人工智能是電子信息技術領域發展為迅速的新興交叉學科。本書作為人工智能學科的入門基礎，
由淺入深、化繁為簡，全方位闡述人工智能相關理論背景、關鍵技術及部分典型應用。本書共12 章：
第1 章闡述人工智能的定義、發展史，並展望其發展趨勢；第2 ～ 4 章是人工智能學科的理論基礎，分
別介紹知識的表示與理解方法、感知與連接以及判斷與控制方法；第5 ～ 10 章從人工智能的應用領域
出發，主要闡述網絡空間安全、計算機視覺、語音、機器人、自然語言處理、無人駕駛等方面的技術及
方法；第11 ～ 12 章分別從行業視角，以案例分析的形式詳細介紹人工智能在電子商務行業和醫療行業
的具體應用。
本書是人工智能學科的“零基礎”入門級教材，可以作為高等院校人工智能、計算機科學與技術、
大數據、軟件工程等相關專業學生的教材和參考書，也可以作為人工智能愛好者及相關研究人員、企事
業單位人員的重要參考資料。

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是近年來電子信息技術領域發展為迅速的新興交叉學科。
人工智能以算法為核心，研究智能的表現與實現（以與人類智能相似的方式做出反應的智能機器或智慧
繫統）。該領域的研究包括機器人、語音識別、圖像識別、自然語言處理和專家繫統等。從2018 年3 月
人工智能專業被列入新增審批本科專業名單，截至2020 年已有215 所國內高校開設了人工智能專業。
從產業領域到教育領域，在移動互聯網、大數據、超級計算、傳感網、腦科學等新理論新技術以及經
濟社會發展強烈需求的共同驅動下，人工智能領域加速發展，呈現出深度學習、跨界融合、人機協同、
群智開放、自主操控等新特征，我國已將發展人工智能提高到國家戰略層面。2020 年人工智能總體技
術和應用與世界先進水平同步，人工智能產業成為新的重要經濟增長點，人工智能核心產業規模超過
150，帶動相關產業規模超過1。
人工智能的理論基礎涉及數學、控制理論、計算機科學、電子技術等專業領域，讀者理解和掌握有
一定的難度。本書編委組織教育領域和產業領域的相關專業博士和專家，對人工智能相關理論知識點進
行分類總結，並結合其各自在人工智能研究開發相關領域的理論研究和實踐經驗，由淺入深、化繁為簡，
全方位闡述人工智能學科的發展現狀、關鍵技術及其典型應用。本書共12 章，具體內容如下：
第1 章主要闡述人工智能的定義、發展史，並展望其發展趨勢。
第2 章介紹知識表示和理解方法，主要從知識表示的方法、推理方式和搜索策略三個方面展開論述，
深刻闡述人工智能對操作對像的表示和理解這兩個基本問題。
第3 章從人工智能感知功能出發，詳細闡述人工智能迅速發展的基礎支撐技術—感知技術、傳輸
技術和計算技術等的相關理論。
第4 章主要介紹判斷與控制技術。判斷與控制是人工智能的核心和方向，是實現智能功能承載的具
體支撐。本章重點討論了機器學習的相關概念和群體智能算法。
第5 章主要闡述人工智能新技術為網絡空間安全方面帶來的伴生效應，包括人工智能安全體繫架構、
人工智能助力安全、內生安全和衍生安全問題。
第6 章主要介紹智能視覺技術，包括計算機視覺的基本原理、基於深度學習的數字圖像處理技術、
三維視覺技術以及智能視覺技術的典型應用。
第7 章主要介紹智能語音技術，包括智能語音基礎知識、語音信號處理原理、語音公開數據集和語
音識別工具包等。
第8 ～ 10 章從應用領域出發，分別對智能機器人、自然語言處理和無人駕駛這三類具體應用展開
論述，詳細介紹其核心技術及典型應用案例。
第11 ～ 12 章從行業實踐出發，分別闡述人工智能在電子商務行業和智能醫療行業的具體開發方法
和典型應用案例。
本書由張翼英、張茜、張傳雷任主編。全書由張翼英組織，張翼英參與了全部章節的編寫。張翼英、
張茜對全書進行了審校。
本書具體編寫分工如下：第1 章由張翼英博士等編寫，第2 章由張傳雷博士等編寫，第3 章由張翼
英博士、梁琨等編寫，第4 章由王嫄博士等編寫，第5 章由王聰博士、張翼英博士等編寫，第6 章由張茜博士等編寫，第7 章由黨鑫博士等編寫，第8 章由劉堯猛、戴鳳智等編寫，第9 章由周保先、王嫄博
士等編寫，第10 章由張亞男博士、於文平博士等編寫，第11 章由張文、李龍等編寫，第12 章由馬興
毅博士、李冰博士等編寫。
在本書的編寫過程中，中國水利水電出版社給予了大力支持，同時，尚龍、王鵬凱、馬彩
霞、張楠、柳依陽、王德龍、羅劍、李英卓、劉晶晶、翟俊武等同學也參與了本書的編寫工作，在此一
並表示感謝。
希望本書能夠對關心人工智能技術和產業發展的各級領導和行業監管部門人員、高校師生，以及產
業鏈相關各領域的從業人員、投融資人士等讀者有所裨益，能夠為我國人工智能產業發展添磚加瓦。由
於編者水平及時間所限，書中難免會有疏漏和不足之處，歡迎廣大專家和讀者不吝指正。
編者
2021 年3 月