小學(xué) 粵教（B版）信息技術(shù) 六年級 AI助力垃圾分類-初探圖像識別（上） 課件

1、快問快答來自垃圾分類的靈魂拷問 你，是什么垃圾？ 垃圾分類的困惑每人每天產(chǎn)生約1公斤垃圾深圳每天共產(chǎn)生2.85萬噸生活垃圾需要11200輛垃圾車運輸每家每戶都需要進行垃圾分類但，遇到了這些問題時間精力分類錯誤設(shè)立問題如何利用人工智能提升垃圾分類的效率？AI助力垃圾分類授 課 人：吳 雯初探圖像識別深圳市鹽田區(qū)外國語小學(xué)東和分校思考與發(fā)現(xiàn) 垃圾分類機器人怎么工作的呢？人垃圾分類的過程看到垃圾利用知識經(jīng)驗思考判斷垃圾類型扔到對應(yīng)的垃圾桶中機器人垃圾分類的過程攝像頭拍攝判斷垃圾類型機械臂操作圖像識別技術(shù)思考與發(fā)現(xiàn)這是什么？對于不同的圖像，機器如何做到精準分類呢？ 數(shù)據(jù)標注師 AI數(shù)據(jù)標注師是隨著人工

2、智能的發(fā)展出現(xiàn)的一個新興就業(yè)崗位。2020年2月，“人工智能訓(xùn)練師”正式成為新職業(yè)并納入國家職業(yè)分類目錄。數(shù)據(jù)采集和標注是人工智能訓(xùn)練師的主要任務(wù)之一。數(shù)據(jù)標注師的工作是教會AI認識數(shù)據(jù)，有了足夠多、足夠好的數(shù)據(jù)，AI才能學(xué)會像人一樣去感知、思考和決策，更好地為人類服務(wù)。ImageNet數(shù)據(jù)集 包含1400多萬幅圖片，涵蓋2萬多個類別。 關(guān)于圖像分類、定位、檢測等研究工作大多基于此數(shù)據(jù)集展開，幾乎成為了目前深度學(xué)習(xí)圖像領(lǐng)域算法性能檢驗的“標準”數(shù)據(jù)集。圖片標簽 圖像分類概述 圖像分類是指計算機等設(shè)備接收到一個輸入的圖像后，輸出對該圖像內(nèi)容分類的描述。什么是圖像分類？人類/計算機貓? 狗？圖像分

3、類的工作流程 圖像分類可以分為圖像采集、預(yù)處理、特征提取、圖像分類四部分。其過程如下圖所示。圖像采集預(yù)處理特征提取圖像分類 草莓特征顏色紋理 草莓類型成熟草莓不成熟草莓 步驟一：圖像采集物體發(fā)出或反射的光線成像設(shè)備照相機攝像機掃描儀圖像采集圖像保存 步驟二：圖像預(yù)處理 圖像質(zhì)量的好壞直接影響圖像分類的準確度，需要對圖像進行預(yù)處理，將圖像轉(zhuǎn)化成便于提取相關(guān)特征的形式。圖像預(yù)處理的方法有很多，例如去噪聲處理、去光照處理、灰度化、圖像分割等。 步驟三：特征提取 人在識別圖像的時候，會首先記住圖像的主要特征，正是這些特征讓不同的圖像區(qū)分開來。 計算機在進行圖像分類時也需要提取圖像的特征，例如圖像的顏色

4、、紋理、形狀等等，這個過程叫做圖像特征提取。 步驟四：圖像分類 分類就是把特征提取步驟提取到的圖像特征參數(shù)和數(shù)據(jù)庫中所有可用參數(shù)進行匹配、比對，并完成判斷和分類的過程。課程任務(wù)單材料清單 ：越疆機械臂Magician Lite 四大類型的垃圾桶 垃圾小卡片 一個待完善的程序總目標：實現(xiàn)機械臂的垃圾分類功能，體會圖像采集與訓(xùn)練的過程。認識機械臂開機機械臂解鎖鍵觀看具體的微課視頻攝像頭認識機械臂吸取卡片的吸盤抓取垃圾的柔性爪子課程任務(wù)單任務(wù)指引：1、觀看微課視頻機械臂定位視頻，能夠改變程序中的機械臂位置： 攝像機拍攝卡片位置； 機械臂拾取垃圾卡片位置； 機械臂投放垃圾桶的位置。2、觀看微課視頻圖像

5、模型訓(xùn)練，每小組至少分類2種類型的垃圾，并添加至少4張圖片。3、調(diào)試程序直到成功讓機械臂完成垃圾分類任務(wù)。課程任務(wù)單探究任務(wù)：1、在圖像模型訓(xùn)練過程中，每張垃圾卡片，需要拍攝幾張照片？每張照片的方向需要不一樣嗎？2、在圖像識別過程中，如果加入手或者其他物體是否會影響檢測效果？3、 如果是立體的物體，會因為什么原因形成差異很大的圖像，給計算機進行準確識別增加難度呢？請以小組為單位，完成課程任務(wù)單！圖像采集與訓(xùn)練圖像采集圖像訓(xùn)練測試圖像類型小結(jié)圖像采集與訓(xùn)練過程添加特征及數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型測試準確率并保存分類模型課程任務(wù)單探究任務(wù)：1、在圖像模型訓(xùn)練過程中，每張垃圾卡片，需要拍攝幾張照片？每張照片的方向需要不一樣嗎？2、在圖像識別過程中，如果加入手或者其他物體是否會影響檢測效果？3、 如果是立體的物體，會因為什么原因形成差異很大的圖像，給計算機進行準確識別增加難度呢？拍攝一張即可，機器可以識別各個方向的照片。會。 辯一辯 如果是立體的物體，會因為什么原因形成差異