本書以人工智能發(fā)展為時(shí)代背景,通過(guò)20個(gè)實(shí)際案例系統(tǒng)介紹了機(jī)器學(xué)習(xí)模型和算法,為工程技術(shù) 人員提供較為詳細(xì)的實(shí)戰(zhàn)方案,以便深度學(xué)習(xí)。 在編排方式上,全書側(cè)重介紹創(chuàng)新項(xiàng)目的過(guò)程,分別從整體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)流程、實(shí)現(xiàn)模塊等角度論述數(shù)據(jù) 處理、模型訓(xùn)練及模型應(yīng)用,并剖析模塊的功能、使用和程序代碼。為便于讀者高效學(xué)習(xí),快速掌握人工智 能技術(shù)的開發(fā)方法,本書配套提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)工程文檔、程序代碼、出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法,可供讀者舉一反 三,二次開發(fā)。 本書將系統(tǒng)設(shè)計(jì)、代碼實(shí)現(xiàn)以及運(yùn)行結(jié)果展示相結(jié)合,語(yǔ)言簡(jiǎn)潔,講解深入淺出、通俗易懂,不僅適合 Python編程的愛(ài)好者,而且適合作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教材,還可作為智能應(yīng)用創(chuàng)新開發(fā)專業(yè)技術(shù)人員 的參考用書。
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Python作為人工智能和大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的主要開發(fā)語(yǔ)言，具有靈活性強(qiáng)、擴(kuò)展性好、應(yīng)用面廣、可移植、可擴(kuò)展、可嵌入等特點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展迅速，熱度不減，人才需求量逐年攀升，已經(jīng)成為高等院校的專業(yè)課程。
為適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)改革的要求，更好地踐行人工智能模型與算法的應(yīng)用，本書以實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)，采取了創(chuàng)新方式，從不同難度、不同類型、不同算法，融合了同類教材的優(yōu)點(diǎn)，將實(shí)際智能應(yīng)用案例進(jìn)行總結(jié)，希望起到拋磚引玉的作用。
本書的主要內(nèi)容和素材來(lái)自開源網(wǎng)站的人工智能經(jīng)典模型算法、信息工程專業(yè)創(chuàng)新課程內(nèi)容及作者所在學(xué)校近幾年承擔(dān)的科研項(xiàng)目成果、作者指導(dǎo)學(xué)生完成的創(chuàng)新項(xiàng)目。通過(guò)這些創(chuàng)新項(xiàng)目，學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí)，提高了能力，而且為本書提供了手素材和相關(guān)資料。
本書內(nèi)容由總述到分述，先理論后實(shí)踐，采用系統(tǒng)整體架構(gòu)、系統(tǒng)流程與代碼實(shí)現(xiàn)相結(jié)合的方式，對(duì)于從事人工智能開發(fā)、機(jī)器學(xué)習(xí)和算法實(shí)現(xiàn)的專業(yè)技術(shù)人員可作為技術(shù)參考書，提高其工程創(chuàng)新能力； 也可作為信息通信工程及相關(guān)專業(yè)本科生的參考書，為機(jī)器學(xué)習(xí)模型分析、算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供幫助。
本書的編寫得到了教育部電子信息類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、信息工程專業(yè)國(guó)家類特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目、信息工程專業(yè)國(guó)家第二類特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目、教育部CDIO工程教育模式研究與實(shí)踐項(xiàng)目、教育部本科教學(xué)工程項(xiàng)目、信息工程專業(yè)北京市特色專業(yè)建設(shè)、北京市教育教學(xué)改革項(xiàng)目、北京郵電大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目（2020JC03）的大力支持，在此表示感謝！
由于作者水平有限，書中疏漏之處在所難免，衷心地希望各位讀者多提寶貴意見，以便作者進(jìn)一步修改和完善。
編者2021年5月
