CNNで用いられるMaxプーリング・Averageプーリングについて

データサイエンス
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初めに

こんにちは。将棋と筋トレが好きな、情報系大学生のゆうき(@engieerblog_Yu)です。

今回から、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)のプーリング層についてまとめていきたいと思います。

プーリング層について

画像や音声などの入力データに使われる畳み込みニューラルネットワーク(CNN)では、ConvolutionレイヤとPoolingレイヤが用いられます。

前回の記事でConvolutionレイヤについてまとめたので、今回はPooling層についてまとめていきたいと思います。

Convolution層についてまとめた記事は以下です。

プーリング層で行われる処理

プーリング層では、行列で表される二次元の平面を、より小さいサイズの平面にする演算が行われます。

プーリングには、MaxプーリングとAverageプーリングの二つがあり、Maxプーリングでは最大値、Averageプーリングでは平均値を考えます。

まだよくわからないと思うので、具体的にMaxプーリングとAverageプーリングでは、どのような処理が行われているのか解説していきます。

プーリング層では平面を、より小さいサイズの平面にするための演算が行われる

プーリングには、MaxプーリングとAverageプーリングがある

Maxプーリングでは最大値、Averageプーリングでは平均値を考える

Maxプーリング

プーリング層への入力データが以下のような4×4の行列であった場合の、Maxプーリングでの処理です。

4×4の行列を、2×2の行列4つに分けてそれぞれの最大値を抜き出します。

すると出力に、入力データの4つに分けた区間の最大値を集約することができます。

またMaxプーリングは画像認識に用いられることが多いようです。

Maxプーリングは、最大値をより小さいサイズに集約する

Maxプーリングは画像認識に用いられることが多い

Averageプーリング

次にAverageプーリングについてです。

Averageプーリングは、青い範囲の平均値を抜き出します。

出力データは、入力を4つに分けたそれぞれの平均値を集約することができます。

Averageプーリングは、入力データを区間に分けて平均値をとったものを集約する

まとめ

プーリング層では平面を、より小さいサイズの平面にするための演算が行われる

プーリングには、MaxプーリングとAverageプーリングがある

Maxプーリングでは最大値、Averageプーリングでは平均値を考える

Maxプーリングは、最大値をより小さいサイズに集約する

Averageプーリングは、入力データを区間に分けて平均値をとったものを集約する

今回は畳み込みニューラルネットワーク(CNN)のプーリング層についてまとめました。

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ディープラーニングの理論が分かりやすくまとめられていて、力を身につけたい方におすすめです。

ゆうき
ゆうき

最後まで読んでいただきありがとうございました。

ねこすけ
ねこすけ

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