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개발공부/🤖 DL & ML

[CNN] 이미지 데이터

2022. 11. 1. 23:34

 

1️⃣  이미지 데이터란?

 

▶  CNN과 이미지 데이터

 

-  CNN은 대표적인 딥러닝 모델

 

-  이미지 분석 작업에 최적화된 성능을 보인다.

(CNN이 이미지 분류만을 하기 위한 모델은 아니지만 분류를 잘 하기 위한 방향으로 발전된 모델이다)

 

-  CNN이 이미지 데이터를 잘 학습하는 원리를 알기 위해서 이미지 데이터를 이해할 필요가 있다.

 

 

 

 

이미지 데이터

 

-  사진, 그림 등을 컴퓨터로 저장한 데이터

-  JPG, PNG 등

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

 

 

 

 

픽셀 (Pictures Elements)

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

-  이미지는 픽셀이라 불리는 점을 기반으로 구성된다.

-  각 픽셀은 색깔이나 밝기 정보를 가진다.

-  이러한 픽셀이 가로, 세로로 모여 2차원 이미지를 형성한다.

-  Pictures Elements  →  Picel  →  Pixel

 

 

 

 

 

 

이미지 데이터 종류

 

 

1)  컬러 이미지

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

-  픽셀값이 색상을 저장

-  각 픽셀은 3가지 값(채널)을 가진다.  →  RGB 채널 (예: [R: 102, G: 243, B: 19])

-  각 채널은 8비트의 수로 이루어진다.  →  채널 3개 * 8비트 = 총 24비트 (2^24개의 색을 표현 가능)

-  각 채널의 값이 클수록 색의 세기가 강해진다.  →  Red채널 값이 크면 이미지가 전반적으로 Red계열 색상을 보인다.

 

 

 

 

 

2)  흑백 이미지

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

-  픽셀값이 밝기를 저장

-  각 픽셀은 한가지 값만 가진다. → 해당 위치에서의 밝은 정도

-  마찬가지로 각 픽셀은 8비트의 값을 가진다.

-  값이 클수록 흰색에 가깝다(밝다).

 

 

 

 

 

 

 

 

2️⃣  딥러닝을 활용한 이미지 처리 사례

 

▶  사물 인식 (Object Detection)

 

자율주행, 안면 인식, 의료 이미지에서 비정상 부위 탐지, ...

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

 

 

 

 

▶  이미지 캡셔닝 (Image Captioning)

 

이미지 분류 결과를 기반으로 이미지를 설명하는 문장 생성

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

 

 

 

▶  이미지 합성 – 딥페이크 (DeepFake)

 

한 사람의 얼굴에 다른 사람의 얼굴을 합성

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

 

 

 

▶  화질 개선

 

Super Resolution, NVIDIA DLSS

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

 

 

 

▶  알파고 (AlphaGo)

 

바둑판 이미지를 통해 학습

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

 

 

 

 

 

 

 

3️⃣  딥러닝 이전의 이미지 처리 기법

 

-  딥러닝 이전에도 수많은 이미지 처리 기법들이 발전해왔다.

-  포토샵 등 이미지 편집 프로그램에서 쉽게 접할 수 있다.

-  현재는 딥러닝 모델 학습을 위한 데이터 가공에도 사용한다.

 

 

 

▶  형태 변환

 

이미지 데이터가 보이는 형태를 변환

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

 

 

 

▶  색상 변환

 

픽셀이 가지는 값 자체를 변환

 

-  대조 변화  :  색상끼리 얼마나 대조되는지를 조절

-  흑백 변화  :  컬러 이미지의 RGB채널 중 1가지를 가져와서 색상의 세기를 밝기로 변환 (따라서 흑백에서 컬러로 변환은 불가능)

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

 

 

 

 

▶  필터 변환

 

특정 필터를 사용하여 이미지를 변환

 

-  필터가 CNN에서 핵심 역할을 한다. (추후 공부할 예정)

 

이미지 출처 : 엘리스 CNN/RNN 1장 이미지 데이터 강의자료

 

 

 

 

 

 

 


 이 글은 엘리스의 AI트랙 5기 강의를 들으며 정리한 내용입니다.

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