머신러닝연구실 연구팀,

우수국제학술대회 ACM International Conference on Multimedia Retrieval (ICMR) 2023 논문 채택

▲ (위 왼쪽부터) 컴퓨터공학과 최하람, 나철웅 석사과정생

(아래 왼쪽부터) 인공지능학과협동과정 김진섭 석사과정생, 컴퓨터공학과 양지훈 교수

머신러닝연구실의 컴퓨터공학과 대학원 최하람(신방 16, 석사 4학기, 단독 1저자), 나철웅(컴공 15, 석사 2학기), 인공지능학과협동과정 대학원 김진섭(석사 2학기) 학생과 양지훈 지도교수(교신저자)가 작성한 논문이 국제 인공지능 학술대회 ACM International Conference on Multimedia Retrieval 2023 (이하 ICMR 2023)에 채택되었다. ICMR은 BK21 플러스 사업 Computer Science 분야 우수국제학술대회 리스트에 보정 IF=1로 등재되어 있다.

논문 제목은 ‘Exploration of Lightweight Single Image Denoising with Transformers and Truly Fair Training’으로, 본 논문은 7개의 최신 경량화(lightweight) 트랜스포머(transformer) 모델을 적절히 변형하여 이미지 노이즈 제거를 위한 베이스라인을 소개하였다. 트랜스포머 모델의 효과성은 많은 연구에서 입증되었으나, 경량화된 트랜스포머 모델을 이용한 노이즈 제거는 현재까지 거의 연구되지 않은 주제이다. 이에 따라 해당 논문에서 제시한 다양한 베이스라인은 향후 관련 연구에서 매우 중요한 기반이 될 것으로 기대된다.

연구팀은 또한 노이즈 제거와 관련된 대부분의 선행연구에서 공정하지 않은 방식으로 모델의 성능을 비교한 문제점을 지적하였다. 이에 따르면 노이즈 제거 모델의 학습에서는 무작위로 이미지의 일부분을 잘라서 학습 데이터로 활용한다. 하지만 무작위성(randomness)을 올바르게 통제하지 않는 경우 이로 인한 성능 변화는 눈에 띄게 드러남이 밝혀졌다. 이러한 한계를 극복하기 위해 본 논문에서는 딥러닝 학습 과정 중 나타나는 무작위성을 통제하여 실제로 공정한 성능 비교 방법을 소개하였다.

마지막으로, 본 논문은 경량화 이미지 노이즈 제거 딥러닝 모델 구성 및 성능향상을 위한 여러가지 주요 고려사항에 대한 실험적이고 가치있는 분석 결과를 제시하였다. 이렇듯 본 논문은 향후 연구자들을 위한 효과적인 연구 방향을 제시하였다는 기여도를 인정받아 ICMR 2023 등재가 확정되었다.

▲ 논문에서 제시한 7개의 경량화(lightweight)된 베이스라인 모델들(SwinIR-light, ELAN-light, NGswin, Restormer-light, Uformer-light, CAT-light, ART-light)의 노이즈 제거 성능 비교

(그림 설명: 그림에서 Low Quality로 표기된 이미지로부터 High Quality로 표기된 이미지로 복원하는 것이 목표다. SwinIR (large)는 경량화되지 않은 큰 규모의 모델로, 인간이 지각하기에 베이스라인으로 소개된 경량화된 모델의 노이즈 제거 성능은 큰 규모의 모델에 비해 크게 뒤떨어지지 않은 점이 특징이다.)

▲ 큰 규모의 노이즈 제거 모델(위, SwinIR, Restormer)과 논문에서 소개된 경량화(lightweight)된 노이즈 제거 모델(아래, SwinIR-light, Restormer-light)의 성능 비교

(그림 설명: Low Quality로 표기된 이미지로부터 High Quality로 표기된 이미지로 복원하는 것이 목표다. 모델명 아래 수치는 이미지 복원 정확도에 대한 성능 지표 PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio)과 모델의 크기를 나타내는 학습가능한 파라미터 개수를 의미한다. 큰 규모의 모델에 비해 약 10~20배 작은 규모의 경량화된 모델은 수치적 성능은 뒤처지나, 인간의 지각적 측면에서는 비슷한 노이즈 제거 성능을 달성한다.)

최하람 학생은 “최근 CVPR 2023에 채택되었던 제 논문 NGswin에 대한 확장판으로써 연구했던 내용이 우수국제학술대회 ICMR 2023에 등재되어 관련 연구를 이어가는 초석이 되었다. 최근 두 달 사이 우수국제학술대회에 연달아 논문이 채택되어 매우 영광이며, 대한민국 AI 발전을 위해 더욱 정진하겠다. 끝으로 이번 주가 부모님 결혼기념일인데 연달아 통과한 논문들이 좋은 선물이 되었기를 바라며, 항상 응원해주시는 가족들께 감사드린다”라고 전했다.

한편, ACM(Association for Computing Machinery)에서 주관하는 ICMR 2023은 오는 6월 12일부터 15일까지 그리스 테살로니키에서 개최될 예정이다.

▶ 논문 링크 바로가기 : https://arxiv.org/abs/2304.01805

▶ 논문 요약본 및 코드 : https://github.com/rami0205/LWDN