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机器学习算法系列(15):EM算法

机器学习算法系列(15):EM算法
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人工智能之机器学习常见算法

人工智能之机器学习常见算法 摘要机器学习无疑是当前数据分析领域的一个热点内容。很多人在平时的工作中都或多或少会用到机器学习的算法。这里小编为您总结一下常见的机器学习算法,以供您在工作和学习中参考。 机器学习的算法很多。很多时候困惑人们都是,很多算法是一类算法,而有些算法又是从其他算法中延伸出来的。这里,我们从两个方面来给大家介绍,第一个方面是学习的方式,第二个方面是算法的类似性。 学习方式 根据数据类型的不同,对一个问题的建模有不同的方式。在机器学习或者人工智能领域,人们首先会考虑算法的学习方式。在机器学习领域,有几种主要的学习方式。将算法按照学习方式分类是一个不错的想法,这样可以让人们在建模和算法选择的时候考虑能根据输入数据来选择最合适的算法来获得最好的结果。 监督式学习: 在监督式学习下,输入数据被称为训练数据,每组训练数据有一个明确的标识或结果,如对防垃圾邮件系统中垃圾邮件非垃圾邮件,对手写数字识别中的1,2,3,4等。在建立预测模型的时候,监督式学习建立一个学习过程,将预测结果与训练数据的实际结果进行比较,不断的调整预测模型,直到模型的预测结果达到一个预期的准确率。监督式学习的常见应用场景如分类问题和回归问题。常见算法有逻辑回归(LogisTIc Regression)和反向传递神经网络(Back PropagaTIon Neural Network) 非监督式学习: 在非监督式学习中,数据并不被特别标识,学习模型是为了推断出数据的一些内在结构。常见的应用场景包括关联规则的学习以及聚类等。常见算法包括Apriori算法以及k-Means 算法。 半监督式学习: 在此学习方式下,输入数据部分被标识,部分没有被标识,这种学习模型可以用来进行预

机器视觉检测的分析简答作业及答案要点学习资料

2012研究生机器视觉课程检测及课程设计内容 一、回答下列问题: 1、什么是机器视觉,它的目标是什么?能否画出机器视觉检测系统的结构方 块图,并说出它们的工作过程原理和与人类视觉的关系? 机器视觉是机器(通常指计算机)对图像进行自动处理并报告“图像中有什么”的过程,也就是说它识别图像中的内容。图像中的内容往往是某些机器零件,而处理的目标不仅要能对机器零件定位,还要能对其进行检验。 原始数据特征向量类别标识 特征度量模式分类器 机器视觉系统的组成框图 2、在机器视觉检测技术中:什么是点视觉技术、一维视觉技术、二维视觉技 术、三维视觉技术、运动视觉技术、彩色视觉技术、非可见光视觉技术等? 能否说出他们的应用领域病句、案例?能否描述它们的技术特点? 答:点视觉:用一个独立变量表示的视觉称之为点视觉。如应用位移传感器测量物体的移动速度。 一维视觉:普通的CCD。 两维视觉:用两个独立变量表示的视觉称之为两维视觉。比如普通的CCD。 三维视觉:用三个独立变量表示的视觉称之为三维视觉。比如用两个相机拍摄(双目视觉);或者使用一个相机和一个辅助光源。 彩色视觉:用颜色作为变量的视觉称之为彩色视觉。物体的颜色是由照 射光源的光谱成分、光线在物体上反射和吸收的情况决定的。比如,一 个蓝色物体在日光下观察呈现蓝色,是由于这个物体将日光中的蓝光 反射出来,而吸收了光谱中的其他部分的光谱,而同样的蓝色物体, 在红色的光源照射下,则呈现红紫色, 非可见光视觉技术:用非可见光作为光源的视觉技术。比如非可见光成像技术。

3、机器视觉检测技术中:光源的种类有哪些?不同光源的特点是什么?光照 方式有几种?不同光照方式的用途是什么?又和技术特点和要求? 机器视觉检测技术中光源有以下几种:荧光灯,卤素灯+光纤导管,LED 光源,激光,紫外光等。几种光源的特点如下: 成本亮度稳定度使用寿命复杂设计温度影响种类名 称 荧光灯低差差一般低一般 卤素灯+光纤导管高好一般差一般差LED光源一般一般好好高低光照方式有以下几种: 背景光法(背光照射)是将被测物置于相机和光源之间。这种照明方式的优点是可将被测物的边缘轮廓清晰地勾勒出来。由于在图像中,被测物所遮挡的部分为黑色,而未遮挡的部分为白色,因此形成“黑白分明”的易于系统分析的图像。此方法被应用于90%的测量系统中。 前景光法(正面照射)是将灯源置于被测物和相机之前。又可分为明场照射和暗场照射。明场照射是为了获得物体的几乎全部信息,照射物体的光在视野范围之内几乎全部反射回去;暗场照射是为了获取物体表面的凹凸,照射物体的光在视野范围之外有部分光反射回去。 同轴光法是将灯源置于被测物和相机之间。 4、机器视觉检测系统中,光学系统的作用是什么?光学器件有哪几种,它们 各自的作用是什么?光学镜头有几种类型,它们各自有何用途?光学镜头有哪些技术参数,各自对测量有什么影响? 答:机器视觉检测系统中,光学系统用来采集物体的轮廓、色彩等信息。 光学器件主要有:镜头、成像器件(CCD和CMOS)、光圈、快门等。 镜头的作用是对成像光线进行调焦等处理,使成像更清晰;成像器件的作用是将光学图像转换成模拟电信号;光圈的作用如同人得瞳孔, 控制入射光的入射量,实现曝光平衡;快门的作用是将想要获取的光学

