Kotlinで機械学習：VGG16モデルで犬猫判断

Using deeplearning4j to distinguish between Cats and Dogs

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1. Kotlinで機械学習 VGG16モデルで犬猫判断 どこでもKotlin #3 2017/10/23 エムスリー株式会社 Lukas Prasuhn
2. 自己紹介 - M3のSoftware Engineer - 日本歴１２年のドイツ人 - Java経験が少ない → いきなりKotlin - Kotlin以外の得意言語 - C++ (C++11まで) - PHP5 - Github: https://github.com/lukasjapan - Twitter: @cvguy84 - RaspberryPiをイジるのが好き - モデル1 は 1台 - モデル3 は 3台
3. （私にとっての）Kotlinとは - めちゃ書きやすいJava - Kotlin/Javaの関係 - KotlinはJavaの考え方より柔らかい - KotlinはJavaの資産を多く使っている - Kotlinの目的はJavaを使いやすくするため - Javaを尊敬しながら、Kotlinの利用者が急増
4. ディープラーニングとは - 機械学習の一種 - ニューラルネットワーク（NN）を使用 - 手法のざっくり説明 - 答えを知っている入力データは大量ある - NNに入力データ+それに対する答えを学習させる - 他の入力データに対して答えが出力可能になる 行列計算で答えを出 せる 学習させる時は行列 の値を調整する
5. VGG16のモデル（NN） - 下記の問題を解くために作られたNN - 入力データは画像 - 答えはラベル1000個に対する「自信度」 - ラベルはimage-net.orgが定義 - 金魚 - ノートパソコン - 飛行機 - ビーグル - ... - 比較的にシンプルで優秀 - 16レイヤー
6. ラベルから犬猫判断 - 画像は犬？猫？ - image-net.orgのラベルを見たら - Egyptian_cat, Persian_cat, cougar, … - French_bulldog, toy_terrier, … - 判断提案1 - cat, dogであるラベル（手動判断）の自信度を見る - 1000個もある - 自信度が低い場合、どうする？ - 写真にヒントある？ - 骨 → 犬、ネズミ → 猫、... - 判断提案2 - VGG16ラベル → 犬猫関係を学習させる！
7. 犬猫判断できるNNを作成 - 犬猫写真＋答えを大量DL（kaggle.com） - 全写真のVGG16ラベルを判定 - VGG16ラベル＋答え（犬、猫）を新NNに学習させる - そして連続判定 - 写真 → VGG16 → 新NN → 犬、猫の「自信度」 VGG16の1000個ラベル の「自信度」 犬に対する「自信度」 猫に対する「自信度」
8. ようやくKotlin登場！ - 実装は何言語？ - 機械学習世界ではPythonが強い - どこでもKotlin! 機械学習分野でもKotlin! - deeplearning4j - Javaのディープラーニングライブラリー - Skymind社がサポート（Softbankと共同） - これからPepperに入るかも - 当然だがKotlinで問題なく使える - 公式サンプルコードにも.ktファイルを目撃
9. deeplearning4jのモデルZOO - 有名なモデルを提供 - VGG16もある - 学習済みモデルがDL可 - 最初の実行時にモデルを裏でDL - ~490MB
10. ここでKotlinの一つのアピールポイント - outputはINDArray型である - deeplearning4j所属ライブラリの行列フォーマット - 扱いにくい（数学視点重視） - 答えは一行の行列で表す - Kotlinの拡張関数でList<Double>に置き換える - Kotlinの便利機能は直感的に使える - sort, map, ...
11. 犬猫NNの実装 - 公式サンプルコードを自分のニーズに合わせて、モデルを作成 - VGG16ラベル＋答えで学習させる - 学習済みモデルを保存（Serialize） - 答えは下記のように定義 - 猫の場合：100%猫、0%犬 - 犬の場合：0%猫、100%犬 https://github.com/lukasjapan catsvsdogsgame
12. 犬猫判断の実装 - 保存モデルをDeserialize - VGG16モデルで得たラベルを入力 - 犬猫それぞれの自信度出力
13. デモ（というかゲーム！） - TwitterAPIで #m3kt #catsdogs ハッシュタグを監視 - ツイートのプロフィール写真で犬猫判断を行う - 結果はAPIで呟く @cvguy84 - おまけでVGG16モデルの判断も教える - 「自信度」が高くなるプロフィール写真が勝つ ヒント：どうしても勝ちたい場合は、プロフィール写真を犬または猫に変える https://github.com/lukasjapan catsvsdogsgame
14. 最後に - http://www.fast.aiのディープラーニングコース - 機械学習世界で有名な「Jeremy Howard」が無料提供 - Youtube動画 - プログラマー向け - 数学的なことももちろん教えている - Python/Keras/... - 今日の内容はLesson 1+2
15. #m3kt #catsdogs ぜひ呟いてみてね！ https://github.com/lukasjapan catsvsdogsgame