1
2
Mụ c lụ c
Chương I. Trí tuệ nhân tạo mở ra một kỷ nguyên mới.........................7
1.1. Thời gian và không gian: Một ngày của Minh........................................8
Bắt đầu một ngày...........................................................................................8
Bữa ăn sáng: Bữa tiệc thông tin.....................................................................9
Trên đường đi làm: Sự thoải mái của xe hơi................................................10
Đến thăm bệnh viện: Trí thông minh chăm sóc cho cuộc sống...................11
Sau giờ làm việc: Mua sắm tiện lợi..............................................................12
1.2. Ngắn gọn về lịch sử trí tuệ nhân tạo.....................................................13
Sự ra đời......................................................................................................13
Làn sóng đầu tiên (1956-1974): Chuyến đi đầu tiên tuyệt vời.....................15
Làn sóng thứ hai (1980-1987): Sự phát triển của hệ thống chuyên gia.......17
Làn sóng thứ ba (2011-nay): Sự tái tạo rực rỡ............................................18
1.3. Trí thông minh nhân tạo trong mọi ứng dụng cuộc sống..................20
Bảo mật........................................................................................................20
Y tế...............................................................................................................21
Dịch vụ khách hàng thông minh...................................................................22
Lái xe tự động...............................................................................................23
Sản xuất công nghiệp...................................................................................24
1.4. Trí tuệ nhân tạo và máy học...................................................................25
Trí tuệ nhân tạo là gì....................................................................................25
Học từ dữ liệu...............................................................................................26
Hướng nghiên cứu quan trọng.....................................................................27
Học từ hành động.........................................................................................28
1.5. Tóm tắt chương......................................................................................29
Chương II: Phân loại hoa........................................................................30
2.1. Nhiệm vụ phân loại.................................................................................31
2.2. Trích xuất các đặc trưng........................................................................32
Vector đặc trưng (feature vector).................................................................33
3
Điểm đặc trưng và không gian đặc trưng.....................................................35
2.3. Bộ phân loại.............................................................................................35
Huấn luyện bộ phân loại...............................................................................37
Perceptron....................................................................................................39
Support Vector Machines.............................................................................43
2.4. Thực tế: kiểm tra và ứng dụng..............................................................47
2.5. Phân loại đa danh mục...........................................................................49
2.6. Hai vấn đề phân loại ứng dụng trong cuộc sống................................51
Nhận diện khuôn mặt trong máy ảnh...........................................................52
Phát hiện ung thư.........................................................................................53
2.7. Tóm tắt chương......................................................................................55
Chương III: Nhận dạng ảnh....................................................................56
3.1. Phân loại hình ảnh dựa trên các đặc trưng..........................................57
Hình ảnh trong con mắt của máy tính..........................................................58
Tổng quan về đặc trưng của hình ảnh.........................................................60
Phép tích chập..............................................................................................61
3.2. Phân loại ảnh dựa trên Deep Neural Network......................................65
Cấu trúc DNN...............................................................................................67
Lớp Convolutional........................................................................................68
Lớp fully connected......................................................................................69
Lớp softmax..................................................................................................70
Lớp nonlinear activation...............................................................................70
Lớp Pooling..................................................................................................71
Mạng nơron nhân tạo và mạng thần kinh sinh học......................................72
Huấn luyện mạng thần kinh nhân tạo...........................................................73
3.3. Sự phát triển và những thách thức của DNN.......................................74
“Deep”...........................................................................................................74
“Sự giúp đỡ” sâu..........................................................................................75
Dữ liệu..........................................................................................................75
Khả năng tính toán.......................................................................................75
“Sự khó khăn” sâu........................................................................................76
