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機(jī)器學(xué)習(xí):使用OpenCV和Python進(jìn)行智能圖像處理

機(jī)器學(xué)習(xí):使用OpenCV和Python進(jìn)行智能圖像處理

定 價(jià):¥69.00

作 者: (美)邁克爾·貝耶勒
出版社: 機(jī)械工業(yè)出版社
叢編項(xiàng):
標(biāo) 簽: 暫缺

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ISBN: 9787111611516 出版時(shí)間: 2018-12-01 包裝:
開(kāi)本: 頁(yè)數(shù): 字?jǐn)?shù):  

內(nèi)容簡(jiǎn)介

  本書(shū)是一本基于OpenCV和Python的機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)戰(zhàn)手冊(cè),既詳細(xì)介紹機(jī)器學(xué)習(xí)及OpenCV相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),又通過(guò)具體實(shí)例展示如何使用OpenCV和Python實(shí)現(xiàn)各種機(jī)器學(xué)習(xí)算法,并提供大量示列代碼,可以幫助你掌握機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)用技巧,解決各種不同的機(jī)器學(xué)習(xí)和圖像處理問(wèn)題。全書(shū)共12章,第1章簡(jiǎn)要介紹機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí),并講解如何安裝OpenCV和Python工具;第2章展示經(jīng)典的機(jī)器學(xué)習(xí)處理流程及OpenCV和Python工具的使用;第3章討論監(jiān)督學(xué)習(xí)算法,以及如何使用OpenCV實(shí)現(xiàn)這些算法;第4章討論數(shù)據(jù)表示和特征工程,并介紹OpenCV中提供的用于處理圖像數(shù)據(jù)的常見(jiàn)特征提取技術(shù);第5章展示如何使用OpenCV構(gòu)建決策樹(shù)進(jìn)行醫(yī)療診斷;第6章討論如何使用OpenCV構(gòu)建支持向量機(jī)檢測(cè)行人;第7章介紹概率論,并展示如何使用貝葉斯學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)垃圾郵件過(guò)濾;第8章討論一些非監(jiān)督學(xué)習(xí)算法;第9章詳細(xì)講解如何構(gòu)建深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)識(shí)別手寫數(shù)字;第10章討論如何高效地集成多個(gè)算法來(lái)提升性能;第11章討論如何比較不同分類器的結(jié)果,選擇合適的工具;第12章給出一些處理實(shí)際機(jī)器學(xué)習(xí)問(wèn)題的提示和技巧。

作者簡(jiǎn)介

  Michael Beyeler是華盛頓大學(xué)神經(jīng)工程和數(shù)據(jù)科學(xué)專業(yè)的博士后,主攻仿生視覺(jué)計(jì)算模型,用以為盲人植入人工視網(wǎng)膜(仿生眼睛),改善盲人的視覺(jué)體驗(yàn)。 他的工作屬于神經(jīng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)的交叉領(lǐng)域。他也是2015年P(guān)ackt出版的《OpenCV with Python Blueprints》一書(shū)的作者,該書(shū)是構(gòu)建高級(jí)計(jì)算機(jī)視覺(jué)項(xiàng)目的實(shí)用指南。同時(shí)他也是多個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目的積極貢獻(xiàn)者,具有Python、C/C++、CUDA、MATLAB和Android的專業(yè)編程經(jīng)驗(yàn)。他還擁有加利福尼亞大學(xué)歐文分校計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的博士學(xué)位、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院生物醫(yī)學(xué)專業(yè)的碩士學(xué)位和電子工程專業(yè)的學(xué)士學(xué)位。當(dāng)他不“呆頭呆腦” 地研究大腦時(shí),他會(huì)攀登雪山、參加現(xiàn)場(chǎng)音樂(lè)會(huì)或者彈鋼琴。

