1. 机器学习简介和Python的基本操作

机器学习简介和Python的基本操作

Before the course…

• Software and environment: Anaconda and Opencv
  
• Ultimate Project: Traffic Sign Recognition
  
• There’s a individual Quiz on lecture 5

人工智能的产生

lines of codes programming forces people to find a way to teach the program to do things. example: makeup transfer example: auto ping-pong machine

计算机视觉简介

计算机视觉可以大致的被分为三个大类：

• 3D建模(3D Construction)
  例子：敦煌莫高窟的3D建模（来自武汉大学）
  
• 图像渲染(Image Rendering)
  例子：Google Pixel
  其搭载的增强现实算法能够对周围的图像进行实时渲染
  
• 图像检测(Pattern Recongnition)
  例子：都灵的图像识别装置
  人们穿戴对应的设备行走，设备能够识别他周围的物品

计算机视觉可以在各个领域帮助到人们，在医学领域帮助医生识别X光片，在自动驾驶领域，自动驾驶汽车依靠车身上的传感器和相机识别道路上的物体，在体育竞技领域，计算机视觉能够帮助人们更好的训练运动员的运动姿势。世界上第一张人脸检测的图片由Dr.Sung Kah Kay在1996年完成。

计算机科学的知识架构：

Python 的基本操作

简介

Python 不需要编译，是机器学习的首选语言之一，有非常多的库能够被调用。 Python支持超大的数字运算
编译环境（IDE）：Anaconda， 适用于大数据环境
> 不要使用 Python 2.x

• Python的IDE思路：REPL
  Reading： 读取来自键盘等的输入
  Evalueate： 将输入进行Evaluate，其结果通常是一个数值，这个数值最终会被编译器输出（Print）
  在输出后，这个程序将等待下一次的输入，形成一个循环

赋值和函数定义

Python可以不用声明变量的类型，直接对其进行赋值，其变量的赋值类型取决于赋值
Python支持同时对多个变量进行赋值：

a,b=c,d 
```  

定义函数的结构：  
``` Python
   def functionname(variable):  
      return value
    # 也可以不需要返回值

另一种定义方式：

    function= lambda return_variable: options  
```  
例如：  
  ``` Python
   S= lambda x: x*x  

在Python中，函数的定义和调用有如下特点：

1. 嵌套调用：
   funcationname(funcationname(variable))
   
2. 在Python中，变量可以传递给函数，函数也可以传递给变量。
   例如：
   

   def function (n):
       n*n
       return n
   foo=function(5)
   # 此时foo的类型是一个函数
   foo(10)
   # >> 100

3. 可以在定义函数的部分嵌套定义其他函数：
   

   def function(variable1):
     def subfuntion(variable2):
        return variable2
    return variable1

条件结构(if-else)

条件语句的基本结构：

if conditon:
  options

例如：

def compare(a,b):
  if a>b:
    return a
  return b
compare(3,4)
#>> 4

在条件语句中可以同时并存多个条件：

if condition1:
  options
else if condition2:
  options
else if  condtion3:
  options
else:
  options

循环结构

1. 通过函数定义的返回值来进行循环 (recursion) 例如：
   

   def factorial(n):
     if n==1:
       return 1
     return n*factorial(n-1)
   factorial(5)
   #>> 120
   #5*4*3*2*1

2. 通过for循环语句来进行循环(for-range)

   for innnervariable in list #usually is range(a,b) a to b do n++
   options

   例如：
   

   def factorial(n):
    for x in range(1,n+1)
      result=result*n
    return result
    factorial(5) 
    #>> 120  

   > 要注意 range(a,b) 是不包括b的：
   >

   for a in range (0,4)
      print(a) 
   #>> 3  

   >这样的循环结构没有自增加（x++）的存在

3. 通过while语句进行循环

   while (condition):
     options

   例如：

   def gcd(a,b): #最大公约数
     while (b>0):
       r=a&b
       a,b=b,r
    return a

字符串

在Pyhton中，字符串由双引号”“或者单引号’’定义。 字符串支持加减法：

'hello'+'world'
#>> 'helloworld'

也支持乘法（重复多次）：

'hello'*3
#>> 'hellohellohello' 

• 字符串的传递
  字符串可以传值给变量（类型是字符串），可以通过[起点：终点：步长]访问字符串中的特定位置的字符。

  a='helloworld'
  print(a[2])
  #>>'l'
  print(a[0:4])
  #>>'hello'
  > Python 中的序号是从0开始的
  print(a[::-1] )
  #>>'dlrowolleh'
  b='abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
  print(a[1:15:2])
  #>>'bdfhjln'

  len()函数将返回字符串的长度

  len(hello)
  #>> 5

  []默认的访问顺序是从左到右，负号（-）表示从右到左的访问顺序。

列表

列表（list）是一种参数类型，例如：

x=[1,2,3,4]
type(x)
#>> list

列表用[]来表示，列表也可以嵌套。
列表中的元素可以是任何类型。
和字符串一样，可以用[]来访问列表中特定的某一个或者多个元素。

• 列表的操作
  

1. append()
   append()函数将在列表最后一位加上()内的字符串后，输出整个字符串

   x=[1,2,3,4]
   x.append(2)
   print(x)
   #>>[1,2,3,4,2]

2. 列表理解（list comprehension）
   在列表的[]中填入生成列表的方法： 例如：

   x=[a for a in range(1,8)]
   print x
   #>> [1,2,3,4,5,6,7]
   y=[square(a) for a in x]
   print y
   #>>[1,4,9,16,25,36,49]

   可以利用列表理解来过滤某些元素:

   def iseven(n):
       return n%2==0
   x=[a for a in range(1,8)]
   y=[square(a) for a in x if iseven(a)]
   print y
   #>>[4,16,36]