Neural Architecture Search 🔝 Neural Architecture Search(NAS) はネットワークの構造そのものを探索する仕組みです。人間が手探りで構築してきたディープニューラルネットワークを基本的なブロック構造を積み重ねて自動的に構築します。このブロック構造はResNetのResidual Blockのようなもので、畳み込み、バッチ正規化、活性化関数などを含みます。 また、NASでは既成のネットワークをベースに探索することで、精度を保ちながらパラメータ数を減らす構造を探索することもできます。 NASはリカレントニューラルネットワークや強化学習を使ってネットワークの構造を出力します。例えば、強化学習を使う場合はネットワークを出力することを行動とし、出力されたネットワークをある程度の学習を行った後に精度や速度などで評価したものを報酬として使います。 6. NASNet 🔝 NASNet は Quoc V. Le (Google)らによって ICLR2017 で発表されました。Quoc V. LeはMobileNet V3にも関わっています。ResNetのResidual Blockをベースにネットワークを自動構築する仕組みを RNN と強化学習を使って実現しました。 6. MnasNet 🔝 MnasNet もQuoc V. Leらによるもので、2018年に発表されました。モバイル機器での速度を実機で測定したものを利用したNASです。MobileNetV2よりも1. 5倍速く、NASNetよりも2. 畳み込みニューラルネットワークとは？手順も丁寧に…｜Udemy メディア. 4倍速く、ImageNetで高い認識精度を達成しました。 6. ProxylessNAS 🔝 ProxylessNAS は Song Han (MIT)のグループによって2018年に発表されました。MobileNet V2をベースに精度落とさずに高速化を達成しました。これまでのNASがネットワークの一部(Proxyと呼ぶ)などでモデルの評価をしていたのに対し、ProxylessNASではProxyなし、つまりフルのネットワークを使ったネットワークの探索をImageNetのデータで訓練しながら行いました。 6. FBNet 🔝 FBNet ( F acebook- B erkeley- N ets)はFacebookとカリフォルニア大学バークレー校の研究者らによって2018年に発表されました。MnasNet同様でモバイルための軽量化と高速化を目指したものです。 FBNetはImageNetで74.
ひとつには上記で話したように、ベクトルで対象を認識しているからということが挙げられます。しかし、もうひとつ、重要な点があります。それが"プーリング"です。 開発者のジェフ・ヒントンはこのような言葉を残しています。 I believe Convolution, but I don't believe Pooling.
以上を踏まえてim2colです。 よく知られた実装ではありますが、キーとなるところだけコードで記載します。雰囲気だけつかんでください。実装は「ゼロつく本」などでご確認ください。 まず、関数とその引数です。 # 関数の引数は # 画像データ群、フィルタの高さ、フィルタの幅、縦横のストライド、縦横のパディング def im2col ( im_org, FH, FW, S, P): 各データのサイズを規定しましょう。 N, C, H, W = im_org. shape OH = ( H + 2 * P - FH) // S + 1 OW = ( W + 2 * P - FW) // S + 1 画像データはパディングしておきます。 画像データフィルタを適用させます。 まず、im2colの戻り値を定義しておきます。 im_col = np. zeros (( N, C, FH, FW, OH, OW)) フィルタの各要素(FH、FWの二次元データ)に適用させる画像データを、 ストライドずつづらしながら取得(OH、OWの二次元データ)し、im_colに格納します。 # (y, x)は(FH, FW)のフィルタの各要素。 for y in range ( FH): y_max = y + S * OH for x in range ( FW): x_max = x + S * OW im_col [:, :, y, x, :, :] = img_org [:, :, y: y_max: S, x: x_max: S] for文の一番内側では、以下の黄色部分を取得していることになります。 あとは、目的の形に変形しておしまいです。 # (N, C, FH, FW, OH, OW) →軸入替→ (N, OH, OW, C, FH, FW) # →形式変換→ (N*OH*CH, C*FH*FW) im_col = im_col. transpose ( 0, 4, 5, 1, 2, 3) im_col = im_col. reshape ( N * out_h * out_w, - 1) return im_col あとは、フィルタを行列変換し、掛け合わせて、結果の行列を多次元配列に戻します。 要はこういうことです(雑! )。 im2col本当に難しかったんです、私には…。忘れる前にまとめられてよかったです。 機械学習において、python, numpyの理解は大事やな、と痛感しております。 Why not register and get more from Qiita?
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