컴퓨터 비전 - 스마트폰 얼굴 인식의 비밀

구독자님, 컴퓨터 비전에 대한 간단한 퀴즈를 내볼게요. 정답을 모두 알 것 같으면 이 글을 읽지 않으셔도 되지만, 헷갈리는 문제가 있으시다면 글을 끝까지 읽으시고 다시 도전해 보세요!

컴퓨터 비전의 정의

컴퓨터 비전의 정의는 영문 위키피디아의 내용을 인용하여 의역했습니다.

같이 차근차근 살펴보시죠.

1) 디지털 이미지나 동영상을 이해하는 방법

• 컴퓨터 비전은 컴퓨터가 디지털 이미지나 동영상을 사람처럼 이해하는 방법을 연구하는 분야입니다.

• 컴퓨터 비전은 이미지나 동영상에서 물체를 인식하거나 분류하고 움직임을 추적하며, 복잡한 패턴을 학습합니다. 컴퓨터 비전은 인간이 시각적으로 수행하는 작업을 자동화하려는 목표를 가지고 있습니다.

2) 학제간 연구

• 컴퓨터 비전은 이미지에서 정보를 추출하는 방법과 컴퓨터가 정보를 이해하고 처리하는 방법을 연구하는 엔지니어링이 결합된 분야입니다.

위 내용들을 요약해 보면 컴퓨터 비전은 컴퓨터가 디지털 이미지나 동영상을 분석하고 이해하여, 인간과 유사한 시각적 인지 능력을 갖추도록 하는 연구 분야라고 말할 수 있습니다.

컴퓨터 비전의 원리

이미지를 인식하고 처리하기 위해 활용되는 대표적인 알고리즘은 합성곱 신경망(CNN, Convolutional Neural Network)입니다. 합성곱 신경망은 우리 뇌의 시각적 처리 과정을 모방하여, 이미지를 전체적으로 분석하는 대신 부분별로 특징을 추출하여 판단합니다.

예를 들어서 새를 판별하는 모델을 만들 때, 합성곱 신경망은 전체 이미지 중에서 날개와 같은 특정 부분을 분석하여 새인지 여부를 학습합니다. 아래 그림은 이 과정을 나타낸 것입니다.

컴퓨터 비전의 적용 분야

컴퓨터 비전은 다양한 산업에서 활용되며, 인간이 수행하던 작업을 자동화하여 시간과 비용을 절감시킵니다.

1) 의료

• CT, MRI, 엑스레이 이미지를 분석해 암, 폐질환, 망막 질환 등을 조기에 진단할 수 있습니다.

• 실제로 구글 딥마인드는 안구 스캔을 통해 당뇨병성 망막병증을 조기에 진단하는 AI 시스템을 개발했습니다.

2) 자율주행 자동차

• 도로 표지판, 보행자, 차선 등을 인식하여 안전한 주행을 가능하게 하며, 사고를 줄이고 운전 효율성을 높일 수 있습니다.

• 실제로 테슬라 오토파일럿 시스템은 실시간으로 자동차와 사람을 탐지하고 차선을 유지하는 기능 등을 통해 반자율 주행을 구현했습니다.

3) 산업 제조

• 제품의 결함을 감지하고 품질을 자동으로 관리하여 생산 효율을 높입니다.

• 실제로 BMW는 조립 라인에 컴퓨터 비전 시스템을 도입하여 작은 결함까지 자동으로 감지하고 품질 관리 프로세스를 혁신했습니다.