課件

1、6.2 人工智能的應用 走進生物特征識別必修一 數(shù)據(jù)與計算高莉深圳市西鄉(xiāng)中學人工智能的應用 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場解讀黑科技背后的技術(shù)力量走進生物特征識別項目探究活動小結(jié)與評價剖析北京大興國際機場黑科技項目探究活動：1PART ONE探訪北京大興國際機場AI、5G賦能的新世界七大奇跡人臉值機AR眼鏡地面服務(wù)人臉終端識別機行李運輸及乘擺渡車北京大興國際機場人臉值機 如果是首次使用人臉識別值機，需要注冊，錄入人臉數(shù)據(jù)。錄入成功后，

2、值機終端就可以使用人臉數(shù)據(jù)進行值機驗證操作，這一過程中不需要使用身份證。值機選座成功后，可以不用打印登機牌。 值機終端機會將現(xiàn)場錄入的人臉數(shù)據(jù)和身份證頭像進行比對，識別速度為秒級。值機終端機AR 眼鏡融入地面服務(wù)場景 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？ 三個民航服務(wù)業(yè)中的應用場景。 1. 佩戴 AR 眼鏡的工作人員可以更好地迎接貴賓旅客，在旅客到來時識別身份信息，為旅客提供引導和信息服務(wù)。 2. 在候機區(qū)域，如果航班旅客在登機時沒有上飛機，AR 眼鏡可以幫助工作人員識別候機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、識別特定顏色和形狀的行李，如果旅客臨時無法登機而行李已托運，可通過 AR 眼鏡在數(shù)百件客艙托運行李中快速找到對應的行李。人臉識別終端機 除了 AR 眼鏡，在候機室還可以看到人臉識別終端機，這款終端機可取代地面服務(wù)人員，機動地部署在廊橋入口、遠機位登機梯和飛機機艙入口處。部署在廊橋入口和登機梯前的終端機可以進行旅客身份核驗和人數(shù)統(tǒng)計，只需要旅客站在機器前就可以直接完成識別工作。而在機艙口的終端機則會在識別旅客身份后顯示座位號，省去了旅客進入機艙后再查看登機牌的工作。終端機人臉識別。行李運輸 托運行李處旅客可申領(lǐng)一種永久電子墨水牌，在托運行李前可使用手機 NFC 或藍牙將航程信息同步在牌子上，這樣

4、可以代替紙質(zhì)的一次性行李托運條。同時還在傳送帶等位置部署 5G 攝像頭監(jiān)控行李運輸，識別暴力分揀，便于管理。 機場擺渡車裝備了最新的人臉識別技術(shù)。這種車裝備了六個人臉識別攝像頭，當某位不屬于擺渡車運輸?shù)穆每蜕宪嚂r，后臺會通過攝像頭識別這位旅客，并通知地面工作人員引導旅客前往正確的航班。乘錯了擺渡車？別急貫穿全場景的人臉識別 人臉數(shù)據(jù)的安全如何保證？據(jù)介紹，系統(tǒng)首先會在值機時征詢旅客同意，說明人臉識別需要提供面部圖像數(shù)據(jù)。在應用人臉識別的過程中，也征詢了法律方面的建議，確保使用數(shù)據(jù)合法合規(guī)。對于沒有注冊會員的旅客，人臉識別數(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)力量貫穿全場景的人臉識別行李運輸，計算機視覺顯神通貫穿全場景的人臉識別這一旅客人臉識別系統(tǒng)總體可分為三部分。首先，在底層數(shù)據(jù)層，系統(tǒng)會接入機場的旅客安檢信息、機場航班進出港信息，同時航空公司的數(shù)據(jù)也會接入數(shù)據(jù)庫中，包括旅客的身份信息和票務(wù)信息，以及每一個航班上的旅客信息。其次是數(shù)據(jù)存儲層，這些數(shù)據(jù)會進行儲存和融合，為人臉識別引擎服務(wù)。人臉識別系統(tǒng)最為重要和關(guān)鍵的就是提供服務(wù)的人臉識別引擎了，從值機環(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)，與使用者的臉進行對照，用于核實旅客身份。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行核驗，安檢后所有需要身份識別的環(huán)節(jié)，都