机器学习中常见的几种优化方法

机器学习中常见的几种优化方法 阅读目录 1. 梯度下降法(Gradient Descent) 2. 牛顿法和拟牛顿法(Newton's method & Quasi-Newton Methods) 3. 共轭梯度法(Conjugate Gradient) 4. 启发式优化方法 5. 解决约束优化问题——拉格朗日乘数法 我们每个人都会在我们的生活或者工作中遇到各种各样的最优化问题,比如每个企业和个人都要考虑的一个问题“在一定成本下,如何使利润最大化”等。最优化方法是一种数学方法,它是研究在给定约束之下如何寻求某些因素(的量),以使某一(或某些)指标达到最优的一些学科的总称。随着学习的深入,博主越来越发现最优化方法的重要性,学习和工作中遇到的大多问题都可以建模成一种最优化模型进行求解,比如我们现在学习的机器学习算法,大部分的机器学习算法的本质都是建立优化模型,通过最优化方法对目标函数(或损失函数)进行优化,从而训练出最好的模型。常见的最优化方法有梯度下降法、牛顿法和拟牛顿法、共轭梯

度法等等。 回到顶部 1. 梯度下降法(Gradient Descent) 梯度下降法是最早最简单,也是最为常用的最优化方法。梯度下降法实现简单,当目标函数是凸函数时,梯度下降法的解是全局解。一般情况下,其解不保证是全局最优解,梯度下降法的速度也未必是最快的。梯度下降法的优化思想是用当前位置负梯度方向作为搜索方向,因为该方向为当前位置的最快下降方向,所以也被称为是”最速下降法“。最速下 降法越接近目标值,步长越小,前进越慢。梯度下降法的搜索迭代示意图如下图所示: 牛顿法的缺点: (1)靠近极小值时收敛速度减慢,如下图所示; (2)直线搜索时可能会产生一些问题; (3)可能会“之字形”地下降。 从上图可以看出,梯度下降法在接近最优解的区域收敛速度明显变慢,利用梯度下降法求解需要很多次的迭代。 在机器学习中,基于基本的梯度下降法发展了两种梯度下降方法,分别为随机梯度下降法和批量梯度下降法。

机器学习常见算法分类汇总

机器学习常见算法分类汇总 ?作者:王萌 ?星期三, 六月25, 2014 ?Big Data, 大数据, 应用, 热点, 计算 ?10条评论 机器学习无疑是当前数据分析领域的一个热点内容。很多人在平时的工作中都或多或少会用到机器学习的算法。这里IT经理网为您总结一下常见的机器学习算法,以供您在工作和学习中参考。 机器学习的算法很多。很多时候困惑人们都是,很多算法是一类算法,而有些算法又是从其他算法中延伸出来的。这里,我们从两个方面来给大家介绍,第一个方面是学习的方式,第二个方面是算法的类似性。 学习方式 根据数据类型的不同,对一个问题的建模有不同的方式。在机器学习或者人工智能领域,人们首先会考虑算法的学习方式。在机器学习领域,有几种主要的学习方式。将算法按照学习方式分类是一个不错的想法,这样可以让人们在建模和算法选择的时候考虑能根据输入数据来选择最合适的算法来获得最好的结果。 监督式学习:

在监督式学习下,输入数据被称为“训练数据”,每组训练数据有一个明确的标识或结果,如对防垃圾邮件系统中“垃圾邮件”“非垃圾邮件”,对手写数字识别中的“1“,”2“,”3“,”4“等。在建立预测模型的时候,监督式学习建立一个学习过程,将预测结果与“训练数据”的实际结果进行比较,不断的调整预测模型,直到模型的预测结果达到一个预期的准确率。监督式学习的常见应用场景如分类问题和回归问题。常见算法有逻辑回归(Logistic Regression)和反向传递神经网络(Back Propagation Neural Network) 非监督式学习: 在非监督式学习中,数据并不被特别标识,学习模型是为了推断出数据的一些内在结构。常见的应用场景包括关联规则的学习以及聚类等。常见算法包括Apriori算法以及k-Means算法。 半监督式学习:

