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Chainer チュートリアル 数学の基礎、プログラミング言語 Python の基礎から、機械学習・ディープラーニングの理論の基礎とコーディングまでを幅広く解説 ※Chainerの開発はメンテナンスモードに入りました。詳しくはこちらをご覧ください。 何から学ぶべきか迷わない ディープラーニングを学ぶには、大学で学ぶレベルの数学や Python によるプログラミングの知識に加えて、 Chainer のようなディープラーニングフレームワークの使い方まで、幅広い知識が必要となります。 本チュートリアルは、初学者によくある「まず何を学べば良いか」が分からない、 という問題を解決するために設計されました。 初学者は「まず何を」そして「次に何を」と迷うことなく、必要な知識を順番に学習できます。 前提知識から解説 このチュートリアルは、Chainer などのディープラーニングフレームワークを使ったプログ
x2乗と聞いて、こんな放物線を思い浮かべたり、 微分と聞いて、こんなイメージが浮かぶ人は、かなり数学を勉強したのだろうと思う。 でも、ここではいったん放物線のことは忘れて、 x2乗とは、以下のように一辺xの正方形を順番に並べたものだと考えてみよう。 ここで、とある正方形と、すぐ隣の正方形との差分は、こんな風になる。 うんと近くの隣同士だったなら、コーナーにある小さな h^2 の正方形は無視できて、 実質的な差分は、上辺と右辺に張り付いている細長い「2つの、長さxの長方形」になる。 差分は 2xh なのだが、これを「すぐ隣までの間隔h」で割ると、2xだけが残る。 だから、 『x^2 の、すぐ隣同士の差分は 2x』 これが x2乗の微分 (x^2)' = 2 x の意味だ。 同じように、x3乗という関数を、こんな風に一辺xの立方体を順番に並べたものだと考えてみよう。 この立方体の列で、すぐ隣の
はじめに 連立方程式 初歩的な連立方程式 代入法 加減法 連立方程式の重要な性質 連立方程式が解けるか解けないか 不定 不能 クイズ 連立方程式と機械学習 とっても簡単な機械学習の例 現実の機械学習 解に関して データ次元に関して 最後に 発展的な話題 線形基底モデル ニューラルネットワーク 他の基礎的話題 数学 はじめに この記事では機械学習の初心者が、連立方程式という比較的馴染みのある数学からスタートして、学習とは一体何を行っているのかを把握し、その後、連立方程式を簡単に記述できる線形代数の世界に少しだけ足を踏み入れ、現代的な機械学習の初歩が理解できるようになることを目指します。 余力があれば、実際に線形代数の操作を手で行ってみると良いでしょう。 連立方程式 初歩的な連立方程式 連立方程式とは、例えば以下のような式を言います。 これを解く方法はいくつかあります。 代入法 1つは代入法で
「数値最適化」は機械学習における中心的手法の1つです。多くの問題では、最適解を直接突き止めることは難しいものですが、ある解がどれほど適しているかを測定する損失関数を設定し、解を見つけるためにその関数のパラメータを最小化することは比較的容易です。 かつてJavaScriptを初めて学ぼうとしていた時 、結果的に数値最適化ルーチンを多数書きました。そのコードを特に使うこともなく置いていたので、それらのアルゴリズムの動作をインタラクティブな形で可視化したら面白いのではないかと考えました。 本記事の良い点は、コードが全てブラウザで実行できることです。つまり、アルゴリズムの動作をより把握するために、各アルゴリズムのハイパーパラメータをインタラクティブにセットしたり、初期位置を変更したり、どの関数が呼び出されるかを変更したりすることができるのです。 (編注:本記事ではスクリーンショットのみ公開しており
を直接法,反復法などで解くことだけを考えてきた. それでは実際の問題ではこのような線形システムはどのように扱われるだろうか. たとえば,制御の分野ではシステムの状態変化を捉えるために用いている. 係数行列Aがシステム内部を表し,右辺の定数ベクトルbで外乱などの状態を表す. システム内部が変わらず,外の状態が様々に変化したときの状態を知りたいとき, 係数行列Aは変化せず,bのみが変わるだけである. このように係数行列が固定で右辺の定数ベクトルだけが変化するということは, 物理学などの他の分野でも多くある. このとき,係数行列Aを解きやすい形に分解しておけば,計算量を大幅に減らすことができる. ここではそのような分解の一つであるLU分解について述べる. n元連立1次方程式の係数行列を考える. これを以下の下三角行列(lower triangular matrix) L と 上三角行列 (upp
