[套装书]深度学习之PyTorch物体检测实战+scikit-learn机器学习：常用算法原理及编程实战（2册）

作者
董洪义黄永昌
丛书名
出版社
机械工业出版社
ISBN
9781912201026
简要
简介
内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------深度学习之PyTorch物体检测实战--------------------------- 本书从物体检测的概念、发展、经典实现方法等几个方面系统地介绍了物体检测的相关知识，重点介绍了Faster RCNN、SDD和YOLO这三个经典的检测器，并利用PyTorch框架从代码角度进行了细致讲解。另外，本书进一步介绍了物体检测的轻量化网络、细节处理、难点问题及未来的发展趋势，从实战角度给出了多种优秀的解决方法，便于读者更深入地掌握物体检测技术，从而做到在实际项目中灵活应用。 本书共10章，涵盖的主要内容有物体检测与PyTorch框架基础概念与背景；PyTorch基础知识；基础卷积网络Backbone；两阶经典检测器Faster RCNN；单阶多层检测器SSD；单阶经典检测器YOLO；模型加速之轻量化网络；物体检测细节处理；物体检测难点问题；物体检测的未来发展。本书适合PyTorch框架爱好者和物体检测相关从业人员阅读，也适合深度学习和计算机视觉领域的研究人员阅读。 ---------------------------scikit-learn机器学习：常用算法原理及编程实战--------------------------- 本书通过通俗易懂的语言、丰富的图示和生动的实例，拨开了笼罩在机器学习上方复杂的数学“乌云”，让读者以较低的代价和门槛轻松入门机器学习。 本书共分为11章，介绍了在Python环境下学习scikit-learn机器学习框架的相关知识，涵盖的主要内容有机器学习概述、Python机器学习软件包、机器学习理论基础、k-近邻算法、线性回归算法、逻辑回归算法、决策树、支持向量机、朴素贝叶斯算法、PCA 算法和k-均值算法等。 本书适合有一定编程基础的读者阅读，尤其适合想从事机器学习、人工智能、深度学习及机器人相关技术的程序员和爱好者阅读。另外，相关院校和培训机构也可以将本书作为教材使用。 scikit-learn机器学习 常用算法原理及编程实战 出版发行：机械工业出版社（北京市西城区百万庄大街22号邮政编码：100037） 责任编辑：欧振旭 李华君 责任校对：姚志娟 . 印刷：中国电影出版社印刷厂 版次：2018年3月第1版第1次印刷 开本：186mm×240mm 1/16 印张：13.75 书号：ISBN 978-7-111-59024-8 定价：59.00元 凡购本书，如有缺页、倒页、脱页，由本社发行部调换 客服热线：（010）8837942688361066 投稿热线：（010）88379604 购书热线：（010）683262948837964968995259 读者信箱：hzit@hzbook.com 版权所有·侵权必究 封底无防伪标均为盗版 本书法律顾问：北京大成律师事务所韩光/邹晓东
目录



---------------------------深度学习之PyTorch物体检测实战---------------------------


前言
第1篇 物体检测基础知识
第1章 浅谈物体检测与PyTorch 2
1.1 深度学习与计算机视觉 2
1.1.1 发展历史 2
1.1.2 计算机视觉 7
1.2 物体检测技术 9
1.2.1 发展历程 10
1.2.2 技术应用领域 11
1.2.3 评价指标 12
1.3 PyTorch简介 17
1.3.1 诞生与特点 17
1.3.2 各大深度学习框架对比 17
1.3.3 为什么选择PyTorch 19
1.3.4 安装方法 20
1.4 基础知识准备 22
1.4.1 Linux基础 22
1.4.2 Python基础 24
1.4.3 高效开发工具 29
1.5 总结 36
第2章 PyTorch基础 37
2.1 基本数据：Tensor 37
2.1.1 Tensor数据类型 37
2.1.2 Tensor的创建与维度查看 39
2.1.3 Tensor的组合与分块 41
2.1.4 Tensor的索引与变形 42
2.1.5 Tensor的排序与取极值 46
2.1.6 Tensor的自动广播机制与向量化 46
2.1.7 Tensor的内存共享 47
2.2 Autograd与计算图 48
2.2.1 Tensor的自动求导：Autograd 49
2.2.2 计算图 50
2.2.3 Autograd注意事项 51
2.3 神经网络工具箱torch.nn 52
2.3.1 nn.Module类 52
2.3.2 损失函数 55
2.3.3 优化器nn.optim 56
