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Steerable CNNs の紹介

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こんにちは、先進技術部の古川とプロダクト開発部の中井です。今回は、Steerable CNNs と呼ばれるネットワークの論文解説と Chainer による実装 のレポートを行います。なお、この記事は前任者の実装・レポートを元に、ブログ用に追記・編集したものです。

1. 概要

Steerable CNNs とは

Steerable CNNs は、Taco S. Cohen と Max Welling が提案した、入力画像の平行移動・回転・鏡映の作用を保つような CNNs (Convolutional Neural Networks、畳み込みニューラルネットワーク) です。 このアイディアを発表した論文 [CW17] はICLR 2017 で採択されました。以下のような特徴があります。
  • 高精度である。WideResNet をベースにしたネットワークが CIFAR-100 でエラー率 18.82\% と、当時の最高精度を出した。
  • 上記の精度は、水平反転と平行移動のみのデータオーグメンテーションで達成した。
  • 少ないパラメータ数である。ResNet50 が 2000 万程度、2019 年 5 月現在最高精度の AmoebaNetB は 5.5 億程度あるのに対し、WideResNet ベースのネットワークは 920 万ほどで済んでいる (ただし、その後 EfficientNet-B0 では 400 万程度のパラメータで transfer-learning を使って より低いエラー率を出すなど CNN 自体もさらに進歩しています)。
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