3.1 区分多項式 ラグランジュの補間はデータ点数が増えてくると関数が振動し,補間の精度が悪くなるの は先に述べたとおりである.そこで,補間する領域をデータ間隔 に区切 り,その近傍の値を使い低次の多項式で近似することを考える.区分的に近似関数を使う わけですが,上手に近似をしないと境界でその導関数が不連続になる.導関数が連続にな るように,上手に近似する方法がスプライン補間(spline interpolation)である. ここでは,通常よくつかわれる3次のスプライン補間について説明する.補間する関数が3次関数 を使うため,そう呼ばれている.これ以降の説明は,文献[1]を参考にした. データは先と同じように と する.そして,区間 で補間に使う関数をとする.この様子を図 5に示す. となる.この を求めることが,スプライン補間の関数をきめる問題 となる. 個のデータ数があるため,区分多
Layer Normalization論文の紹介スライドです https://arxiv.org/abs/1607.06450 間違い等ありましたらご指摘いただけると嬉しいです
これは、機械学習に関する基礎知識をまとめたシリーズ記事の目次となる記事です。まとめることで知識を体系化できて自分自身の為にもなるので、こういうアウトプットをすることは大事だと思っています。ただ、普通にブログ記事を書くのも面白くないので、ちょっといつもとは違う方法でやってみようというのが今回のシリーズ記事。 2 ちゃんねるのキャラクターが登場人物として出てきて、彼らが会話して話が進んでいく「やる夫で学ぶシリーズ」という講義調の形式のものがあります。個人的にはやる夫で学ぶシリーズや 数学ガール のような会話形式で話が進んでいく読み物は読みやすいと思っています。さらに、先日みつけた やる夫で学ぶディジタル信号処理 という資料がとてつもなくわかりやすく、これの真似をして書いてみようと思い至りました。記事中のやる夫とやらない夫のアイコンは http://matsucon.net/material/m
RBFネットワークとは RBFネットワークは有限個の入出力データを補完する方法として提案された,3層から構成されるニューラルネットワークです. 多層パーセプトロンと同じく任意の非線形関数の近似が可能です. RBFネットワークの大きな特徴のひとつに,最小二乗法によって関数の最良近似法を導くことができる点が挙げられます.つまり,多層パーセプトロンなどでよく問題となるローカルミニマムの問題がありません. これによってネットワークは安定した学習が可能になります. RBF(Radial Basis Function) 日本語では放射基底関数と呼ばれています.RBFは関数の中心を表すパラメータを持っており, 入力ベクトルと中心を表すパラメータとの距離によって値が決まります.
更新履歴 最適解と探索範囲を追記しました。 2016/11/29 @fimbulさん 編集リクエストありがとうございました。修正しました。 2017/7/10 @tomochiiiさん 編集リクエストありがとうございました。Easom functionを引用元の数式に修正、Schaffer function N. 2とN. 4の数式の修正 2018/5/9 @applicative62045 さん 編集リクエストありがとうございました(編集リクエストの確認遅くなりました。2019/12/31記載) Griek functionを修正 2019/12/31 @okamoto6496 さん 指摘ありがとうございました。Five-well potential functionの数式を修正。 2020/01/20 @higedura さん 指摘ありがとうございます。Bukin function N
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