【Democratizing AI】
NNStudy高速3層ニューラルネットワークソリューション
NNStudyは「Democratizing AI」をコンセプトに掲げ、より多くの方が簡単にAIツールを利用できる環境をご提供します。ディープニューラルネットワーク（以下、DNNと略する）が得意なものの一つとして『学習による自動的な特徴量抽出』が挙げられます。しかしながら、画像認識課題の多くは、エンジニアが特徴量を十分に設計できるため、大掛かりなDNNを用いる必要はなく、シンプルな3層ニューラルネットワーク（以下、3層NNと略する）で対応できます。本ソリューションは3層NNに特化したもので、中部大学 梅崎太造 教授と共同で開発を進めています。
NNStudy高速3層ニューラルネットワークソフトウェアの特長
- プログラミングレスで「分類、領域抽出（重心、マスク）、AutoEncoder」モデルを作成できます。
- オンライン学習（ミニバッチや一括バッチ学習とは異なり、一枚ずつ学習させる）は、CPU演算では長時間を要します。
→弊社ソリューションではGPUを活用することで高速に3層NNが学習できます。
- 学習画像のランダマイズ増強（平行移動、回転、拡大縮小、明るさ変化など）は、CPU演算では長時間を要します。
→弊社ソリューションではGPUを活用することで高速に学習画像をランダマイズ増強できます。
- ニューラルネットワーク構成がシンプルなため、DNNと比べて学習重みは小サイズであり、計算リソース（メモリ容量、演算速度）は少ない。サーバやPCへの適用だけでなく、スマートフォンや組込み用途にも適しています。
- Linux OSに対応し、Nvidia社のGPU（GTX1080Ti、RTX2080Tiなど）をサポートしている。
（参考値）オンライン学習処理の時間：CPU（Core i7-8700K） vs GPU（RTX2080Ti）
CPU（Core i7-8700K 3.70GHz）とGPU（RTX2080Ti）間で、高速3層NNオンライン学習処理の時間を比較しました。下表より、NNの規模が大きくなる程、GPUを活用した高速3層NNは高速に計算できることが分かります。一般的な画像を対象にしたモデル（XORモデル以外）では『2.99から72.296倍』の高速化が実現できました。なお、XORモデルのように画像認識とかけ離れた小さなモデルの場合は、GPUカーネルプログラム起動時のオーバーヘッド等が原因となり、GPUの方がCPUよりも学習時間を要しています。
| サンプルモデル | NN構成（IPxHDxOP） | 学習データ[枚] | Epoch | CPU処理[sec] | GPU処理[sec] | CPU/GPU[倍] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| XOR | 2x2x1 | 4 | 10000 | 0.023 | 2.388 | 0.01 |
| MNIST_recognition | 784x256x10 | 60000 | 1 | 13.664 | 4.568 | 2.99 |
| FACE_recognition | 2576x128x40 | 200 | 100 | 9.063 | 1.495 | 6.06 |
| FIGURE_shape | 10000x64x3 | 30 | 100 | 2.490 | 0.261 | 9.54 |
| FACE_autoencoder | 2576x1024x2576 | 5 | 100 | 7.323 | 0.157 | 46.64 |
| GRAVITY_detection | 10000x512x10000 | 30 | 100 | 108.211 | 1.479 | 72.29 |
NNStudyソリューションサービス内容
- 疎通検証サービス
お客様から学習データをお預かりして、NNStudy高速3層NNを用いた疎通評価を実施いたします。
- 導入支援サービス
- 学習サーバ環境構築支援
GPUを搭載したサーバ設計、サーバ構築、NNStudy高速3層NNの学習環境構築支援を実施いたします。
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- 学習データ／教師データ作成支援
学習データと教師データは、お客様側にて準備頂きます。弊社はコンサルティング対応いたします。
- プロトタイプ開発サービス
実現性確認、学習や評価システムに関するプロトタイプを開発いたします。
- NNStudy高速3層NNソフトウェア保守サポートサービス
不具合が生じたときに、お客様から提供頂いた情報に基づいて原因調査を実施します。原因がバグの場合は対応いたします。
価格
主に以下の項目から個別にお見積りします。
（１）一時費用：疎通検証サービス、導入支援サービス、プロトタイプ開発サービス、NNStudy高速3層NNソフトウェア使用料
（２）年間費用：NNStudy高速3層NNソフトウェア保守サポートサービス
（３）ロイヤリティ：売上に応じたロイヤリティ契約締結で、一時費用を抑えることができます。