2.4 模型处理 59
2.4.1 网络模型库：torchvision.models 59
2.4.2 加载预训练模型 60
2.4.3 模型保存 61
2.5 数据处理 61
2.5.1 主流公开数据集 61
2.5.2 数据加载 63
2.5.3 GPU加速 65
2.5.4 数据可视化 66
2.6 总结 68
第3章 网络骨架：Backbone 69
3.1 神经网络基本组成 69
3.1.1 卷积层 70
3.1.2 激活函数层 72
3.1.3 池化层 75
3.1.4 Dropout层 76
3.1.5 BN层 77
3.1.6 全连接层 79
3.1.7 深入理解感受野 81
3.1.8 详解空洞卷积（Dilated Convolution） 82
3.2 走向深度：VGGNet 83
3.3 纵横交错：Inception 87
3.4 里程碑：ResNet 93
3.5 继往开来：DenseNet 95
3.6 特征金字塔：FPN 99
3.7 为检测而生：DetNet 106
3.8 总结 110
第2篇 物体检测经典框架
第4章 两阶经典检测器：Faster RCNN 112
4.1 RCNN系列发展历程 112
4.1.1 开山之作：RCNN 112
4.1.2 端到端：Fast RCNN 113
4.1.3 走向实时：Faster RCNN 114
4.2 准备工作 114
4.3 Faster RCNN总览 115
4.4 详解RPN 117
4.4.1 理解Anchor 117
4.4.2 RPN的真值与预测量 119
4.4.3 RPN卷积网络 120
4.4.4 RPN真值的求取 122
4.4.5 损失函数设计 124
4.4.6 NMS与生成Proposal 125
4.4.7 筛选Proposal得到RoI 126
4.5 RoI Pooling层 127
4.6 全连接RCNN模块 130
4.6.1 RCNN全连接网络 130
4.6.2 损失函数设计 131
4.7 Faster RCNN的改进算法 131
4.7.1 审视Faster RCNN 132
4.7.2 特征融合：HyperNet 133
4.7.3 实例分割：Mask RCNN 134
4.7.4 全卷积网络：R-FCN 137
4.7.5 级联网络：Cascade RCNN 139
4.8 总结 141
第5章 单阶多层检测器：SSD 142
5.1 SSD总览 142
5.1.1 SSD的算法流程 142
5.1.2 代码准备工作 143
5.2 数据预处理 144
5.2.1 加载PASCAL数据集 144
5.2.2 数据增强 144
5.3 网络架构 148
5.3.1 基础VGG结构 148
5.3.2 深度卷积层 149
5.3.3 PriorBox与边框特征提取网络 150
5.3.4 总体网络计算过程 153
5.4 匹配与损失求解 154
5.4.1 预选框与真实框的匹配 154
5.4.2 定位损失的计算 155
5.4.3 难样本挖掘 156
5.4.4 类别损失计算 156
5.5 SSD的改进算法 157
5.5.1 审视SSD 157
5.5.2 特征融合：DSSD 158
5.5.3 彩虹网络：RSSD 160
5.5.4 基于SSD的两阶：RefineDet 162
5.5.5 多感受野融合：RFBNet 165
5.6 总结 166
第6章 单阶经典检测器：YOLO 167
6.1 无锚框预测：YOLO v1 167
6.1.1 网络结构 167
6.1.2 特征图的意义 168
6.1.3 损失计算 169
6.2 依赖锚框：YOLO v2 171
6.2.1 网络结构的改善 171
6.2.2 先验框的设计 173
6.2.3 正、负样本与损失函数 175
6.2.4 正、负样本选取代码示例 176
6.2.5 工程技巧 179
6.3 多尺度与特征融合：YOLO v3 180
6.3.1 新网络结构DarkNet-53 180
6.3.2 多尺度预测 181
6.3.3 Softmax改为Logistic 182
6.4 总结 183
第3篇 物体检测的难点与发展
第7章 模型加速之轻量化网络 186
7.1 压缩再扩展：SqueezeNet 188
7.1.1 SqueezeNet网络结构 188
7.1.2 SqueezeNet总结 190
7.2 深度可分离：MobileNet 191
7.2.1 标准卷积 191
7.2.2 深度可分离卷积 192
7.2.3 MobileNet v1结构 193
7.2.4 MobileNet v1总结 198
7.2.5 MobileNet v2 198
7.3 通道混洗：ShuffleNet 200
7.3.1 通道混洗 201
7.3.2 网络结构 202