机器人视觉算法 参考答案

1.什么是机器视觉 【概述】 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分 CMOS 和 CCD 两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中,用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高,用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的基础技术。 正是由于机器视觉系统可以快速获取大量信息,而且易于自动处理,也易于同设计信息以及加工控制信息集成,因此,在现代自动化生产过程中,人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。【基本构造】 一个典型的工业机器视觉系统包括:光源、镜头、 CCD 照相机、图像处理单元(或图像捕获卡)、图像处理软件、监视器、通讯 / 输入输出单元等。 系统可再分为: 主端电脑(Host Computer) 影像撷取卡(Frame Grabber)与影像处理器影像摄影机 CCTV镜头显微镜头照明设备: Halogen光源 LED光源 高周波萤光灯源闪光灯源其他特殊光源影像显示器 LCD 机构及控制系统 PLC、PC-Base控制器 精密桌台伺服运动机台 【工作原理】 机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号,图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如面积、数量、位置、长度,再根据预设的允许度和其他条件输出结果,包括尺寸、角度、个数、合格 / 不合格、有 / 无等,实现自动识别功能。 【机器视觉系统的典型结构】 一个典型的机器视觉系统包括以下五大块: 1.照明 照明是影响机器视觉系统输入的重要因素,它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备,所以针对每个特定的应用实例,要选择相应的照明装置,以达到最佳效果。光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不能保持稳定。如何使光能在一定的程度上保持稳定,是实用化过程中急需要解决的问题。另一方面,环境光有可能影响图像的质量,所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。照明系统按其照射方法可分为:背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中,背向照明是被测物放在光源和摄像机之间,它的优点是能获得高对比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧,这种方式便于安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上,根据它们产生的畸变,解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上,摄像机拍摄要求与光源同步。 2.镜头FOV(Field Of Vision)=所需分辨率*亚象素*相机尺寸/PRTM(零件测量公差比)镜头选择应注意: ①焦距②目标高度③影像高度④放大倍数⑤影像至目标的距离⑥中心点 / 节点⑦畸变 3.相机 按照不同标准可分为:标准分辨率数字相机和模拟相机等。要根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机:线扫描CCD和面阵CCD;单色相机和彩色相机。 4.图像采集卡 图像采集卡只是完整的机器视觉系统的一个部件,但是它扮演一个非常重要的角色。图像采集卡直接决定了摄像头的接口:黑白、彩色、模拟、数字等等。 比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡,可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理。有些采集卡有内置的多路开关。例如,可以连接8个不同的摄像机,然后告诉采集卡采用那一个相机抓拍到的信息。有些采集卡有内置的数字输入以触发采集卡进行捕捉,当采集卡抓拍图像时数字输出口就触发闸门。 5.视觉处理器 视觉处理器集采集卡与处理器于一体。以往计算机速度较慢时,采用视觉处理器加快视觉处理任务。现在由于采集

数字图像处理与机器视觉 2015-2016期末试卷参考答案

数字图像处理与机器视觉 2015-2016期末试卷参考答案南昌大学研究生2015,2016年第2学期期末考试试卷 试卷编号: (开)卷课程名称: 数字图像处理与机器视觉适用班级: 2015级硕士研究生姓名: 学号: 专业: 学院: 机电工程学院考试日期: 题号一二三四五六七八九十总分累分人 签名题分 10 15 15 10 20 30 100 得分 考生注意事项:1、本试卷共4页,请查看试卷中是否有缺页或破损。如有请报告以便更换。 2、使用A4答题纸,注意装订线。 一、单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其 代号填在题前的括号内。每小题1分,共10分) ( b )1.图像与灰度直方图间的对应关系是: a.一一对应 b.多对一 c.一对多 d.都不对 ( d )2. 下列算法中属于图象平滑处理的是: a.Hough变换法 b.状态法 c.高通滤波 d. 中值滤波 ( c )3.下列算法中属于图象锐化处理的是: a.局部平均法 b.最均匀平滑法 c.高通滤波 d. 中值滤波 ( d )4. 下列图象边缘增强算子中对噪声最敏感的是: a.梯度算子 b.Prewitt算子 c.Roberts算子 d. Laplacian算子 ( b )5. 下列算法中属于点处理的是: a.梯度锐化 b.二值化 c.傅立叶变换 d.中值滤波 ( d )6.下列算子中利用边缘灰度变化的二阶导数特性检测边缘的是:

a.梯度算子 b.Prewitt算子 c.Roberts算子 d. Laplacian算子 ( c )7.将灰度图像转换成二值图像的命令为: a.ind2gray b.ind2rgb c.im2bw d.ind2bw ( d )8.数字图像处理的研究内容不包括: a.图像数字化 b.图像增强 c.图像分割 d.数字图像存储 ( d )9.对一幅100?100像元的图象,若每像元用,bit表示其灰度值,经霍夫曼编码后图象的压缩比为2:1,则压缩图象的数据量为: a.2500bit b.20000bit c.5000bit d.40000bit ( b )10.图像灰度方差说明了图像哪一个属性: a.平均灰度 b.图像对比度 c.图像整体亮度 d.图像细节 第 1 页 二、填空题(每空1分,共15分) l. 图像处理中常用的两种邻域是 4-邻域和 8-邻域。 2.图象平滑既可在空间域中进行,也可在频率域中进行。 3.常用的灰度内插法有最近邻元法、双线性内插法和三次内插法。 4. 低通滤波法是使高频成分受到抑制而让低频成分顺利通过,从而实现图像平滑。 5.Prewitt边缘检测算子对应的模板是和。 -1 -1 -1 -1 0 1 0 0 0 -1 0 1 1 1 1 -1 0 1 (不分先后) 6.图像压缩系统是有编码器和解码器两个截然不同的结构块组成的。 7.灰度直方图的纵坐标是该灰度出现的频率。 8.依据图象的保真度,图象编码可分为无失真(无损)编码和有失真(有损)编码两 种。

