컴퓨터 비전 핵심 안내서: 알고리즘에서 딥러닝까지

알고리즘에서 CNN까지, 기초 원리 한눈에 (컨볼루션, 합성곱 신경망, 검출 메커니즘)

지식이야기 IT팀 지음

지식이야기 2026년 02월 01일 출간

작품소개

책소개

컴퓨터 비전은 이미지를 숫자로 다루는 분야이면서도, 그 숫자들이 무엇을 의미하는지 해석하는 규칙과 구조를 함께 요구한다. 이 책은 컴퓨터 비전을 처음 접하는 독자가 핵심 개념을 흐름으로 이해할 수 있도록, 알고리즘 기반의 전통적 접근에서 딥러닝 기반의 현대적 접근까지를 한 권 안에 정리한다. 특정 저자의 경험담이나 현장 사례에 기대지 않고, 개념과 원리를 중심으로 설명을 구성해 학습 내용이 흔들리지 않도록 했다.

초반부는 이미지 표현, 컨볼루션, 필터링, 에지와 코너 같은 기본 연산을 통해 ‘이미지에서 정보가 어떻게 추출되는가’를 다룬다. 이어서 특징 기술과 매칭, 기하 변환과 정합, 분할과 고전적 객체 인식으로 넘어가며, 시각 문제를 풀기 위해 어떤 구성 요소들이 필요하고 어떻게 연결되는지 논리적으로 제시한다. 후반부는 딥러닝의 학습 원리와 합성곱 신경망의 구조를 기반으로, 분류, 검출, 분할 등 대표 과업이 어떤 문제 설정을 가지며 어떤 표준 해법으로 정리되는지를 개요 수준에서 설명한다.

이 책의 목표는 빠른 지름길을 제공하는 것이 아니라, 컴퓨터 비전에서 반복해서 등장하는 개념을 정확히 이해하고 스스로 설명할 수 있는 기반을 만드는 데 있다. 수식과 직관, 단계적 절차를 균형 있게 배치해 ‘왜 이런 연산이 필요한가’와 ‘무엇을 계산하고 있는가’를 놓치지 않도록 구성했다. 독자는 각 장을 따라가며 이미지 처리에서 표현 학습까지의 연결 고리를 자연스럽게 이해하고, 컴퓨터 비전의 전체 지도를 구조적으로 잡을 수 있을 것이다.

*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.

목차

챕터 1 이미지와 시각 정보의 수학적 표현
픽셀과 채널의 구조
해상도와 샘플링 개념
좌표계와 기하적 표현
밝기, 대비, 정규화
히스토그램과 분포 관점
노이즈와 신호의 구분

챕터 2 컨볼루션과 필터링의 원리
컨볼루션 연산의 의미
커널과 수용영역
블러링과 샤프닝 메커니즘
미분 필터와 기울기 계산
가우시안과 스케일 개념
주파수 관점의 필터링

챕터 3 에지와 코너의 검출 메커니즘
에지의 수학적 정의
소벨과 프리윗 연산
캐니 에지 검출의 단계적 구조
비최대 억제와 임계값 처리
코너의 직관과 수식화
해리스 코너의 핵심 아이디어

챕터 4 특징 기술과 매칭의 구조
지역 특징의 필요성
기술자 설계의 기본 원칙
SIFT 개념적 구성 요소
ORB의 이진 기술 방식
거리 척도와 유사도 판단
매칭 오류와 이상치 발생 원인
RANSAC의 합의 기반 추정

챕터 5 기하 변환과 영상 정합
이동, 회전, 스케일의 표현
아핀 변환의 구조
투영 변환과 호모그래피
카메라 모델과 투영 과정
정합의 목적 함수와 최적화
파노라마 구성의 기초 흐름

챕터 6 영상 분할의 기본 원리
임계값 기반 분할의 한계와 조건
영역 성장과 병합 관점
클러스터링 기반 분할 개념
그래프 기반 분할의 직관
경계 기반 분할의 핵심 요소
평가 기준과 오류 유형

챕터 7 고전적 객체 인식의 핵심 구성
슬라이딩 윈도우 개념
특징 기반 분류 흐름
HOG 표현의 구조
SVM 분류기의 결정 경계
오검출과 누락의 원인
성능 지표와 임계값의 관계

챕터 8 딥러닝 기반 표현 학습의 기초
퍼셉트론과 비선형성
손실 함수와 학습 목표
역전파의 계산 구조
최적화와 학습률의 의미
일반화와 과적합의 메커니즘
정규화와 드롭아웃의 역할
데이터 증강의 제한된 해석 범위

챕터 9 합성곱 신경망의 핵심 구조
컨볼루션 층의 학습 가능한 필터
스트라이드와 패딩의 효과
풀링의 정보 요약 방식
특징 맵의 계층적 의미
대표적 블록 구조의 개념적 비교
분류 헤드와 출력 해석
학습 안정성과 초기화 개념

챕터 10 컴퓨터 비전의 대표 과업과 표준 해법 개요
이미지 분류의 문제 설정
객체 검출의 박스 표현
비최대 억제의 역할
시맨틱 분할의 픽셀 단위 예측
인스턴스 분할의 구분 기준
포즈 추정의 키포인트 표현
평가 지표의 목적과 해석

인물정보

저자(글) 지식이야기 IT팀