ニューラルネットワーク

読み: にゅーらるねっとわーく

生物の神経回路を模倣した数理モデル。入力層 / 隠れ層 / 出力層で構成され、画像認識や生成など高度な画像処理の基盤技術。

ニューラルネットワーク (Neural Network) とは、生物の神経細胞 (ニューロン) の結合構造を数学的にモデル化した計算手法である。各ニューロンは入力に重みを掛けて合計し、活性化関数を通して出力する。この単純な演算ユニットを多層に積み重ねたネットワークが、画像分類 / 物体検出 / 超解像 / 画像生成などのタスクに用いられる。

基本的な構成要素は以下のとおりである。

学習は誤差逆伝播法 (Backpropagation) で行われる。損失関数の勾配を出力層から入力層へ逆方向に伝播させ、各重みを更新する。最適化アルゴリズムには SGD、Adam、AdaGrad などが使われる。

画像処理分野では、畳み込み層で画像の空間構造を扱うネットワークとして CNN がある。GAN、Transformer、拡散モデルなどのアーキテクチャも提案されている。

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