非連合学習・とは?初心者がつまずかない基礎ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!

  • このエントリーをはてなブックマークに追加
非連合学習・とは?初心者がつまずかない基礎ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
この記事を書いた人

高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


非連合学習とは何か

非連合学習とは、ラベルのついていないデータから規則や構造を見つけ出す機械学習の分野です。教師あり学習のようにあらかじめ正解を教えるためのラベルがない状態で、データそのものから意味を読み解くことを目指します。

なぜ非連合学習が必要なのか

現実のデータは大量で、すべてにラベルを付けるのは現実的ではありません。非連合学習は、データの自然なグループ分けを見つけたり、データの本質的な特徴を低次元に圧縮したりすることで、分析の土台を作ります。

主なタイプ

クラスタリング

クラスタリングは、データを似たもの同士のグループに分ける方法です。代表的なアルゴリズムには K-means階層的クラスタリングDBSCAN などがあります。目的は「似ているデータが同じグループに集まる」ことです。

次元削減

次元削減はデータの特徴数を減らして、見やすく扱いやすくする方法です。代表的な手法には PCAt-SNE などがあります。これによりデータの全体像を把握しやすくなります。

自己符号化と異常検知

自己符号化器はデータを圧縮して再構成するニューラルネットワークの一種です。再構成誤差を利用して、データの性質を学習します。異常検知にも活用され、普段と異なるデータ点を見つける手助けをします。

仕組みと進め方

非連合学習の基本は、データの背後にある「構造」を見つけることです。データの配置や分布を理解することで、後の分析や機械学習タスクの前処理として役立てられます。評価には シルエット係数再構成誤差 などの指標を使い、クラスタの妥当性を測ります。

実務での活用例

小売りでは顧客のセグメンテーション、画像処理ではノイズの除去や特徴抽出、セキュリティでは異常検知、推奨システムの下準備など、多くの場面で活躍しています。ラベル付きデータが少ない場合でも、非連合学習を使うことでデータの有用性を引き出せます。

初心者向けの選び方と注意点

はじめて学ぶ場合は、まずクラスタリングと次元削減の基本を理解するのがおすすめです。学習データがどの程度ラベルなしかを確認し、適切なアルゴリズムを選ぶことが重要です。データの前処理(欠損値の扱い、正規化、スケーリング)も結果を大きく左右します。

比較表

項目非連合学習教師あり学習
データラベルなしラベル付き
目的規則・構造の発見正解の予測
評価指標シルエット係数、再構成誤差など正解率、精度、F1など

この記事では、初心者でも分かるように、難しい用語を避け、身近な例を用いて説明しました。学習を始めるときは、まず自分の身近なデータから試し、結果を観察して小さな成功体験を積むことが大切です。


非連合学習の同意語

非連合学習
刺激と別の刺激を結びつけず、単一の刺激に対する反応が変化する学習の総称。代表的なタイプとして慣れ(habituation)と感作(sensitization)が挙げられます。
非連合的学習
非連合学習と同義の表現。語形の違いのみで意味はほぼ同じです。
非結合学習
非連合学習の別表記として使われることがある表現。意味は同じ(連合を前提としない学習)。
非連合性学習
同じく非連合学習の別表記。意味は同じですが表記揺れとして使われることがあります。

非連合学習の対義語・反対語

連合学習
非連合学習の対義語としての基本的な概念。刺激や行動と結果の結びつきを形成する学習の総称。
古典的条件付け
無条件刺激と条件刺激を結びつけ、条件刺激だけで反応を生じさせるようにする連合学習の代表的な形。
オペラント条件付け
行動とその結果(報酬・罰)を結びつけ、将来の行動の出現頻度を変化させる連合学習の一形態。
連想学習
刺激と出来事の結びつきを学ぶ一般的な表現。実質的には連合学習とほぼ同義。
条件付け学習
連合学習の総称として、条件付けを通じて刺激と反応の結びつきを学ぶ学習形態。

非連合学習の共起語

連合学習
複数の端末や機関が協力してモデルを学習する手法。データを外部に出さず、更新情報だけを共有するのが特徴です。
フェデレーテッドラーニング
連合学習の英語表現。分散環境でデータを局所的に保持しつつモデルを協調更新します。
分散学習
データや計算を複数のノードで分散して実行する学習形態。
中型学習
データを一箇所に集約して学習する従来型のアプローチ。
中央サーバー
更新を受け取り集約して全体のモデルを更新する役割を担う中心サーバー。
データ分散
データが端末や組織間で分散して存在している状態。
クライアントデバイス
学習に参加する端末(スマートフォン・PC・IoTなど)。
データ主権
データの所有権と利用権をデータの所有者が持つ考え方。
プライバシー保護
人情報を守るための工夫や技術の総称。
差分プライバシー
ノイズを加えて個人を特定できないようにする手法。
安全な集約
暗号化や秘密分散で更新を安全に合計・集約する技術。
同型暗号
計算結果を復号せずに集計できる暗号技術。
セキュリティ
学習プロセスとデータの安全性を指す広い概念。
通信コスト
端末間の更新伝送にかかる通信量・費用。
ローカルエポック
クライアントが局所データで行う学習の反復回数。
モデル更新
クライアントが中央へ送る勾配・パラメータの更新情報。
ヘテロジニアス環境
異なるデータ分布やデバイスが混在する学習環境。
データ偏り(データ分布の不均一性)
クライアント間でデータ分布が偏っている状態。
評価データ/検証データ
学習後のモデルの性能を測るためのデータ。
GDPR/個人情報保護規制
ヨーロッパの個人情報保護法など、法的背景。

