《第5节 体验语音合成与人脸识别技术》参考教案.docx

学而优教有方

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第5节体验语音合成与人脸识别技术

一、教材分析

本节课主要通过让学生动手操作米体验语音合成与人脸识别技术。具体来说，一是使用科大讯飞的产品播放文本和生成个人声库，二是利用百度人工智能服务平台体验人脸识别功能。在其中恰当地穿插技术原理的讲解。

二、学情分析

经过上一节课的学习，学生已经知道人工技能技术可以实现“看懂”和“听懂”，对本节课的内容理解起来难度不大，主要是要结合实际操作懂得技术原理。

三、教学目标

1.知识与技能：

理解语音合成技术和人脸识别技术的原理：能利用程序生成个人声库。

2.过程与方法：

安装讯飞有声应用，体验文本转语音技术；学习语音合成技术的过程；利用讯飞留声公众号合成个人声库；让一位学生示范美颜应用的使用，体验人脸识别技术，带着活跃的课堂氛围学习常用人脸识别技术的知识；利用百度人工智能服务平台，体验人脸识别。

3.情感态度与价值观：

激发学生对人工智能技术及应用的喜爱和兴趣，鼓励学生接触新技术、利用新技术，培养创新意识。

四、教学重难点

语音合成技术和人脸识别技术的原理。

五、教学方法

任务驱动法、讲授法、展示法。

六、教学过程

【导入新课】

师：上节课我们了解了各种类型的人工智能技术，我想考考同学们，让人工智能实现“看懂”和“听懂”的分别是什么技术？

生：回答问题。

师：没错，是分别是机器视觉和语音识别技术。还有同学记得我们讨论的这两种技术分别有什么应用吗？

生：回答问题。

师：总结学生的回答。

这节课，我们来更加深入地亲身体验这两种技术。

【设计意图】回顾上节课的知识，进入课堂状态。

【新课讲授】

一、体验并探究语音合成技术

1.体验文本转换为语音的技术师：首先请同学们下载安装“讯飞有声”应用。

生：安装应用。

师：请同学们按照操作步骤，在文本框中输入需要播放的文字内容，文字内容可以直接录入，也可以从网站或文档中复制并粘贴进来。试着选择不同主播的声音进行播放。

生：动手操作。

师：请大家思考这几个问题：

（1）更换主播后，声音播放的具体内容是否发生了变化？

（2）更换主播操作究竟改变了什么？

（3）从文字的录入到语音播出，你认为经历了哪些过程？

师：带着这几个问题，让我们进入下一个环节。

2.了解语音合成技术的主要过程师：将文字信息转换为流利的可听懂的口语输出技术，称为语音合成。这是一项综合技术，不仅需要计算机理解信息含义，保证信息正常输出，还需要利用声学相关知识，使内容可以转换成恰当的声学模型进行语音输出。

（1）理解文本信息的含义

在语言学家和计算机科学家的共同努力下，将文本中的语法规则转化成相应的程序输入计算机中，系统根据相应算法，为文本进行断句，准确获取文本需要表达的内容，这是文本分析的过程。

（2）韵律处理

在理解文本的内容后，通常需要考虑在读取这段文本时使用的节奏、时长、频率等，从而使计算机的发音更接近于人类说话的声音。

（3）创建声学模型模拟发音

这个过程类似我们模仿他人声音，需要考虑语种、音色、响度、音调等。计算机模拟的方法是在原始的语音库中提取相关的声音信息，采用单元合成与拼接技术将信息进行拼接，从而达到模拟发声的效果。

3.模拟自己的声音

（1）明确任务

师：了解了语音合成技术的原理，同学们想不想让程序模拟你自己的声音呢？接下来我们利用“讯飞留声”程序复刻自己的声音，然后让机器模仿自己的声音，进行一段双语朗诵。

（2）解决问题要点分析

计算机完成对人类声音的模仿，有以下两个关键内容：

第一，形成个人的声音库，为计算机提供声学模型。通过形成个人的音库，将具有个人特色的声学信息（音色、音调、响度等）存储在其中，使计算机能够提取出相关数据。

第二，通过和个人音库匹配，完成合成。

通过语音合成技术，在识别文本内容的前提下，通过与个人音库中的信息自匹配，从而使计算机可以模仿我们的声音进行输出。

（3）模拟声音的步骤

第一步，关注微信公众号“讯飞留声”，选择“复刻声音”，进入程序。单击“去复刻我的声音”按钮，开始进入工作状态。

第二步，根据要求，朗读10段文字，按“话筒键”开始，“停止键”结束。注意录制时声音要清晰，内容要准确。在朗读文字过程中，采用的是语音识别技术，对我们读取的语音进行识别，并和提供的文字进行对比。录制声音完成后，系统会自动制作并生成个人音库。

第三步，在“讯飞留声”的“声音应用一玩转好声音”应用中，选择“我是歪果仁”选项卡，选定任意一条文本，选择个人音库进行双语朗诵，听取合成声音，也可以将声音分享到微信群中。

（4）效果评价

将生成的声音分享到微信群，同学们互相倾听、评价，填写下表。（见课件）

生：按步骤操作，讨论，填写表格。

【设计意图】使学生在动手实操的过程中感受语音合成技术的乐趣，发掘其中的奥秘，与学习理解技术原理知识内