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Book Review

書籍レビュー(@hiro5585様)

Qiitaに詳細を掲載しています。
https://qiita.com/hiro5585/items/01cc0062a101a4f198b1

この書籍は,大きく以下のような特徴があります。
1. Pythonを通じて画像処理・音声処理の基礎を習得できる
2. 画像処理・音声処理を題材としてPythonの数値計算の基礎を習得できる
3. 機械学習のためのハンドクラフト特徴の作り方の基礎を習得できる


内容としては,データ構造など基礎的なことから説明されてあり,そもそも信号がどう表現されていて,プログラム上でどのように扱われているかを最初に説明されていることがよかったです。そして,信号処理の定番であるフーリエ変換について,スペクトルが捉えるものがどういった現象かを,Matplotlibでの可視化結果を踏まえて説明しているのがよかったです。この部分なんとなく使っている人が多い気がするので,再確認する意味でも読むことをおすすめします。最後に応用例として,画像にける画素の分類であったり,音のあるフレームを抽出などが書かれています。

総評すると,信号処理の初学者が一人立ちして研究・開発を行うための入門書としては非常に優れていると思います。また,NumpyやMatplotlibなどの,データ分析では必須となっているライブラリの使い方を実践を伴い学べるのは非常に良いです。


  Pythonで学ぶ実践画像・音声処理入門

伊藤克亘 法政大教授 博士(工学) 著

花泉弘 法政大教授 工博 著

小泉悠馬 NTTメディアインテリジェンス研究所 博士(工学) 著

… 著者ホームページです
発行年月日:
2018/04/27
判 型:A5
ページ :190頁
ISBN:
978-4-339-00902-6
定 価: 2,700円
(本体2,500円+税5%)

Book Review

八海醸造株式会社 研究開発室 室長 倉橋 敦 様

安全管理について、なかなかラボワークに即したテキストがなく、これまで建設業などの他業種の例をテキストにしてきました。
安全への考え方は同じですが、このように研究室を題材としたテキストは適切な対策と、これまで得られなかった視点も与えてくれます。
また、コラムも大変おもしろく、安全推進のテキストでありながら、すいすい読んでしまう内容に驚きました。
このような図書は、大学や公的研究機関、企業研究所のいずれにも大変ニーズのあるものと思います。
是非、引き続き良書の出版をお願いいたします。

  研究室では「ご安全に!」
-危険の把握,安全巡視とヒヤリハット -

片桐利真 東京工科大教授 理博 著

… 著者ホームページです
発行年月日:
2018/05/07
判 型:A5
ページ :224頁
ISBN:
978-4-339-07816-9
定 価: 3,024円
(本体2,800円+税5%)

Book Review

読者モニターレビュー①
【msageha様(修士課程 学生,専門:コンピュータサイエンス,自然言語処理)】

 本書籍は,画像や音声といったデジタルメディアを処理するための基礎知識を学ぶための書籍です。
 Pythonによるコードが書かれており,実際に手元で動かしながら学べる実践的な内容となっております。
 音声処理では,簡単な時系列波形データの扱いから始まり,フーリエ変換,フィルタ処理,複素信号処理といった音声処理を行う上では欠かせない基礎技術を一通り学ぶことができます。
 画像処理では,読み込み,抽出といった簡単な画像データの扱いから始まり,2次元フーリエ変換による周波数処理,畳み込み演算による空間領域処理,画像の幾何学的処理といった画像処理に対する基礎技術を体系的に学べます。
 大学で学んだ数学的知識が画像・音声処理を通じてどのように役に立つのか知ることで理解が深まるほか,コンピュータによる音声・画像の両データに対する加工,分析,生成方法学ぶことで,音声処理と画像処理の共通性を意識しながら学ぶことが出来る構成になっております。
 画像処理・音声処理に興味がある人やこれから研究や業務で携わる人が最初に読んでおくと,その後,より専門的な書籍や論文にあたる際に手助けになると思います。




