资源简介

(共25张PPT)
6.2 人工智能的应用
——走进生物特征识别
必修一 《数据与计算》
人工智能的应用
人工智能的飞速发展，为制造、家居、教育、交通、安防、医疗、物流等各行各业的发展和社会服务带来前所未有的变化。
智能家居
智能制造
智能交通
智能安防
智能医疗
智能物流
智能教育
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探访北京大兴国际机场
解读黑科技背后的技术力量
走进生物特征识别
项目探究活动小结与评价
《剖析北京大兴国际机场黑科技》
项目探究活动：
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PART ONE
探访北京大兴国际机场
AI、5G赋能的新世界七大奇迹
人脸值机
AR眼镜地面服务
人脸终端识别机
行李运输及乘摆渡车
北京大兴国际机场
人脸值机
如果是首次使用人脸识别值机，需要注册，录入人脸数据。录入成功后，值机终端就可以使用人脸数据进行值机验证操作，这一过程中不需要使用身份证。值机选座成功后，可以不用打印登机牌。
值机终端机会将现场录入的人脸数据和身份证头像进行比对，识别速度为秒级。
值机终端机
AR 眼镜融入地面服务场景
在接待区域，已有工作人员佩戴了 AR 眼镜。
AR 眼镜有什么用处呢？
三个民航服务业中的应用场景。
1. 佩戴 AR 眼镜的工作人员可以更好地迎接贵宾旅客，在旅客到来时识别身份信息，为旅客提供引导和信息服务。
2. 在候机区域，如果航班旅客在登机时没有上飞机，AR 眼镜可以帮助工作人员识别候机旅客的身份——静音寻人，不需要打扰到其他旅客。
3. 地面服务人员配备的 AR 眼镜还可以识别特定颜色和形状的行李，如果旅客临时无法登机而行李已托运，可通过 AR 眼镜在数百件客舱托运行李中快速找到对应的行李。
人脸识别终端机
除了 AR 眼镜，在候机室还可以看到人脸识别终端机，这款终端机可取代地面服务人员，机动地部署在廊桥入口、远机位登机梯和飞机机舱入口处。部署在廊桥入口和登机梯前的终端机可以进行旅客身份核验和人数统计，只需要旅客站在机器前就可以直接完成识别工作。而在机舱口的终端机则会在识别旅客身份后显示座位号，省去了旅客进入机舱后再查看登机牌的工作。
终端机人脸识别。
行李运输
托运行李处旅客可申领一种永久电子墨水牌，在托运行李前可使用手机 NFC 或蓝牙将航程信息同步在牌子上，这样可以代替纸质的一次性行李托运条。同时还在传送带等位置部署 5G 摄像头监控行李运输，识别暴力分拣，便于管理。
机场摆渡车装备了最新的人脸识别技术。这种车装备了六个人脸识别摄像头，当某位不属于摆渡车运输的旅客上车时，后台会通过摄像头识别这位旅客，并通知地面工作人员引导旅客前往正确的航班。
乘错了摆渡车？别急
贯穿全场景的人脸识别
人脸数据的安全如何保证？据介绍，系统首先会在值机时征询旅客同意，说明人脸识别需要提供面部图像数据。在应用人脸识别的过程中，也征询了法律方面的建议，确保使用数据合法合规。对于没有注册会员的旅客，人脸识别数据是一次性的，航班结束后从数据库中删除。
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PART TWO
解读黑科技背后的技术力量
贯穿全场景的人脸识别
行李运输，计算机视觉显神通
贯穿全场景的人脸识别
这一旅客人脸识别系统总体可分为三部分。首先，在底层数据层，系统会接入机场的旅客安检信息、机场航班进出港信息，同时航空公司的数据也会接入数据库中，包括旅客的身份信息和票务信息，以及每一个航班上的旅客信息。其次是数据存储层，这些数据会进行储存和融合，为人脸识别引擎服务。人脸识别系统最为重要和关键的就是提供服务的人脸识别引擎了，从值机环节开始，这一系统的核心算法通过读取保存在身份证中芯片的肖像数据，与使用者的脸进行对照，用于核实旅客身份。在安检环节，则通过安检口摄像头和旅客身份证头像进行核验，安检后所有需要身份识别的环节，都会使用安检录入的人脸数据进行旅客身份验证。
整体系统架构图
1.底层数据层
2.数据存储层
3.人脸识别引擎
行李运输，计算机视觉显神通
行李运输中，在托运环节系统会拍摄行李的照片，并利用各处的 5G 摄像头追踪行李运输。在系统后台会部署相关的算法和识别规则，当行李状态超过了规则的限制（掉落或被抛、扔、砸），则会用算法实时识别视频中出现的问题。在行李进入客舱后，如果需要找回行李，工作人员可佩戴 AR 眼镜，眼镜会识别和行李箱特征（外形、颜色）相似的行李，不需要一一比对每个行李上的编号，极大地提升了工作效率。
生物特征识别
人脸
识别
生物特征识别( Biometrics)是指利用人体固有的生理特征(指纹、虹膜、面相和DNA等)或行为特征(步态、击键习惯等),通过计算机进行个人身份鉴定的技术。
AR 眼镜、
摄像头、
人脸识别终端机
关联技术
生物特征识别技术
