밑바닥부터 시작하는 딥러닝

243

7

장

-

합성곱 신경망(CNN)

7.4.2

im2col

로 데이터 전개하기

합성곱 연산을 곧이곧대로 구현하려면

for

문을 겹겹이 써야겠죠. 생각만 해도 귀찮고, 또 넘파

이에

for

문을 사용하면 성능이 떨어진다는 단점도 있습니다 (넘파이에서는 원소에 접근할 때

for

문을 사용하지 않는 것이 바람직합니다 ). 이번 절에서는

for

문 대신

im2col

이라는 편의

함수를 사용해 간단하게 구현해보겠습니다.

im2col

은 입력 데이터를 필터링(가중치 계산)하기 좋게 전개하는 (펼치는) 함수입니다. [그림

7

-

17

]과 같이

3

차원 입력 데이터에

im2col

을 적용하면

2

차원 행렬로 바뀝니다 (정확히는 배

치 안의 데이터 수까지 포함한

4

차원 데이터를

2

차원으로 변환합니다).

그림

7-17

(대략적인)

im2col

의 동작

입력 데이터

im2col

은 필터링하기 좋게 입력 데이터를 전개합니다. 구체적으로는 [그림

7

-

18

]과 같이 입

력 데이터에서 필터를 적용하는 영역(

3

차원 블록 )을 한 줄로 늘어놓습니다. 이 전개를 필터를

적용하는 모든 영역에서 수행하는 게

im2col

입니다.

그림

7-18

필터 적용 영역을 앞에서부터 순서대로

1

줄로 펼친다.

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밑바닥부터 시작하는 딥러닝

[그림

7

-

18

]에서는 보기에 좋게끔 스트라이드를 크게 잡아 필터의 적용 영역이 겹치지 ...