TensorFlowとKerasで動かしながら学ぶ ディープラーニングの仕組み 畳み込みニューラルネットワーク徹底解説

内容紹介

ディープラーニングを学ぶなら、「仕組み」も「プログラム」もしっかり解説している本書から！

本書は、ディープラーニングの代表とも言える「畳み込みニューラルネットワーク（CNN）」を例として、その仕組みを根本から理解すること、そして、TensorFlowを用いて実際に動作するコードを動かしながら学べる書籍です。

ディープラーニングについて解説する書籍は多数発行されていますが、本書では、「きちんとニューラルネットワークの原理から理解すること」と、「その原理をどのようにコードとして書くか」の両方がバランスよく学べます。

表面的にコードを覚えるだけでは、応用力は身に付きません。本書で根本から理解しておくことで、現場に出てからも長く使える基礎力を身に付けましょう！


※本書では、プログラムの実行環境としてGoogle Colaboratoryを利用するため、面倒な環境構築は不要です。

※本書は、2016/9発行の『TensorFlowで学ぶディープラーニング入門』をもとに、Python3系、TensorFlow 2.0ベースに書き換えたほか、全体的に解説を見直し、修正しています。そのほか、実行環境をGoogle Colaboratoryに変更、オートエンコーダーによるアノマリー検知やDCGAN による画像生成などのトピックを追加しています。



（以下、本書の「はじめに」より抜粋・編集）


本書は、機械学習やデータ分析を専門とはしない、一般の方を対象とした書籍です。――と言っても、ディープラーニングの歴史や人工知能の将来展望を語る啓蒙書ではありません。ディープラーニングの代表とも言える「畳み込みニューラルネットワーク」を例として、その仕組みを根本から理解すること、そして、TensorFlowを用いて実際に動作するコードを作成することが本書の目標です。

本書は、「TensorFlowで学ぶディープラーニング」（2016/9発行）をもとにした改訂版です。サンプルコードはTensorFlow 2.0対応のKerasで書き直しています。Kerasを用いることでコードの内容はシンプルになりました。さらに、GoogleColaboratoryを用いることで難しい実行環境のセットアップも不要になりました。

さらにまた、改訂にあたり、学習後のモデルを解釈する手法、オートエンコーダによるアノマリー検知、そして、画像生成に用いられるDCGANなど、より高度な話題も内容に含めました。

本書のゴールは、コードの背後に隠された、ニューラルネートワークを構成するさまざまなパーツの動作原理を知り、ディープラーニングの本質を理解することです。

本書では、手書き文字の認識処理を行う「畳み込みニューラルネットワーク」を例として、これを構成する１つひとつのパーツの役割を丁寧に解説しています。また、Kerasを用いることで、数式を意識することなく、ニューラルネットワークを構成するコードが書けるようになりましたが、やはり、数学的な理解も欠かすことはできません。2次元平面のデータを用いた簡単な例を通して、それぞれのパーツの背後にある「数学的な仕組み」も丁寧に解説しています。

最近では、オープンソースのTensorFlow/Kerasを利用する研究者が増えることで、最先端の研究成果とも言える、さまざまなディープラーニングのモデルが実行可能なコードとして公開されるようになりました。しかしながら、コードの中身がよくわからず、自分なりの応用をしようにもどこから手をつけていいのかわからないということも多いかもしれません。そのような方は、まずは、本書を通して、Kerasを用いたコードの書き方とニューラルネットワークの動作原理を理解してください。ディープラーニングの奥深さ、そして、その面白さを味わうことは、決して専門家だけの特権ではありません。本書によって、知的探究心にあふれる皆さんが、ディープラーニングの世界へと足を踏み入れるきっかけを提供できたとすれば、筆者にとってこの上ない喜びです。