机器视觉基本介绍

机器视觉基本概念 2018.1.29 机器视觉系统 作用:利用机器代替人眼来做各种测量和判断。 它是计算机学科的一个重要分支,它综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术,涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。 机器视觉系统的特点:是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中,用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高,用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的基础技术。可以在最快的生产线上对产品进行测量、引导、检测、和识别,并能保质保量的完成生产任务 视觉检测:指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分CMOS 和CCD 两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。是用于生产、装配或包装的有价值的机制。它在检测缺陷和防止缺陷产品被配送到消费者的功能方面具有不可估量的价值。 照明 照明是影响机器视觉系统输入的重要因素,它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备,所以针对每个特定的应用实例,要选择相应的照明装置,以达到最佳效果。 光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不能保持稳定。如何使光能在一定的程度上保持稳定,是实用化过程中急需要解决的问题。另一方面,环境光有可能影响图像的质量,所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。 照明系统按其照射方法可分为:背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中,背向照明是被测物放在光源和摄像机之间,它的优点是能获得高对比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧,这种方式便于安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上,根据它们产生的畸变,解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上,摄像机拍摄要求与光源同步。 镜头 FOV(Field of Vision)=所需分辨率*亚象素*相机尺寸/PRTM(零件测量公差比) 镜头选择应注意: ①焦距②目标高度③影像高度④放大倍数⑤影像至目标的距离⑥中心点/节点⑦畸变

分享最适合新手入门的10种机器学习算法

分享最适合新手入门的10种机器学习算法 编者按:Medium博主James Le近日在网络上分享了他认为的最适合新手的机器学习算法,并授权论智进行编译。以下是我们对原文的编译,如有错误还请指出。 在机器学习界,有这样一个“没有免费午餐”的定理。简单地说,该理论认为,没有一种算法能解决所有问题,尤其对监督学习而言。 例如,你不能认为神经网络总比决策树要好,或决策树永远优于神经网络。这其中还有许多因素需要考虑,比如你的数据量大小和数据结构。 这样就导致我们在面对一个问题时需要尝试不同的算法,同时还要用测试的数据集来评估算法的性能,选出最合适的那一种。 当然,你所选的算法必须适合你的问题,就像当我们需要清理房子的时候,可以使用吸尘器、扫把或拖把,但不会用铲子来挖地。 首要原则 然而,在为监督式机器学习创建预测模型之前,要记得一条最重要的原则: 机器学习算法可以看做学习一种目标函数(f),该函数是输入变量(X)到输出变量(Y)的完美映射:Y=f(X) 这是一个通用的学习任务,我们希望用新输入的变量(X)能输出预测变量(Y)。我们不知道函数(f)是什么样子的,或者什么形式的。如果我们知道的话就直接使用了,不需要再用机器学习算法从大量的数据中学习它。 最常见的机器学习类型是学习映射Y=f(X),用它来预测Y的值。这被称为预测建模或预测分析,我们的目标是做出最准确的预测。 对于想了解机器学习基础知识的新手,以下是数据科学家最常用的10种机器学习算法。 1.线性回归 线性回归也许是数据科学和机器学习中最知名、最好理解的算法了吧。 预测建模主要关注的是,以可解释性为基础,将模型的误差降到最小并尽量作出最准确的预测。我们将借鉴、多次使用甚至“窃取”包括数据统计在内的多个不同领域的算法,从

机器视觉算法开发软件----HALCON

机器视觉算法开发软件----HALCON HALCON是世界范围内广泛使用的机器视觉软件,用户可以利用其开放式结构快速开发图像处理和机器视觉软件。 HALCON提供交互式的编程环境HDevelop。可在Windows,Linux,Unix下使用,使用HDevelop可使用户快速有效的解决图像处理问题。HDevelop含有多个对话框工具,实时交互检查图像的性质,比如灰度直方图,区域特征直方图,放大缩小等,并能用颜色标识动态显示任意特征阈值分割的效果,快速准确的为程序找到合适的参数设置。HDevelop程序提供进程,语法检查,建议参数值设置,可在任意位置开始或结束,动态跟踪所有控制变量和图标变量,以便查看每一步的处理效果。当用户对于机器视觉编程代码完成后,HDevelop可将此部分代码直接转化为C++,C或VB源代码,以方便将其集成到应用系统中。 HALCON提供交互式的模板描述文件生成工具HmatchIt,。可交互式地为一个模型定义一个任意形状的感性趣区域,HmatchIt优化给出此创建模型的合适参数, 自动生成模板描述文件以供程序调用,快速为基于形状匹配和结构匹配的用户找到实现目标识别和匹配应用的合适的参数设置。 HALCON提供支持多CPU处理器的交互式并行编程环境Paralell Develop, 其继承了单处理器板HDevelop的所有特点,在多处理器计算机上会自动将数据比如图像分配给多个线程,每一个线程对应一个处理器,用户无需改动已有的HALCON程序,就立即获得显

著的速度提升。 HALCON中HDevelop Demo中包含680个应用案例,根据不同的工业领域,不同的用法和算法分类列出,用户可以根据自己的需求方便的找到相对应的类似案例,快速掌握其函数用法。 HALCON提供的函数使用说明文档,详细介绍每个函数的功能和参数用法,提供在不用开发语言(VC,VB,.NET等)下的开发手册,而且提供一些算法(例如3D)的原理性介绍,给用户的学习提供帮助。 特点:原型化的开发平台,自动语法检查; 动态察看控制和图标变量; 支持多种操作系统; 支持多CPU; 支持多种文件格式; 自动语言转化功能; 与硬件无关,可支持各种硬件; 应用领域:医学图像分析; 2D/3D测量; 立体视觉; 匹配定位; 光学字符识别; Blob分析;