4
Không phù hợp và phù hợp quá mức (under-fitting và over-fitting).............76
Vanishing gradient........................................................................................78
3.4. Ứng dụng phân loại trong cuộc sống hàng ngày................................79
Quét mặt: Nhận dạng khuôn mặt giúp cuộc sống tiện lợi hơn.....................80
Skynet: Công nghệ nhận dạng khuôn mặt hỗ trợ an ninh............................81
3.5. Tóm tắt chương.....................................................................................82
Chương IV. Phân tích âm nhạc..............................................................84
4.1. Nghệ thuật lắng nghe.............................................................................86
Tai người......................................................................................................86
Hiểu ba yếu tố của âm nhạc thông qua phổ âm thanh.................................89
4.2. Phân loại phong cách âm nhạc.............................................................91
Phong cách âm nhạc “trong tai” máy tính....................................................91
Đặc trưng âm thanh: Mel-Frequency Cepstral Coefficients.........................92
Phương pháp học sâu..................................................................................95
4.3. Công nghệ nhận dạng giọng nói...........................................................96
Ứng dụng nhận dạng giọng nói....................................................................96
Nguyên tắc nhận dạng giọng nói..................................................................97
4.4. Công nghệ phục hồi âm nhạc................................................................98
4.5. Tóm tắt chương này...............................................................................99
Chương V. Hiểu về video......................................................................100
5.1. Tĩnh và động: Từ hình ảnh đến video.................................................101
5.2. Mắt đại bàng: Nhận diện hành vi video..............................................103
Các khó khăn trong nhận dạng hành vi......................................................104
Đặc trưng quan trọng của nhận diện hành vi: Chuyển động......................105
Đặc điểm của chuyển động: optical flow....................................................106
HOF............................................................................................................108
5.3. Nhận dạng hành vi video dựa trên học tập sâu.................................111
Phương pháp nhận dạng dựa trên khung hình đơn..................................112
CNN hai luồng............................................................................................113
Xử lý video dài: Mạng phân đoạn chuỗi thời gian......................................115
5.4. Tóm tắt chương....................................................................................117
5
Chương VI. Tự học: Phân loại.............................................................118
6.1. Khi trí tuệ nhân tạo chưa bao giờ nghe tên loài hoa.........................119
6.2. Sự tích lũy: Phân nhóm K-means các loài hoa..................................121
6.3. Chia nhóm người: Phân cụm khuôn mặt trong album.....................125
Phát hiện khuôn mặt...................................................................................126
Điều chỉnh khuôn mặt.................................................................................127
Trích xuất đặc trưng...................................................................................128
Phân cụm khuôn mặt..................................................................................130
6.4. Phân cụm thứ bậc và phân cụm sinh học..........................................132
6.5. Tóm tắt chương....................................................................................134
Chương VII. Hiểu văn bản....................................................................135
7.1. Đặc điểm của nhiệm vụ........................................................................136
7.2. Đặc trưng của văn bản.........................................................................137
Mô hình túi từ.............................................................................................137
Phân đoạn từ..............................................................................................140
Stop word và từ tần số thấp.......................................................................141
Tần số từ và tần suất tài liệu nghịch đảo...................................................141
7.3. Khám phá các chủ đề tiềm năng trong văn bản................................142
Mô hình chủ đề...........................................................................................143
Phân tích ngữ nghĩa tiềm ẩn......................................................................146
7.4. Đề xuất tìm kiếm văn bản của chủ đề.................................................147
7.5. Tóm tắt chương....................................................................................148
Chương VIII. Cây bút của Chúa: Bản vẽ sáng tạo.............................150
8.1. Không gian dữ liệu và phân phối dữ liệu...........................................152
Không gian dữ liệu và phân bố dữ liệu......................................................152
8.2. Người sáng tạo diệu kỳ: Mạng tạo sinh..............................................154
8.3. Mạng phân biệt......................................................................................156
8.4. Hợp tác và tiến bộ trong cuộc đối đầu: Tạo mạng đối đầu..............156
Cố định mạng tạo sinh, huấn luyện mạng phân biệt..................................157
Cố định mạng phân biệt, huấn luyện mạng tạo sinh..................................158
Chứng minh sự đối đầu..............................................................................159