7.3.3 ShuffleNet v2 205
7.4 总结 207
第8章 物体检测细节处理 209
8.1 非极大值抑制：NMS 209
8.1.1 NMS基本过程 210
8.1.2 抑制得分：Soft NMS 212
8.1.3 加权平均：Softer NMS 213
8.1.4 定位置信度：IoU-Net 215
8.2 样本不均衡问题 217
8.2.1 不均衡问题分析 217
8.2.2 在线难样本挖掘：OHEM 219
8.2.3 专注难样本：Focal Loss 221
8.3 模型过拟合 224
8.3.1 数据增强 226
8.3.2 L1与L2正则化 227
8.4 总结 229
第9章 物体检测难点 230
9.1 多尺度检测 230
9.1.1 多尺度问题 230
9.1.2 降低下采样率与空洞卷积 232
9.1.3 Anchor设计 233
9.1.4 多尺度训练 235
9.1.5 特征融合 235
9.1.6 尺度归一化：SNIP 236
9.1.7 三叉戟：TridentNet 238
9.2 拥挤与遮挡 239
9.2.1 遮挡背景 240
9.2.2 排斥损失：Repulsion Loss 242
9.2.3 OR-CNN 244
9.3 总结 247
第10章 物体检测的未来发展 248
10.1 重新思考物体检测 248
10.1.1 精度与速度的权衡 249
10.1.2 卷积网络的可解释性与稳定性 249
10.1.3 训练：微调还是随机初始化 250
10.1.4 考虑物体间关系的检测 251
10.1.5 优化卷积方式 252
10.1.6 神经架构搜索：NAS 253
10.1.7 与产业结合的创新 255
10.2 摆脱锚框：Anchor-Free 257
10.2.1 重新思考Anchor 257
10.2.2 基于角点的检测：CornerNet 258
10.2.3 检测中心点：CenterNet 262
10.2.4 锚框自学习：Guided Anchoring 264
10.3 总结 266



---------------------------scikit-learn机器学习：常用算法原理及编程实战---------------------------


前言
第1章 机器学习介绍 1
1.1 什么是机器学习 1
1.2 机器学习有什么用 2
1.3 机器学习的分类 3
1.4 机器学习应用开发的典型步骤 4
1.4.1 数据采集和标记 4
1.4.2 数据清洗 5
1.4.3 特征选择 5
1.4.4 模型选择 5
1.4.5 模型训练和测试 5
1.4.6 模型性能评估和优化 5
1.4.7 模型使用 6
1.5 复习题 6
第2章 Python机器学习软件包 7
2.1 开发环境搭建 7
2.2 IPython简介 8
2.2.1 IPython基础 8
2.2.2 IPython图形界面 13
2.3 Numpy简介 15
2.3.1 Numpy数组 15
2.3.2 Numpy运算 19
2.4 Pandas简介 32
2.4.1 基本数据结构 32
2.4.2 数据排序 34
2.4.3 数据访问 34
2.4.4 时间序列 36
2.4.5 数据可视化 36
2.4.6 文件读写 38
2.5 Matplotlib简介 38
2.5.1 图形样式 38
2.5.2 图形对象 40
2.5.3 画图操作 46
2.6 scikit-learn简介 51
2.6.1 scikit-learn示例 51
2.6.2 scikit-learn一般性原理和通用规则 55
2.7 复习题 56
2.8 拓展学习资源 57
第3章 机器学习理论基础 58
3.1 过拟合和欠拟合 58
3.2 成本函数 59
3.3 模型准确性 60
3.3.1 模型性能的不同表述方式 61
3.3.2 交叉验证数据集 61
3.4 学习曲线 62
3.4.1 实例：画出学习曲线 62
3.4.2 过拟合和欠拟合的特征 65
3.5 算法模型性能优化 65
3.6 查准率和召回率 66
3.7 F1 Score 67
3.8 复习题 67
第4章 k-近邻算法 69
4.1 算法原理 69
4.1.1 算法优缺点 69
4.1.2 算法参数 70
4.1.3 算法的变种 70
4.2 示例：使用k-近邻算法进行分类 70
4.3 示例：使用k-近邻算法进行回归拟合 72
4.4 实例：糖尿病预测 74
4.4.1 加载数据 74
4.4.2 模型比较 75
4.4.3 模型训练及分析 77
4.4.4 特征选择及数据可视化 78
4.5 拓展阅读 80
4.5.1 如何提高k-近邻算法的运算效率 80
4.5.2 相关性测试 80
4.6 复习题 81
第5章 线性回归算法 83
5.1 算法原理 83
5.1.1 预测函数 83
5.1.2 成本函数 84
