人工智能基礎

朱紅偉，深耕信息類學科一線教學14年，年均授課超400課時，主攻人工智能領域課程體系建設及智能硬件類課程開發。發表教科研論文14篇，主持教育部產學合作協同育人項目3項；參與《人工智能課程教學改革試點項目》（省部級），構建"理論+項目+競賽"三維教學模式，參與《機器學習與人工智能》實踐課程體系，北京城市學院校級平臺課《人工智能通識》課程建設骨幹。主講課程程序設計基礎、嵌入式系統設計與開發、機器學習與人工智能等；參編《C語言程序設計》（化學工業出版社，2014）、《計算機應用基礎任務驅動教程》（北京郵電大學出版社，2016）；組建"智能硬件"學生創新工作室，指導團隊獲省級學科競賽獎項二十余項，榮獲全國大學生電子設計競賽優秀指導教師，藍橋杯優秀指導教師，北京城市學院青教賽三等獎等多項教學榮譽。

目錄

第 1章人工智能概述 1

【學習目標】 1

【引導案例】 1

1.1 人工智能的定義與發展歷程 2

1.2 人工智能的主要研究領域 3

1.2.1機器學習 3

1.2.2自然語言處理 3

1.2.3計算機視覺 4

1.2.4智能機器人 7

1.3 人工智能的現狀與未來趨勢 8

1.3.1人工智能的現狀 8

1.3.2人工智能的未來趨勢 9

習 題 10

第 2章機器學習基礎 11

【學習目標】 11

【引導案例】 11

2.1 機器學習的概念與原理 11

2.1.1機器學習的基本概念 11

2.1.2機器學習的基本原理 12

2.2 監督學習與無監督學習 12

2.2.1監督學習 12

2.2.2無監督學習 14

2.2.3半監督學習 15

2.3 常見的機器學習算法 18

2.3.1支持向量機 18

2.3.2 K-mans聚類 25

2.4 機器學習在實際應用中的實例 26

2.4.1營銷和銷售中的機器學習 26

2.4.2醫療健康中的機器學習 27

2.4.3智慧城市中的機器學習 28

習 題 28

第3章深度學習基礎 29

【學習目標】 29

【引導案例】 29

3.1 深度學習的基本概念 30

3.2 深度學習框架介紹 37

3.3 神經網絡的結構與工作原理 40

3.4 深度學習模型實踐 42

習 題 49

第4章自然語言處理基礎 50

【學習目標】 50

【引導案例】 50

4.1 NLP簡介 50

4.2 語言模型 51

4.3 文本預處理技術 53

4.4 分詞技術 54

4.5實踐-基於百度的自然語言交互設計與實現 55

習 題 60

第5章人工智能工具應用 61

【學習目標】 61

【引導案例】

5.1人工智能工具簡介 61

5.1.1 文本生成工具 61

5.1.2 PPT生成工具 62

5.1.3 圖表生成工具 63

5.1.4 音視頻生成工具 63

5.1.5 代碼生成工具 64

5.2提示詞工程 65

5.2.1 提示詞基礎 65

5.2.2 提示詞設計原則 67

5.2.3 提示詞優化技巧 69

習 題 71

第6章AI輔助寫作 72

【學習目標】 72

【引導案例】 72

6.1 AI輔助寫作的發展歷程 73

6.2 AI輔助寫作的底層邏輯 73

6.3 AI 輔助寫作的核心技術 74

6.4 AI輔助寫作的應用場景 74

6.5 常用工具應用示範 75

6.6 AI輔助寫作案例-論文寫作 79

6.6.1.寫作原則 79

6.6.2.寫作步驟 79

6.6.3.實操舉例 79

習 題 89

第7章AI輔助PPT制作 90

【學習目標】 90

【引導案例】 90

7.1 自動內容生成與排版 90

7.2 PPT美化與優化建議 92

7.3 PPT輔助增強技術 94

7.4 AI輔助PPT設計與實現案例 100

習 題 101

第8章AI輔助影音處理 103

【學習目標】 103

【引導案例】 103

8.1概述 104

8.1.1 AI影音處理技術簡介 104

8.1.2 AI在影音領域的應用現狀 104

8.2 AI輔助圖片生成 106

8.2.1圖片生成方式介紹 106

