파이썬, 텐서플로, 케라스를 사용해 강력한 생성 모델을 구현함으로써 차세대 딥러닝을 간소화한다생성적 적대 신경망(GAN) 개발 작업은 복잡할 뿐만 아니라, 이해하기 쉬운 코드를 찾기도 어렵다. 이 책에서는 CycleGAN, simGAN, DCGAN 및 2차원 이미지로 3차원 형상을 생성하는 모델과 같은 여덟 가지 최신 GAN 구현 예제를 소개한다. 각 장마다 파이썬, 텐서플로, 케라스의 공통 아키텍처를 바탕으로 쉽게 구축할 수 있는 GAN 아키텍처를 읽기 쉬운 형태로 탐구해 보는 데 도움이 되는 유용한 방법을 담고 있다. 모델의 작동 방식을 이해할 수 있게 다양한 GAN 아키텍처 유형을 다루는 일부터 DCGAN, Pix2Pix 등과 관련된 사용 사례를 다루는 데 도움이 되는 직관적인 방법들이 들어 있다. 또한 바로 구현해 볼 수 있는 코드 기반 솔루션을 제공하는 덕분에, GAN 모델을 사용하면서 부딪히는 문제를 해결하거나 도전에 대응할 수 있는 실질적인 도움을 얻게 될 것이다.
조시 칼린은 로봇공학과 머신러닝을 접목한 분야에 집중하는 물리학자이자 기술자이다. 고급 센서 및 산업용 로봇, 머신러닝, 자율 주행 차량을 연구하는 일에 종사한다. 물리학, 기계공학, 컴퓨터과학 학위를 취득했다. 여가 시간에는 차량을 다루는 일(36대의 소유 차량을 세어 보는 일), 컴퓨터를 조립하는 일, 로봇공학 및 머신러닝 분야의 신기술을 학습하는 일(이 책을 쓰는 일 같은 것)을 즐겨 한다.
01장: 생성적 적대 신경망이란?들어가며생성 모델과 판별 모델__ 수행 방법 …____판별 모델링____생성 모델링__ 작동 방식 …신경망의 사랑 싸움__ 수행 방법 …__ 작동 방식 …심층 신경망__ 수행 방법 …__ 작동 방식 …아키텍처 구조의 기초__ 수행 방법 … __ 작동 방식 … 기본 빌딩 블록: 생성기 __ 수행 방법 … __ 작동 방식 … 기본 빌딩 블록: 판별기 __ 수행 방법 … __ 작동 방식 … 기본 빌딩 블록: 손실 함수 __ 수행 방법 … __ 작동 방식 … 훈련 __ 수행 방법 … __ 작동 방식 … 서로 다른 방식으로 모아 쓰는 GAN의 각 부분들 __ 수행 방법 … __ 작동 방식 … GAN의 출력 __ 수행 방법 … __ 작동 방식 … 한정된 데이터로 일하기: 화풍 모사 ____새로운 장면을 꿈꾸기: DCGAN ____모조 데이터로 보강하기: SimGAN GAN 구조의 이점 __ 수행 방법 … __ 작동 방식 … 연습문제 02장: 데이터 중심, 용이한 환경, 데이터 준비 들어가며 데이터가 그다지도 중요한가? __ 출발 준비 __ 수행 방법 … __ 작동 방식 … __ 더 많은 정보 … 개발 환경 설정 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____GPU를 구동할 엔비디아 드라이버 설치하기 ____Nvidia-Docker를 설치하기 ____개발용 컨테이너 만들기 __ 더 많은 정보데이터 형식 __ 출발 준비 __ 수행 방법 …__ 작동 방식 …____코드를 도커 컨테이너에서 실행하기__ 더 많은 정보 …데이터 전처리__ 출발 준비__ 수행 방법 …__ 작동 방식 …__ 더 많은 정보 …비정상 데이터__ 출발 준비__ 수행 방법 …____단변량 방법__ 더 많은 정보 …데이터 균형조절__ 출발 준비__ 수행 방법 …____표본추출 기법____앙상블 기법__ 더 많은 정보 …데이터 확대__ 출발 준비__ 수행 방법 …__ 작동 방식 …__ 더 많은 정보 …연습문제 03장: 첫 번째 GAN을 100줄 이내로 만들기들어가며이론에서 코드로: 간단한 예제를 만들어 보기__ 출발 준비__ 수행 방법 …____Discriminator 기저 클래스____Generator 기저 클래스____GAN 기저 클래스__관련 정보케라스와 텐서플로를 사용해 신경망을 구축하기__ 출발 준비__ 수행 방법 …____도커 컨테이너 만들기__관련 정보첫 번째 GAN 구성요소인 판별기를 설명하기__ 출발 준비__ 수행 방법 …____가져오기____초기화 변수(판별기 클래스 내의 init)____판별기에 대한 모델 정의____판별기 클래스의 도우미 메서드____두 번째 GAN 구성요소인 생성기를 설명하기__ 출발 준비__ 수행 방법 …____가져오기GAN의 모든 부분을 종합하기__ 출발 준비__ 작동 방식 …____1단계: GAN 클래스 초기화____2단계: 모델 정의____3단계: 도우미 함수여러분의 첫 GAN을 훈련하기__ 출발 준비__ 수행 방법 …____훈련 클래스 정의____실행 스크립트를 정의하기모델을 훈련하고 GAN의 출력을 이해하기__ 출발 준비__ 수행 방법 …__ 작동 방식 …연습문제 04장: DCGAN을 이용한 새 외부 구조물에 대한 꿈들어가며DCGAN이란 무엇인가? 간단한 의사코드 예제__ 출발 준비__ 수행 방법 …____생성기 ____ 관련 정보 도구: 독특한 도구가 필요할까? __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____DCGAN 개발 환경 ____LSUN 데이터를 내려받아 압축을 풀기 __ 더 많은 정보 … ____ 관련 정보 데이터 파싱: 데이터가 독특한가? __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 코드 구현: 생성기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____생성기 초기화: DCGAN 업데이트 ____DCGAN 구조 구축 __ 관련 정보 코드 구현: 판별기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 