机器学习算法汇总:人工神经网络、深度学习及其它

学习方式 根据数据类型的不同,对一个问题的建模有不同的方式。在机器学习或者人工智能领域,人们首先会考虑算法的学习方式。在机器学习领域,有几种主要的学习方式。将算法按照学习方式分类是一个不错的想法,这样可以让人们在建模和算法选择的时候考虑能根据输入数据来选择最合适的算法来获得最好的结果。 监督式学习: 在监督式学习下,输入数据被称为“训练数据”,每组训练数据有一个明确的标识或结果,如对防垃圾邮件系统中“垃圾邮件”“非垃圾邮件”,对手写数字识别中的“1“,”2“,”3“,”4“等。在建立预测模型的时候,监督式学习建立一个学习过程,将预测结果与“训练数据”的实际结果进行比较,不断的调整预测模型,直到模型的预测结果达到一个预期的准确率。监督式学习的常见应用场景如分类问题和回归问题。常见算法有逻辑回归(Logistic Regression)和反向传递神经网络(Back Propagation Neural Network) 非监督式学习:

在非监督式学习中,数据并不被特别标识,学习模型是为了推断出数据的一些内在结构。常见的应用场景包括关联规则的学习以及聚类等。常见算法包括Apriori算法以及k-Means算法。 半监督式学习: 在此学习方式下,输入数据部分被标识,部分没有被标识,这种学习模型可以用来进行预测,但是模型首先需要学习数据的内在结构以便合理的组织数据来进行预测。应用场景包括分类和回归,算法包括一些对常用监督式学习算法的延伸,这些算法首先试图对未标识数据进行建模,在此基础上再对标识的数据进行预测。如图论推理算法(Graph Inference)或者拉普拉斯支持向量机(Laplacian SVM.)等。 强化学习:

机器视觉算法基础(DOC)

机器视觉 基于visual C++ 的数字图像处理

摘要 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。它通过图像摄取装置将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来获取信息。本文主要介绍的是数字图像处理中的一些简单应用,通过对图像进行滤波、增强、灰度变换、提取特征等处理来获取图像的信息,达到使图像更清晰或提取有用信息的目的。 关键字:机器视觉、灰度图处理、滤波、边缘提取、连通区域

目录 摘要 (2) 目录 (3) 1 概述 (4) 2技术路线 (4) 3实现方法 (5) 3.1灰度图转换 (5) 3.2 直方图均衡化 (6) 3.3均值滤波和中值滤波 (6) 3.4灰度变换 (7) 3.5拉普拉斯算子 (8) 4 轮廓提取 (9) 5 数米粒数目 (15) 6 存在的问题 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 7 总结 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 8 致谢 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献 . (17)

几种机器学习算法原理入门教程

几种机器学习算法原理入门教程 一、机器学习的过程 机器学习的过程:从本质上来说,就是通过一堆的训练数据找到一个与理想函数(f)相接近的函数。 在理想情况下,对于任何适合使用机器学习的问题,在理论上都是会存在一个最优的函数让每个参数都有一个最合适的权重值,但在现实应用中不一定能这么准确得找到这个函数。所以,我们要去找与这个理想函数相接近的函数。只要是能够满足我们的使用的函数,我们就认为是一个好的函数。 这个训练数据的过程通常也被解释为: 在一堆的假设函数(Hypothesis set)中,它是包含了各种各样的假设,其中包括好的和坏的假设。 我们需要做的就是:从这一堆假设函数中挑选出它认为最好的假设函数(g)——这个假设函数是与理想函数(f)最接近的。

机器学习这个过程就像是:在数学上,我们知道了有一个方程和一些点的坐标,用这些点来求这个方程的未知项从而得出完整的方程。 但在机器学习上,我们往往很难解出来这个完整的方程是什么。所以,我们只能通过各种手段求最接近理想情况下的未知项取值,使得这个结果最接近原本的方程。 二、什么问题适合用机器学习解决 机器学习不是万能的,并不能解决所有的问题。 通过以上机器学习的过程可以看出来,实质上,机器学习是:通过已知经验找到规律来进行预测。 银行想知道应该发放多少贷款给某个客户时,可以根据过往成功放贷的数据找出每个贷款区间的人群特点、自身的房车资产状况等,再看看这个客户的特点符合哪个区间,以此去确定应该发放多少贷款,这就是适合用机器学习去解决的问题。

对于适合用机器学习解决的问题,台大的林轩田教授为我们总结了三个要素: 1.有规律可以学习 2.编程很难做到 3.有能够学习到规律的数据 只要满足这三个条件的问题,我们都可以挑选合适的算法去解决。 基于以上的条件,通常我们可以用机器学习解决三类问题: 1.预测(回归):根据已知数据和模型,预测不同客户应该发放的贷款 额度是多少 2.判别(分类):与预测有点类似,也是根据模型判别这个客户属于过 往哪一类客户的概率有多大 3.寻找关键因素:客户的属性非常多,通过模型我们可以找出对放贷影 响最大的因素是什么 三、几种常见的模型和算法

