OT 및 실습 환경 구축하기

😃 딥러닝 Computer Vison 기술의 핵심

Object Detection과 Segmentation

• 지능형 영상 정보 인식
• AI 비전 검사 스마트 팩토리
• 의료 이미지 자동 진단
• 로보틱스
• 자율주행 자동차

😃 실습 도구

최신의 뛰어난 성능을 가진 구현 패키지

• MMDetection
  • 다양한 알고리즘 구현
• Ultralytics YOLO V3
  • 고성능
• AutoML EfficientDet
  • 가장 뛰어난 모델 성능

범용 인터페이스 API

• OpenCV DNN
• TensorFlow Hub
  • 모델 레포지토리 공유

실습 환경(커널)

• colab
  • /content
• kaggle
  • /kaggle/working

😃 사전 지식

• Transfer Learning
  • 이전에 사용되었던 모델의 정보를 입력받아 새로운 모델 학습
  • 새로운 모델을 만들 때, 기존의 Feature를 그대로 사용하면 학습 시간 감소
  • pre-training: 사전에 학습되는 모델
  • Fine_tuning: pre-training을 활용하여 새로운 모델을 학습하는 과정

• Convolution 연산
  
  • 합성곱 신경망
  • 이미지의 특정한 패턴의 특징을 발견 >> 이미지 분류 >> 정확도 향상 >> 분류의 기준
  • 행렬 곱셈을 통한 연산
  • filter를 왼쪽에서 오른쪽으로, 위에서 아래로 점곱

• Kernel 사이즈
  • filter(Weight)의 사이즈
  • 이미지로부터 원하는 정보(특징)만을 추출
  • mask

• Max pooling
  
  • 하나의 레이어를 분리하여 샘플링한 후, 다음 단계로 넘기는 것
  • 서브 샘플링(sub sampling): 특징 수 줄이는 것
  • 전체 특징 수를 줄여 파워 절약, 오버피팅 방지

• Feature Map
  • 모델이 학습하기 위해 만든 이미지의 특징(feature)을 담은 맵

• VGG
  
  • 합성곱 계층과 풀링 계층으로 구성되는 기본적인 CNN
  • 합성곱 계층, 완전 연결 계층 모두 16층(VGG16) 혹은 19층(VGG19)으로 심화
  • 3*3의 작은 필터를 사용한 합성곱 계층을 연속으로 거침
  • 합성곱 계층을 2~4회 연속으로 풀링 계층을 두어 크기를 절반으로 줄이는 처리 반복
  • 완전 연결 계층을 통과시켜 결과 출력

• ResNet
  
  • MS사에서 개발한 네트워크
  • 층을 보다 더 깊게 할 수 있는 특별한 장치
  • VGG 신경망 기반
  • 깊은 층: 네트워크 성능 향상에 중요
  • 지나치게 깊으면 학습 및 성능 감소
  • Skip Connection을 통한 문제 해결
  • 입력 데이터를 합성곱 계층을 건너뛰어 출력에 바로 더하는 구조

😃 실습 환경 구축하기

Colab Kernel

• Google 제공
• GPU: T4 or P100 할당
• 필요한 소프트웨어가 이미 설치되어 편리하게 사용 가능
• 파일 브라우저 기능 탑재
  • ls 명령 사용하지 않아도 파일 확인 가능

• 문제
  • 일반 colab의 경우, GPU를 자주 사용하게 되면 할당을 받지 못하는 경우 발생
  • 수행 시, 입력 반응이 20~30분 동안 없을 시, 자동으로 커널 연결 끊어짐

• 해결
  • colab Pro(유료)
  • Kaggle

• Colab
  • Jupyter Notebook과 유사
  • Google Drive와 연동 가능
  • 런타임 다시 시작
    • 메모리 로딩(Jupyter Notebook) 부분 사라짐
  • 런타임 초기화
    • VM(실행 환경, OS)까지 사라짐

Kaggle Kernel

• GPU P100 할당
• 필요한 소프트웨어가 이미 설치되어 편리하게 사용 가능
• 자동 커널 끊김이 colab보다 약간 길다
• 파일 브라우저 기능 탑재 but 동작 이슈
• GPU 할당 받지 못하는 경우 거의 없음
  • GPU는 계정 별로 1개만 가능
• GPU(Accelerator) 할당 시, 계정 인증
• Restart & Clear cell outputs
  • 런타임 다시 시작
• Stop Session
  • 런타임 초기화

* 출처: 인프런 '딥러닝 컴퓨터 비전 완벽 가이드'