圖書(shū)目錄

譯者序

前言

審校者簡(jiǎn)介

第1章 品味機(jī)器學(xué)習(xí) 1

1.1 初步了解機(jī)器學(xué)習(xí) 1

1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)可以解決的事情 3

1.3 初步了解 Python 4

1.4 初步了解 OpenCV 4

1.5 安裝 5

1.5.1 獲取本書(shū)最新的代碼 5

1.5.2 掌握 Python Anaconda 6

1.5.3 在 conda 環(huán)境中安裝OpenCV 8

1.5.4 驗(yàn)證安裝結(jié)果 9

1.5.5 一睹 OpenCV ML 模塊 11

1.6 總結(jié) 11

第2章 使用 OpenCV 和 Python處理數(shù)據(jù) 12

2.1 理解機(jī)器學(xué)習(xí)流程 12

2.2 使用 OpenCV 和 Python 處理數(shù)據(jù) 14

2.2.1 創(chuàng)建一個(gè)新的 IPython 或 Jupyter 會(huì)話 15

2.2.2 使用 Python 的 NumPy包處理數(shù)據(jù) 16

2.2.3 在 Python 中載入外部數(shù)據(jù)集 20

2.2.4 使用 Matplotlib 進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化 21

2.2.5 使用C++ 中 OpenCV 的 TrainData 容器處理數(shù)據(jù) 26

2.3 總結(jié) 27

第3章 監(jiān)督學(xué)習(xí)的第一步 28

3.1 理解監(jiān)督學(xué)習(xí) 28

3.1.1 了解 OpenCV 中的監(jiān)督學(xué)習(xí) 29

3.1.2 使用評(píng)分函數(shù)評(píng)估模型性能 30

3.2 使用分類模型預(yù)測(cè)類別 35

3.2.1 理解 k-NN 算法 37

3.2.2 使用 OpenCV實(shí)現(xiàn) k-NN 37

3.3 使用回歸模型預(yù)測(cè)連續(xù)結(jié)果 43

3.3.1 理解線性回歸 43

3.3.2 使用線性回歸預(yù)測(cè)波士頓房?jī)r(jià) 44

3.3.3 應(yīng)用 Lasso 回歸和ridge 回歸 48

3.4 使用邏輯回歸對(duì)鳶尾花種類進(jìn)行分類 48

3.5 總結(jié) 53

第4 數(shù)據(jù)表示與特征工程 54

4.1 理解特征工程 54

4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理 55

4.2.1 特征標(biāo)準(zhǔn)化 56

4.2.2 特征歸一化 57

4.2.3 特征縮放到一定的范圍 57

4.2.4 特征二值化 58

4.2.5 缺失數(shù)據(jù)處理 58

4.3 理解降維 59

4.3.1 在OpenCV 中實(shí)現(xiàn)主成分分析 61

4.3.2 實(shí)現(xiàn)獨(dú)立成分分析 64

4.3.3 實(shí)現(xiàn)非負(fù)矩陣分解 65

4.4 類別變量表示 66

4.5 文本特征表示 68

4.6 圖像表示 69

4.6.1 使用色彩空間 69

4.6.2 圖像角點(diǎn)檢測(cè) 71

4.6.3 使用尺度不變特征變換 72

4.6.4 使用加速健壯特征 74

4.7 總結(jié) 75

第5章 使用決策樹(shù)進(jìn)行醫(yī)療診斷 76

5.1 理解決策樹(shù) 76

5.1.1 構(gòu)建第一個(gè)決策樹(shù) 79

5.1.2 可視化訓(xùn)練得到的決策樹(shù) 85

5.1.3 深入了解決策樹(shù)的內(nèi)部工作機(jī)制 87

5.1.4 特征重要性評(píng)分 88

5.1.5 理解決策規(guī)則 89

5.1.6 控制決策樹(shù)的復(fù)雜度 90

5.2 使用決策樹(shù)進(jìn)行乳腺癌的診斷 90

5.2.1 載入數(shù)據(jù)集 91

5.2.2 構(gòu)建決策樹(shù) 92

5.3 使用決策樹(shù)進(jìn)行回歸 96

5.4 總結(jié) 99

第6章 使用支持向量機(jī)檢測(cè)行人 100

6.1 理解線性支持向量機(jī) 100

6.1.1 學(xué)習(xí)最優(yōu)決策邊界 101