李永華：北京郵電大學(xué)，教授，擁有超過(guò)10年的軟硬件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)期致力于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算與人工智能的研究工作。在教學(xué)中以興趣為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性；以素質(zhì)為基礎(chǔ)，提高自身教學(xué)水平；以科研為手段，促進(jìn)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，在教學(xué)與科研實(shí)踐中指導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)300余個(gè)創(chuàng)新案例。主持30余項(xiàng)與企事業(yè)單位課題的研究工作，在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊及會(huì)議發(fā)表論文100余篇，申請(qǐng)專利50余項(xiàng)，出版圖書20余部。
項(xiàng)目1基于馬爾可夫模型的自動(dòng)即興音樂(lè)推薦
1.1總體設(shè)計(jì)
1.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
1.1.2系統(tǒng)流程
1.2運(yùn)行環(huán)境
1.2.1Python環(huán)境
1.2.2PC環(huán)境配置
1.3模塊實(shí)現(xiàn)
1.3.1鋼琴伴奏制作
1.3.2樂(lè)句生成
1.3.3貝斯伴奏制作
1.3.4匯總歌曲制作
1.3.5GUI設(shè)計(jì)
1.4系統(tǒng)測(cè)試
項(xiàng)目2小型智能健康推薦助手
2.1總體設(shè)計(jì)
2.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
2.1.2系統(tǒng)流程
2.2運(yùn)行環(huán)境
2.3模塊實(shí)現(xiàn)
2.3.1疾病預(yù)測(cè)
2.3.2藥物推薦
2.3.3模型測(cè)試
2.4系統(tǒng)測(cè)試
2.4.1訓(xùn)練準(zhǔn)確度
2.4.2測(cè)試效果
2.4.3模型應(yīng)用
項(xiàng)目3基于SVM的酒店評(píng)論推薦系統(tǒng)
3.1總體設(shè)計(jì)
3.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
3.1.2系統(tǒng)流程
3.2運(yùn)行環(huán)境
3.2.1Python環(huán)境
3.2.2TensorFlow環(huán)境
3.2.3安裝其他模塊
3.2.4安裝MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)
3.3模塊實(shí)現(xiàn)
3.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.3.2模型訓(xùn)練及保存
3.3.3模型測(cè)試
3.4系統(tǒng)測(cè)試
3.4.1訓(xùn)練準(zhǔn)確率
3.4.2測(cè)試效果
3.4.3模型應(yīng)用
項(xiàng)目4基于MovieLens數(shù)據(jù)集的電影推薦系統(tǒng)
4.1總體設(shè)計(jì)
4.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
4.1.2系統(tǒng)流程
4.2運(yùn)行環(huán)境
4.2.1Python環(huán)境
4.2.2TensorFlow環(huán)境
4.2.3后端服務(wù)器
4.2.4Django環(huán)境配置
4.2.5微信小程序環(huán)境
4.3模塊實(shí)現(xiàn)
4.3.1模型訓(xùn)練
4.3.2后端Django
4.3.3前端微信小程序
4.4系統(tǒng)測(cè)試
4.4.1模型損失曲線
4.4.2測(cè)試效果
項(xiàng)目5基于排隊(duì)時(shí)間預(yù)測(cè)的智能導(dǎo)航推薦系統(tǒng)
5.1總體設(shè)計(jì)
5.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
5.1.2系統(tǒng)流程
5.2運(yùn)行環(huán)境
5.2.1Python環(huán)境
5.2.2Scikitlearn環(huán)境
5.3模塊實(shí)現(xiàn)
5.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
5.3.2客流預(yù)測(cè)
5.3.3百度地圖API調(diào)用
5.3.4GUI設(shè)計(jì)
5.3.5路徑規(guī)劃
5.3.6智能推薦
5.4系統(tǒng)測(cè)試
5.4.1訓(xùn)練準(zhǔn)確率
5.4.2測(cè)試效果
5.4.3程序應(yīng)用
項(xiàng)目6基于人工智能的面相推薦分析
6.1總體設(shè)計(jì)
6.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
6.1.2系統(tǒng)流程
6.2運(yùn)行環(huán)境
6.2.1Python環(huán)境
6.2.2TensorFlow環(huán)境
6.2.3界面編程環(huán)境
6.3模塊實(shí)現(xiàn)
6.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
6.3.2模型構(gòu)建
6.3.3模型訓(xùn)練及保存
6.3.4模型測(cè)試
6.4系統(tǒng)測(cè)試
6.4.1訓(xùn)練準(zhǔn)確率
6.4.2測(cè)試效果
6.4.3模型應(yīng)用
