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[국내논문] 딥러닝을 위한 영역기반 합성곱 신경망에 의한 항공영상에서 건물탐지 평가
Evaluation of Building Detection from Aerial Images Using Region-based Convolutional Neural Network for Deep Learning 원문보기

한국측량학회지 = Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, v.36 no.6, 2018년, pp.469 - 481  

이대건 (Dept. of Environment, Energy & Geoinformatics, Sejong University) ,  조은지 (Dept. of Environment, Energy & Geoinformatics, Sejong University) ,  이동천 (Dept. of Environment, Energy & Geoinformatics, Sejong University)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

딥러닝은 인간의 학습 및 인지능력을 닮은 인공지능을 실현하기 위해 여러 분야에서 활용하고 있으며, 높은 사양의 컴퓨팅 파워가 요구되고 연산 시간이 많이 소요되는 복잡한 구조의 인공신경망에 의한 딥러닝은 컴퓨터 사양이 향상됨에 따라 성능이 개선된 다양한 딥러닝 모델이 개발되고 있다. 본 논문의 주요 목적은 영상의 딥러닝을 위한 합성곱 신경망 중에서 최근에 FAIR (Facebook AI Research)에서 개발한 Mask R-CNN을 이용하여 항공영상에서 건물을 탐지하고 성능을 평가하는 것이다. Mask R-CNN은 영역기반의 합성곱 신경망으로서 픽셀 정확도까지 객체를 의미적으로 분할하기 위한 딥러닝 모델로서 성능이 가장 우수한 것으로 평가받고 있다. 딥러닝 모델의 성능은 신경망 구조뿐 아니라 학습 능력에 의해 결정된다. 이를 위해 본 논문에서는 모델의 학습에 이용한 영상에 다양한 변화를 주어 학습 능력을 분석하였으며, 딥러닝의 궁극적 목표인 범용화의 가능성을 평가하였다. 향후 연구방안으로는 영상에만 의존하지 않고 다양한 공간정보 데이터를 복합적으로 딥러닝 모델의 학습에 이용하여 딥러닝의 신뢰성과 범용화가 향상될 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

DL (Deep Learning) is getting popular in various fields to implement artificial intelligence that resembles human learning and cognition. DL based on complicate structure of the ANN (Artificial Neural Network) requires computing power and computation cost. Variety of DL models with improved performa...

주제어

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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
CNN에서 zero padding을 수행하는 이유는 무엇인가? CNN의 필터계수(filter coefficient)는 일반 ANN의 가중치에 해당되며, 일반적으로 초기값은 무작위로 부여하고 학습과정에서 반복적으로 업데이트 된다. Convolution을 수행하면 Fig. 3처럼 입력영상의 테두리 부분에서 필터 크기의 반에 해당하는 픽셀들이 소실되어 특성맵의 크기가 작아지므로 입력영상과 같은 크기를 유지하기 위해 소실된 픽셀들을 “0”으로 채우는 zero padding을 수행한다.
Mask R-CNN이란 무엇인가? Mask R-CNN은 영상의 의미적 분할, 분류, 객체탐지 및 인식을 위해 개발된 DL 모델이다(Krizhevsky, 2012). 일반적인 ANN은 완전결합 층(FCL: Fully Connected Layer)으로 구성되어 1차원 형태의 데이터만 입력이 가능하다(Fig.
CNN이 제안된 이유는 ANN을 이용한 영상처리의 어떠한 문제 때문인가? 1 참조). 반면에 영상은 픽셀의 위치정보와 픽셀에 저장된 밝기값으로 이루어진 3차원 배열이므로 영상을 FCL에 입력하려면 1차원으로 변환시켜야 한다. 이 경우 공간정보가 유실되어 영상으로부터 위치를 보존하면서 특징을 추출할 수 없으므로 학습이 비효율적이다. 이런 문제를 해결하기 위해 영상의 공간적 특성을 유지한 상태로 학습이 가능한 CNN이 제안되었다(Simard et al.
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