6.1.2 實(shí)現(xiàn)我們的第一個(gè)支持向量機(jī) 102

6.2 處理非線性決策邊界 107

6.2.1 理解核機(jī)制 108

6.2.2 認(rèn)識(shí)我們的核 109

6.2.3 實(shí)現(xiàn)非線性支持向量機(jī) 109

6.3 自然環(huán)境下的行人檢測(cè) 110

6.3.1 獲取數(shù)據(jù)集 111

6.3.2 初窺方向梯度直方圖 113

6.3.3 生成負(fù)樣本 114

6.3.4 實(shí)現(xiàn)支持向量機(jī) 116

6.3.5 模型自舉 116

6.3.6 在更大的圖像中檢測(cè)行人 118

6.3.7 進(jìn)一步優(yōu)化模型 120

6.4 總結(jié) 121

第7章 使用貝葉斯學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)垃圾郵件過(guò)濾 122

7.1 理解貝葉斯推斷 122

7.1.1 概率論的短暫之旅 123

7.1.2 理解貝葉斯定理 124

7.1.3 理解樸素貝葉斯分類器 126

7.2 實(shí)現(xiàn)第一個(gè)貝葉斯分類器 127

7.2.1 創(chuàng)建一個(gè)練習(xí)數(shù)據(jù)集 127

7.2.2 使用一個(gè)正態(tài)貝葉斯分類器對(duì)數(shù)據(jù)分類 128

7.2.3 使用一個(gè)樸素貝葉斯分類器對(duì)數(shù)據(jù)分類 131

7.2.4 條件概率的可視化 132

7.3 使用樸素貝葉斯分類器對(duì)郵件分類 134

7.3.1 載入數(shù)據(jù)集 134

7.3.2 使用Pandas構(gòu)建數(shù)據(jù)矩陣 136

7.3.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理 137

7.3.4 訓(xùn)練正態(tài)貝葉斯分類器 138

7.3.5 使用完整的數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練 139

7.3.6 使用n-gram提升結(jié)果 139

7.3.7 使用TD-IDF提升結(jié)果 140

7.4 總結(jié) 141

第8章 使用非監(jiān)督學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)隱藏結(jié)構(gòu) 142

8.1 理解非監(jiān)督學(xué)習(xí) 142

8.2 理解k均值聚類 143

8.3 理解期望最大化 145

8.3.1 實(shí)現(xiàn)期望最大化解決方案 146

8.3.2 了解期望最大化的局限 148

8.4 使用k均值壓縮色彩空間 154

8.4.1 真彩色調(diào)色板的可視化 154

8.4.2 使用k均值減少調(diào)色板 157

8.5 使用k均值對(duì)手寫數(shù)字分類 159

8.5.1 載入數(shù)據(jù)集 159

8.5.2 運(yùn)行k均值 159

8.6 把聚類組織成層次樹(shù) 161

8.6.1 理解層次聚類 161

8.6.2 實(shí)現(xiàn)凝聚層次聚類 162

8.7 總結(jié) 163

第9章 使用深度學(xué)習(xí)對(duì)手寫數(shù)字分類 164

9.1 理解McCulloch-Pitts神經(jīng)元 164

9.2 理解感知器 167

9.3 實(shí)現(xiàn)第一個(gè)感知器 169

9.3.1 生成練習(xí)數(shù)據(jù)集 170

9.3.2 使用數(shù)據(jù)擬合感知器 171

9.3.3 評(píng)估感知器分類器 171

9.3.4 把感知器應(yīng)用到線性不可分的數(shù)據(jù)上 173

9.4 理解多層感知器 174

9.4.1 理解梯度下降 175

9.4.2 使用反向傳播訓(xùn)練多層感知器 178

9.4.3 在OpenCV中實(shí)現(xiàn)多層感知器 179

9.5 了解深度學(xué)習(xí) 183

9.6 手寫數(shù)字分類 186

9.6.1 載入MNIST數(shù)據(jù)集 187

9.6.2 MNIST數(shù)據(jù)集預(yù)處理 188

9.6.3 使用OpenCV訓(xùn)練一個(gè)MLP 189

9.6.4 使用Keras訓(xùn)練一個(gè)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 190