項(xiàng)目7圖片情感分析與匹配音樂(lè)生成推薦
7.1總體設(shè)計(jì)
7.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
7.1.2系統(tǒng)流程
7.2運(yùn)行環(huán)境
7.2.1Python環(huán)境
7.2.2Magenta環(huán)境
7.3模塊實(shí)現(xiàn)
7.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
7.3.2模型構(gòu)建
7.3.3模型訓(xùn)練及保存
7.4系統(tǒng)測(cè)試
7.4.1測(cè)試效果
7.4.2模型應(yīng)用
項(xiàng)目8新聞自動(dòng)文摘推薦系統(tǒng)
8.1總體設(shè)計(jì)
8.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
8.1.2系統(tǒng)流程
8.2運(yùn)行環(huán)境
8.2.1Python環(huán)境
8.2.2TensorFlow環(huán)境
8.3模塊實(shí)現(xiàn)
8.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
8.3.2詞云構(gòu)建
8.3.3關(guān)鍵詞提取
8.3.4語(yǔ)音播報(bào)
8.3.5LDA主題模型
8.3.6模型構(gòu)建
8.4系統(tǒng)測(cè)試
項(xiàng)目9基于用戶特征的預(yù)測(cè)流量套餐推薦
9.1總體設(shè)計(jì)
9.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
9.1.2系統(tǒng)流程
9.2運(yùn)行環(huán)境
9.2.1Python環(huán)境
9.2.2Scikitlearn庫(kù)的安裝
9.3邏輯回歸算法模塊實(shí)現(xiàn)
9.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
9.3.2模型構(gòu)建
9.3.3模型訓(xùn)練及保存
9.3.4模型預(yù)測(cè)
9.4樸素貝葉斯算法模型實(shí)現(xiàn)
9.4.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
9.4.2模型構(gòu)建
9.4.3模型評(píng)估
9.5系統(tǒng)測(cè)試
項(xiàng)目10校園知識(shí)圖譜問(wèn)答推薦系統(tǒng)
10.1總體設(shè)計(jì)
10.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
10.1.2系統(tǒng)流程
10.2運(yùn)行環(huán)境
10.2.1Python環(huán)境
10.2.2服務(wù)器環(huán)境
10.3模塊實(shí)現(xiàn)
10.3.1構(gòu)造數(shù)據(jù)集
10.3.2識(shí)別網(wǎng)絡(luò)
10.3.3命名實(shí)體糾錯(cuò)
10.3.4檢索問(wèn)題類別
10.3.5查詢結(jié)果
10.4系統(tǒng)測(cè)試
10.4.1命名實(shí)體識(shí)別網(wǎng)絡(luò)測(cè)試
10.4.2知識(shí)圖譜問(wèn)答系統(tǒng)整體測(cè)試
項(xiàng)目11新聞推薦系統(tǒng)
11.1總體設(shè)計(jì)
11.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
11.1.2系統(tǒng)流程
11.2運(yùn)行環(huán)境
11.2.1Python環(huán)境
11.2.2node.js前端環(huán)境
11.2.3MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)
11.3模塊實(shí)現(xiàn)
11.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
11.3.2熱度值計(jì)算
11.3.3相似度計(jì)算
11.3.4新聞統(tǒng)計(jì)
11.3.5API接口開發(fā)
11.3.6前端界面實(shí)現(xiàn)
11.4系統(tǒng)測(cè)試
項(xiàng)目12口紅色號(hào)檢測(cè)推薦系統(tǒng)
12.1總體設(shè)計(jì)
12.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
12.1.2系統(tǒng)流程
12.2運(yùn)行環(huán)境
12.2.1Python環(huán)境
12.2.2TensorFlow環(huán)境
12.2.3安裝face_recognition
12.2.4安裝colorsys模塊
12.2.5安裝PyQt 5
12.2.6安裝QCandyUi
12.2.7庫(kù)依賴關(guān)系
12.3模塊實(shí)現(xiàn)
12.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
12.3.2系統(tǒng)搭建
12.4系統(tǒng)測(cè)試
項(xiàng)目13基于矩陣分解算法的Steam游戲推薦系統(tǒng)
13.1總體設(shè)計(jì)
13.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
13.1.2系統(tǒng)流程
