畳み込みニューラルネットワークとは何か?
皆さん、こんにちは!
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? 「さらっとわかる！！グラフ畳み込みニューラルネットワークの基礎！」 |. 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!
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