プーリングPooling

区域に分けて代表だけ残します

プーリングは走査が終わった絵を受け取って始まります。絵を二マスずつ四角く切って区域に分けたあと、各区域から値を一つだけ選びます。四マスが一マスになるので縦横がそれぞれ半分になり、面積で見ると四分の一に縮みます。

何を代表とするかはよく使われる方法が二つあります。一つは四マスのうちいちばん大きな値を選ぶ方法です。その区域のどこかで模様がいちばんはっきり引っかかった度合いだけを残す形で、際立ったものを見逃しません。もう一つは四マスの平均を取る方法です。区域の全体的な雰囲気を柔らかく残します。

プーリングには学習で決まる値がありません。走査と違って板に書かれた数字がなく、選ぶ規則だけがあります。そのためプーリング層は覚えておく値を一つも増やさずに絵だけを縮めてくれます。

縮めるとより広く見えます

大きさを縮めるのには理由があります。次の層が使う板の大きさはそのままなのに絵だけ半分になれば、同じ板が元の写真で実際に覆う広さは二倍になります。何度か繰り返すと、最初は爪ほどの場所を見ていた板が、あとには写真のかなりの部分を一度に走査するようになります。

計算とメモリも大きく節約できます。絵が四分の一に縮めば、次の層がすることもその分減ります。層を深く積みながらもブラウザや手のひらサイズの機器で動く理由の一つです。学習の途中で覚えておく必要のある値も同じ割合で減るので、学習そのものも速くなります。

少し動いても結果が同じです

プーリングにはおまけが一つ付きます。区域の中でいちばん大きな値一つだけを残すため、模様が区域の中で一マス横にずれても代表値はそのままです。手ぶれで写真が少しずれたり、物体が少し違う場所に写ったりしても結果が大きく変わらない力はここから来ています。

同じ性質が弱点にもなります。代表値だけが残ると、その値が区域の中のどのマスから来たのかは消えます。物体を見分けるだけなら問題ありませんが、境界線を点単位で追わなければならない仕事では、失われた精密さがそのまま損になります。そのため精密な作業では、縮めた絵を再び拡大しながら手前の段で取っておいた細かい絵と合わせる方法を使います。

縮める方法はプーリングだけではありません

最近の構造ではプーリング層を別に置く代わりに、走査をしながら板を二マスずつ大股に動かして大きさを縮めることもあります。縮める方式まで学習で決まるので、より合うことがあります。

反対にいちばん最後にはとても思い切ったプーリングを使うこともあります。残った絵一枚まるごとを区域一つと見て平均一つだけを残す方式です。絵が値一つに圧縮されると位置は完全に消え、「この模様が写真のどこかにあった」という事実だけが残ります。名札を選ぶ最後の段の直前でよく見かける姿で、この一手が最後の判断をぐっと軽くします。