컴퓨터 비전

현서·2025년 2월 17일

컴퓨터 비전

목록 보기
1/16
post-thumbnail

1. 컴퓨터 비전

  • 컴퓨터가 인간처럼 이미지나 영상을 이해하고 분석할 수 있도록 하는 기술
  • 객체 검출, 이미지 분류, 얼굴 인식, 장면 이해 등
  • 머신러닝과 딥러닝을 활용하여 이미지 속 특징을 추출하고 패턴을 학습한다.

ex) 자율주행 자동차, 의료 영상 분석(CT나 MRI 이미지 분석 → 질병 진단)

최근에는 합성곱 신경망(CNN)과 같은 딥러닝 모델이 발전하면서 컴퓨터 비전의 성능이 크게 향상되었으며, 다양한 산업에서 활발히 활용되고 있다.


2. 컴퓨터 비전에서의 데이터셋

  • 딥러닝 모델은 대량의 이미지 데이터를 학습하여 패턴을 인식하고 일반화하는 능력을 갖추기 때문에, 양질의 데이터셋이 필수적이다.

  • 데이터셋이 다양하고 균형 잡혀 있을수록 모델은 과적합을 피하고 실제 환경에서도 잘 작동할 가능성이 높아진다.

  • 좋은 데이터셋을 구축하기 위해서는 이미지의 품질, 다양한 환경에서의 데이터 확보, 라벨링의 정확성 등이 중요하다.

  • 최근에는 데이터 증강(Augmentation)과 생성 모델(GANs)을 활용하여 부족한 데이터를 보완하는 기법도 활용되고 있다.


2-1. Papers with Code

Papers with Code : 최신 머신러닝 및 인공지능 연구 논문과 함께 해당 논문의 코드 구현을 제공하는 오픈 플랫폼


2-2. AI Hub

AI Hub : 한국의 인공지능 데이터 및 알고리즘 공유 플랫폼으로, AI 연구 개발을 지원하기 위해 다양한 데이터셋, 학습용 API, 개발 도구 등을 제공한다.


2-3. COCO

COCO(Common Objects in Context) 데이터셋 : 컴퓨터 비전 분야에서 객체 검출(Object Detection), 이미지 분할(Image Segmentation), 이미지 캡셔닝(Image Captioning) 등의 연구를 위해 널리 사용되는 대규모 데이터셋


2-4. Open Images Dataset

Open Images Dataset : Google이 제공하는 대규모 컴퓨터 비전 데이터셋으로, 객체 검출(Object Detection), 이미지 분류(Image Classification), 이미지 세그멘테이션(Image Segmentation) 등의 연구를 위해 설계되었다.


2-5. CheXpert

CheXpert 데이터셋 : 의료 영상 분석, 특히 흉부 X-ray 이미지 기반의 질병 진단을 위한 대규모 데이터셋


2-6. KITTI

KITTI 데이터셋 : 자율주행 및 컴퓨터 비전 연구를 위한 대표적인 대규모 데이터셋.


3. 어노테이션 (Annotation)

  • 지도학습(Supervised Learning)에서 데이터에 대한 정답(라벨)을 부여하는 과정

  • 컴퓨터 비전에서는 이미지나 영상 내 객체의 위치, 크기, 카테고리 등을 사람이 직접 지정하거나 자동화된 도구를 이용해 태그하는 작업을 포함한다.

  • 어노테이션 데이터는 딥러닝 모델이 객체를 학습하고 인식하는 데 필수적이며, 데이터 품질이 모델 성능에 직접적인 영향을 미친다.

  • 최근에는 자동 어노테이션 도구나 크라우드소싱 플랫폼을 활용하여 대량의 데이터를 효율적으로 라벨링하는 기술도 발전하고 있다.


3-1. 바운딩 박스(Bounding Box)

객체를 감싸는 사각형 형태의 어노테이션.
객체 검출(Object Detection)에서 가장 많이 사용됨.
ex) COCO, PASCAL VOC 데이터셋.


3-2. 폴리곤(Polygon) 어노테이션

불규칙한 형태의 객체를 더 정확하게 표현하기 위해 다각형 형태로 라벨링하는 방식.
ex) 자율주행 차량의 도로 표지판, 건물 경계선 표시.


3-3. 세그멘테이션(Segmentation)

픽셀 단위로 객체를 구분하는 방법.
인스턴스 세그멘테이션(Instance Segmentation)과 의미론적 세그멘테이션(Semantic Segmentation)으로 나뉨.
ex) COCO, ADE20K 데이터셋.


3-4. 키포인트(Keypoint) 어노테이션

얼굴 인식, 동작 분석 등에 사용되며, 눈, 코, 손목, 팔꿈치 등 특정 지점에 점을 찍어 라벨링.
ex) OpenPose, COCO Keypoints 데이터셋.


3-5. 스켈레톤(Skeleton) 어노테이션

여러 개의 키포인트를 선으로 연결하여 인체의 구조나 포즈를 표현하는 방식.
ex) 행동 인식, 스포츠 분석.


3-6. 라인(Line) 및 폴리라인(Polyline) 어노테이션

도로 차선, 경계선 등을 라인 형태로 라벨링하는 방식.
ex) 자율주행에서 도로 차선 감지.


3-7. 3D 바운딩 박스(3D Bounding Box)

객체의 길이, 너비, 높이 정보를 포함하여 3차원 공간에서 라벨링하는 방법.
ex) LiDAR 데이터(자율주행).


3-8. 이미지 캡셔닝(Image Captioning) 어노테이션

이미지의 내용을 설명하는 텍스트 라벨을 추가하는 방식.
ex) COCO Caption 데이터셋.


4. 어노테이션 도구 (Annotation Tool)

  • 컴퓨터 비전 모델 학습을 위해 이미지나 영상 데이터에 라벨을 부여하는 소프트웨어

  • 바운딩 박스, 폴리곤, 세그멘테이션, 키포인트 등의 다양한 어노테이션 방식을 지원하며, 수작업 또는 자동화된 방법으로 데이터를 라벨링할 수 있도록 도와준다.

참고

CVAT.ai

  • 어노테이션 도구 링크

5. 컴퓨터 비전 대표 Task

5-1. 이미지 분류(Image Classification)

  • 이미지를 하나 입력하면 무엇인지 하나의 라벨로 분류
  • 손글씨 인식, 질병 진단, 상품 이미지 검색

5-2. 객체 탐지(Object Detection)

  • 이미지에서 여러 개의 객체가 어디에 있는지, 어떤 객체인지 알려줌
  • 자율주행, CCTV 감시

5-3. 세분화(Segmentation)

  • 이미지의 모든 픽셀이 어떤 객체에 속하는지 예측
  • Semantic Segmentation: 같은 클래스는 모두 같은 색
  • Instance Segmentation: 사람 여러 명을 각각 다르게 구분
  • 의료 영상 분석, 배경 제거, 로봇 시각
profile
The light shines in the darkness.

0개의 댓글