13.2運(yùn)行環(huán)境
13.2.1Python環(huán)境
13.2.2TensorFlow環(huán)境
13.2.3PyQt 5環(huán)境
13.3模塊實(shí)現(xiàn)
13.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
13.3.2模型構(gòu)建
13.3.3模型訓(xùn)練及保存
13.3.4模型測(cè)試
13.4系統(tǒng)測(cè)試
13.4.1訓(xùn)練準(zhǔn)確率
13.4.2測(cè)試效果
13.4.3模型應(yīng)用
項(xiàng)目14語(yǔ)音識(shí)別和字幕推薦系統(tǒng)
14.1總體設(shè)計(jì)
14.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
14.1.2系統(tǒng)流程
14.2運(yùn)行環(huán)境
14.3模塊實(shí)現(xiàn)
14.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
14.3.2翻譯
14.3.3格式轉(zhuǎn)換
14.3.4音頻切割
14.3.5語(yǔ)音識(shí)別
14.3.6文本切割
14.3.7main函數(shù)
14.4系統(tǒng)測(cè)試
項(xiàng)目15發(fā)型推薦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
15.1總體設(shè)計(jì)
15.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
15.1.2系統(tǒng)流程
15.2運(yùn)行環(huán)境
15.2.1Python環(huán)境
15.2.2PyCharm環(huán)境
15.3模塊實(shí)現(xiàn)
15.3.1Face ?API調(diào)用
15.3.2數(shù)據(jù)爬取
15.3.3模型構(gòu)建
15.3.4用戶界面設(shè)計(jì)
15.4系統(tǒng)測(cè)試
15.4.1測(cè)試效果
15.4.2用戶界面
項(xiàng)目16基于百度AI的垃圾分類推薦系統(tǒng)
16.1總體設(shè)計(jì)
16.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
16.1.2系統(tǒng)流程
16.1.3PC端系統(tǒng)流程
16.2運(yùn)行環(huán)境
16.2.1Python環(huán)境
16.2.2微信開發(fā)者工具
16.2.3百度AI
16.3模塊實(shí)現(xiàn)
16.3.1PC端垃圾分類
16.3.2移動(dòng)端微信小程序
16.4系統(tǒng)測(cè)試
16.4.1PC端效果展示
16.4.2微信小程序效果展示
項(xiàng)目17協(xié)同過(guò)濾音樂(lè)推薦系統(tǒng)
17.1總體設(shè)計(jì)
17.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
17.1.2系統(tǒng)流程
17.2運(yùn)行環(huán)境
17.2.1Python環(huán)境
17.2.2PyCharm和Jupyter
17.3模塊實(shí)現(xiàn)
17.3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
17.3.2算法實(shí)現(xiàn)
17.3.3算法測(cè)評(píng)
17.4系統(tǒng)測(cè)試
項(xiàng)目18護(hù)膚品推薦系統(tǒng)
18.1總體設(shè)計(jì)
18.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
18.1.2系統(tǒng)流程
18.2運(yùn)行環(huán)境
18.3模塊實(shí)現(xiàn)
18.3.1文件讀入
18.3.2推薦算法
18.3.3應(yīng)用模塊
18.3.4測(cè)試調(diào)用函數(shù)
18.4系統(tǒng)測(cè)試
項(xiàng)目19基于人臉識(shí)別的特定整蠱推薦系統(tǒng)
19.1總體設(shè)計(jì)
19.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
19.1.2系統(tǒng)流程
19.2運(yùn)行環(huán)境
19.2.1Python環(huán)境
19.2.2PyCharm環(huán)境
19.2.3dlib和face_recognition庫(kù)
19.3模塊實(shí)現(xiàn)
19.3.1人臉識(shí)別
19.3.2美顏處理
19.4系統(tǒng)測(cè)試
19.4.1人臉識(shí)別效果
19.4.2美顏效果
19.4.3GUI展示
項(xiàng)目20TensorFlow 2實(shí)現(xiàn)AI推薦換臉
20.1總體設(shè)計(jì)
20.1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
20.1.2系統(tǒng)流程
20.2運(yùn)行環(huán)境
20.3模塊實(shí)現(xiàn)
20.3.1數(shù)據(jù)集
20.3.2自編碼器
20.3.3訓(xùn)練模型
20.3.4測(cè)試模型
20.4系統(tǒng)測(cè)試
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