読者モニターレビュー②
【Y様(博士後期課程 学生,専門:信号処理)】

 本書は,Python初心者レベルの読者が音声・画像信号処理の基本技術を学習することを想定して書かれています。数式は必要最低限ながらもサンプルプログラムが充実した構成となっているため,読者はどんどん手を動かして知識を深めることができます。
 本書の特徴は,音声と画像のトピックが交互に展開されているところで,両メディアの信号処理に共通する基礎が段階的に習得できる点です。最終章では,楽器音合成や画像解析といった応用例も紹介されており,信号処理全般やPythonプログラミングに興味を持つ読者にとって非常に良い入門本だと思います。



読者モニターレビュー③
【kouki様(研究職,専門:信号処理)】

 本書は,音声信号や画像情報をPythonで処理するための基礎から丁寧に説明してくれます。
対象者は,ちょうど大学の研究室に配属された人や,仕事で音声・画像処理を始めることになった人でしょうか。
 Pythonについては,numpyやmatplotlibなど基本的なライブラリのみを使っているので,Python初心者でもはじめやすいでしょう。
 ただし,本書の中ではPythonの環境構築周りの説明は省略されており,Pythonをゼロから始める人は別の書籍も用意したほうが良いと思います(ちなみに、サポートページには環境構築手順があります)。
 構成は,まず音の基礎(波形の生成)からmatplotlibによる可視化でnumpy配列の基本を押さえます。
 その後,画像の読み込み・描画,音のフーリエ変換から画像の周波数処理と,音と画像の処理が交互に説明されています。
 これが読む前は「音と画像分けたほうが良いのでは?」と思いましたが,ちょうど1次元信号の処理から2次元へのステップアップになっていて,結果わかりやすい説明になっていました。
 後半,音についてはWavetable合成について説明されています。Wavetable合成という言葉は聞き慣れなかったのですが,要はディジタルシンセサイザーで用いられる音声合成方法です。
 ここは音楽音響(ピアノなどの楽器音をコンピュータで合成するなど)の範囲になるので,一般的な機械学習の書籍で取り上げられているのは珍しいかと思います。
 画像は,K-means法による画像領域のクラスタリングを行っており,これは機械学習の定番をしっかり押させてるなと思います。
 後半の応用部分は多少物足りなさを感じるかもしれませんが,そこにたどり着くまでの基礎を丁寧に学べる良い本だと思いました。

  Pythonで学ぶ実践画像・音声処理入門

伊藤克亘 法政大教授 博士(工学) 著

花泉弘 法政大教授 工博 著

小泉悠馬 NTTメディアインテリジェンス研究所 博士(工学) 著

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発行年月日:
2018/04/27
判 型:A5
ページ :190頁
ISBN:
978-4-339-00902-6
定 価: 2,700円
(本体2,500円+税5%)

Book Review

大学教員 様

内容がわかりやすく、章ごとに実験演習があり、講義及び演習という形式の授業では最適な本と思いました。

基礎と実践   画像処理入門

杉山賢二 成蹊大教授 博士(工学) 著

… 著者ホームページです

ジャンル:

発行年月日:
2010/06/30
判 型:B5
ページ :176頁
ISBN:
978-4-339-00813-5
定 価: 3,024円
(本体2,800円+税5%)

Book Review

読者モニターレビュー(‎tuxedocat (yu-s)様)

tuxedocat (yu-s)様のブログにて各章の内容紹介含め,詳細なレビューをいただきました。
下記URLより,是非ご覧ください。
https://log.tuxedokatze.com/bookreview-nlp-for-language-learning/

【ブログより一部抜粋】
 自然言語処理を用いた語学学習支援に関しては、今のところ唯一の書籍だと思います。 また、既存の類書(英書)やサーベイ論文と比べても、取り扱う範囲が幅広く、最近の手法がまとまっている点でよかったです。
 まず、本書は、自然言語処理の側から語学学習支援に関わる方にとっては、心強いサーベイ資料となるはずです。 各種の語学学習支援タスクの取り扱いや、基礎解析技術(品詞タグ付けや依存構造解析など)を学習者コーパスに適用した場合の性能や、 評価尺度についての解説は、特に有益だと思います。
 特徴的なのは、論文にはあまり書かれないような話題が、丁寧に説明されている点です。 この分野特有の難しさを強調するだけではなく、どうやってその難しさに向き合うかについての知見が書かれています。
 たとえば、学習者コーパス構築のためのガイドラインや、どのような前処理や解析を適用すればよいか、 といった内容が詳しく説明されています。 KJコーパス構築の事例をはじめ、永田先生自身の経験や知見が反映されている点で、本書のハイライトかもしれません。 実用的な知識であるというだけでなく、研究の指針としても教わることが多いと感じました。
 一方、本書ではあまり触れられていない事項もあります。 本書では、基礎となる構文解析や機械学習アルゴリズムの解説は少なめです。 今すぐ手法を実装したい、という場合には他の文献にあたる必要がありそうです。
 他の分野から語学教育に関わる方と、自然言語処理の側との橋渡しになる点でも、意義があると感じます。 これを契機に、教育効果の測定や、より良いフィードバック提供の方法などの面で、さらに交流が進むことを期待します。