6、會使用安檢錄入的人臉數(shù)據(jù)進行旅客身份驗證。整體系統(tǒng)架構(gòu)圖1.底層數(shù)據(jù)層2.數(shù)據(jù)存儲層3.人臉識別引擎行李運輸，計算機視覺顯神通行李運輸中，在托運環(huán)節(jié)系統(tǒng)會拍攝行李的照片，并利用各處的 5G 攝像頭追蹤行李運輸。在系統(tǒng)后臺會部署相關(guān)的算法和識別規(guī)則，當行李狀態(tài)超過了規(guī)則的限制（掉落或被拋、扔、砸），則會用算法實時識別視頻中出現(xiàn)的問題。在行李進入客艙后，如果需要找回行李，工作人員可佩戴 AR 眼鏡，眼鏡會識別和行李箱特征（外形、顏色）相似的行李，不需要一一比對每個行李上的編號，極大地提升了工作效率。生物特征識別人臉識別 生物特征識別( 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)、擊鍵習慣等),通過計算機進行個人身份鑒定的技術(shù)。 AR 眼鏡、 攝像頭、人臉識別終端機關(guān)聯(lián)技術(shù)生物特征識別技術(shù) 生物特征識別技術(shù)是指通過個體生理特征或行為特征對個體身份進行識別認證的技術(shù)。 從應用流程看，生物特征識別通常分為注冊和識別兩個階段。注冊階段通過傳感器對人體的生物表征信息進行采集，如利用圖像傳感器對指紋和人臉等光學信息，利用數(shù)據(jù)預處理以及特征提取技術(shù)對采集的數(shù)據(jù)進行處理，得到相應的特征進行存儲。識別過程采用與注冊過程一致的信息采集方式，對待識別人進行信息采集、數(shù)據(jù)預處理和特征提取,然后將提取的特征與存儲的特征進行比對分析,完成識別。 目前生物特征識別

8、作為重要的智能化身份認證技術(shù),在金融、公共安全、教育、交通等領(lǐng)域得到廣泛的應用。3PART THREE走進生物特征識別指紋識別系統(tǒng)人臉識別系統(tǒng)虹膜識別系統(tǒng)指靜脈識別系統(tǒng)指紋識別系統(tǒng) 指紋識別通過比較不同指紋的細節(jié)特征點來進行鑒別。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，就可以把個人身份與其指紋對應起來。 如下圖所示，一個典型的指紋識別系統(tǒng)的工作流程如下：1 通過指紋采集設(shè)備獲取所需識別指紋的圖像對采集的指紋圖像進行如下預處理：圖像質(zhì)量判斷、圖像增強指紋區(qū)域、檢測指紋方向圖和頻率估算、圖像二值化、圖像細化。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。從預處理后的圖像中，獲取指紋的脊線數(shù)據(jù)，提取指紋識別所需的特征點。 如下圖所示，家用智能鎖可通過提取指紋圖像對人員的出入權(quán)限進行管理，其識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）合格考練習題C識別指紋的工作流程：“采集圖像處理特征提取特征匹配”。人臉識別系統(tǒng) 人臉識別是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術(shù)。如上圖所示用攝像機或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻

10、流,并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉,進而對檢測到的人臉進行臉部特征比對。2虹膜識別系統(tǒng)虹膜是位于黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分,包含很多相互交錯的斑點、細絲、冠狀、條紋和隱窩等細節(jié)特征。如上圖所示,虹膜識別系統(tǒng)基于眼睛中的虹膜進行身份識別,主要應用于安防設(shè)備(如門禁、設(shè)備開關(guān)等)，以及有高度保密需求的場所。3指靜脈識別系統(tǒng) 指靜脈識別是靜脈識別技術(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算機系統(tǒng),等待進行識別。 進行識別時,實時采集靜脈圖，提取特征值,運用濾波、圖像二值化、細化等手段提取數(shù)字圖像特征，然后和存儲在

11、主機中的手指靜脈特征值比對，采用匹配算法對手指靜脈特征進行匹配，從而實現(xiàn)個人身份鑒定，確認身份。4識別其他生物特征工作流程與識別指紋是一樣的，都是 “采集圖像處理特征提取特征匹配”。再次驗證：4PART FOUR項目探究活動小結(jié)與評價小結(jié)評價了解生物特征識別流程指紋識別系統(tǒng)人臉識別系統(tǒng)虹膜識別系統(tǒng)指靜脈識別系統(tǒng)生物特征識別學習打卡北京大興國際機場人臉值機AR眼鏡地面服務(wù)人臉終端識別機行李運輸及乘擺渡車人工智能應用體驗解讀黑科技背后的技術(shù)力量貫穿全場景的人臉識別行李運輸，計算機視覺顯神通人工智能技術(shù)探究剖析北京大興國際機場黑科技項目探究活動小結(jié)：項目探究活動評價表序號探究活動一級指標二級指標評價結(jié)果1體驗北京大興國際機場全流程刷