AIFAIとMLの基礎

ある企業では、少量の医療画像しか保有していません。しかし、高い精度で異常を検出する画像分類モデルを短期間で構築したいと考えています。最も適切なアプローチはどれですか。

A
大量の一般画像で事前学習されたモデルを利用し、医療画像でファインチューニングする
✓ 正解
大規模データセットで事前学習したモデルの知識を活用し、対象データだけで追加学習する転移学習の代表例です。少量データでも高精度を実現しやすく、学習時間や計算資源も削減できるため最適な選択です。
B
少量の医療画像のみを使用してゼロから深層学習モデルを学習する
深層学習モデルをゼロから学習するには通常は大量の教師データが必要です。少量データでは過学習しやすく、十分な汎化性能を得られないため、この要件には適していません。
C
学習済みモデルは使用せず、特徴量をすべて手作業で設計する
特徴量エンジニアリングは従来型機械学習では有効ですが、画像認識では事前学習済み深層学習モデルの性能に及ばない場合が多く、効率面でも不利です。
D
モデルを学習せず、すべての画像を人間が目視で分類し続ける
人手で分類を続ければ結果は得られますが、AIモデルを構築する目的や自動化の要件を満たしていません。継続的な運用コストも高く、拡張性にも欠けます。

解説

正解は「大量の一般画像で事前学習されたモデルを利用し、医療画像でファインチューニングする」です。これは転移学習の代表的な利用方法であり、ImageNetなどの大規模データセットで学習済みのモデルが獲得した特徴抽出能力を活用できます。そのため、少量の教師データでも高い精度を実現しやすく、学習時間や計算コストも削減できます。一方、少量データだけでゼロから学習すると過学習が発生しやすく、実用的な性能を得ることは困難です。手作業による特徴量設計は現在の画像認識では深層学習ほど高い性能を得にくく、すべてを人手で分類する方法は機械学習を導入する目的を満たしません。AWS Certified AI Practitioner試験でも、事前トレーニング・ファインチューニング・転移学習の違いと活用場面は重要な出題分野です。

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