自然言語処理シリーズ 11

  語学学習支援のための言語処理

奥村学 東工大教授 工博 監修

永田亮 甲南大准教授 博士(工学) 著

… 著者ホームページです
発行年月日:
2017/11/10
判 型:A5
ページ :222頁
ISBN:
978-4-339-02761-7
定 価: 3,132円
(本体2,900円+税5%)

Book Review

読者モニターレビュー(‎@hiro5585様)

Qiitaに各章のポイントを掲載したので、興味ある方は見てください。
https://qiita.com/hiro5585/items/7ab5ca32321a58410f30
 
スパースモデリングとは、データを複数のベクトルで表現するときに、できるだけそのベクトルの要素が小さくなるようにする手法のことです。
 
機械学習の手法の1つでもありますが、色んな分野で利用されています。
・データを圧縮できることにより、帯域の狭いネットワークで通信が可能になる
・ノイズに対して過剰適合するような学習を回避することができ、精度を向上できる
・最小の燃料で、動的システムを目的地まで輸送する制御方法を得ることができる
 
この本の特徴は、一般的なスパースモデリングを、自動車や航空機などの動的システムへ応用する方法について説明していることです。実際にMatlabなどで試すことができるソースコードが掲載されています。
 
スパースモデリングと聞くと難しいイメージをされるかもしれませんが、数学に関して高度な知識がなくても読めるように丁寧な説明になっています。
 
スパースモデリングがどういった問題を解こうとしているのか、普通に解こうとするとどういった問題が生じるのかを説明しているので、物語感覚で読むことができると思います。
 
スパースモデリングは、厳密解を求めることをやめて、それに近い解を見つける手法です。そのため、どのような考え方で近似しようとしているかの考え方が重要で、その点に関して、詳しく説明してあります。
 
また、動的システムにスパースモデリングを応用する話が書いてあり、最小の燃料で物体を目的地にたどり着かせるにはといった問題に興味ある方は、参考になると思います。

  スパースモデリング
-基礎から動的システムへの応用 -

永原正章 北九州市立大教授 博士(情報学) 著

… 著者ホームページです
発行年月日:
2017/10/31
判 型:A5
ページ :220頁
ISBN:
978-4-339-03222-2
定 価: 3,240円
(本体3,000円+税5%)

Book Review

素人からプロの研究者・エンジニアになるための丁寧な「橋渡し」の一冊


 合同会社アイキュベータ代表
 博士(工学) 松田雄馬


 本書は,プログラミングの解説書の中では,比較的新しいスタイルを採用しています。
 素人プログラマーからプロの研究者の入口へと導いてくれる「橋渡し」として,利用価値のある解説書なのではないでしょうか。

 MATLABというプログラミング言語は,多くの大学がライセンス契約をしており,大学生であれば,また,大学図書館などを利用できる一般の方々であれば,「気軽に使ってみる」ことができます。特に,MATLABは,数式の演算にも強いので,MATLABを使ってプログラムを動かしてみることは,数学そのものへの理解を深めることにも繋がります。データ処理を行う研究現場でも,MATLABは伝統的に使われています。

 筆者は,工学院大学で教鞭を執っているとのことで,本書を見ながら,本書に書かれているプログラムを自分で打ち込んでみることで,まるで,筆者が隣にいて,一つ一つ丁寧に手ほどきしてくれるような構成になっています。まずはプログラムを打ち込み,それに続いて,数学の解説などの含めて丁寧に行ってくれるので,高校レベルの数学力があれば,無理なくMATLABプログラミングが学習でき,本書を終了する頃には,画像や音声といったデータを自力で処理できるようになるでしょう。

