畳み込み ニューラル ネットワーク わかり やすく
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CNNの発展形 🔝 5. AlexNet 🔝 AlexNet は Alex Krizhevsky が Ilya Sutskever と Geoffrey Hinton (Alexの博士号の指導者)と一緒に開発したCNNで2012年のILSVRC( ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge )で初めてディープラーニングによるモデルを導入して優勝した。彼らの論文によるとネットワークの層を増やすことが精度を上げるのに重要であり、GPUを利用した訓練で達成することが可能になったとのこと。活性化関数にReLUを使っていシグモイド関数やtanh関数よりも優れていることを示した。 5. ZFNet 🔝 ZFNet はAlexNetの改良版で2013年の画像分類部門でILSVRCで優勝した。AlexNetが11×11のカーネル幅を最初の層で使っていたのに対し、ZFNetでは7×7のカーネル幅を使っている。また、ストライドをAlexNetの4から2にした。また、AlexNetが1 枚の画像を上下半分に分けて学習をするのに対して、ZFNet は 1 枚の画像で学習をするようになっている。 5. VGG 🔝 VGGはオックスフォード大学の V isual G eometry G roupによって開発され、2014年のILSVRCの画像分類部門で第2位を獲得した。AlexNetよりも小さいカーネル幅(3×3)を最初の層から使っており、層の数も16や19と多くなっている。NVIDIAのTitan Black GPUを使って何週間にもわたって訓練された。 5. GoogLeNet 🔝 GoogLeNetは2014年のILSVRCの画像分類部門で優勝した。AlexNetやVGGと大きく異なり、 1×1畳み込み やグローバルアベレージプーリング、Inceptionモジュールを導入した。Inceptionモジュールは異なるカーネル幅からの特徴量を組み合わせている。また、Inceptionモジュールが層を深くすることを可能にし22 層になっている。 5. ResNet 🔝 ResNet (residual networks)はMicrosoftの He らによって開発され2015年のILSVRCの画像分類部門で優勝した。 残差学習(residual learning)により勾配消失の問題を解決した。従来の層は$x$から$H(x)$という関数を学習するのだが、Skip connection( スキップ結合 )と呼ばれる層から層への結合を加えたことにより、$H(x) = F(x) + x$となるので、入力値$x$に対して残差$F(x)$を学習するようになっている。これを残差ブロック(residual block)と呼ぶ。 $F(x)$の勾配が消失したとしても、Skip connectionにより全体として勾配が消失しにくくなっており、ResNetは最大152 層を持つ。 また、ResNetはさまざまな長さのネットワークが内包されているという意味で アンサンブル学習 にもなっています。 5.
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畳み込みニューラルネットワークが着目している部位を可視化する方法 2020. 11.
再帰的ニューラルネットワークとは?
目で観察してみよう ○と×は何が違うのかを考えましょう!それらを見分けるためには、どんな特徴を把握すればいいですか? 下の図を見てみましょう。 赤い線と緑の線で囲むエリアに注目してください。緑のエリアのように類似している箇所があれば、赤いエリアのように、「独自」のパターンもあるようですね。 でも、誰でもこんな「綺麗な」○と×を書くとは限りません。 崩れている○と×も人生でいっぱい見てきました。笑 例えば、下の図を見てください。 人間であれば、ほとんど、左が○、右が×と分かります。しかし、コンピュータはそういうわけにはいきません。何らかのパータンを把握しないと、単純なピクセルの位置の比較だけでは、同じ「○」でも、上の○とは、完全に別物になります。 ただ、上の分析と同様に、この図でも緑のエリアのように、共通のパターンがあれば、赤いエリアのように、ちょっと「独自」っぽいパターンもありますね。何となく分かりますね。 では、これをどう生かせば、認識に役に立てるのでしょうか? 上の図のように、認識できるのではと考えます。 まず左側の入力ですが、まず○か×かは分かりません。 ただ、局所のパターンを分かれば、何となく、特徴で手掛かりを見つけるかもしれません。 上の図のように、対角線になっているパターンは○の一部かもしれません、×の一部かもしれません。これに関しても、どっちの可能性もあります。100%とは判定できません。それに対して、黒い点が集中しているパターンが×の中心にあるクロスするところではないかと考えることができて、かつ、○には、ほぼ確実にそれがないと言えますね。 こうやって、「小分け」したパターンを利用して、大体ですが、認識ができるかもしれません。 ただし、これだけでは、まだ精度が低いですね。 もう一枚を見ていきましょう! 前の処理が一つの「層」で行ったことだとしたら、もう一つの「層」を加えましょう! 上の図のように前の層から、パターンがやってきました。しかし前の層のパターンだけでは、たりません。この層でもう一回パターンを増やしましょう! 前の層から来たパターンに加えて、もう一つパータンが増えて、二つになりました。そうすると、見える部分が増えた気がします。 上から三つのパターンを見てみましょう。一番上が×の右上に見えますね。 真ん中は、○の左下に見えますね。 一番下は、これも何となくですが、バツの右上に見えますね。 こうやって、少し「自信」がつけてきましたね。なぜならば、「特徴」をより多く「見えた」からです。 「自信度」を上げるためには、もっと多くの「特徴」を見えるようにすればいいですね。それでは最後もう一枚図を見ていきましょう。 さらに「層」を増やして、前の層から来たパターンにさらに「特徴」を組み合わせると、上のはほぼ×の上の部分と断定できるぐらいです。同時に、下のパターンはほぼ○の左半分だと断定できるぐらい、「自信」があがりましたね!
畳み込みニューラルネットワークとは何かお分かりいただけましたか? 【Hands Onで学ぶ】PyTorchによる深層学習入門 機械学習・深層学習の復習やPyTorchのライブラリの基本的な使い方など基礎的な内容から段階的にステップアップ