いちばんやさしい ディープラーニング 入門教室 | ||
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AI開発に必須の基礎理論をやさしく解説!ディープラーニングの基礎を身につけよう! 本書は機械学習の一手法「ディープラーニング」の「いちばんやさしい」入門書です。 【こんな人に】 ○「将来、AI開発に挑戦したい」という理系学生 ○「さらにステップアップしたい」というエンジニア ○「ディープラーニング」の基礎理論を学びたい社会人 ○「TensorFlow+Keras」を使った実装を試したい経験者 ○「機械学習に必須の数学」を知りたい経験者 おもに、AI開発への意欲を燃やす初心者に向けて、機械学習とディープラーニングの基礎理論、必須の数学知識、Pythonによる実装を体系立てて説明します。 豊富な図解とイラストで、初心者にもわかりやすい! 本書を一通り終えれば、Pythonを駆使して自分なりのプログラムを実装できるようになるでしょう。 ■Chapter1 ディープラーニングと機械学習 ■Chapter2 Pythonの準備と基本文法 ■Chapter3 ディープラーニングの体験 ■Chapter4 ニューラルネットワークの基本 ■Chapter5 畳み込みニューラルネットワーク ■Chapter6 ディープラーニングの応用 さあ、あたなもこの本をきっかけに、ディープラーニングの世界に飛び込んでみませんか? |
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著者:谷岡広樹・康シン B5変形・248ページ・2色 本体価格:2,580円+税 ISBN:978-4-8007-1187-8 |
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【Chapter1 ディープラーニングと機械学習】
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■Lesson 1-1 ディープラーニングの基本 階層の深いニューラルネットワーク ■Lesson 1-2 ディープラーニングの歴史 人工知能の進化から見るディープラーニング 第1次人工知能ブーム 第2次人工知能ブーム 第3次人工知能ブーム ■Lesson 1-3 機械学習の基礎知識 教師あり学習と教師なし学習 強化学習 ルールベース・知識ベース 統計的機械学習 前処理と特徴抽出 バッチ学習とオンライン学習 性能評価 汎化能力 ■Lesson 1-4 機械学習のための数学 数値と数式 変数と定数 等式と代入式 ベクトルと添字 総和記号 最小値・最大値 絶対値 距離とノルム 微分と偏微分 合成関数の微分 指数と対数 ■COLUMN1:人工知能とは 【Chapter2 Pythonの準備と基本文法】 ■Lesson 2-1 Pythonのインストール?Windows編? Windowsへのインストール Pythonを起動する ■Lesson 2-2 Pythonのインストール?Mac編? MacではPython2系がそのまま使える Homebrewのインストール pyenvのインストール Python3系をインストールする ■Lesson 2-3 ライブラリのインストール?Windows編? Windows版Anacondaのインストール Kerasのディレクトリを作成する ■Lesson 2-4 ライブラリのインストール?Mac編? Mac版Anacondaのインストール Kerasのディレクトリを作成する ■Lesson 2-5 Pythonの基本文法 Hello, Python!! 変数 定数 データ型 演算 リスト型とタプル型 集合型 辞書型 文字列の連結と繰り返し 文字列フォーマット シーケンス演算 関数 if文 繰り返し文 モジュールの呼び出し ■COLUMN2 Javaによる実装 【Chapter3 ディープラーニングの体験】 ■Lesson 3-1 TensorFlowとKerasのインストール Windows編:TensorFlowをインストールする Windows編:Kerasをインストールする Mac編:TensorFlowをインストールする Mac編:Kerasをインストールする ■Lesson 3-2 Jupyter Notebookを使おう Jupyter Notebookの準備 Jupyter Notebookの使い方 ■Column Macで実行した場合 ■Lesson 3-3 数値計算ライブラリNumPyの使い方 ■Lesson 3-4 グラフ表示ライブラリMatplotlibの使い方 ■Lesson 3-5 Kerasでディープラーニングを体験する Kaggleから画像をダウンロード 画像認識のプログラムを作る ■COLUMN3:TensorFlowとは? 