畳み込みニューラルネットワーク(CNN)

畳み込みニューラルネットワークとは?

畳み込みニューラルネットワーク(CNN)は、AIによる画像認識、物体検出に広く用いられるディープラーニングの一種 です。特に画像データの特徴を自動で抽出し、高精度な分類や解析を可能にします。
CNNは、畳み込み層・プーリング層・全結合層 という構造を持ち、従来の機械学習手法よりも空間的なデータの処理が可能です。

畳み込みニューラルネットワークの構造

CNNの主な構成要素には以下のようなものがあります。

  1. 畳み込み層(Convolutional Layer):画像データの特徴を抽出する層
  2. プーリング層(Pooling Layer):データを圧縮し、計算負荷を軽減する層
  3. 全結合層(Fully Connected Layer):分類や識別を行う層

これらの層が連携することで、CNNは画像からAIにとって有益な特徴を抽出することができます。

畳み込みニューラルネットワークの活用事例

CNNは、以下のような分野で活用されています。

画像認識

  • 手書き文字認識(例:郵便番号の自動判別)
  • 活用した医療画像診断(例:X線画像から疾患を検出)

外観検査・生産管理 

  • 商品ロットの印字チェック、管理
  • 外観の傷、汚れ、凹みなど不良品の検品

自動運転

  • 画像センサーによる物体認識
  • 交通標識の分類

畳み込みニューラルネットワークに関連する専門用語

  • ニューラルネットワーク(Neural Network)
    CNNの基盤となる技術
  • 活性化関数(Activation Function)
    ニューラルネットワークの出力を調整する関数(ReLUなど)
  • フィルタ(Filter)
    画像の特徴を抽出するためのパターン認識機構
  • プーリング(Pooling)
    特徴マップの次元削減に使われる手法
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執筆・監修

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