人工智能通识讲义 “科普中国创作出版扶持计划”作者团队作品 “科普中国创作出版扶持计划”作者团队作品

适读人群 ：青少年及家长，中小学教师、高职通识课教师
本书是面向青少年的人工智能科普书和入门教材，立足于趣味性、科学性、知识性和实践性，尽量避免晦涩专业术语对阅读流畅性的影响。书中还包含数十个精心筛选的实践案例，可根据读者需要灵活选用。
本书的编写团队包含AI领域专家、学者、一线中学骨干教师、科普专家和一线技术开发人员，确保了本书内容科学严谨又能准确青少年读者的知识水平、兴趣点及迫切需要了解的内容，同时能基于中小学生的基础知识构成，内容与中小学生教材和参考书契合。
本书配有大量配套学习资源，如微课视频、实践活动所需各类素材（图像素材原文件、代码、活动案例网站地址、音频文件，部分插图的彩色图像文件）。音视频资源可在正文中扫描二维码获得，其他资源可扫描封底二维码获取电子资源包。还配有PPT，供采用本书作为教材的老师教学参考。

本书是面向青少年的人工智能科普书和入门教材，立足于趣味性、科学性、知识性和实践性，尽量避免晦涩专业术语对阅读流畅性的影响。书中还包含数十个精心筛选的实践案例，可根据读者需要灵活选用。
全书共5 个单元、14章，从人工智能的发展简史讲起，以语音、图像、生活中的典型场景及伦理问题为主要知识载体，聚焦问题，深入浅出地引出人工智能的基本思想、主要原理、知识概念、典型应用实践等。
本书可作为青少年课外科普读物和中学信息技术等学科的辅助教材、职业院校的专业教材和本科阶段的通识教育教材，还可作为相关培训教材和科学素质提升读本。

一本符合教育逻辑的人工智能书、一本契合数码时代原住民认知的信息科普书。概念术语清楚，实践活动有趣，身边实例信手拈来，一步步抽丝剥茧直至讲清楚人工智能的本质。无论你是什么样的年纪，这本书总能引发读者新的思考。人工智能让未来职场充满变数，人类在规则性的劳动岗位上的地位正变得岌岌可危，这本人工智能通识书在尝试帮读者建立用0-1规则进行创造的数码思维意识，以应对未来职场变革。
——-第一、二届国家教育咨询委员会委员、原人社部职业技能鉴定中心主任 陈宇

从30年前我和学生们开始探索推动智能工程发展，到今天看到人工智能科学与技术推广应用遍地开花，内心甚感欣慰。科学思想的传播需要一大批优秀的科技著作，而”做中学”则是理论联系实际掌握一门学问的最好方法。《人工智能通识讲义》将”做中学”理念贯穿始终，通过生动有趣的活动案例将人工智能的基本思想、核心原理及现实应用展现在读者眼前。相信这本书一定能帮助年轻的读者们较顺利地踏进人工智能的大门。
——–教育部新工科研究与实践专家组成员、联合国教科文组织产学合作教席理事长 查建中

这本书从基础的声音数字化、图像预处理讲到了当下热门的卷积神经网络、风格迁移、情绪识别等，还特别设计了伦理专题。全书图文并茂、一气呵成、朴实无华、行文严谨。书中精心设计了各种类型的例子来加深对内容的理解，立足科普的同时还通过编程案例来满足教学和一些读者深入学习的需要。希望人工智能初学者特别是热爱科普的青少年一定不要错过这本书。
中国人工智能学会原秘书长、教育工作委员会主任 王万森
——–人工智能的基本逻辑，计算机的科学基础，为创造无限提供可能。北京学校副校长 高超

人工智能已经深入到我们生活的每个领域，正在发挥越来越重要的作用。如何让青少年对人工智能有初步的认识、体验和理解，是十分重要的课题。作者联系实际，深入浅出，通过学习起航、知识讲堂、思考、实践活动、拓展阅读、课后练习等板块，让学生有感知、有实践、有体验、有思考，这样的人工智能启蒙教育一定能为学生打开兴趣的大门！
——-特级教师、中国数学会数学教育分会理事 汤卫红

如何在生活中与AI和睦同行？怎样提升职场中AI认知格局？这本《人工智能通识讲义》，历时三年从30余位专家、教师和技术人员的手中“内卷”而出，成为今年缓解学习焦虑的诚意之作。

——–瑞幸咖啡联合创始人、首席增长官、畅销书《流量池》作者 杨飞

本书可以快速定位无人驾驶和激光雷达等前沿科技在人工智能地图中的位置，“途中”深入浅出的讲解和活动将带你领略神秘的AI世界。

——–北醒光子科技首席执行官 李远

◆ 目录：◆

 

 

前言

第1单元 导论

第1章 走进人工智能2
一、人工智能的由来2
二、真假难辨的人工智能4
三、遍地开花的人工智能5
四、保持反思9
课后练习 10
第2单元 语音处理与识别

第2章 声音的秘密——声音的本质12
一、声音的记录与保存12
二、声音的数字化13
三、声音的采样与存储16
四、声音的存储与编码压缩18
课后练习 20
第3章 倾听世界——语音识别21
一、语音识别的起源22
二、语音识别的原理24
三、语音识别的过程25
四、声音识别的应用29
课后练习 42
第4章 此音非彼音——语音合成43
一、语音合成技术与应用43
二、语音合成的实践47
三、机器合成语音的过程48
课后练习 51
第5章 你来我往——语音交互52
一、常见的语音交互53
二、语音交互的工作过程53
三、自然语言处理54
四、语音交互的实践56
课后练习 61

第3单元 图像处理与识别

第6章 精雕细琢——图像预处理64
一、数字图像基本知识65
二、图像预处理的原理70
三、常见的图像预处理方法72
课后练习 82
第7章 不是魔术——卷积与卷积
神经网络83
一、滤镜与卷积 84
二、图像的卷积85
三、卷积实现图像的边缘检测 91
四、人工神经网络及训练92
五、卷积神经网络98
课后练习 102
第8章 泾渭分明——图像分割103
一、抠图与图像分割 103
二、图像阈值分割105
三、交互式图像分割109
四、超像素图像分割112
五、图像数据标记与数据集113
课后练习 115
第9章 慧眼识珠——图像识别117
一、图像识别与理解117
二、图像的特征提取124
三、分类器127
课后练习 132
第10章 偷天换日——风格迁移133
一、模仿与图像风格迁移134
二、风格迁移的原理138
三、风格迁移的算法原理与
实现过程139
四、生成并不存在的图像141
课后练习 142

第4单元 生活中的人工智能
第11章 运筹帷幄——自动驾驶146
一、汽车的自动驾驶146
二、即时定位与地图构建148
三、路径搜索150
四、无人驾驶趣味实践152
课后练习 165
第12章 似曾相识——人脸识别166
一、人脸识别的概念166
二、人脸数据采集与检测167
三、人脸的特征169
四、编程实现人脸识别175
课后练习 180
第13章 察言观色——情绪识别181
一、人类的情绪182
二、情绪识别的方法183
三、情绪识别的应用186
课后练习 194

第5单元 人工智能伦理
第14章 善恶有名——技术的
两面性196
一、偏见与隐私196
二、权利和义务199
课后练习 202

附 录
一、人工智能实验套件及
“塔罗斯+”软件204
二、Python编程环境的安装和
配置205