教育

TensorFlowで画像認識をするなら読みたいおすすめ書籍をまとめてみた

書籍のイメージ

TensorFlowといったら画像認識というイメージがあるけどどのようにやればいいかわからない!

ディープラーニングを実装する環境としてTensorFlowがよく挙げられており活用事例として画像認識が頻繁に挙げられますよね。

それなら自分もTensorFlowをインストール、画像認識に挑戦だ!

と意気込むもTensorFlowの複雑な実装方法を前になかなか画像認識まで到達できず止まってしまうことが多いのも事実。

そこで今回はTensorFlow、画像認識、TensorFlowを用いた画像認識の3つのステップに分けそれぞれに合った本を3冊ずつ紹介します。
中村
中村

それではまず、そもそもTensorFlowとは何かから初めていきます。

TensorFlowとは

プログラミングを始めたイメージ

TensorFlowは誰でも簡単に機械学習のモデルを構築し実際に使えるようにまでできるプラットフォーム。

これであれば言語やプラットフォーム関係なくサーバーやWEB上など幅広い環境下で使用することができます。

TensorFlowの良いところは企業や研究者などの多様な参加者がコミュニティを作っていること。

画像認識の他にも様々な分野での研究やアプローチが共有されており #PoweredbyTF というタグが付けられています。

そのため私達でもTensorFlowを用いた成果を発信することもできるのです。

まずはおすすめTensorFlow入門書3選

本を開いたイメージ

誰でもモデルを実際に使えるようにまでできるし成果を共有できると言っても基本的な使い方から学ばないと難しいですよね。

そこでまずはTensorFlowの入門書3冊をご紹介します。

詳解ディープラーニング 第2版

まずは「詳解ディープラーニング 第2版」。

この本はディープラーニングを実装する際の入門書として丁寧に解説されている本となります。

本の中ではPythonやTensorFlowだけでなくKerasやPyTorchといったライブラリを用いておりそれぞれどのように書くか見ることも可能。

ここでは画像認識ではなく時系列データ処理に焦点を当てていますがディープラーニングの基礎を数学から学べるので土台をしっかり築いた上での実装を目指せます。

TensorFlow2 TensorFlow&Keras対応 プログラミング実装ハンドブック

2冊目にご紹介するのは「TensorFlow2 TensorFlow&Keras対応 プログラミング実装ハンドブック」。

この本はPythonの基礎を身につけた人が次のステップに進む際に想定された本。

TensorFlowをJupyterNotebookで活用する方法に焦点を当てており、文法や例題に触れた後簡単な分類へと無理なくステップアップ可能。

応用として自然言語処理や画像認識についても触れられており次章以降で紹介する本に先駆けて挑戦することもできます。

TensorFlow2 TensorFlow & Keras対応 プログラミング実装ハンドブック

scikit-learn、Keras、TensorFlowによる実践機械学習 第2版

3冊目にご紹介するのは「scikit-learn、Keras、TensorFlowによる実践機械学習 第2版」。

この本は機械学習についてアルゴリズムの理解だけでなく実際の業務で必要となるスキルを体型的にまとめたものです。

ディープラーニング以外の機械学習でscikit-learn、ディープラーニングではTensorFlowとKerasを使いモデルの学習方法、前処理など機械学習を用いたプロジェクトを進む際に欠かせないプロセスについて触れつつディープラーニングでの応用まで到達可能。
TensorFlowを使っての大規模な訓練やデータを効率的に扱う方法についての解説も充実しているので画像認識に向けての入門というだけでなく今後の実装を見据え地に足をつけた学習を進めて行くことができます。

では画像認識とは?

目のイメージ

TensorFlowやおすすめの入門書について触れたので今度は画像認識とは何か説明します。

画像認識は画像の中に写っているものなどから特徴を掴みコンピューターや機械などに識別できるようにする技術のこと。

例えば私達人間であれば友人から直接会ったことのない飼い猫の写真を見せられてもこれは猫だとすぐに認識できますよね。

それは私達の中に猫がどういったものであるかという記憶の蓄積や経験がありそれを基に推測することができるから。

しかしコンピューターや機械にそういったものはないのでただ画像を与えられただけでは猫とは認識できないのです。

これを解決させるために大量の画像を与えることで猫の特徴を学習、理解をさせ人間のように推測できるようにしていくことになります。

おすすめ画像認識入門書3選

大量の本のイメージ

それでは画像認識の入門書としておすすめのものを3冊ご紹介していきます。

ゼロから作るDeep Learning

1冊目におすすめするのは「ゼロから作るDeep Learning」。

この本はディープラーニングの基礎や仕組みについて本格的に学べる入門書の1つです。

特徴として挙げられるのはTensorFlowなど外部のライブラリではなくPythonを使い自分でディープラーニングの実装を進めていくという点。
この本をマスターすることでディープラーニングの基礎というレベルから画像認識で重要となる畳み込みニューラルネットワークなどを実装できるようになります。

画像認識(機械学習プロフェッショナルシリーズ)

