智能光電感知

第1章　內(nèi)容介紹
1.1 “感”與“知”
1.2 光電感知
1.3 智能交互
1.3.1 復(fù)制一個(gè)積木結(jié)構(gòu)
1.3.2 從容器中抓取零件
1.4 視覺感知的相關(guān)領(lǐng)域
1.5 成像 視覺
1.6 后續(xù)章節(jié)的概要
1.7 習(xí)題
第2章　成像系統(tǒng)
2.1 透視投影
2.2 平行直線與消失點(diǎn)
2.2.1 消失點(diǎn)理論
2.2.2 尋找消失點(diǎn)
2.3 確定觀測方向
2.3.1 確定平行直線的方向
2.3.2 判斷觀測方向
2.3.3 正交性約束
2.3.4 成像的逆問題
2.4 透鏡
2.5 成像模式的拓展
2.5.1 物體表面：透視成像
2.5.2 物體內(nèi)部：層析成像
2.6 像素
2.7 習(xí)題
第3章　輻射與亮度
3.1 圖像亮度
3.2 輻射
3.3 圖像的形成
3.4 雙向反射分布函數(shù)
3.5 連續(xù)光源
3.6 物體表面的反射性質(zhì)
3.7 物體表面的亮度
3.8 光度立體視覺
3.9 習(xí)題
第4章　顏色與光譜
4.1 電子圖像
4.2 三色刺激
4.3 光譜頻帶
4.4 黑體輻射
4.5 紅外成像
4.6 X射線成像
4.7 仿制“響尾蛇”導(dǎo)彈
4.8 習(xí)題
第5章　半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換
5.1 光子吸收原理
5.2 半導(dǎo)體P-N結(jié)
5.3 光電二極管
5.4 量子效率
5.5 片上太陽能電池
5.6 本章小結(jié)
5.7 習(xí)題
第6章　圖像傳感器
6.1 CCD圖像傳感器
6.2 CMOS圖像傳感器
6.2.1 無源像素傳感器
6.2.2 有源像素傳感器
6.2.3 4T有源像素傳感器
6.2.4 對數(shù)像素圖像傳感器
6.2.5 脈沖調(diào)制圖像傳感器
6.3 紅外圖像傳感器
6.4 圖像傳感器的外圍電路
6.5 本章小結(jié)
6.6 習(xí)題
第7章　二值圖處理
7.1 二值圖
7.2 標(biāo)注連通區(qū)域
7.2.1 種子算法
7.2.2 串行標(biāo)注算法
7.3 簡單幾何性質(zhì)
7.3.1 區(qū)域的面積
7.3.2 區(qū)域的位置
7.4 計(jì)算朝向
7.4.1 投影
7.4.2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
7.5 夜間車燈預(yù)警系統(tǒng)
7.6 習(xí)題
第8章　離散線性系統(tǒng)
8.1 離散信號(hào)與線性系統(tǒng)
8.1.1 單位沖擊響應(yīng)
8.1.2 移不變系統(tǒng)與卷積
8.2 循環(huán)卷積
8.3 多項(xiàng)式與平移操作
8.4 離散Fourier變換
8.5 卷積定理
8.5.1 特征值分析
8.5.2 快速Fourier變換
8.6 二維信號(hào)的情況
8.7 后向投影
8.8 習(xí)題
第9章　圖像處理
9.1 線性移不變系統(tǒng)
9.2 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)
9.3 調(diào)制傳遞函數(shù)
9.4 二維Fourier變換
9.5 模糊和失焦
9.6 圖像復(fù)原與增強(qiáng)
9.7 功率譜
9.8 Wiener濾波器
9.8.1 優(yōu)化模型
9.8.2 變分法求解
9.8.3 兩個(gè)具體例子
9.9 離散情況
9.10 習(xí)題
第10章　邊緣和角點(diǎn)
10.1 圖像中的邊緣
10.2 微分算子
10.3 離散近似
10.3.1 梯度算子的離散近似
10.3.2 Laplace算子的離散近似
10.4 確定邊緣
10.4.1 邊緣檢測和定位
10.4.2 簡單邊緣模型的缺陷
10.4.3 確定長直線邊緣
10.5 角點(diǎn)檢測
10.5.1 角點(diǎn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)
10.5.2 角點(diǎn)檢測算法
10.6 平行軸旋轉(zhuǎn)定理
10.7 角點(diǎn)的動(dòng)態(tài)特征
10.8 一個(gè)具體的例子
10.9 習(xí)題
第11章　光流估計(jì)
11.1 觀測運(yùn)動(dòng)
11.2 光流：估算速度場
11.3 稀疏光流算法
11.3.1 一個(gè)具體例子
11.3.2 算法實(shí)現(xiàn)過程
11.4 稠密光流算法 318
11.4.1 光流的光滑性
11.4.2 離散求解
11.4.3 算法實(shí)現(xiàn)過程
11.5 光流的不連續(xù)
11.6 觸覺傳感器
11.7 習(xí)題
第12章　無源導(dǎo)航
12.1 估計(jì)觀測者的運(yùn)動(dòng)
12.2 平動(dòng)的情況
12.2.1 相似曲面與相似運(yùn)動(dòng)
12.2.2 最小二乘方法
12.3 使用其他的范數(shù)形式
12.4 轉(zhuǎn)動(dòng)的情況
12.5 剛體運(yùn)動(dòng)
12.6 碰撞時(shí)間估計(jì)
12.7 習(xí)題
第13章　統(tǒng)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)
13.1 一個(gè)簡單的例子
13.2 特征向量
13.3 分類模型
13.3.1 最近鄰分類
13.3.2 最近中心分類
13.3.3 概率分布模型
13.3.4 特征空間的劃分
13.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
13.4.1 線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