8.2.2圖片生成工具介紹 107

8.2.3圖片生成實操 108

8.3 AI輔助圖片處理 111

8.3.1風格遷移技術 111

8.3.2圖像修復技術 113

8.3.3超分辨率增強技術 113

8.4 AI輔助音頻處理 114

8.4.1概述 114

8.4.2工具介紹 116

8.4.3工具運用示例 117

8.5 AI輔助視頻創作 118

8.5.1文生視頻簡介 118

8.5.2圖生視頻簡介 119

8.5.3工具簡介 119

8.5.4視頻創作實操示例 120

習 題 123

第9章AI輔助編程 124

【學習目標】 124

【引導案例】 124

9.1 AI工具的選擇與準備 125

9.2自動代碼生成與補全 128

9.3代碼審查與優化 131

9.4 AI模型訓練與優化 132

9.5 案例分析：利用AI工具提升軟件開發效率 137

習 題 139

第 10章AI+理工類專業案例 141

【學習目標】 141

【引導案例】

10.1 AI+城市建設 141

10.1.1 智慧城市與AI技術框架 141

10.1.2 AI驅動的建築自動化設計 144

10.1.3建築信息模型（BIM）的AI增強 145

10.1.4 城市地下管網智能檢測 150

10.1.5 案例分析：雄安新區CIM（城市信息模型）平臺 154

10.2 AI+機械工程 159

10.2.1 智能機械設計與優化系統 159

10.2.2 人工智能與智能制造 162

10.2.3 人工智能與設備維護 165

10.2.4 人工智能與質量控制及檢測 166

10.2.5 典型應用場景：某汽車制造廠的智能生產線優化 167

習 題 169

第 11章AI+管文類專業案例 170

【學習目標】 170

11.1 AI+金融 170

11.1.1 金融智能分析與決策系統 171

11.1.2 智能金融服務解決方案 174

11.1.3 人工智能在風險管理中的應用 178

11.1.4 案例分析：螞蟻金服的金融科技創新實踐 181

11.2 AI+公共管理 186

11.2.1智能政務與電子政務 187

11.2.2城市治理與綜合服務 191

11.2.3智慧交通與智慧社區 194

11.2.4典型應用場景：深圳利用AI提升政務服務效率 196

11.3 AI+國際文化與傳播 200

11.3.1新聞自動生成與分發 200

11.3.2文化內容推薦系統 203

11.3.3數字媒體資產管理 206

11.3.4版權保護與防偽技術 208

11.3.5 案例分析：新聞媒體機構如何利用AI提高報道效率 210

習 題 213

第 12章AI+藝術設計專業案例 214

【學習目標】 214

【引導案例】 214

12.1 AI輔助創意圖案設計 214

12.1.1 AI輔助圖案設計的基本原理 214

12.1.2 AI 輔助圖案設計的常用工具和算法 2

12.1.3 AI輔助參數調整實現個性化圖案設計 3

12.1.4 AI輔助風格遷移實現個性化圖案設計 4

12.2 AI輔助色彩搭配和視覺效果預測 5

12.2.1 AI輔助色彩搭配 5

12.2.2AI輔助視覺效果預測 6

12.2.3 AI輔助色彩搭配和視覺效果預測的挑戰 6

12.3 AI輔助服裝設計和時尚趨勢預測 7

12.3.1 AI輔助服裝設計流程 7

12.3.2 AI輔助個性化定制 9

12.3.3 AI輔助時尚趨勢預測 10

12.4 AI輔助室內設計和空間規劃 12

12.4.1 AI輔助智能布局優化 12

12.4.2 AI輔助家具搭配建議 12

12.4.3 AI輔助生成室內設計方案 13

12.5案例分析 14

12.5.1 AI輔助創意圖案設計應用案例 14

12.5.2 AI輔助色彩搭配與視覺效果應用案例 15

12.5.3 AI輔助服裝設計和時尚趨勢預測應用案例 15

12.5.4 AI輔助生成室內設計應用案例 16

本章小結 18

習 題 18