5.1.3 梯度下降算法 84
5.2 多变量线性回归算法 86
5.2.1 预测函数 86
5.2.2 成本函数 87
5.2.3 梯度下降算法 88
5.3 模型优化 89
5.3.1 多项式与线性回归 89
5.3.2 数据归一化 89
5.4 示例：使用线性回归算法拟合正弦函数 90
5.5 示例：测算房价 92
5.5.1 输入特征 92
5.5.2 模型训练 93
5.5.3 模型优化 94
5.5.4 学习曲线 95
5.6 拓展阅读 96
5.6.1 梯度下降迭代公式推导 96
5.6.2 随机梯度下降算法 96
5.6.3 标准方程 97
5.7 复习题 97
第6章 逻辑回归算法 98
6.1 算法原理 98
6.1.1 预测函数 98
6.1.2 判定边界 99
6.1.3 成本函数 100
6.1.4 梯度下降算法 102
6.2 多元分类 102
6.3 正则化 103
6.3.1 线性回归模型正则化 103
6.3.2 逻辑回归模型正则化 104
6.4 算法参数 104
6.5 实例：乳腺癌检测 106
6.5.1 数据采集及特征提取 106
6.5.2 模型训练 108
6.5.3 模型优化 110
6.5.4 学习曲线 111
6.6 拓展阅读 113
6.7 复习题 114
第7章 决策树 115
7.1 算法原理 115
7.1.1 信息增益 116
7.1.2 决策树的创建 119
7.1.3 剪枝算法 120
7.2 算法参数 121
7.3 实例：预测泰坦尼克号幸存者 122
7.3.1 数据分析 122
7.3.2 模型训练 123
7.3.3 优化模型参数 124
7.3.4 模型参数选择工具包 127
7.4 拓展阅读 130
7.4.1 熵和条件熵 130
7.4.2 决策树的构建算法 130
7.5 集合算法 131
7.5.1 自助聚合算法Bagging 131
7.5.2 正向激励算法boosting 131
7.5.3 随机森林 132
7.5.4 ExtraTrees算法 133
7.6 复习题 133
第8章 支持向量机 134
8.1 算法原理 134
8.1.1 大间距分类算法 134
8.1.2 松弛系数 136
8.2 核函数 138
8.2.1 最简单的核函数 138
8.2.2 相似性函数 140
8.2.3 常用的核函数 141
8.2.4 核函数的对比 142
8.3 scikit-learn里的SVM 144
8.4 实例：乳腺癌检测 146
8.5 复习题 149
第9章 朴素贝叶斯算法 151
9.1 算法原理 151
9.1.1 贝叶斯定理 151
9.1.2 朴素贝叶斯分类法 152
9.2 一个简单的例子 153
9.3 概率分布 154
9.3.1 概率统计的基本概念 154
9.3.2 多项式分布 155
9.3.3 高斯分布 158
9.4 连续值的处理 159
9.5 实例：文档分类 160
9.5.1 获取数据集 160
9.5.2 文档的数学表达 161
9.5.3 模型训练 163
9.5.4 模型评价 165
9.6 复习题 167
第10章 PCA算法 168
10.1 算法原理 168
10.1.1 数据归一化和缩放 169
10.1.2 计算协方差矩阵的特征向量 169
10.1.3 数据降维和恢复 170
10.2 PCA 算法示例 171
10.2.1 使用Numpy模拟PCA计算过程 171
10.2.2 使用sklearn进行PCA降维运算 173
10.2.3 PCA的物理含义 174
10.3 PCA 的数据还原率及应用 175
10.3.1 数据还原率 175
10.3.2 加快监督机器学习算法的运算速度 176
10.4 实例：人脸识别 176
10.4.1 加载数据集 176
10.4.2 一次失败的尝试 179
10.4.3 使用PCA来处理数据集 182
10.4.4 最终结果 185
10.5 拓展阅读 189
10.6 复习题 189
第11章 k-均值算法 190
11.1 算法原理 190
11.1.1 k-均值算法成本函数 191
11.1.2 随机初始化聚类中心点 191
11.1.3 选择聚类的个数 192
11.2 scikit-learn里的k-均值算法 192
11.3 使用k-均值对文档进行聚类分析 195
11.3.1 准备数据集 195
11.3.2 加载数据集 196
11.3.3 文本聚类分析 197
11.4 聚类算法性能评估 200
11.4.1 Adjust Rand Index 200
11.4.2 齐次性和完整性 201
11.4.3 轮廓系数 203
11.5 复习题 204
后记 205



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