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OGQ GYN Developers Day #21 : MobileNet

게시일
2024/05/15
관련 태그
MoblieNet
EdgeDevice
MobileNet v1
MobileNet v2
MobileNet v3
게시자
jeongjh8652@icloud.com
정재희
1 more property
OGQ GYN Developers Day는 OGQ GYN의 모델 개발 과정 및 논문 등을 많은 기업 분들께 발표하는 자리로, 매월 마지막 주 수요일에 진행되고 있습니다.
이번 세미나에선 엣지 디바이스를 위한 MobileNet 계열의 모델들에 대하여 소개해드렸습니다.

Contents

세미나 개요

일시 : 2024년 04월 24일 13:00 ~ 14:00
장소 : Zoom 미팅
참여기업 (가나다순)
베스트디지탈 BEST DIGITAL
웹게이트 WEBGATE
한국씨텍
순서
1.
참여 업체 소개
2.
OGQ GYN 발표
사회자: OGQ GYN 우재현 연구원
발표자: OGQ GYN 이겸 연구원
3.
Q&A

1. Previous Presentation Summary

지난 컨퍼런스에서는 태그 기반의 segmentation 학습을 통한 라벨링 비용 절감에 대해서 소개해드렸고, 이를 기반으로 한 화재 모델 고도화 결과에 대해서 공유드렸습니다.
Inverted residual를 제안
Inverted residual 에 residual connection으로 Pooling으로 feature의 중요한 정보를 추출하였음
Hard-Swish 제안
NAS 적용
이상으로 Mobilenet v1, v2, v3의 주요 포인트들이 있었습니다.

2. Problem

AlexNet의 등장 이후 컴퓨터 비전 분야에서 CNN (Convolutional Neural Network) 은 사실상 표준이 되었습니다.
이전까지의 CNN 연구는 일반적으로 네트워크의 깊이를 깊게 할수록 성능이 좋아졌기 때문에 이에 집중한 연구가 많이 이루어졌습니다.
하지만 컴퓨터 비전이 실제로 활용되어야 하는 로봇공학, 자율주행 등의 분야에서는 실시간성이 중요한데, 깊은 네트워크는 빠른 연산을 위해 높은 성능이 필요하다는 단점이 있었습니다.
이를 해결하기 위해 엣지 디바이스에서도 높은 성능을 낼 수 있는 MobileNet이 제안되었습니다.

2. MobileNet v1

MobileNet v1에서는 일반적인 convolution 연산을 두 가지의 부분으로 분리하는 Depthwise-Separable Convolution을 제안하였습니다.
feature map의 spatial(가로세로) 부분을 계산하는 부분과 channel을 연산하는 부분으로 분리하였습니다.
연산량 절감 비율 계산식
DKD_K=kernel size, MM= input channel, DFD_F=feature size, NN=output size
위 식에서 분모가 기존 convolution, 분자가 depthwise separable convolution
N=2048,DK=3N=2048, D_K=3일 때, 연산량을 약 9배 절약할 수 있습니다.
9배의 연산량 감소를 얻으면서 정확도는 1%만 감소하는 trade-off를 보여주었습니다.

3. MobileNet v2

MobileNet v2는 Skip connection과 bottleneck 구조를 활용하였습니다.
bottleneck 구조는 연산 시에 channel 수를 줄여 연산량을 절약하는 기법으로, MobileNet에서는 정보손실을 더욱 최소화한 inverted residual bottleneck 구조를 채택하였습니다.
결과적으로 V1과 비교하여 성능은 더 개선하고 연산량은 줄였습니다.

4. MobileNet v3

MobileNet v3는 새로운 활성화 함수인 Hard-swish를 적용하였습니다
추가로 SENet의 아이디어를 활용하여 channel 별 중요도를 계산하는 모듈을 적용하여 성능을 개선하였습니다.
다음은 MobileNet v3의 개선된 성능과 효율성입니다.
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