 各章のレビューは以下の通りです。
 まず,第一章は,まずはMATLABというものに触れてみる(プログラミングという作業に触れてみる)ことを目的にしています。中学校で学ぶ二次方程式の「解の公式」を題材に,自分で打ち込んだ数式を計算する方法を学びます。
 第二章では,ループと分岐構造という,プログラムを作るうえで必要な知識を学びます。単に,無味乾燥な説明をするような辞書的な解説書とは異なり,本書では,「グラフを表示する」ということを題材にしながら,実際の研究現場を垣間見つつ,こうした知識を自然に学んでいくことができるような工夫がされています。
 第三章では,長いプログラムを直接打ち込むのではなく,「コマンド」にしていつでも呼び出せるようにする方法を学びます。同時に,三角関数などの関数を,直感的に理解できるための工夫もされています。
 第四章第五章では,グラフの描画を本格的に学びます。グラフの描画は,実際に研究をはじめると,データをまとめる際には必須の作業であり,必要なときに見直すと,更に役立つでしょう。
 第六章では,データの保存方法を学びます。この方法を知っておかないと,データの量が増えてきたときに,「途中経過を観察できない」「途中でコンピュータがフリーズしてしまうと全部計算をやり直さないといけない」など,多くの問題に直面してしまいます。実際に研究をはじめるときには,特に役立つ内容でしょう。
 第七章では,画像データや音声データの取り扱い方を学びます。MATLABは,こうした特殊なデータを取り扱うことが得意です。画像にフィルターをかけてぼかしてみたり,音声を可視化してみたりといったことが自在にできます。Instagramのアプリで行うような写真の加工を行うプログラムを,自分で作ることもできるようになるのです。研究者である筆者の手ほどきを受けながら,挑戦してみましょう。
 第八章では,近年盛んに行われている「データ分析」のはじめの一歩である「最小二乗法」という方法を学びます。これによって,「過去のデータから将来を予測するにはどうすればいいか」ということを,筆者は教えてくれます。
 第九章から第十一章では,筆者の専門分野でもある音声データの取り扱いを学びます。プロの研究者のいるところまで,一気に連れて行ってもらえます。自力で音声データを加工できるようになるので,自分の作ったプログラムで,頑張れば,作曲までできるようになるかもしれません。
 第十二章から第十三章では,「アプリの中身を知る」ことで,毎日目にする様々なプログラムがどのように動いているのかを知ることができるような工夫をしています。

 全体を通して,MATLABというプログラミング言語の仕組みを,実際に手を動かしながら学ぶことによって,数学についての理解も深めながら,読者を,プロの研究者の入口に導いてくれる丁寧な「橋渡し」の書であると言えます。MATLABは,(本書には書かれていませんが)Octaveというフリーソフトを使うことで,本書に書かれていることはほとんど問題なく実行できます。新しいことにチャレンジしたい大学生や,実用的なデータ処理を行うことにチャレンジしたい一般の方には,一読の価値があるのではないでしょうか。

  MATLABではじめるプログラミング教室

奥野貴俊 ソラオト Ph.D. 著

中島弘史 工学院大教授 博士(工学) 著

… 著者ホームページです
発行年月日:
2017/10/05
判 型:B5
ページ :168頁
ISBN:
978-4-339-02877-5
定 価: 2,808円
(本体2,600円+税5%)

