為推進新型工業(yè)化,加快建設制造強國、質(zhì)量強國,需要推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展,構建新一代信息技術、人工智能、生物技術、新能源、新材料、高端裝備、綠色環(huán)保等一批新的增長引擎。人工智能是引領新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術,具有溢出帶動性很強的“頭雁效應”。加快發(fā)展人工智能是贏得全球科技競爭主動權的重要戰(zhàn)略抓手,是推動我國新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展,實現(xiàn)高水平科技自立自強的重要途徑。
人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,不僅需要頂尖的人工智能科學家、優(yōu)秀的人工智能算法工程師、全面的人工智能應用型人才,也需要數(shù)量龐大的人工智能“數(shù)字藍領”人才。在產(chǎn)業(yè)分工中,“數(shù)字藍領”人才主要從事與人工智能相關的應用開發(fā)、系統(tǒng)集成與運維、產(chǎn)品銷售與咨詢、售前售后技術支持等支撐性工作。在這樣的需求背景下,我國職業(yè)院校紛紛開設人工智能相關專業(yè),但適合職業(yè)院校的學習材料,特別是教材較少。
機器視覺是人工智能的一個重要分支。本書結合工業(yè)視覺系統(tǒng)運維員的崗位要求,選取初識機器視覺與產(chǎn)品檢測、產(chǎn)品字符檢測、工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷檢測和產(chǎn)品分類分揀4個模塊,通過生活化的簡單任務介紹人工智能的基本概念、深度學習圖形化工具“小信”的使用方法及搭建機器視覺系統(tǒng)的基本方法。在此基礎上,循序漸進地帶領學生開展需求分析、生產(chǎn)環(huán)境搭建、數(shù)據(jù)采集和標注、模型訓練和部署等職業(yè)活動。編者將每個模塊對應的職業(yè)能力分解出來,對學生每個職業(yè)能力的培養(yǎng)均以核心概念、學習目標、基本知識、能力訓練、拓展閱讀、課后作業(yè)六大塊內(nèi)容展開,通過以理論為輔、實踐為主的理實一體化的方式,幫助學生真正掌握工業(yè)視覺系統(tǒng)運維員的核心技能。本書所涉及的基本概念都盡可能地采用淺顯易懂的語言進行講解,避免使用復雜的數(shù)學知識。
深度學習圖形化工具“小信”是為了方便學生學習和掌握人工智能的基本概念和基本方法而專門開發(fā)的一款軟件。事先將算法封裝在“小信”內(nèi),學生只需要通過圖形化界面調(diào)用算法、修改參數(shù),就可以進行深度學習的訓練和部署,這樣有利于降低在校學習的難度,同時獲得職場中必備的專業(yè)技能。
值得強調(diào)的是,本書由校企雙元深度合作開發(fā),充分體現(xiàn)產(chǎn)教融合特色,所采用的案例都是來自人工智能企業(yè)的真實案例,部分案例根據(jù)教學實際做了簡化,方便學生在課堂內(nèi)理解和掌握。通過對本書的學習,學生不僅可以掌握工業(yè)視覺系統(tǒng)運維員的基本工作技能,也可以掌握數(shù)據(jù)采集和標注的基本方法。
模塊1 初識機器視覺與產(chǎn)品檢測
任務1-1 教會計算機認識一只貓
職業(yè)能力1-1-1 能說明計算機存儲圖片的方式
職業(yè)能力1-1-2 能進行深度學習圖形化工具的基本操作
職業(yè)能力1-1-3 能使用深度學習圖形化工具進行數(shù)據(jù)標注
職業(yè)能力1-1-4 能初步訓練和部署模型
任務1-2 搭建機器視覺系統(tǒng)硬件
職業(yè)能力1-2-1 能初步搭建基本的機器視覺系統(tǒng)
職業(yè)能力1-2-2 能初步構建機器視覺系統(tǒng)的光學系統(tǒng)
模塊2 產(chǎn)品字符檢測
任務2-1 分析產(chǎn)品字符識別需求并標注產(chǎn)品字符
職業(yè)能力2-1-1 能分析產(chǎn)品字符識別的需求
職業(yè)能力2-1-2 能標注圖片中的產(chǎn)品字符
任務2-2 訓練和部署產(chǎn)品字符檢測模型
職業(yè)能力2-2-1 能訓練產(chǎn)品字符檢測模型
職業(yè)能力2-2-2 能在不同的終端部署產(chǎn)品字符檢測模型
模塊3 工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷檢測
任務3-1 分析工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷檢測需求并搭建檢測環(huán)境
職業(yè)能力3-1-1 能分析工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷檢測需求
職業(yè)能力3-1-2 能搭建工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷檢測環(huán)境
任務3-2 采集和標注工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷樣本圖片
職業(yè)能力3-2-1 能采集工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷樣本圖片
職業(yè)能力3-2-2 能標注工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷樣本圖片
任務3-3 訓練和部署工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷檢測模型
職業(yè)能力3-3-1 能訓練工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷檢測模型
職業(yè)能力3-3-2 能在本地部署工業(yè)產(chǎn)品外觀缺陷檢測模型
模塊4 產(chǎn)品分類分揀
任務4-1 分析產(chǎn)品分類分揀需求并搭建系統(tǒng)環(huán)境
職業(yè)能力4-1-1 能分析產(chǎn)品分類分揀的應用需求
職業(yè)能力4-1-2 能搭建產(chǎn)品分類分揀系統(tǒng)環(huán)境
任務4-2 采集和標注不同種類的產(chǎn)品圖片
職業(yè)能力4-2-1 能采集不同種類的產(chǎn)品圖片
職業(yè)能力4-2-2 能標注不同種類的產(chǎn)品圖片
任務4-3 訓練和部署產(chǎn)品分類模型
職業(yè)能力4-3-1 能訓練產(chǎn)品分類模型
職業(yè)能力4-3-2 能在本地部署工業(yè)產(chǎn)品分類模型
主要參考義獻