G検定 分野別解説

G検定「自然言語処理」分野の全要点と頻出問題

前処理 · 埋め込み · 系列モデル · LLM · 演習リンク

書棚と学習資料でG検定の自然言語処理分野を学ぶ様子
出典:Unsplash(Sincerely Media)
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自然言語処理(NLP)は、コンピュータが人間の言語を理解・生成する技術です。G検定では「ディープラーニングの応用例」を中心に、形態素解析から大規模言語モデル(LLM)まで幅広く出題されます。本記事では、ディープラーニング分野の知識を前提に、NLPの基本タスク・前処理・表現学習・系列モデル・LLM・頻出問題パターンを整理します。最新の出題範囲は日本ディープラーニング協会 G検定公式ページでご確認ください。

分野の位置づけ

NLPはシラバス10分野のうち、主にディープラーニングの応用例(domain-05)に該当します。基盤技術はディープラーニングの概要・要素技術(RNN・トランスフォーマー)と重なります。

  • 古典的NLP 形態素解析・品詞タグ付け・構文解析など、ルールや統計に基づく言語処理
  • ニューラルNLP 単語埋め込み・RNN/LSTM・トランスフォーマーによる深層学習ベースの言語処理
  • 生成AI時代のNLP LLMによる文章生成・要約・翻訳・対話。ChatGPTなどの基盤技術

NLPの基本タスク

G検定で問われる代表的なNLPタスクと、その性質です。

タスク 内容
形態素解析 文を意味の最小単位(形態素)に分割 「自然言語処理」→「自然/言語/処理」
品詞タグ付け 各単語に品詞(名詞・動詞など)を付与 文法構造の把握に利用
感情分析 テキストのポジティブ・ネガティブを判定 レビュー分析・SNS監視
固有表現抽出 人名・地名・組織名などを抽出 情報検索・要約の前処理
機械翻訳 ある言語の文を別の言語に変換 系列変換タスクの代表例
テキスト分類 文書をカテゴリに分類 スパム判定・トピック分類
質問応答 質問に対する回答を生成・抽出 チャットボット・検索支援

前処理と表現

テキストをモデルが扱える形式に変換する工程です。

  • トークン化 テキストをトークン(単語やサブワード単位)に分割。言語によって手法が異なる
  • ストップワード除去 「は」「の」など意味の薄い語を除去し、ノイズを減らす
  • 正規化 表記ゆれの統一(全角・半角、大文字・小文字など)
  • Bag of Words(BoW) 単語の出現頻度ベクトルで文書を表現。語順の情報は失われる
  • TF-IDF 単語の重要度を頻度と文書全体での希少性で重み付け
  • 単語埋め込み(Word Embedding) 単語を低次元の密なベクトルで表現。埋め込みにより意味的に近い語が近いベクトルになる

系列モデルとトランスフォーマー

文脈を考慮した言語処理のためのモデル構造です。

  • RNN(リカレントニューラルネットワーク) 過去の状態を保持し、時系列・文脈を逐次処理。長文では勾配消失の課題
  • LSTM・GRU ゲート機構で長期依存を学習しやすくしたRNNの改良版
  • Seq2Seq(系列変換) エンコーダ・デコーダ構造で入力系列から出力系列を生成。機械翻訳に応用
  • アテンション 入力のどの部分に注目すべきかを重み付け。長い文脈の処理を改善
  • トランスフォーマー アテンション機構のみで系列を処理。並列計算に適し、現代LLMの基盤
  • BERT・GPT トランスフォーマーベースの事前学習モデル。BERTは双方向、GPTは左から右への生成に特化

LLMと生成AI

近年のG検定では生成AI関連の出題が増えています。

頻出問題パターン

  • タスクと手法の対応 「機械翻訳」→系列変換、「感情分析」→テキスト分類
  • BoWと埋め込みの違い BoWは疎ベクトルで語順を無視、埋め込みは密ベクトルで意味的類似を表現
  • RNNとトランスフォーマーの比較 RNNは逐次処理で長文に弱い、トランスフォーマーは並列処理とアテンションで長距離依存を捉える
  • LLMの課題 ハルシネーション・偏り・著作権・個人情報など、生成AI特有のリスク
  • 前処理の目的 ノイズ除去・表記統一・トークン化など、モデル入力の品質向上

分野別演習で定着させる

G検定 一問一答「ディープラーニングの応用例」 — NLP・生成AIを含む応用分野の演習

学習の進め方

  1. ディープラーニングの基礎を確認 DL分野でRNN・トランスフォーマーの概要を押さえる
  2. 用語を整理 LLM埋め込みトークンなど関連用語を用語辞典で確認
  3. domain-05で演習 応用例の一問一答を50問以上解き、NLP・生成AIの問題パターンに慣れる
  4. 生成AIの倫理も接続 ハルシネーションやバイアスは倫理・法律分野とも関連

よくある質問

G検定の自然言語処理はどのシラバスに該当する?

主に「ディープラーニングの応用例」(domain-05)に含まれます。最新の出題範囲は公式シラバスで確認してください。

RNNとトランスフォーマー、どちらが重要?

両方とも重要です。RNNは系列処理の基礎、トランスフォーマーは現代LLMの基盤として頻出します。ディープラーニング分野もあわせて学習しましょう。

LLMの知識はどこまで必要?

概要・事前学習とファインチューニングの違い・ハルシネーションなどの課題が問われます。実装の詳細より概念理解が中心です。

この分野の演習はどこでできる?

domain-05が中心です。当サイトの模擬問題は本番・過去問想定であり、公式の過去問ではありません。