9.7 總結(jié) 192

第10章 組合不同算法為一個(gè)整體 193

10.1 理解集成方法 193

10.1.1 理解平均集成 195

10.1.2 理解提升集成 197

10.1.3 理解堆疊集成 200

10.2 組合決策樹(shù)為隨機(jī)森林 200

10.2.1 理解決策樹(shù)的不足 200

10.2.2 實(shí)現(xiàn)第一個(gè)隨機(jī)森林 204

10.2.3 使用scikit-learn實(shí)現(xiàn)一個(gè)隨機(jī)森林 205

10.2.4 實(shí)現(xiàn)極端隨機(jī)樹(shù) 206

10.3 使用隨機(jī)森林進(jìn)行人臉識(shí)別 208

10.3.1 載入數(shù)據(jù)集 208

10.3.2 預(yù)處理數(shù)據(jù)集 209

10.3.3 訓(xùn)練和測(cè)試隨機(jī)森林 210

10.4 實(shí)現(xiàn)AdaBoost 212

10.4.1 使用OpenCV實(shí)現(xiàn)AdaBoost 212

10.4.2 使用scikit-learn實(shí)現(xiàn)AdaBoost 213

10.5 組合不同模型為一個(gè)投票分類器 214

10.5.1 理解不同的投票機(jī)制 214

10.5.2 實(shí)現(xiàn)一個(gè)投票分類器 215

10.6 總結(jié) 217

第11章 通過(guò)超參數(shù)調(diào)優(yōu)選擇合適的模型 218

11.1 評(píng)估一個(gè)模型 218

11.1.1 評(píng)估模型錯(cuò)誤的方法 219

11.1.2 評(píng)估模型正確的方法 220

11.1.3 選擇最好的模型 221

11.2 理解交叉驗(yàn)證 223

11.2.1 使用OpenCV手動(dòng)實(shí)現(xiàn)交叉驗(yàn)證 225

11.2.2 使用scikit-learn進(jìn)行k折交叉驗(yàn)證 226

11.2.3 實(shí)現(xiàn)留一法交叉驗(yàn)證 227

11.3 使用自舉評(píng)估魯棒性 228

11.4 評(píng)估結(jié)果的重要性 230

11.4.1 實(shí)現(xiàn)T檢驗(yàn) 230

11.4.2 實(shí)現(xiàn)配對(duì)卡方檢驗(yàn) 232

11.5 使用網(wǎng)格搜索進(jìn)行超參數(shù)調(diào)優(yōu) 233

11.5.1 實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)格搜索 234

11.5.2 理解驗(yàn)證集的價(jià)值 235

11.5.3 網(wǎng)格搜索結(jié)合交叉驗(yàn)證 236

11.5.4 網(wǎng)格搜索結(jié)合嵌套交叉驗(yàn)證 238

11.6 使用不同評(píng)估指標(biāo)來(lái)對(duì)模型評(píng)分 239

11.6.1 選擇正確的分類指標(biāo) 239

11.6.2 選擇正確的回歸指標(biāo) 240

11.7 鏈接算法形成一個(gè)管道 240

11.7.1 用 scikit-learn 實(shí)現(xiàn)管道 241

11.7.2 在網(wǎng)格搜索中使用管道 242

11.8 總結(jié) 243

第12章 綜合 244

12.1 著手處理一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)問(wèn)題 244

12.2 構(gòu)建自己的估計(jì)器 245

12.2.1 使用C++編寫自己的基于OpenCV的分類器 245

12.2.2 使用Python 編寫自己的基于scikit-learn的分類器 247

12.3 今后的方向 249

12.4 總結(jié) 251

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