学習ガイド 第4章
ディープラーニングの概要(G検定 技術分野)
活性化関数・誤差関数・正則化・最適化手法など、学習を支える基本要素を扱います。
- 中項目6
- キーワード52語
- 練習問題52問
- 出題の目安 約15問
この分野の練習問題は52問です。復習の時期が来た問題と、まだ解いていない問題から順に出題します。
全52問・解いた記録はまだありません
概要
この分野で扱うこと
ディープラーニングが「どうやって学習するのか」を、要素ごとに学ぶ分野です。6つの中項目は、学習の1サイクルに沿って並べると関係がつかめます。
- ニューラルネットワーク:入力層・隠れ層・出力層を重ね、重みを使って入力から出力を計算します。
- 活性化関数:各層の出力を非線形に変換し、複雑な関係を表せるようにします。
- 誤差関数:出力と正解のずれを1つの数値で表します。
- 誤差逆伝播法:そのずれを出力側から入力側へさかのぼり、重みごとの勾配を求めます。
- 最適化手法:勾配をもとに、誤差が小さくなる向きへ重みを更新します。
- 正則化:学習データに合わせすぎる過学習を防ぎます。
学ぶ順番
上の1〜5の順に読むと、前の要素が次の要素の前提になります。正則化は、「機械学習の概要」で学んだ過学習を思い出しながら最後に読みます。最適化手法はキーワードが24語と多いので、勾配降下法の弱点を先に確認し、各手法がその何を改良したかの順で整理します。
つまずきやすいところ
勾配消失問題は、活性化関数と誤差逆伝播法のどちらの中項目にも出てくる論点です。原因と対策(ReLU関数、重みの初期値の工夫、バッチ正規化など)を1か所にまとめておくと、中項目をまたいだ問われ方にも迷いません。AdaGrad、RMSprop、Adamなどの手法名は似ているので、前の手法の弱点を補ってきた系譜として覚えます。
出題の目安
145問中約15問前後
当サイトの推計です。幅をもたせると約13〜17問(全体の9〜12%)とみています。分野別の出題数は公表されていません。
全体の問題数「145問程度」の出典:JDLAのFAQ 最終確認日:2026年10月30日
中項目一覧
- シラバス 技術11 ニューラルネットワークとディープラーニング キーワード6語・練習問題7問 未回答
- シラバス 技術12 活性化関数 キーワード6語・練習問題7問 未回答
- シラバス 技術13 誤差関数 キーワード5語・練習問題6問 未回答
- シラバス 技術14 正則化 キーワード7語・練習問題7問 未回答
- シラバス 技術15 誤差逆伝播法 キーワード4語・練習問題5問 未回答
- シラバス 技術16 最適化手法 キーワード24語・練習問題20問 未回答
数字はシラバスの項目番号です。右側にはこのブラウザに保存された正答率を表示します。
つまずきやすい点
- 勾配消失問題は活性化関数と誤差逆伝播法の両方にまたがる論点で、シグモイド関数の微分は最大でも0.25と小さく、層を重ねるほど掛け合わされて勾配が小さくなることが原因の1つである点
- L1正則化は一部の重みをちょうど0にしやすく(ラッソ回帰)、L2正則化は重み全体を小さく抑えるがちょうど0にはなりにくい(リッジ回帰)という違い
- エポックは学習データ全体を1回使い切る単位、イテレーションは重みを1回更新する単位で、1,000件をバッチサイズ100で学習すると1エポックは10イテレーションになる点
- GPUは画像処理のために生まれ、大量の単純な計算を並列に処理するのが得意なためディープラーニングにも転用されたプロセッサ、TPUはGoogleがニューラルネットワークのテンソル計算向けに開発した専用のプロセッサである点
この分野を解く
復習の時期が来た問題と、まだ解いていない問題から順に出題します。
この分野の用語
- CPU
- GPU
- 多層パーセプトロン
- 単純パーセプトロン
- TPU
- ディープラーニング
- ニューラルネットワーク
- 活性化関数
- 勾配消失問題
- シグモイド関数
- ソフトマックス関数
- tanh関数
- Leaky ReLU関数
- ReLU関数
- KL情報量
- 交差エントロピー
- Contrastive Loss
- Triplet Loss
- 平均二乗誤差
- L2正則化
- L1正則化
- 正則化
- ドロップアウト
- ラッソ回帰
- リッジ回帰
- 勾配爆発問題
- 誤差逆伝播法
- 信用割当問題
- 連鎖律
- RMSprop
- AdaGrad
- AdaDelta
- AdaBound
- Adam
- 鞍点
- イテレーション
- AMSBound
- エポック
- オンライン学習
- 学習率
- 確率的勾配降下法
- 局所最適解
- グリッドサーチ
- 勾配降下法
- 早期終了
- 大域最適解
- 二重降下現象
- ノーフリーランチの定理
- ハイパーパラメータ
- ミニバッチ学習
- モーメンタム
- ランダムサーチ
混同しやすい用語の比較
前後の分野
出典
- G検定 試験出題範囲(シラバス2024)第1.4版 (技術分野 ディープラーニングの概要(項目11〜16))
- David E. Rumelhart, Geoffrey E. Hinton, Ronald J. Williams, Learning representations by back-propagating errors, Nature 323, 533–536 (1986)
- Xavier Glorot, Yoshua Bengio, Understanding the difficulty of training deep feedforward neural networks, AISTATS 2010, PMLR 9, 249–256
- Ian Goodfellow, Yoshua Bengio, Aaron Courville, Deep Learning, MIT Press (2016)