オートエンコーダ (Autoencoder)

▼ ざっくり言うと

入力を一度ぎゅっと圧縮して、また元に戻す訓練を通じて、データの本質を学ぶニューラルネットです。

▼ もうちょっと詳しく

ニューラルネットを砂時計の形にします。入力を真ん中で小さなベクトル(潜在表現)に絞り込み、そこから元の入力を復元しようとする。出力が入力と一致するように学習させます。

一見、何の意味もない作業(入れたものを出すだけ)に見えますが、真ん中をめちゃくちゃ狭くしているのがミソ。狭い穴を通すためには、データの本質的な特徴だけを抽出するしかない。これで、教師ラベルなしに「データの良い表現」を学べる仕組みになります。

▼ 主な使いどころ

  • ノイズ除去: ノイズ入り画像から綺麗な画像を復元するよう訓練
  • 異常検知: 正常データだけで訓練しておき、復元誤差が大きいものを「異常」と判定
  • 次元削減: PCAの非線形版として使う

この真ん中の潜在空間を確率的にした派生形VAE(変分オートエンコーダ)で、画像生成のはしりになりました。

「入れたものをそのまま出せ」という、よく考えると哲学的な訓練で、データの本質を勝手に学んでくれます。

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