机器视觉系统设计五大难点【详解】

机器视觉系统设计五大难点 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 机器视觉系统的组成 机器视觉系统是指用计算机来实现人的视觉功能,也就是用计算机来实现对客观的三维世界的识别。按现在的理解,人类视觉系统的感受部分是视网膜,它是一个三维采样系统。三维物体的可见部分投影到网膜上,人们按照投影到视网膜上的二维的像来对该物体进行三维理解。所谓三维理解是指对被观察对象的形状、尺寸、离开观察点的距离、质地和运动特征(方向和速度)等的理解。 机器视觉系统的输入装置可以是摄像机、转鼓等,它们都把三维的影像作为输入源,即输入计算机的就是三维管观世界的二维投影。如果把三维客观世界到二维投影像看作是一种正变换的话,则机器视觉系统所要做的是从这种二维投影图像到三维客观世界的逆变换,也就是根据这种二维投影图像去重建三维的客观世界。 机器视觉系统主要由三部分组成:图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。 近80%的工业视觉系统主要用在检测方面,包括用于提高生产效率、控制生产过程中的产品质量、采集产品数据等。产品的分类和选择也集成于检测功能中。下面通过一个用于生产线上的单摄像机视觉系统,说明系统的组成及功能。 视觉系统检测生产线上的产品,决定产品是否符合质量要求,并根据结果,产生相应的信号输入上位机。图像获取设备包括光源、摄像机等;图像处理设备包括相应的

软件和硬件系统;输出设备是与制造过程相连的有关系统,包括过程控制器和报警装置等。数据传输到计算机,进行分析和产品控制,若发现不合格品,则报警器告警,并将其排除出生产线。机器视觉的结果是CAQ系统的质量信息来源,也可以和CIMS 其它系统集成。 图像的获取 图像的获取实际上是将被测物体的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的一系列数据,它主要由三部分组成: *照明 *图像聚焦形成 *图像确定和形成摄像机输出信号 1、照明 照明和影响机器视觉系统输入的重要因素,因为它直接影响输入数据的质量和至少30%的应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备,所以针对每个特定的应用实例,要选择相应的照明装置,以达到最佳效果。 过去,许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源,这主要是因为可见光容易获得,价格低,并且便于操作。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。但是,这些光源的一个最大缺点是光能不能保持稳定。以日光灯为例,在使用的第一个100小时内,光能将下降15%,随着使用时间的增加,光能将不断下降。因此,如何使光能在一定的程度上保持稳定,是实用化过程中急需要解决的问题。 另一个方面,环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能,使输出的图像数据存在噪声,一般采用加防护屏的方法,减少环境光的影响。

轻松看懂机器学习十大常用算法知识分享

轻松看懂机器学习十大常用算法

通过本篇文章可以对ML的常用算法有个常识性的认识,没有代码,没有复杂的理论推导,就是图解一下,知道这些算法是什么,它们是怎么应用的,例子主要是分类问题。 每个算法都看了好几个视频,挑出讲的最清晰明了有趣的,便于科普。 以后有时间再对单个算法做深入地解析。 今天的算法如下: 1.决策树 2.随机森林算法 3.逻辑回归 4.SVM 5.朴素贝叶斯 6.K最近邻算法 7.K均值算法 8.Adaboost 算法 9.神经网络 10.马尔可夫 1. 决策树

根据一些 feature 进行分类,每个节点提一个问题,通过判断,将数据分为两类,再继续提问。这些问题是根据已有数据学习出来的,再投入新数据的时候,就可以根据这棵树上的问题,将数据划分到合适的叶子上。 2. 随机森林 视频 在源数据中随机选取数据,组成几个子集 S 矩阵是源数据,有 1-N 条数据,A B C 是feature,最后一列C是类别

由 S 随机生成 M 个子矩阵 这 M 个子集得到 M 个决策树 将新数据投入到这 M 个树中,得到 M 个分类结果,计数看预测成哪一类的数目最多,就将此类别作为最后的预测结果

3. 逻辑回归 视频 当预测目标是概率这样的,值域需要满足大于等于0,小于等于1的,这个时候单纯的线性模型是做不到的,因为在定义域不在某个范围之内时,值域也超出了规定区间。 所以此时需要这样的形状的模型会比较好

那么怎么得到这样的模型呢? 这个模型需要满足两个条件大于等于0,小于等于1 大于等于0 的模型可以选择绝对值,平方值,这里用指数函数,一定大于0 小于等于1 用除法,分子是自己,分母是自身加上1,那一定是小于1的了 再做一下变形,就得到了 logistic regression 模型

机器视觉实验报告

实验报告 课程名称:机器视觉与图像处理班级:自动F1202 姓名: 学号: 实验时间:2015.2.23

实验一 一.实验名称 Matlab软件的使用 二.实验内容 1.打开MATLAB软件,了解菜单栏、工具栏、状态栏、命令窗口等; 2.了解帮助文档help中演示内容demo有哪些; 3.找到工具箱类里面的Image Processing工具箱,并进行初步学习,为后续实验做准备。 三.实验原理: 通过matlab工具箱来进行图像处理 四.实验步骤 1.双击桌面上的matlab图标,打开matlab软件 2.了解菜单栏、工具栏、状态栏、命令窗口等 如下图1-1所示

图 1-1 3.了解帮助文档help中演示内容demo有哪些; 步骤如下图1-2 图1-2 打开help内容demo后,里面的工具箱如图所示。

图1-3 4.找到工具箱类里面的Image Processing工具箱,并进行初步学习,为后续实验做准备。找到并打开Image Processing工具箱,窗口如图1-4 ,图1-5所示

图 1-4 图 1-5 五.实验总结和分析 通过实验前的理论准备和老师的讲解,对matlab有了一定认识,在实验中,了解了实际操作中的步骤以及matlab中的图像处理工具箱及其功能,为后续的学习打下了基础,并把理论与实际相结合,更加深入的理解图像处理。