판별기 클래스 초기화 모델 구조를 구축하기 __ 관련 정보 훈련 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____클래스 초기화로 변경 ____의사코드에서 변경한 사항을 이해하기 ____새롭고 향상된 훈련 스크립트 ____파이썬의 run 스크립트 ____셸의 run 스크립트 평가: 코드가 작동하는지를 어떻게 알 수 있는가? __ 출발 준비 __ 작동 방식 … 성능 향상을 위한 파라미터 조절 __ 수행 방법 … ____훈련 파라미터 ____판별기 및 생성기 아키텍처 파라미터 연습문제 05장: Pix2Pix를 사용해 이미지를 변환하기 들어가며 의사코드로 맛보는 Pix2Pix __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____판별기 ____생성기 데이터셋 파싱 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____새로운 Dockerfile을 사용해 도커 컨테이너를 만들기 ____보조 스크립트 작성 코드 구현: 생성기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 코드: GAN 신경망 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 코드 구현: 판별기 __ 출발 준비 __ 작동 방식 … 훈련 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____클래스 설정 ____훈련 메서드 ____결과를 그리기 ____도우미 함수 ____훈련 스크립트 실행 연습문제 06장: CycleGAN을 사용해 화풍을 모사하기 들어가며 의사코드: 어떻게 작동하는가? __ 출발 준비__ 수행 방법 …____CycleGAN은 어떤 점이 강력한가?CycleGAN 데이터셋 파싱 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____도커 구현 ____데이터 내려받기 스크립트 ____실제 데이터는 어떻게 보일까? 코드 구현: 생성기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 코드 구현: 판별기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 코드 구현: GAN __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 훈련 시작 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____초기화 ____훈련 메서드 ____도우미 메서드 연습문제 07장: SimGAN에서 모조 이미지를 사용해 사실적인 눈동자 사진을 생성하기 들어가며 SimGAN 아키텍처의 작동 원리 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 의사코드: 어떻게 작동하는가? __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 훈련 데이터로 작업하는 방법 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____Kaggle과 API ____도커 이미지 만들기 ____도커 이미지 실행하기 코드 구현: 손실 함수 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 코드 구현: 생성기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____상용구 항목 ____모델 개발 ____도우미 함수 코드 구현: 판별기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____상용구 ____모델 아키텍처 ____도우미 함수 코드 구현: GAN __ 출발 준비 __ 수행 방법 … SimGAN 신경망 훈련 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____초기화 ____훈련 함수 ____도우미 함수 ____파이썬 실행 스크립트 ____셸 실행 스크립트 연습문제 08장: GAN을 사용해 이미지를 3차원 모델로 만들기 들어가며 3D 모델 제작을 위해 GAN 사용 소개 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____2D 이미지의 경우: 이미지의 인코딩 공간 학습 ____3D 합성곱을 사용해 모델을 훈련하기 환경 준비 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____도커 컨테이너 만들기 ____도커 컨테이너 만들기 2D 데이터 인코딩 및 3D 객체와 짝짓기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____간단한 인코더를 실행하는 코드 ____도커 컨테이너로 인코더를 실행하는 셸 스크립트 코드 구현: 생성기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____생성기 클래스 준비 ____생성기 모델 구축 코드 구현: 판별기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____판별기 클래스 준비 ____판별기 모델 구축 코드 구현: GAN __ 출발 준비 __ 수행 방법 … 이 모델을 훈련하기 __ 출발 준비 __ 수행 방법 … ____훈련 클래스 준비 ____도우미 함수 ____훈련 메서드 ____신경망의 출력을 그려내기 ____훈련 스크립트 실행 연습문제