非連合学習の関連用語

非監視学習
ラベルなしデータを用いてデータの構造やパターンを自動的に発見する機械学習の総称。
教師なし学習
同義で、ラベルなしデータを前提に特徴抽出やパターン理解を行う学習手法。
クラスタリング
データを似た特徴でグループ分けする手法。代表例には k-means や DBSCAN など。
k-means
データを事前に決めた k 個のクラスタ中心に割り当て、全体の距離の平方和を最小化するアルゴリズム
階層的クラスタリング
データを階層構造のクラスタに分け、デンドログラムとして表現する手法。
DBSCAN
密度ベースのクラスタリングで、ノイズを自動的に検出し、形状に制約が少ないクラスタを見つける
次元削減
高次元データを、情報を保ちつつ低次元へ変換する手法の総称。
成分分析
データの分散が最大になる方向へ座標を回転して、線形に次元を削減する手法。
独立成分分析
観測データを統計的に独立な成分に分解する次元削減・信号分離の手法。
t-SNE
高次元データを2次元や3次元へ非線形に可視化する手法で、局所的構造をよく保つ。
UMAP
t-SNEの代替として用いられる、高速で大規模データにも適した非線形次元削減手法。
自動符号化器
入力データを圧縮して再構成するニューラルネットワーク。潜在表現を学ぶ unsupervised 学習の代表例。
自己組織化マップ
データのトポロジーを保ちつつ2次元マップ上に投影する、自己組織化的なクラスタ可視化手法。
ガウス混合モデル
データが複数のガウス分布の混合として生成されると仮定する確率的クラスタリングモデル。
EMアルゴリズム
隠れ変数を含む統計モデルのパラメータを反復的に推定する最適化手法(EステップとMステップ)。
アソシエーション分析
データ内の頻繁なアイテムの共起関係を見つける手法。市場データなどで使われる。
アソシエーションルール
アソシエーション分析の結果として得られる、条件付きの規則(例: Aが起きればBも起きやすい)。
異常検知
データの中から通常とは異なるパターンを検出するタスク。監視の有無にかかわらず適用される。
密度推定
データの分布を推定する方法。非パラメトリックな KDE などが代表例。
自己教師あり学習
ラベルなしデータから疑似ラベルを作って表現を学ぶ手法。最新の表現学習で重要。
非連合学習
連合学習に対してデータを分散させず中央サーバで一元化して学習する伝統的な形態。
連合学習
複数端末が分散データを共有せず局所的に学習を行い、協調して全体モデルを作る分散学習手法。
フェデレーテッドラーニング
端末上のデータを直接共有せず、モデルの更新情報だけを集約して学習を進める分散型学習。
カーネル主成分分析
PCA を非線形拡張するカーネル法を用いた次元削減。
スペクトルクラスタリング
グラフのラプラシアン行列の固有ベクトルを用いてクラスタを検出する手法。

非連合学習のおすすめ参考サイト


インターネット・コンピュータの人気記事

awstatsとは?初心者でもわかる使い方と基本解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!
16544viws
bing・とは?初心者のための基本ガイド:検索エンジンの仕組みと使い方共起語・同意語・対義語も併せて解説!
2932viws
差し込み印刷・とは?初心者でもすぐわかる使い方と仕組みガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
1189viws
着信転送とは?初心者向けガイドで分かる使い方と設定のコツ共起語・同意語・対義語も併せて解説!
1180viws
com端子・とは?初心者にも分かる基礎ガイド|シリアルポートの使い方と歴史を解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!
1051viws
7zファイル・とは?初心者でもわかる使い方と特徴を解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!
1032viws
全角文字とは?初心者向け解説|全角と半角の違いをやさしく学ぶ共起語・同意語・対義語も併せて解説!
1026viws
充電アダプターとは何かを徹底解説|初心者でも分かる基本と選び方のコツ共起語・同意語・対義語も併せて解説!
978viws
リマインドメールとは?初心者にもわかる基本ガイドと使い方のコツ共起語・同意語・対義語も併せて解説!
872viws
pinロックとは?初心者が知っておくべき基本と使い方ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
868viws
16進数カラーコード・とは?初心者でもつまずかない基礎と使い方ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
814viws
none とは?初心者にもやさしく解説する意味と使い方ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
814viws
asp・とは?初心者向けに徹底解説する基本と使い方ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
802viws
xlsmとは?初心者でも分かるExcelのマクロ付きファイルの基本共起語・同意語・対義語も併せて解説!
741viws
ローカルポート・とは?初心者にも分かる基本と使い方ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
719viws
sha256とは?初心者が知るべき暗号ハッシュの基礎と使い道共起語・同意語・対義語も併せて解説!
693viws
csvダウンロードとは?初心者が今すぐ使える基本ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
620viws
countifとは?初心者でもすぐ使える基本と応用ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
612viws
ワンタイムコード・とは?初心者でも分かる基本と使い方ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
604viws
googleドキュメントとは?初心者が今日から使いこなす基本ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
545viws

新着記事

インターネット・コンピュータの関連記事