实验二 一.实验名称 图像的增强技术 二.实验内容 1.了解图像增强技术/方法的原理; 2.利用matlab软件,以某一用途为例,实现图像的增强; 3.通过程序的调试,初步了解图像处理命令的使用方法。 三.实验原理: 通过matlab工具箱来进行图像处理,通过输入MATLAB可以识别的语言命令来让MATLAB执行命令,实现图像的增强。 四.实验步骤及结果 1.双击MATLAB图标打开MATLAB软件; 2.单击help/Demos打开帮助中的演示; 3.找到Image Processing工具箱中的图像增强,如图2-1所示 图2-1

机器学习方法有哪些

机器学习方法有哪些 数学基础 有无数激情满满大步向前,誓要在机器学习领域有一番作为的同学,在看到公式的一刻突然就觉得自己狗带了。是啊,机器学习之所以相对于其他开发工作,更有门槛的根本原因就是数学。每一个算法,要在训练集上最大程度拟合同时又保证泛化能力,需要不断分析结果和数据,调优参数,这需要我们对数据分布和模型底层的数学原理有一定的理解。所幸的是如果只是想合理应用机器学习,而不是做相关方向高精尖的research ,需要的数学知识啃一啃还是基本能理解下来的。至于更高深的部分,恩,博主非常愿意承认自己是『数学渣』。 基本所有常见机器学习算法需要的数学基础,都集中在微积分、线性代数和概率与统计当中。下面我们先过一过知识重点,文章的后部分会介绍一些帮助学习和巩固这些知识的资料。 微积分 微分的计算及其几何、物理含义,是机器学习中大多数算法的求解过程的核心。比如算法中运用到梯度下降法、牛顿法等。如果对其几何意义有充分的理解,就能理解“梯度下降是用平面来逼近局部,牛顿法是用曲面逼近局部”,能够更好地理解运用这样的方法。 凸优化和条件最优化的相关知识在算法中的应用随处可见,如果能有系统的学习将使得你对算法的认识达到一个新高度。 线性代数 大多数机器学习的算法要应用起来,依赖于高效的计算,这种场景下,程序员GG们习惯的多层for 循环通常就行不通了,而大多数的循环操作可转化成矩阵之间的乘法运算,这就和线性代数有莫大的关系了 向量的内积运算更是随处可见。

矩阵乘法与分解在机器学习的主成分分析(PCA)和奇异值分解(SVD)等部分呈现刷屏状地出现。 概率与统计 从广义来说,机器学习在做的很多事情,和统计层面数据分析和发掘隐藏的模式,是非常类似的。 极大似然思想、贝叶斯模型是理论基础,朴素贝叶斯 (Na?veBayes) 、语言模型(N-gram) 、隐马尔科夫(HMM、) 隐变量混合概率模型是他们的高级形态。 常见分布如高斯分布是混合高斯模型(GMM等) 的基础。 典型算法 绝大多数问题用典型机器学习的算法都能解决,粗略地列举一下这些方法如下: 处理分类问题的常用算法包括:逻辑回归(工业界最常用) ,支持向量机,随机森林,朴素贝叶斯(NLP 中常用) ,深度神经网络( 视频、图片、语音等多媒体数据中使用) 。 处理回归问题的常用算法包括:线性回归,普通最小二乘回归(OrdinaryLeastSquaresRegression) ,逐步回归(StepwiseRegression) ,多元自适应回归样条(MultivariateAdaptiveRegressionSplines) 处理聚类问题的常用算法包括:K均值(K-means) ,基于密度聚类,LDA等等。 降维的常用算法包括:主成分分析(PCA),奇异值分解(SVD)等。 模型融合(modelensemble) 和提升(boosting) 的算法包括: bagging ,adaboost ,GBD,T GBRT 其他很重要的算法包括:EM算法等等。 我们多插一句,机器学习里所说的“算法”与程序员所说的“数据结构与算法分析”里的“算法”略有区别。前者更关注结果数据的召回率、精确度、准确性等方面,后者更关注执行过程的时间复杂度、空间复杂度等方面。。当

