GAN 첫걸음- 생성적 적대 신경망, 핫한건 알겠는데 이게 대체 뭐야?

신경망 첫걸음 - 수포자도 이해하는 신경망 동작 원리와 딥러닝 기초 ㅣ 머신러닝/딥러닝 첫걸음 시리즈
타리크 라시드 지음, 송교석 옮김 / 한빛미디어 / 2017년 4월

1. 대상 독자

-GAN이 작동하는 원리를 기초부터 알고 싶은 사람

- 업계 표준 도구로 GAN을 만들어보고 싶은 사람

이 책에서는 다양한 배경에 속한 독자에게 최대한 많이 다가가기 위해 불필요한 수식을 줄이고,

이미지를 많이 사용했다고 한다.

만약 머신러닝 분야를 전공했다면 기초 입문서 정도로 생각하면 된다고 하니,

GAN에 관심 있는 사람들이라면 읽기 좋을 책 같다.

2. 구성

PART1. 파이토치와 신경망 기초

- 파이토치와 관련된 기본 내용과, 이를 이용한 신경망 만들기, 성능 향상 기법에 대해 나와 있다.

- 파이토치의 장점은 어떠한 형태의 신경망이 등장해도 필요한 미적분 등의 계산을 다 해준다는 점인데,

파이썬과 느낌이 비슷하기에 파이썬을 접해본 사람이라면 쉽게 적응할 수 있을 것이다.

- 구글 코랩에서 클라우드로 작업을 하게되는데, 이 과정이 모두 사진으로 나와있다. 따라만 하면 된다.

- 파이토치만의 새로운 변수 저장 방법이 있는데, 이 새로운 변수를 파이토치 텐서라고 부른다.

이를 파이썬과 비교하며 실습하는데, 정말 상당히 비슷해서 따라가기가 쉽다고 느껴졌다.

-MINIST 이미지 데이터셋을 이용해 첫 신경망을 제작한다

 PART2. 튼튼한 GAN 만들기

- GAN의 개념을 다루고, 판별기와 생성기를 직접 만들어본다. 다양한 데이터 셋을 활용하는 방법또한 배울 수 있다. 특히 얼굴 이미지를 활용하는 부분이 가장 인상 깊었다.

- 그럴듯한 이미지를 생성하는 신경망인 생성기를 계속하여 훈련시킨다. 판별기 또한 제대로 판별할 수 있도록 학습시킨다. 판별기와 생성기는 서로 적대적 관계로 경쟁을 하게 되며, 서로를 뛰어 넘으려고 노력하기 때문에 결국 둘 다 성능이 좋아지게 된다. 이것이 바로 생성적 적대 신경망 GAN.

- 이 GAN은 생성기와 판별기 모두를 훈련하는데, 핵심 훈련 방법은 다음과 같다.

1. 판별기에 실제 데이터를 보여주고 1이라는 값이어야 한다고 알려줌.

2. 판별기에 생성기로부터 만들어진 가짜 데이터를 보여주고 0이어야 한다고 알려줌

3. 판별기에 생성기의 결과를 보여주고 생성기에 결과가 1이어야 한다고 알려줌.

=> 이 훈련 방법을 책을 통해 쉽게 구현할 수 있다.

PART3. 흥미로운 GAN 기법

- GAN의 응용이다. 합성곱GAN과 조건부GAN에 대한 심층적인 내용과, 앞으로 해야 할 일들에 대해 기재 되어있다.

- 다소 어려울 수 있는 내용이기에, 앞의 PART 1, 2를 직접 실습해본 뒤 읽기를 권한다.

+ 부록 이지만 필수적인..

- 신경망 학습에 있어 가장 중요한 부분 중 하나가 오차, 손실에 관한 내용이다. 기껏 만든 신경망의 오차가 목표범위에서 한참 벗어난다면... 다시 설계해야함이 분명하다. 그만큼 중요한 이상적인 손실값에 대한 내용, 그리고 앞에서 다루지 못했던 내용들, 예제 학습이 실려있어서 이 책은 꼭 부록까지 읽어봐야 한다!

3. 책의 장점

1. 모든 실습마다 이미지로 상세히 설명되어 있다. 전공서적 중에 이렇게 자세하고 귀여운 책은 본적이 없다.

2. 실습에 사용한 코드들을 깃허브에서 제공해준다.

- 차근차근 따라하기 너무 좋다.

https://github.com/makeyourownneuralnetwork/makeyourownneuralnetwork

책을 따라하는 것 만으로도 직접 쉽게 신경망을 구현할 수 있어 재미있었고,

특히 국내 현존하는 책들 중 GAN에 대해 가장 친절히 설명한 책이 아닐까 싶을 정도로 자세하고 쉽게 씌어져있다.

4. 마무리

GAN은 2014년에 등장했는데, 기존 신경망과 달리 인간이 보기에 그럴듯한 새로운 결과를 기계가 알아서 생성한다라는 점에서 매우 혁신적이다.

이 책에서는 GAN또한 신경망과 마찬가지로 원리만 알면 다루는 것이 어렵지 않다며, 쉽게 가르쳐주는 사람이 없었던 것 뿐이라고 한다.

정말 수긍하게 되는 게, 책에서 자세히 실습 과정과정을 그림과 이미지로 알려주기에 이보다 더 실습하기

좋은 책은 없다고 생각이 든다.

아직 뒷부분은 직접 실습해보지 못했는데, 주말을 이용해서 나머지 부분도 실습해봐야겠다.

주변에 신경망 분야에 관심이 있거나, 첫 입문을 도전하려는 사람에게 꼭 추천해주고 싶은 책이다 :D

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cf) 이 책을 읽기 전에 신경망 첫걸음을 먼저 읽고 오면 이해에 도움이 된다!

https://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=11823283