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ディープラーニング とは?

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💡 層を重ねたニューラルネットワークで、特徴を学習する

複数の隠れ層を持つニューラルネットワークなどを使い、データの特徴や関係を学習する機械学習の手法。画像や言語などに用いられ、CNNやTransformerなどの構造がある。深くすれば必ず精度が上がるわけではなく、未知のデータでも役立つかを評価する。

📌 このページのポイント
深層学習:層を重ねて特徴を学ぶ 入力 複数の隠れ層 出力 層1 層2 特徴 予測 学習で重みなどを調整 未知のデータでも役立つか評価
入力・複数の隠れ層・出力を持つネットワークの概念例。線はノード間の重み付きの関係を示し、図の層数やノード数は特定製品の仕様ではない。
ひよこ ひよこ
普通の機械学習と別のもの?
ペンギン先生 ペンギン先生
機械学習の一種だよ。ニューラルネットワークの層を重ね、重みなどを調整してデータの特徴や関係を学ぶ。隠れ層と非線形の変換を組み合わせることで、複雑な関係を表せるんだ。
ひよこ ひよこ
注目されたきっかけは?
ペンギン先生 ペンギン先生
重要な例の一つが2012年のAlexNetだよ。Krizhevsky、Sutskever、Hintonの論文で、深いCNNとGPUを使い、ImageNetの画像認識コンペで優れた結果を示したんだ。
ひよこ ひよこ
CNNとTransformerの違いは?
ペンギン先生 ペンギン先生
CNNは畳み込みで局所的な特徴などを扱う構造だよ。Transformerは注意機構を使う構造で、もともとの論文は翻訳を扱っている。Vision Transformerのように画像にも使われるので、用途で完全に分けないんだ。
ひよこ ひよこ
層を増やせば精度も上がる?
ペンギン先生 ペンギン先生
必ずではないよ。訓練データに合わせすぎて、未知のデータへ正しく予測できなくなる過学習もある。学習に使わないデータでの評価や、正則化などの対策を考えるんだ。
ひよこ ひよこ
全部、大量のデータとGPUが必要?
ペンギン先生 ペンギン先生
必要な資源はモデルと課題によるよ。AlexNetはGPUを活用し、Vision Transformerの論文は大規模な事前学習を扱った例だよ。それらの条件を、すべての学習や推論の必須条件と同じには考えないんだ。
ペンギン
まとめ:ざっくりこれだけ覚えればOK!
「ディープラーニング」って出てきたら「多層ニューラルネットワークを使う機械学習」と思えばだいたいOK!
📖 おまけ:英語の意味
「Deep Learning」 = 深層学習
💬 Deepは深い、Learningは学習という意味だよ。ニューラルネットワークで層を重ねる構造を深いと表現するんだ。

参考資料

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