放射線科Dr.のちいさなたまご

趣味でやっているお勉強の記録です。
今日もわくわく、明日は何をしようかな・・・

初CNN!畳み込みニューラルネットワークへ

2020-06-22 08:47:58 | 趣味のprogramming

さて

四日坊主を予定しているUdemyの機械学習のコースですが、

 

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なんと四日坊主予定が、五日坊主予定に変更になりました!

(※個人の変更で、正式にはまだ四日です)

 

二日目まで終えた前回記事から、1日経ち、見事三日目を制覇する予定でしたが、

二日目の終わりの方にオマケ的な立ち位置でついている「CNNを動かそう!」の企画が、

PCのスペック的に辛くて、辛くて、もう本当に辛くて・・・涙

涙ちょちょぎれすぎた結果、

そこで三日目を終了してしまいました。

 

二日目に行った、三層パーセプトロンモデルは、

「入力画像→入力層→中間層1→出力層→最終出力」と、三つの層からできています。

実は、入力層には、28x28の合計784pixelの値をなんと一列に直してインプット。

これが大問題の原因です!!

なぜなら二次元平面で少しだけズレた画像が、

一列に直されることで、全く異なる画像として入力層にインプットされてしまうからです。

 

この問題を見事解決したのが、

CNN(Convolutional Neural Network)こと、畳み込みニューラルネットワーク!

「真っ直ぐな線がある」や「真ん中に穴あり」などの

画像を視認する上で人間も利用している「特徴量」を抽出するフィルターをかけることで、

二次元平面画像から特徴量を取り出して使えるモデルなのです。

 

このCNNの凄さにより、

三層パーセプトロンモデルでは正解率が9割超えが限界だったFashionMNISTデータでも、

余裕で9割超を達成することができる!!・・・はずでした。

 

特徴量抽出のためのフィルター(keras.layers.Conv2Dの関数で指定)

1ヵ所目で3x3を32枚、2ヵ所目で5x5x32を64枚

くらい使ってやるべきだったのですが

 

計算を始めたところ、これが終わらない。

epoch数1にしても60000枚終えるのに5分くらいかかる。

xxxx/60000と徐々に増えていくのですが、

もう増え方が遅すぎて、1の位までよく見える始末。

もう辛いよ辛いよ・・・と声が聞こえそうな気がしたので、

辛くないように設定し直した結果・・・!

 

 

はい。なんと、フィルターが1ヵ所目4枚、2箇所目4枚!!

こんなフィルターで正解を出せるのかと思ったら、

これが案外accuracy80くらいまでは余裕で達成してました。

 

自分としては自分のPCでプログラムを無事に動かせて、

適宜調整もできたので大満足

(本来のaccuracyをあげる目的の調整とは違う意味ですが)

 

というわけで、

辛そうなPCを見ていたら、自分も猛烈に疲れを感じ、

CNNを3日目として、4日で体験!を、5日で体験!と変更、PCを閉じたのでした。

おしまい。


祝・4冊目の本が決定!

2020-06-22 08:30:26 | 趣味の物理

ついに昨日でブログを始めてから5日目、

ということで、本も4冊目を決定しました!ジャンっ

遠い昔のように思えますが、1冊目の本として決めた物理のエッセンス赤とで2冊組みです。

1冊目(赤)は、力学&波動

2冊目(青)は、熱&電磁気&原子

波動は正直なところ、ページ数も少なく、力学や電磁気と比べるとマイナーな感じ。

その波動が、結構終わりの方まで見えてきて、それと同時に飽きてきた!

それで夜遅くに電磁気に手を出してしまったという流れです。

 

実はこの前の年末〜年始にかけて、力学と電磁気学をかじりました。

すっかり高校の時の記憶が抜け落ちていて(力学でsinθとcosθの成分に分ける計算すら怪しい)

初めて学ぶかのように時間がかかりましたが、

今回は、サクサクっ問題が進んで、

前回かなり間違えながら進んでいたものが、

ほとんど正解しかしない! それは言い過ぎ・・・

 

電磁気学 p.32~123

  1. 電場と電位 p.32~ ←スタート!
  2. コンデンサー p.44~ ←ほぼ終了 6/21
  3. 直流回路 p.69~ ←本日予定 6/22 あとで追記します✅
  4. 電流と磁場 p.88~
  5. 電磁誘導 p.95~
  6. 交流 p.109~
  7. 電磁場中の荷電粒子の運動 p.118~

長い。。書いていて若干げんなりしてきてしまった。

電磁気学自体が90ページもあり、サクサク進んでいた気がしたものの、

まだまだ以前やった貯金をほぼ使い果たして全体の3分の1。

 

しかし、電気回路をサクサク書いてイメージしてく作業は楽しいので、

また飽きてきたら考えるとして、飽きる前に進めるところまで進めます!

 

明らかに、4の電流と磁場って、

プロトンがクルクル回転して、それで磁場ができるというMRIの基本となる現象の基礎よね。

そういう風に書いてくれてたら高校生の時ももっと興味持ったのに。

高校生の時の自分の物理学への認識って、

「少々難解で特殊なルールが設定されてるゲーム」で、

「特殊なルール」=発見されてきた自然界の掟、って分かってなかった。なんてこった。

 

✅ 追記予定

・・・