【初心者】ネコでも分かる「学習回数」ってなに?

4 min read

はじめに

人工知能の記事を見ていると「学習回数」という言葉が多く出てきます。

どの記事も難しい言葉を使って説明されているので、分かりにくい!と思った方も多いと思います。

今回は「学習回数」を分かりやすく説明します。


Created by NekoAllergy

書いてあること

  1. 学習回数とは?
  2. バッチサイズとは?
  3. まとめ

1. 学習回数とは?

下の画像を見てください。これが 学習回数 です。

1つずつ説明していきます。

例えば、今あなたは、イヌとネコの画像を仕分ける人工知能(AI)を作ろうとしています。
イヌの画像を3,000枚、ネコの画像を3,000枚、合計6,000枚用意しました。

この6,000枚の画像をAIに見せて、イヌネコの特徴を覚えさせていきます。しかし、AIくんは、 6,000枚を一度見ただけで賢くなることはできません。 これは、先生が授業で言った内容を一度で覚えられないのと同じです。

なので、6,000枚を何回も何回も、繰り返し見ることで、覚えようとします。簡単に言えば、この 「何回見たか(覚えたか)」が学習回数 になります。

6,000枚の画像を3回見たら、学習回数3回。
(合計18,000枚)
6,000枚の画像を5回見たら、学習回数5回。
(合計30,000枚)
6,000枚の画像を100回見たら、学習回数100回。
(合計6,000,000枚)

学習回数が多くなれば、AIはその分賢くなっていきます。1回目(最初の6,000枚)は「イヌかネコか分からない…」となっていた画像も、2回、3回と繰り返し見せていくと、「さっきは分からなかったけど、今ならわかるぞ!」という感じで賢くなっていきます。

・学習回数とは、AIに「何回見せたか(覚えさせたか)」
・繰り返し見せることで、だんだん賢くなっていく

基本はこんな感じですが、実際は少し違った方法で学習しています。数年前にどこかの偉い人が、「もっと効率よく賢くなる方法」を考えました。それが、「バッチサイズ」を使用する方法です。

2.バッチサイズとは?

もっと効率よく覚えるために、バッチサイズ という考え方を使います。例えば、バッチサイズ=600の場合は、下のようになります。

6,000枚の画像を600枚ずつのグループに分けます。この時の「600」というのがバッチサイズになります。6,000枚を600枚ずつに分けるので、全部で10個のグループができることになります。AIはこのグループごとに学習していきます。

・学習データをグループ分けにする
・AIはこのグループごとに学習していく






ここで注意すべき点があります。グループ分けされる画像は、最初の画像から順番に選ばれていくのではなく、6,000枚から「ランダム」に選ばれていきます。

6,000枚から適当に600枚を選ぶ
→グループ1
6,000枚から適当に600枚を選ぶ
→グループ2
6,000枚から適当に600枚を選ぶ
→グループ3

のようにして10個のグループを作ります。この時、イヌが何枚ずつで、ネコが何枚ずつ、という風に決める必要はありません。めちゃくちゃ適当に600枚ずつのグループを作ります。

「そーやってランダムに選んでいくと、2.3回選ばれる画像とか、1回も選ばれない画像が出てくるんじゃね?」と、疑問に思った方もいると思います。

その通りです。
このように「適当に選ぶ」ことによって、柔軟なAIが作れるそうです。(へーそうなんだーくらいに思ってもらえれば大丈夫です)

・グループ分けはランダム(適当)にされる
・適当に選ぶことによって柔軟なAIが作れる






また、6,000枚をバッチサイズ=600で分けると、10個のグループができますが、この「10」のことを「イテレーション」と呼びます。

イテレーションは日本語で「繰り返し」という意味になります。「1回、2回、3回」のように、「イテレーション1、イテレーション2、イテレーション3」という雰囲気で使います。

つまり今回の例でいくと、
6,000枚のデータセットをバッチサイズ=600で、イテレーション=10で学習させた。という風になります。

ちなみにプログラマー達は、学習回数のことを「エポック数」と呼びます。
学習回数3回はエポック3、
学習回数10回はエポック10、
学習回数100回はエポック100、
のようになります。

・6,000枚をバッチサイズ=600で分けると、10個のグループができる(イテレーション=10)
・学習回数のことを「エポック数」と呼ぶ

3.まとめ

エポック、バッチサイズ、イテレーションをまとめた図が、下の図になります。

この図が理解できれば、人工知能の記事や論文を見たときに「学習回数」という単語が出てきたときでも理解できるはずです!

人工知能/AI/機械学習をもっと詳しく

ねこアレルギーのAI

ねこアレルギーのAI
YouTubeで機械学習について発信しています。
お時間ある方は覗いていただけると喜びます。

created by NekoAllergy