はじめに
G検定（ジェネラリスト検定）の学習において、ディープラーニングの手法、特に画像認識分野のデータ拡張技術は覚えるべき用語が多くて混乱しやすい分野です。
「Mixup」と「CutMix」は名前も似ており、試験本番でどっちがどっちだったか迷ってしまう受験生も少なくありません。
そこで、これらの定義と違いをリズムに乗せて直感的に覚えられる「Mixup・CutMix覚えうた」を作成しました。
通勤・通学の移動時間や、勉強の合間の息抜きに聞いて、耳から記憶に定着させましょう。
AIを活用した楽曲制作
今回の楽曲制作では、最新の生成AI技術をフル活用しています。
歌詞の作成にはGoogleの生成AI「Gemini」を使用し、G検定の出題範囲に基づいた正確な定義と、試験で問われやすいポイント（間違えやすい箇所）を抽出して歌詞に落とし込みました。
そして、その歌詞を元に音楽生成AI「Suno AI」を使用して、覚えやすくリズミカルな楽曲を生成しています。
AIの学習内容を、AIを使って覚えるという新しい学習スタイルです。
タイトル・歌詞の紹介
曲のタイトル
Mixup・CutMix覚えうた
歌詞
画像合成のデータ拡張 Mixupは線形補間 CutMixは面積比でラベル
Mixupは2枚の画像を薄くして重ね合わせる 画素ごとの値を一定の割合で混ぜる
混合比率でラベルも混ぜる 中間値を持つソフトラベル
Mixupは線形補間でブレンド クラスの境界を滑らかにする
CutMixは一部を切り抜き別の画像を貼る どちらも正解ラベルを変更する
CutMixは長方形で切り抜き貼り付ける パッチワークのようにはっきり貼られている
画素値は混ぜず領域で置き換える 面積比に応じてラベルを混ぜる
Cutoutは黒塗りにするだけ CutMixは別の画像を入れる
Mixupは線形補間 CutMixは面積比
楽曲の視聴
以下のリンクから楽曲を視聴できます。
youtube
Suno AI
Mixup・CutMix覚えうた（Suno AI）
歌詞の解説
歌詞に出てくる専門用語は、試験でも頻出のポイントです。
ここではイメージしやすいように、少し噛み砕いて解説します。
Mixup（ミックスアップ）
歌詞にある「線形補間（せんけいほかん）」とは、簡単に言えば「2枚の写真を、透明度を調整して重ね合わせる」処理のことです。
例えば、犬の画像を70%、猫の画像を30%の濃さにして重ねると、うっすらと両方が見える心霊写真（二重露光）のような画像ができあがります。
【ここがポイント！】
画像だけでなく、正解（ラベル）も同じ割合で混ぜ合わせます。
「これは犬だ（100%）」と言い切るのではなく、「これは70%犬で、30%猫だ」という曖昧な正解データを作ります。
これを「ソフトラベル」と呼びます。
こうすることで、AIは「白か黒か」だけでなく中間の曖昧さを学習できるようになり、未知のデータに対する判断力（汎化性能）が上がります。
※参考：数式で見るとシンプルです（\(\lambda\)は混ぜる割合）
\( 新しい画像 = \lambda \times 画像A + (1 – \lambda) \times 画像B \)
CutMix（カットミックス）
CutMixは、Mixupのように画像を薄く混ぜるのではなく、「切り貼り（コラージュ）」を行う手法です。
ベースとなる画像の上に、別の画像の一部を長方形に切り抜いて、そのまま「ペタリ」と貼り付けます。
見た目はパッチワークのように境界線がくっきりします。
【ここがポイント！】
Mixupは「濃さ（割合）」でラベルを決めましたが、CutMixは「面積」でラベルを決めます。
歌詞に「面積比でラベル」とある通り、もし猫の画像を全体の40%の面積分だけ貼り付けたなら、正解ラベルも「猫40%」分として扱います。
Cutout（カットアウト）との違い
歌詞の最後に登場するCutoutは、画像の一部を切り抜いて「黒塗り（またはノイズ）」にして隠してしまう手法です。
人間で言うと「手で目を隠して、見えている部分だけで何か当てる」訓練に似ています。
CutMixがCutoutより優れている点は、「隠した部分を無駄にせず、別の画像の情報入れている」ことです。
これにより、学習データをより有効に活用できます。
楽曲に込めたメッセージ
この曲は、単なる単語の羅列ではなく、「Mixup＝線形補間・重ね合わせ」「CutMix＝領域置換・面積比」という核心的な違いを対比させています。
試験問題では、文章で「画素ごとの値を混ぜ合わせる」と書かれていればMixup、「領域を矩形で切り抜き」と書かれていればCutMixと即答できるように構成しました。
リズムに合わせて何度も口ずさむことで、試験会場で迷うことなく正解を選べるようになることを願っています。
まとめ
G検定の勉強において、データ拡張の手法は頻出分野の一つです。
「Mixup・CutMix覚えうた」を活用して、効率よくポイントを暗記してください。
AI技術の進化は早く、覚えることも多いですが、楽しみながら学習を続けていきましょう。
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