パターン認識

科目基礎情報

学校 久留米工業高等専門学校 開講年度 令和07年度 (2025年度)
授業科目 パターン認識
科目番号 7S14 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械・電気システム工学専攻(制御情報工学コース) 対象学年 専2
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 はじめてのパターン認識,平井著,森北出版
担当教員 松島 宏典

到達目標

1.識別規則と学習法に関して説明できる。
2.ベイズの識別規則に関して説明できる。
3.確率モデルと識別関数について説明できる。
4.k最近傍法について説明できる。
5.線形識別関数について説明できる。
6.パーセプトロン型学習規則について説明できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1識別規則と学習法に関して容易に説明できる。識別規則と学習法に関して説明できる。識別規則と学習法に関して説明できない。
評価項目2ベイズの識別規則に関して容易に説明できる。ベイズの識別規則に関して説明できる。ベイズの識別規則に関して説明できない。
評価項目3確率モデルと識別関数について容易に説明できる。確率モデルと識別関数について説明できる。確率モデルと識別関数について説明できない。
評価項目4k最近傍法について容易に説明できる。k最近傍法について説明できる。k最近傍法について説明できない。
評価項目5線形識別関数について容易に説明できる。線形識別関数について説明できる。線形識別関数について説明できない。
評価項目6パーセプトロン型学習規則について容易に説明できる。パーセプトロン型学習規則について説明できる。パーセプトロン型学習規則について説明できない。

学科の到達目標項目との関係

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教育方法等

概要:
パターン認識の概念をよく理解するとともに,プログラムによる実行例など,実際に応用する際にも役立つ内容について学習する。
実務経験のある教員による授業科目:この科目は企業で画像認識の研究を行っていた教員の経験を活かし,ベイズ統計学などについて輪講形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
輪講形式に基づいて講義を行う。担当箇所は十分に理解して発表すること。また,講義中は積極的に質問すること。
注意点:
(1)点数分配:定期試験100%とする。
(2)評価基準:60点以上を合格とする。
(3)再試:60点以上を合格(60点)とする。
(4)準備学習:特に担当箇所については,事前に予習を済ませて十分に理解して発表すること。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス 輪講担当について割り振りする。
2週 はじめに パターン認識とは,特徴の型,特徴ベクトル空間と次元の呪いについて理解する。
3週 識別規則と学習法の概要
識別規則と学習法の分類,汎化能力について理解する。
4週 ベイズの識別規則 ベイズの識別規則,受信者動作特性曲線について理解する。
5週 確率モデルと識別関数 観測データの線形変換,確率モデル,確率モデルパラメータの最尤推定について理解する。
6週 k最近傍法 最近傍法とボロノイ境界,kNN法,kNN法とベイズ誤り率,kNN法の計算量とその低減法について理解する。
7週 線形識別関数 線形識別関数の定義,最小2乗誤差基準によるパラメータの推定,線形判別分析,ロジスティック回帰について理解する。
8週 パーセプトロン型学習規則 パーセプトロン,誤差逆伝搬法,誤差逆伝搬法の学習特性について理解する。
2ndQ
9週 サポートベクトルマシン サポートベクトルマシンの導出,線形分離可能でない場合への拡張,非線形特徴写像,サポートベクトルマシン,クラスサポートベクトルマシンについて理解する。
10週 部分空間法1 部分空間,主成分分析,特異値分解について理解する。
11週 部分空間法2 部分空間法,カーネル主成分分析,カーネル部分空間法について理解する。
12週 クラスタリング1 類似度と非類似度,非階層型クラスタリング(K-平均法)について理解する。
13週 クラスタリング2 階層型クラスタリング(融合法),確率モデルによるクラスタリングについて理解する。
14週 識別器の組み合わせによる性能強化1 ノーフリーランチ定理,決定木,バギングについて理解する。
15週 識別器の組み合わせによる性能強化2 アダブースト,ランダムフォレストについて理解する。
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
専門的能力分野別の専門工学情報系分野ソフトウェアアルゴリズムの概念を説明できる。3前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15
与えられたアルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる。3前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15
同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを説明できる。3前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力100000010
専門的能力900000090
分野横断的能力0000000