生物特征识别技术是指通过个体生理特征或行为特征对个体身份进行识别认证的技术。
从应用流程看，生物特征识别通常分为注册和识别两个阶段。注册阶段通过传感器对人体的生物表征信息进行采集，如利用图像传感器对指纹和人脸等光学信息，利用数据预处理以及特征提取技术对采集的数据进行处理，得到相应的特征进行存储。识别过程采用与注册过程一致的信息采集方式，对待识别人进行信息采集、数据预处理和特征提取,然后将提取的特征与存储的特征进行比对分析,完成识别。
目前生物特征识别作为重要的智能化身份认证技术,在金融、公共安全、教育、交通等领域得到广泛的应用。
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PART THREE
走进生物特征识别
指纹识别系统
人脸识别系统
虹膜识别系统
指静脉识别系统
指纹识别系统
指纹识别通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。我们的手掌、手指和脚、脚趾内侧表面皮肤凹凸不平的纹路具有唯一性。依靠这种唯一性，就可以把个人身份与其指纹对应起来。
如下图所示，一个典型的指纹识别系统的工作流程如下：
1
①
②
③
④
通过指纹采集设备获取所需识别指纹的图像
对采集的指纹图像进行如下预处理：图像质量判断、图像增强指纹区域、检测指纹方向图和频率估算、图像二值化、图像细化。
将提取指纹特征与数据库中保存的指纹特征逐一匹配，判断是否为相同指纹。
从预处理后的图像中，获取指纹的脊线数据，提取指纹识别所需的特征点。
如下图所示，家用智能锁可通过提取指纹图像对人员的出入权限进行管理，
其识别指纹的工作流程可分为：（1）指纹图像处理 （2）指纹图像特征匹配 （3）指纹图像采集 （4）指纹图像特征提取，正确的顺序是（ ）
A.（1）→（2）→（3）→（4）
B.（3）→（1）→（2）→（4）
C.（3）→（1）→（4）→（2）
D.（3）→（4）→（1）→（2）
合格考练习题
C
识别指纹的工作流程：“采集——图像处理——特征提取——特征匹配”。
人脸识别系统
人脸识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。如上图所示用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流,并自动在图像中检测和跟踪人脸,进而对检测到的人脸进行脸部特征比对。
2
虹膜识别系统
虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分,包含很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹和隐窝等细节特征。如上图所示,虹膜识别系统基于眼睛中的虹膜进行身份识别,主要应用于安防设备(如门禁、设备开关等)，以及有高度保密需求的场所。
3
指静脉识别系统
指静脉识别是静脉识别技术的一种。如左图所示，通过近红外光线照射手指，利用图像传感器获取个人手指静脉分布图，然后从手指静脉分布图提取特征值并存入计算机系统,等待进行识别。
进行识别时,实时采集静脉图，提取特征值,运用滤波、图像二值化、细化等手段提取数字图像特征，然后和存储在主机中的手指静脉特征值比对，采用匹配算法对手指静脉特征进行匹配，从而实现个人身份鉴定，确认身份。
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识别其他生物特征工作流程与识别指纹是一样的，都是 “采集——图像处理——特征提取——特征匹配”。
再次验证：
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PART FOUR
项目探究活动小结与评价
小结
评价
了解生物特征识别流程
指纹识别系统
人脸识别系统
虹膜识别系统
指静脉识别系统
生物特征识别学习
打卡北京大兴国际机场
人脸值机
AR眼镜地面服务
人脸终端识别机
行李运输及乘摆渡车
人工智能应用体验
解读黑科技背后的技术力量
贯穿全场景的人脸识别
行李运输，计算机视觉显神通
人工智能技术探究
《剖析北京大兴国际机场黑科技》
项目探究活动小结：
项目探究活动评价表
序号 探究活动 一级指标 二级指标 评价结果
1 体验北京大兴国际机场全流程刷脸登机 信息意识 信息获取与处理能力。 探究与联想能力。 □优秀
□良好
□中等
□仍需努力
2 本案例中相关的人工智能技术探究 计算思维 采用计算机领域的思想方法能力。 使用数字化工具与资源能力。 □优秀
□良好
□中等
□仍需努力
3 掌握生物特征识别原理 数字化学习与创新 数字化学习能力。 学习知识、建构知识的能力。 □优秀
□良好
□中等
□仍需努力
综合评价 □优秀　　 □良好　　 □中等　　 □仍需努力
谢谢大家

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