人工智能通識講義

本書是面向青少年的人工智能科普書和入門讀物，立足於趣味性、
科學性、知識性和實踐性，盡量避免晦澀專業術語對閱讀流暢性的影響。
書中還包含數十個精心篩選的實踐案例，可根據讀者需要靈活選用。
全書共5 個單元、14章，從人工智能的發展簡史講起，以語音、圖像、
生活中的典型場景及倫理問題為主要知識載體，聚焦問題，
深入淺出地引出人工智能的基本思想、主要原理、知識概念、典型應用實踐等。
本書可作為青少年課外科普讀物和中學信息技術等學科的輔助教材、
職業院校的專業教材和本科階段的通識教育教材，還可作為相關培訓教材和科學素質提升讀本。

前言
單元 導論
第1章 走進人工智能2
一、人工智能的由來2
二、真假難辨的人工智能4
三、遍地開花的人工智能5
四、保持反思9
課後練習 10
第2單元 語音處理與識別
第2章 聲音的秘密——聲音的本質12
一、聲音的記錄與保存12
二、聲音的數字化13
三、聲音的採樣與存儲16
四、聲音的存儲與編碼壓縮18
課後練習 20
第3章 傾聽世界——語音識別21
一、語音識別的起源22
二、語音識別的原理24
三、語音識別的過程25
四、聲音識別的應用29
課後練習 42
第4章 此音非彼音——語音合成43
一、語音合成技術與應用43
二、語音合成的實踐47
三、機器合成語音的過程48
課後練習 51
第5章 你來我往——語音交互52
一、常見的語音交互53
二、語音交互的工作過程53
三、自然語言處理54
四、語音交互的實踐56
課後練習 61

第3單元 圖像處理與識別
第6章 精雕細琢——圖像預處理64
一、數字圖像基本知識65
二、圖像預處理的原理70
三、常見的圖像預處理方法72
課後練習 82
第7章 不是魔術——卷積與卷積
神經網絡83
一、濾鏡與卷積 84
二、圖像的捲積85
三、卷積實現圖像的邊緣檢測 91
四、人工神經網絡及訓練92
五、卷積神經網絡98
課後練習 102
第8章 涇渭分明——圖像分割103
一、摳圖與圖像分割 103
二、圖像閾值分割105
三、交互式圖像分割109
四、超像素圖像分割112
五、圖像數據標記與數據集113
課後練習 115
第9章 慧眼識珠——圖像識別117
一、圖像識別與理解117
二、圖像的特徵提取124
三、分類器127
課後練習 132
0章 偷天換日——風格遷移133
一、模仿與圖像風格遷移134
二、風格遷移的原理138
三、風格遷移的算法原理與
實現過程139
四、生成並不存在的圖像141
課後練習 142

第4單元 生活中的人工智能
1章 運籌帷幄——自動駕駛146
一、汽車的自動駕駛146
二、即時定位與地圖構建148
三、路徑搜索150
四、無人駕駛趣味實踐152
課後練習 165
2章 似曾相識——人臉識別166
一、人臉識別的概念166
二、人臉數據採集與檢測167
三、人臉的特徵169
四、編程實現人臉識別175
課後練習 180
3章 察言觀色——情緒識別181
一、人類的情緒182
二、情緒識別的方法183
三、情緒識別的應用186
課後練習 194

第5單元 人工智能倫理
4章 善惡有名——技術的
兩面性196
一、偏見與隱私196
二、權利和義務199
課後練習 202
附 錄
一、人工智能實驗套件及
“塔羅斯+”軟件204
二、Python編程環境的安裝和
配置205