机器视觉算法笔记

1、相机的信噪比、SNR=1时(光强可探测到的最小光强,绝对灵敏度),动态增益为光强.sat/光强.min(dB/位),量子效率是波长的函数:η=η(λ)--CCD比CMOS灵敏,动态范围大。 2、数据结构:图像、区域和亚像素轮廓 图像:彩色摄像机采集的是每个像素对应的三个采样结果(RGB三通道图像)、图像通道可被看作一个二维数组,设计语言中的表示图像的数据结构;两种约定:离散函数(点对点)R→R n、连续函数:R2→R n。 区域:可以表示一幅图像中一个任意的像素子集,区域定义为离散平面的一个任意子集:R ∈Z2,将图像处理闲置在某一特定的感兴趣区域(一幅图像可被看作图像所有像素点的矩形感兴趣区域)。二值图像特征区域:用1表示在区域内的点,用0表示不在区域内的点;行程表示法:每次行程的最小量的数据表示行程的纵坐标、行程开始和行程结束对应横坐标值。行程编码较二值图像节省存储空间(行程编码保存在16位整数,须要24个字节,而采用二值图像描述区域,每个像素点占1个字节,则有35个字节)。行程编码保存的只是区域的边界。为描述多个区域,采用链表或数组来保存采用形成编码描述的多个区域,每个区域的信息是被独立保存和处理的。 亚像素轮廓:比像素分辨率更高的精度(亚像素阈值分割或亚像素边缘提取)。轮廓基本上可被描述成多表型,然后用排序来说明哪些控制点是彼此相连的,在计算机里,轮廓只是用浮点数表示的横和纵坐标所构成的数组来表示。 3、图像增强:硬件采集的图像质量不好,可应用软件进行增强。 灰度值变换:由于光源照明的影响,局部的图像会产生对比度与设定值不一致,需要局部的去增强对比度。为提高变换速度,灰度值变换通常通过查找表(LUT)来进行(将灰度输入值变换后输出保存到查找表中),最重要的灰度值变换是线性灰度值比例缩放:f(g)=ag+b(ag 表示对比度,b表示亮度)。为了自动获取图像灰度值变换参数a、b的值,通过图像感兴趣区域的最大与最小灰度值设置出a、b的值(灰度值归一化处理)。灰度直方图表示某一灰度值i出现的概率。对于存在很亮和很暗的区域,图像归一化时需要去除一小部分最暗、最亮的灰度值(用2个水平线截取区域),再进行图像归一化处理,将对比度提高(鲁棒的灰度归一化处理)。 辐射标定:传感器收集的能量与图像实际灰度值的关系是非线性时候(一般需要是线性的,提高某些处理算法的精确度),对非线性相应求其逆响应的过程就是辐射标定。取q=?对响应函数求逆运算得到线性响应,求q的过程既是标定。 图像平滑:抑制由于多种原因产生的图像噪声(随即灰度值)。干扰后灰度值=图像灰度值+噪声信号(将噪声看作是针对每个像素平均值为0且方差是б2的随机变量),降噪方法之一、时域平均法,采集多幅图像进行平均,标准偏差将为原来的1/根号n,求的平均值后,将任意一幅图像减去平均,即为该幅图像的噪声;方法之二、空间平均操作法,通过像素数(2n+1)*(2m+1)的一个窗口进行平均操作,会使边缘模糊(计算量非常大,进行(2n+1)*(2m+1)次操作);方法之三、递归滤波器,在前一个计算出的值的基础上计算出新的值,较方法一速度快了30倍;满足所有准则(平滑程度准则t,以及XXs滤波)的高斯滤波器:高斯滤波器是可分的,所以可以非常高效率的被计算出来,能够更好地抑制高频部分。若更关注质量,则应采用高斯滤波器;若关注执行速度,首选使用均值滤波器。 傅里叶变换:将图像函数从空间域转变到频率域,可以再进行频率高低的滤波操作平滑。 4、插值算法:图像被放大不清晰时,通过插值增加放大的增多的像素

机器学习10大经典算法

1、C4.5 机器学习中,决策树是一个预测模型;他代表的是对象属性与对象值之间的一种映射关系。树中每个节点表示某个对象,而每个分叉路径则代表的某个可能的属性值,而每个叶结点则对应从根节点到该叶节点所经历的路径所表示的对象的值。决策树仅有单一输出,若欲有复数输出,可以建立独立的决策树以处理不同输出。 从数据产生决策树的机器学习技术叫做决策树学习, 通俗说就是决策树。 决策树学习也是数据挖掘中一个普通的方法。在这里,每个决策树都表述了一种树型结构,他由他的分支来对该类型的对象依靠属性进行分类。每个决策树可以依靠对源数据库的分割进行数据测试。这个过程可以递归式的对树进行修剪。当不能再进行分割或一个单独的类可以被应用于某一分支时,递归过程就完成了。另外,随机森林分类器将许多决策树结合起来以提升分类的正确率。 决策树同时也可以依靠计算条件概率来构造。决策树如果依靠数学的计算方法可以取得更加理想的效果。 决策树是如何工作的 决策树一般都是自上而下的来生成的。 选择分割的方法有好几种,但是目的都是一致的:对目标类尝试进行最佳的分割。 从根到叶子节点都有一条路径,这条路径就是一条“规则”。 决策树可以是二叉的,也可以是多叉的。 对每个节点的衡量: 1) 通过该节点的记录数 2) 如果是叶子节点的话,分类的路径 3) 对叶子节点正确分类的比例。 有些规则的效果可以比其他的一些规则要好。 由于ID3算法在实际应用中存在一些问题,于是Quilan提出了C4.5算法,严格上说C4.5只能是ID3的一个改进算法。相信大家对ID3算法都很.熟悉了,这里就不做介绍。 C4.5算法继承了ID3算法的优点,并在以下几方面对ID3算法进行了改进: 1) 用信息增益率来选择属性,克服了用信息增益选择属性时偏向选择取值多的属性的不足; 2) 在树构造过程中进行剪枝; 3) 能够完成对连续属性的离散化处理; 4) 能够对不完整数据进行处理。 C4.5算法有如下优点:产生的分类规则易于理解,准确率较高。其缺点是:在构造树的过程中,需要对数据集进行多次的顺序扫描和排序,因而导致算法的低效。此外,C4.5只适合于能够驻留于内存的数据集,当训练集大得无法在内存容纳时程序无法运行。 来自搜索的其他内容: C4.5算法是机器学习算法中的一种分类决策树算法,其核心算法是ID3算法. 分类决策树算法是从大量事例中进行提取分类规则的自上而下的决策树. 决策树的各部分是: 根: 学习的事例集. 枝: 分类的判定条件. 叶: 分好的各个类. §4.3.2 ID3算法 1.概念提取算法CLS 1) 初始化参数C={E},E包括所有的例子,为根.

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