AI Research Topic/Deep Learning

[Deep Learning] 딥러닝에서 Synthetic Dataset 을 이용하여 학습하는 연구들

꾸준희 2021. 4. 28. 14:53
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학습 데이터가 부족할 때 가상 세계에서 얻어진 데이터를 이용해 볼 수 있다. 즉 언리얼 엔진을 이용하여 만들어진 GTA 게임에서 Synthetic DataSet 을 생성하여 데이터를 보완 해 볼 수 있다. (GTA 게임 안해봄...)

 

찾아보니 관련 연구가 여러가지 있었는데 보통 Teacher-Student 형태의 학습 방식을 사용한다. 즉 대규모 데이터인 Synthetic Dataset을 이용하여 Teacher Net 을 구성하여 Pre-training 하고, Real Dataset 을 이용하여 Student Net 을 구성함으로써 fine-tuning 하는 방식이다.

 

Synthetic Dataset 에는 보통 자율 주행 환경 (Car, Person Segmentation, ..) 데이터가 많았으며, 안전 장비 데이터, 사람 데이터 등이 있다. (참고 자료 2, 3)

 

 

 

두 가지 정도 연구를 소개하자면 아래와 같다. 

 

  • Playing for Data: Ground Truth from Computer Games
  • Learning to Train with Synthetic Humans

 

 

 

 

 

 

 

 

Playing for Data: Ground Truth from Computer Games

 

컴퓨터 비전은 대용량 데이터 세트에서 학습된 모델을 사용하게 되는데, 대규모 데이터 세트를 만드는 것은 매우 많은 비용이 들기 때문에 본 논문에서는 컴퓨터 게임에서 추출한 이미지에 대해 semantic label maps 을 빠르게 생성하는 방법을 제시한다. 합성 된 25,000 개의 이미지에 대해 dense pixel-level semantic annotations 을 생성하여 제시된 접근 방식을 검증한다. 

 

획득 한 합성 데이터를 사용하여 실제 이미지를 보완하면 정확도가 크게 향상되고 수집 된 데이터를 사용하면 실제 데이터의 양을 줄일 수 있다고 한다. 

 

 

Project Page : download.visinf.tu-darmstadt.de/data/from_games/index.html

 

Playing for Data: Ground Truth from Computer Games

Abstract Recent progress in computer vision has been driven by high-capacity models trained on large datasets. Unfortunately, creating large datasets with pixel-level labels has been extremely costly due to the amount of human effort required. In this pape

download.visinf.tu-darmstadt.de

GitHub : github.com/manuelschmidt/playing-for-data

 

manuelschmidt/playing-for-data

Contribute to manuelschmidt/playing-for-data development by creating an account on GitHub.

github.com

 

 

 

 

 

 

 

 

Learning to Train with Synthetic Humans

 

이 논문도 Synthetic Humans 을 이용하여 학습 하는 방법을 설명하고 있으며, 데이터 세트를 어떻게 만드는지에 대해서도 코드를 제공하고 있다. 이러한 방식으로 아래와 같은 데이터 세트를 제공한다.

 

2D multi-person pose annotation, camera blur parameters, the camera matrix, the depth map, gender tags, normal maps, object Id maps, the SMPL+H pose coefficients, 3D joint locations, an occlusion label for each joint (heuristic), a scale parameter, body part segmentation maps, SMPL+H shapes, global translation for each synthetic human and the z-rotation of each synthetic human.

 

위 데이터 Ground Truth 양식 참고 :

github.com/DavHoffmann/Multi-humanDataGeneration/tree/master/demo

 

DavHoffmann/Multi-humanDataGeneration

Contribute to DavHoffmann/Multi-humanDataGeneration development by creating an account on GitHub.

github.com

 


또한 이 논문에서는 3 개의 데이터 세트를 제공한다. 무작위 배경에서 인간을 합성하여 구성된 멀티 2D 포즈 데이터 세트와 증강 된 MPII Human Pose Dataset의 버전 등을 제공하는데, 이 데이터 세트를 다운로드하려면이 웹 사이트에 등록해야한다고 한다. 

 

 

 

 

 

 

GitHub : github.com/DavHoffmann/Multi-humanDataGeneration

 

DavHoffmann/Multi-humanDataGeneration

Contribute to DavHoffmann/Multi-humanDataGeneration development by creating an account on GitHub.

github.com

 

MPII-mixed dataset 

@article{multihumanflow,
  title = {Learning Multi-Human Optical Flow},
  author = {Ranjan, Anurag and Hoffmann, David T and Tzionas, Dimitrios and Tang, Siyu and Romero, Javier and Black, Michael J},
  journal = {International Journal of Computer Vision (IJCV)},
  month = jan,
  year = {2020},
  url = {http://humanflow.is.tue.mpg.de },
  month_numeric = {1}
}

@inproceedings{Hoffmann:GCPR:2019,
  title = {Learning to Train with Synthetic Humans},
  author = {Hoffmann, David T. and Tzionas, Dimitrios and Black, Michael J. and Tang, Siyu},
  booktitle = {German Conference on Pattern Recognition (GCPR)},
  month = sep,
  year = {2019},
  url = {https://ltsh.is.tue.mpg.de},
  month_numeric = {9}
}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

참고자료 1, Synthetic Dataset 를 모아놓은 Github 저장소

: github.com/unrealcv/synthetic-computer-vision

 

unrealcv/synthetic-computer-vision

A list of synthetic dataset and tools for computer vision - unrealcv/synthetic-computer-vision

github.com

참고자료 2, 호야님 블로그

: hoya012.github.io/blog/Tutorials-of-Object-Detection-Using-Deep-Learning-performance-one/

 

Tutorials of Object Detection using Deep Learning [5] Training Deep Networks with Synthetic Data Bridging the Reality Gap by Dom

Deep Learning을 이용한 Object detection Tutorial - [5] Training Deep Networks with Synthetic Data Bridging the Reality Gap by Domain Randomization Review

hoya012.github.io

참고자료 3, Virtual World Personal Protection Equipment dataset (VW-PPE)

: aimh.isti.cnr.it/vw-ppe/

 

Virtual World Personal Protection Equipment dataset (VW-PPE) – AIMH

Page under construction… Virtual World dataset The virtual world training set was generated using a plugin for GTA V. It is composed of around 140,000 images, automatically annotated. There are 7 object classes: Bare Head, Helmet, Ear Protection, Welding

aimh.isti.cnr.it

@inproceedings{DiBenedettoCBMI2019,
title={Learning Safety Equipment Detection using Virtual Worlds},
author={Di Benedetto, Marco and Meloni, Enrico and Amato, Giuseppe and Falchi, Fabrizio and Gennaro, Claudio},
booktitle={Content-Based Media Indexing 2019},
year={2019}
}
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