13.4.2 非線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
13.4.3 對模型的深入理解
13.4.4 應(yīng)用案例：材料基因計(jì)算方法
13.5 聚類的自動(dòng)形成
13.6 鐵軌表面擦傷的自動(dòng)檢測
13.7 一個(gè)預(yù)言故事
13.8 習(xí)題
第14章　隨機(jī)分析與過程
14.1 引例：動(dòng)物行為分析
14.2 集合及其結(jié)構(gòu)
14.2.1 集合的σ-代數(shù)
14.2.2 對集合的分割
14.3 概率空間
14.4 隨機(jī)變量
14.5 概率分布
14.5.1 概率密度函數(shù)
14.5.2 兩個(gè)具體例子
14.6 條件期望
14.6.1 條件概率
14.6.2 復(fù)合函數(shù)映射
14.7 隨機(jī)過程與鞅
14.7.1 隨機(jī)過程的概率空間
14.7.2 鞅、超鞅、子鞅
14.7.3 兩個(gè)具體例子
14.7.4 停止時(shí)間
14.8 習(xí)題
第15章　隨機(jī)過程的圖模型
15.1 Markov鏈
15.1.1 人口遷移模型
15.1.2 Markov過程
15.1.3 有限停止時(shí)間
15.1.4 調(diào)和函數(shù)與鞅
15.2 基于Markov鏈的隨機(jī)采樣
15.3 鏈?zhǔn)礁怕蕡D模型
15.4 隱Markov模型
15.5 Bayes網(wǎng)絡(luò)
15.6 習(xí)題
第16章　學(xué)生聽課狀態(tài)分析
16.1 概率圖模型的完善
16.1.1 隱模型的參數(shù)估計(jì)
16.1.2 條件概率模型
16.1.3 算法
16.1.4 條件最大后驗(yàn)估計(jì)
16.1.5 解決下溢問題
16.2 教育機(jī)器人
16.3 基于感知的智能交互
16.4 數(shù)據(jù)收集與整理
16.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
16.6 本章小結(jié)
16.7 習(xí)題
附錄
一些應(yīng)用案例
A.1基于YOLO的目標(biāo)檢測
A.1.1 YOLOv1簡介
A.1.2 YOLOv2簡介
A.1.3 YOLOv3簡介
A.1.4 YOLOv4簡介
A.1.5 YOLOv5簡介
A.1.6 YOLO拓展框架簡介
A.1.7 交并比（IoU）介紹
A.2 關(guān)于YOLOv5的實(shí)際操作
A.2.1 YOLO數(shù)據(jù)集制作
A.2.2 YOLOv5模型訓(xùn)練
A.2.3 YOLOv5目標(biāo)檢測
A.3 常用目標(biāo)檢測算法介紹
A.3.1 基于手工標(biāo)注特征的傳統(tǒng)算法
A.3.1.1 Viola-Jones算法
A.3.1.2 HOG算法
A.3.1.3 DPM算法
A.3.1.4 傳統(tǒng)目標(biāo)檢測算法的缺點(diǎn)
A.3.2 目標(biāo)檢測的經(jīng)典模型
A.3.2.1 LeNet
A.3.2.2 AlexNet
A.3.2.3 NIN
A.3.2.4 InceptionV1模塊
A.3.2.5 GoogLeNet
A.3.2.6 VGG
A.3.2.7 Inception V2
A.3.2.8 Inception V3
A.3.2.9 ResNet
A.3.2.10 Inception V4
A.3.2.11 Darknet
A.3.2.12 MobileNet
A.3.3 基于錨框的雙階段目標(biāo)檢測算法
A.3.3.1 R-CNN
A.3.3.2 空間金字塔池化網(wǎng)絡(luò)（SPPNet）
A.3.3.3 Fast R-CNN
A.3.3.4 Faster R-CNN
A.3.3.5 特征金字塔網(wǎng)絡(luò)（FPN）
A.3.4 基于錨框的單階段目標(biāo)檢測算法
A.3.4.1 基于二進(jìn)制掩膜的目標(biāo)檢測算法
A.3.4.2 Overfeat
A.3.4.3 SSD
A.3.4.4 RetinaNet
A.3.5 無錨框目標(biāo)檢測算法
A.3.5.1 CornerNet
A.3.5.2 CenterNet
A.3.5.3 FSAF
A.4 智慧工地暴力行為識(shí)別
A.4.1 工地暴力行為識(shí)別需求分析
A.4.2 研究思路
A.4.3 工地暴力行為識(shí)別檢測運(yùn)行框架的總體設(shè)計(jì)
A.4.4 Transformer編碼器的實(shí)現(xiàn)
A.4.5 已有暴力行為數(shù)據(jù)集調(diào)研
A.4.6 數(shù)據(jù)采集及處理
A.4.7 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
A.4.8 消融實(shí)驗(yàn)
A.4.9 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
A.4.10 工作小結(jié)
A.5 工地抽煙行為的智能檢測
A.5.1 問題描述
A.5.2 基本算法簡介
A.5.3 模型訓(xùn)練及測試
A.5.4 “目標(biāo) 動(dòng)作”聯(lián)合檢測模型
A.6 雙模態(tài)鋼軌缺陷快速檢測
A.6.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述
A.6.2 數(shù)據(jù)集概述
A.6.3 Parallel-YOLOv4-Tiny輕量級檢測方法
A.6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
A.6.4.1 損失函數(shù)實(shí)驗(yàn)
A.6.4.2 對比實(shí)驗(yàn)
A.6.5 工作小結(jié)
A.7 本書總結(jié)
本書參考文獻(xiàn)
索引