【Chapter4 ニューラルネットワークの基本】 ■Lesson 4-1 パーセプトロン 神経細胞(ニューロン) ステップ関数 パーセプトロン ■Lesson 4-2 活性化関数 さまざまな活性化関数 シグモイド関数 ReLU関数 ■Lesson 4-3 ヘッブ則とデルタ則 結合荷重の学習ルール ヘッブ則 デルタ則 ■Lesson 4-4 ニューラルネットワークの学習 犬と猫を分離する XOR問題 多層パーセプトロン OR問題 NAND問題 AND問題 ニューラルネットワークでの識別 ■Lesson 4-5 損失関数 ニューラルネットワークの学習方法 教師あり学習(Supervised Learning) 教師なし学習(Unsupervised Learning) 強化学習(Reinforcement Learning) 学習プロセスから見る損失関数 例:和式トイレの使い方を学ぶ 損失関数のいろいろ 二乗和誤差 交差エントロピー誤差 ■Lesson 4-6 勾配法 パラメータはどう調整する? ニューラルネットワークの誤差の勾配の求め方 ■Lesson 4-7 誤差逆伝播法 誤差逆伝播法とは? 連鎖律 ■Lesson 4-8 MNIST Step 1. ipython notebookで新規ファイルを作る Step 2. 手書き画像データの準備 Step 3. モデルの作成 Step 4. ニューラルネットワークの学習 ■COLUMN4:次元の呪いと過学習 【Chapter5 畳み込みニューラルネットワーク】 ■Lesson 5-1 畳み込みニューラルネットワークの基本 画像分類と視覚ニューロン 1個のニューロンに入力画像全体を学習させる ■Lesson 5-2 畳み込み演算 受容野をスライドさせる フォーカスの移動 ■Lesson 5-3 畳み込み層 異なるパターンを認識させるには Kerasによる記述 ■Lesson 5-4 深層畳み込みニューラルネットワーク 3次元データを受け付けられるようにする Kerasによる記述 ■Lesson 5-5 ゼロパディングによる畳み込み 収縮する出力の形 入力データの周辺情報の損失 ゼロパディング Kerasによる記述 ■Lesson 5-6 範囲を広げての畳み込み ストライドとは ゼロパディングの利用 ■Lesson 5-7 畳み込みReLU層 非線形変換による認識の向上 ReLU関数 Kerasによる記述 ■Lesson 5-8 プーリング層 プーリング層による処理 Kerasによる記述 プーリング層の利点と注意点 ■Lesson 5-9 全結合層 全結合層の処理 Kerasによる記述 全結合層の修正 より複雑な判断をしたいとき ■Lesson 5-10 深層畳み込みニューラルネットワークの学習 モデル学習と訓練 Step 1. 損失 E を定義する Step 2. 重みweightの値 w を初期化する Step 3. 重みweightの値 w を繰り返し修正する バッチ学習 早期終了 ハイパーパラメータ ■Lesson 5-11 オーバーフィッティングとドロップアウト 過学習の例 過学習を防ぐドロップアウト ドロップアウトの利点 ■Lesson 5-12 畳み込みのさらに詳細な情報 畳み込み層 vs. 全結合層 畳み込みの進化 深く小さい局所受容野 vs. 浅く広い受容野 ■COLUMN5:GPUを用いた学習 【Chapter6 ディープラーニングの応用】 ■Lesson 6-1 再帰型ニューラルネットワーク(RNN) RNNの特徴 RNNにおける情報の展開 RNNの柔軟性 最も単純な計算モデル Kerasによる記述 ■Lesson 6-2 LSTMニューラルネットワーク LSTMの特徴 ニューラルネットワークの計算 Kerasによる記述 ■Lesson 6-3 ゲート付き回帰ユニット(GRU) GRUの特徴 更新ゲート リセットゲート より効率的に記憶できる Kerasによる記述 ■Lesson 6-4 RNN言語モデル 次にどんな単語が来るのか推測させる Kerasにおける記述 ■Lesson 6-5 Sequence-to-Sequenceモデル Sequence-To-Sequenceモデルの特徴 RNNの深さを増やす ■Lesson 6-6 Attention Attentionの特徴 ■Column6:トップダウンとボトムアップ ≪ 目次を隠す |