Book Review

木村俊範 北海道大学名誉教授

人間社会の発展と共に環境汚染が深刻化し、それが地球全体の問題となっていることに誰も異論を唱えないであろう。しかし、我が国の高度成長期にもあったように、環境保全対策は利益を生むものではなく、金食い虫と見なされ、後回しにされるのが今日なお発展途上国などにおいて普通だと言えよう。その克服には、初期投資やランニングコストが低く、かつ安定した機能を持続できる技術が必要とされる。
本書の著者も同様な理解に立っているようであり、現状では反応速度が遅く、不安定で再現性も高くはないという欠陥はあるが、技術の熟成によっては克服要件を具備できると思われる微生物機能を活用する環境修復技術を取り上げて紹介している。
本文1において環境汚染の現状を示した上、2においては主要な環境修復技術、取り分け3においては微生物を用いた環境修復技術のあれこれを平易に解説しており、初心者にも理解しやすい。次いで4では、著者らが実際に取り組んだ、あるいは取り組みつつある新しい環境修復技術の開発や実用化について比較的詳しく例示しており、技術資料としても参考にできるものと思われる。最終章の5においては、当該技術の課題と今後の展望などが述べられているが、著者が挙げている4つの課題の②が開発技術の実用化に不可欠な論点であろう。如何に技術の持つ性能が高いとしても、コストの妥当性がないと実用化、商業化レベルの持続性は保持できず、間もなく消えゆく運命を辿ることになる。
本書を読み終えて感ずるのは、著者が自身の活動を手前みそに述べるのではなく、技術の弱みやコストについてしっかり目配りされていて、公平性の高い内容であり、好感の持てる入門書の一つであると言えるようである。

新コロナシリーズ 63

  微生物パワーで環境汚染に挑戦する

椎葉究 東京電機大教授 博士(農学) 著

… 著者ホームページです
発行年月日:
2017/07/06
判 型:B6
ページ :144頁
ISBN:
978-4-339-07713-1
定 価: 1,296円
(本体1,200円+税5%)

Book Review

読者モニターレビュー(‎@hiro5585様)
 構文解析とは,文の背後にある「構造」を抽出する処理のことを指します。
 例えば,どの単語とどの単語が一つのまとまりなのかであったり,どの単語がどの単語に係っているかなどを見つけることです。
 一方で,抽出した「構造」に「意味」を与えるのが文脈解析です。
今の例だと,ある単語が別の単語に係っている時に,どういう意味のある関係かを推定するのが文脈解析です。
 詳細はこちらに書いたので,詳しく知りたい方はこちらも読んでみて下さい(Qiitaサイト)。

 以下は,要点になります。
 自然言語処理シリーズの「文脈解析」本では,意味の概念やタスク設定などに重きを置いていましたが,この本では現実に解くことに主眼を置いており,手法の話が詳細に述べてあります。
 特に,系列に対する構造を推定する手法が説明されてあり,言語処理などの系列を扱うタスクに対する,機械学習の適用の仕方が学べます。
 内容はまず,シンプルなタスクに対して,機械学習をどう適用できるか説明して,その後に,その手法の課題点を挙げて,どのような改善がされているか説明しています。そのため,ストーリーを追いながら,手法が発展してきた経緯が分かるようになっています。
 「言語処理のための機械学習入門」で説明が少なかった,構造に対する手法の解説が詳しく書いてあり,非常に有益な情報が含まれていると思います。

 主立った章を簡単に俯瞰すると以下のような感じです。
 ①品詞解析と機械学習
 文の各単語に,どのように品詞を割り当てるか説明されてあり,品詞解析を題材にして,機械学習の基礎が学べるようになっています。
 ②句構造解析
 文を入力とし,句同士の包含関係を階層的にまとめあげる処理について説明されています。文をまとめあげるための文法について説明されてあり,実例からその挙動を理解できるようになっています。
 ③依存構造解析
 句同士の関係がどのようになっているかを解析するための手法が書かれており,句構造より更に上位の概念を取り扱う方法について述べてあります。

 この本では,機械学習を現実のタスクにどのように適用するかが書かれてあり,系列に対する特徴量の扱いや,構造の抽出方法など,他書にない内容が含まれています。
 より現実的に問題を解く方法について学びたい方や,人工知能に関するより深い技術を理解したい方に適した書だと思います。

自然言語処理シリーズ 9

  構文解析

奥村学 東工大教授 工博 監修

鶴岡慶雅 東大准教授 博士(工学) 著

宮尾祐介 国立情報学研究所准教授 博士(情報理工学) 著

… 著者ホームページです
発行年月日:
2017/08/10
判 型:A5
ページ :186頁
ISBN:
978-4-339-02759-4
定 価: 2,592円
(本体2,400円+税5%)

Book Review

発行年月日:
2015/04/30
判 型:A5
ページ :208頁
ISBN:
978-4-339-00877-7
定 価: 3,024円
(本体2,800円+税5%)
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