2冊目にご紹介するのは機械学習プロフェッショナルシリーズの「画像認識」。

この本は画像認識の基礎となる部分からディープラーニングを取り入れた手法まで詳しく解説されています。

特にじっくり読んでおきたいのは「第1章 画像認識の概要」と「第2章 局所特徴」、「第6章 畳み込みニューラルネットワーク」の3章分。

第1章と第2章から画像認識がどういう仕組みであるのかを理解、第6章でAI(人工知能)とどのように関連しているのかを押さえてくことが可能。

本書を一通り読んで理解していくことでTensorFlowを使うときも画像認識をスムーズに実装できます。

画像処理の基礎

3冊目にご紹介するのは「画像処理の基礎」。

タイトルからして画像認識と関係あるのかと疑問になりますよね。

あえてこの本を選んだのはコンピューターや機械が画像を認識するまでの過程で画像処理があり画像認識と切っても切り離せない関係にあるから。

人間がものを知覚する時とどのように違うのかなど画像処理の基本となる部分を豊富な図と画像で説明されています。

数式のような数学的な部分を少なくし初心者でも読みやすいよう配慮されているので無理なく画像認識への理解につなげていくことが可能です。

ではTensorFlowで画像認識をする方法が学べる書籍3選

本格的にプログラミングを始めるイメージ

TensorFlowと画像認識の基本をそれぞれ押さえたら最後にTensorFlowで画像認識をしていく本を進めていきましょう。

ここでもおすすめの本3冊をご紹介します。

物体・画像認識と時系列データ処理入門

1冊目にご紹介するのは「物体・画像認識と時系列データ処理入門」。

この本ではTensorFlowだけでなくKeras、TFLearnによる実装を基本とする解説をしています。

わざわざこのようなことをするのはKeras、TFLearnで実装したものがTensorFlowではどのようになっているかを理解できるというのを意図されているため。
パーセプトロンやニューラルネットワークといった基礎的なところから画像認識のところまで対応しているのでTensorFlowの敷居を下げつつ無理なく画像認識を実装できるようになります。

今すぐ試したい! 機械学習・深層学習(ディープラーニング) 画像認識プログラミングレシピ

2冊目におすすめするのは「今すぐ試したい! 機械学習・深層学習(ディープラーニング) 画像認識プログラミングレシピ」。

この本は多岐に渡る機械学習やディープラーニングの研究分野の中で画像認識に特化したもの。

難しい数式ではなく図や写真を多く取り入れることで必須となる概念や用語などを一通り丁寧に説明されています。

この本のすごいところは画像認識の手段としてTensorFlowだけに留まらないこと。

Keras、OpenCV、scikit-learn、Chainer、PyTorchといった複数のライブラリでの実装方法も取り入れることでそれぞれの特徴や違いを知ることができます。
TensorFlowで画像認識をする方法を学ぶのはもちろん、その時々で一番適切なライブラリを選び無理なく目的を達成するきっかけにできるのが魅力的な点です。

すぐに使える!業務で実践できる!Pythonによる AI・機械学習・深層学習アプリのつくり方 TensorFlow2対応

最後にご紹介するのは「すぐに使える!業務で実践できる!Pythonによる AI・機械学習・深層学習アプリのつくり方 TensorFlow2対応」。

タイトルからもわかるように機械学習やディープラーニングについて日常生活でも活用できるようにするのを想定、基本を確認しつつ自然言語処理や画像認識など幅広い実装方法をカバーしています。

TensorFlowについても簡単な分類問題からスタートし画像認識するところまで着実に進めていくことが可能。

本書の最後にはマスクをつけてない人をリアルタイムで見つけるシステムの実装の解説もあり画像認識に限らず機械学習やディープラーニングについてより身近に感じながら学習したり今後のモチベーションに繋げていくことができます。

ビールで達成感をイメージ

今回はTensorFlow、画像認識、TensorFlowを用いた画像認識の3つのステップに分けそれぞれに合った本を3冊ずつ紹介してきました。

  • 最初のステップはTensorFlowの基礎を学ぶこと。
おすすめしたのはKerasやPyTorchと比較しながらディープラーニングの基礎をしっかり学べる「詳解ディープラーニング 第2版」、基本を網羅しつつ画像認識の先取りができる「TensorFlow2 TensorFlow&Keras対応 プログラミング実装ハンドブック」、基礎に留まらずプロジェクトを進めるといった先のことを見据えて学習できる「scikit-learn、Keras、TensorFlowによる実践機械学習 第2版」の3冊でした。
  • 次のステップは画像認識の基礎を学ぶことです。
ここで紹介したのはディープラーニングの基礎から画像認識で重要となる畳み込みニューラルネットワークなどを実装できる「ゼロから作るDeep Learning」、画像認識の基礎からディープラーニングとの繋がりまでをスムーズに理解できる「画像認識(機械学習プロフェッショナルシリーズ)」、画像認識と切っても切り離せない画像処理を丁寧に説明した「画像処理の基礎」の3冊。
  • 最後のステップはTensorFlowを用いた画像認識の方法を学ぶこと。
画像認識でKerasやTFLearnと比較しながらTensorFlowでの実装方法を学べる「物体・画像認識と時系列データ処理入門」、画像認識に特化し目的に応じ最も適切なライブラリから目的を達成できる「今すぐ試したい! 機械学習・深層学習(ディープラーニング) 画像認識プログラミングレシピ」、日常生活での実装を見据えて学習できる「すぐに使える!業務で実践できる!Pythonによる AI・機械学習・深層学習アプリのつくり方 TensorFlow2対応」の3冊を紹介しました。
中村
中村

TensorFlowで画像認識ができるようになればできることが一気に広がり様々な分野で役に立てることができるので着実に進めていけるといいですよね。

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