本书以轨道交通行业为背景，从人工智能在轨道交通中的应用、机器分类、图像检测、语音识别、文本分析、OCR识别以及项目实战应用案例等方面，由浅入深，全面、系统地介绍了人工智能技术服务及各种应用。在编写上以项目教学为主线，以任务驱动为核心，以培养技术应用型人才为目标，将基本技能培养和主流技术结合，使学生通过学习，能够掌握人工智能技术应用基本技能以及AWS云计算在人工智能方面的综合应用。本书每一章都有项目开发案例，使得理论知识与实践操作有机结合，同时把近年来人工智能发展的新技术、高职高专全国职业技能大赛的经典案例以及世界技能大赛与职业技能要求有机地结合起来，具有很强的实践性和应用性。
本书可作为高职高专院校计算机专业的教材，也可作为人工智能各种职业技能大赛的学习资源，以及广大计算机爱好者和网络管理员的参考用书，还可作为社会培训班的教材。

前言
人工智能（Artificial Intelligence，AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种能与人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，人工智能可以对人的意识、思维的信息过程进行模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考，也可能超过人的智能。因此，技术的不断更新与发展，使得计算智能、感知智能以及认知智能等不同的人工智能领域将有可能不断实现突破与变革，使其与教育领域有机融合，促进教育创新与发展。
本书是我校（柳州铁道职业技术学院）与亚马逊云科技（Amazon Web Services，AWS）国际化校企合作，共同开发的教材。本书以轨道交通行业为背景，从人工智能在轨道交通中的应用、机器分类、图像检测、语音识别、文本分析、OCR识别以及项目实战应用案例等方面，由浅入深，全面、系统地介绍了人工智能技术服务及各种应用。本书在内容选取上围绕人工智能技术应用这个主题，以实用和实践为主要原则，减少或弱化了一些理论性过强或是在实践中应用较少的知识点。本书中的项目开发主要依据实例，介绍人工智能各种服务如何在实际中应用和实施，致力于让读者能够亲身体会这些服务的具体应用，从而建立利用科学方法解决问题的创新思维，以更好地适应这个新的时代。
本书在编写上以项目教学为主线、任务驱动为核心，通过任务设定层层推进。本书由胡玲、许维进主编，王璐、金莉婷、刘国利、江妤、张健、曹维等参与编写。
由于时间仓促，又因为人工智能技术发展迅猛，书中不足和疏漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正。
      编者
  2021年11月

目录
项目一人工智能：轨道交通智慧之门 1
任务1认识人工智能 1
任务2了解人工智能、机器学习、深度学习的关系 4
任务3认识人工智能在轨道交通中的应用 5
子任务1了解人工智能技术在乘客服务中的应用 5
子任务2了解人工智能技术在智慧车站方面的应用 6
任务4项目开发Hello,人工智能的世界！ 7
子任务1下载并安装Python 7
子任务2下载并安装社区版PyCharm 10
子任务3在Python中安装新增模块 16
项目小结 21
拓展与自测 21
项目二机器分类：找出你是谁 23
任务1认识图像的表示 24
任务2理解分类问题 27
子任务1了解分类原理 27
子任务2掌握图像分类步骤及应用 27
任务3理解特征与标记 28
子任务1掌握图像的特征 28
子任务2理解图像的标记 29
任务4认识分类器 29
子任务1了解支持向量机 29
子任务2了解K-近邻算法 30
子任务3了解浅层神经网络 32
子任务4了解特征降维 34
任务5了解迭代学习 36
任务6项目开发人脸识别：我知道你是谁 37
子任务1注册百度AI开放平台，创建一个应用 37
子任务2创建人脸库 38
子任务3使用百度API进行人脸识别 42
子任务4使用GUI开发人脸识别界面 44
项目小结 50
拓展与自测 50
项目三图像检测：我知道现在有多少人 52
任务1提取图像的特征 53
子任务1了解图像的特征 53
子任务2了解卷积运算 54
子任务3利用卷积提取图像特征 55
任务2了解深度神经网络的发展历程 57
任务3掌握深度神经网络特征提取与分类 58
子任务1了解深度神经网络的结构 58
子任务2了解深度神经网络的训练 61
任务4了解图像中的目标检测（拓展） 61
任务5项目开发检测指定物品 70
项目小结 78
拓展与自测 78
项目四语音识别：实时记录员 80
任务1认识语音处理技术的发展 81
子任务了解语音处理的概念及流程 82
任务2了解语音识别技术及一般流程 84
子任务1了解语音识别过程 85
子任务2了解语音识别的作用及工作原理 86
任务3了解语音合成技术 87
子任务了解语音合成方法 88
任务4提取语音特征 89
子任务1了解语音特征 89
子任务2了解语音特征参数提取技术及算法 90
任务5了解语音的模式匹配及模型训练 91
子任务1匹配语音模式 91
子任务2选取语音技术单元 92
任务6项目开发语音转文字 92
子任务1将语音信息转化为文本1 92
子任务2将语音信息转化为文本2 100
子任务3使用GUI开发语音转文字界面 105
项目小结 112
拓展与自测 112
项目五文本分析：你的评论表达你的喜好 113
任务1了解中文分词  114
任务2理解文本表示 115
子任务1理解独热表示 115
子任务2理解分布式表示 116
任务3了解文本分类模型 117
子任务1了解循环神经网络 117
子任务2了解长短时记忆网络 118
子任务3了解注意力机制 119
任务4项目开发文字内容的情感倾向分析 120
子任务1使用百度API对一段文本进行情感倾向性判断 120
子任务2使用GUI开发情感分析界面 122
项目小结 125
拓展与自测 125
项目六OCR识别：你读出了什么 127
任务1认识OCR技术的发展 128
子任务1了解OCR的含义、起源、发展及特性 128
子任务2了解OCR的常见应用 129
任务2了解文字识别的一般流程 130
任务3区分OCR印刷体的识别和OCR手写体的识别 131
子任务1了解OCR印刷体的识别 131
子任务2了解OCR手写体的识别 133
子任务3了解数据库的应用 133
任务4项目开发身份证识别 138
子任务1使用百度API识别身份证中的文本信息 138
子任务2使用GUI开发身份证识别界面 141
项目小结 146
拓展与自测 147

      胡玲：柳州铁道职业技术学院教师，广西计算机科协成员。曾出版教材：《计算机硬件组装与维护项目教程》，《数据结构理论与实践》，《大学计算机应用基础实验指导与习题》等。

      许维进：柳州铁道职业技术学院副教授，双师型专任教师，任《计算机文化基础》课程教学多年。主编教材3本，主持完成市厅级课题3项，参与完成省部级课题2项，公开发表论文多篇，其中核心2篇、广西优刊3篇，获全国高等院校计算机核心技能与信息素养大赛一等奖指导教师，获计算机综合应用能力海峡两岸赛一等奖指导教师。获得广西教育厅和侨务办公室授予“广西优秀外派教师”称号。研究方向：计算机科学与技术。

本书中的项目开发主要依据实例，介绍人工智能各种服务如何在实际中应用和实施，致力于让读者能够亲身体会这些服务的具体应用，从而建立利用科学方法解决问题的创新思维，以更好地适应这个新的时代。