[인공지능과 딥러닝⑧-3] 사진 속 얼굴, 사람처럼 맞춘다

얀 레쿤 뉴욕대 교수가 강연을 하는 모습

페이스북은 2013년 인공지능의 대가 얀 레쿤 뉴욕대 교수를 영입하고 인공지능연구소를 개설하면서 딥러닝 기술개발을 본격화했다.

레쿤 교수는 딥러닝 전문가로 컴퓨터가 많은 정보를 습득할 때 중요하지 않은 것을 걸러냄으로써 시스템의 부하를 줄여주는 ‘최적뇌손상(OBD, Optimal Brain Damage)’ 기술을 개발한 주인공이다. 인공지능 시스템은 인간과 마찬가지로 현실세계에서 걸러지지 않은 정보를 한꺼번에 습득하기 때문에 인공지능을 효율적으로 개발하는데 OBD가 핵심 기술로 활용된다. 레쿤 교수의 또 다른 연구 성과는 인공지능과 광학문자인식(OCR) 기술을 결합한 필기체 인식 기술이다. 이 기술은 1990년대부터 2000년대 초반까지 미국 내 수표 10%를 처리할 만큼 널리 쓰였다.

사람 눈 정확도 근접한 ‘딥페이스’ 개발
페이스북 인공지능연구소는 텔아비브대 연구원과 함께 지난해 3월 ‘딥페이스’라는 얼굴인식 알고리즘을 개발했다. 딥페이스는 페이스북에 올라온 사진만으로도 어떤 사용자인지 찾아내는 기술이다. 대량의 데이터 속 패턴을 인지하는 학습기능을 가진 일종의 모의신경망이 핵심이다.

딥페이스를 이용해 미국 배우 실베스터 스탤론의 얼굴을 인식하는 과정

페이스북은 정확한 얼굴분석을 위해 동물의 중추신경계를 모방해 만든 신경망 분석을 활용했다. 딥페이스는 카메라에 비친 얼굴을 바탕으로 입체를 유추하면서 가상으로 얼굴을 회전시키는 3D모델을 활용해 얼굴 각도를 수정했다.

그 다음에는 유사한 이미지의 다른 사진에서 가상의 원형 얼굴을 비교하고, 1억 2000만 가지 연관관계를 파악해내는 9개의 계층과 대조한다. 4000여 명의 사용자 얼굴에서 추출한 400만 개의 얼굴 이미지 데이터를 활용함으로써 사용자의 존재를 정확하게 찾아낸다. 얼굴인식 알고리즘 딥페이스의 정확도는 97.25%로 인간의 평균 눈 정확도(97.53%)에 가까운 수치다.

실제로 딥페이스는 사진에서 사람 얼굴이 어둡게 찍혀도, 카메라에서 멀리 있거나 옆을 보고 있어도 가려낼 수 있다. 기존에 페이스북은 사진 자동 태그 서비스를 일부 제공하고 있었다. 사진을 올리면 얼굴 부분에 ‘친구를 태그하시겠습니까?’라는 메시지가 뜨면서 눈과 눈, 눈과 코 사이의 거리를 자동으로 파악해내는 인식기술이다. 페이스북은 딥페이스 개발로 종종 유사한 얼굴구조를 가진 사람을 잘못 태깅하는 오류가 일어났던 것을 개선했다고 설명한다.


딥러닝 프로젝트 ‘토치’ 기술 오픈소스로 공개
한편, 페이스북은 지난 1월 개발자 커뮤니티에 딥러닝 기술을 공개함으로써 자체 인공지능 프로젝트를 강화하려는 움직임을 보이기도 했다. 공개된 기술은 오픈소스 기반 유명 딥러닝 소프트웨어 프로젝트 ‘토치(Torch)’에서 쓸 수 있으며, 엔비디아 그래픽처리장치(GPU)에 최적화됐다.

딥페이스를 이용해 영화배우 칼리스타 플록하트의 얼굴 인식 과정

토치 프로젝트는 이미지 콘텐츠 분석 및 광고예측 등을 위해 페이스북 외에도 구글, 마이크로소프트, 트위터가 사용한다. 당시 페이스북은 이 기술을 통해 개발자나 기업들이 토치 프로젝트에서 패턴 인식 속도를 지금보다 23.5배 끌어올릴 수 있으며, 신경망도 병렬화 할 수 있다고 설명했다.

또 지난해 12월부터 이미지 인식과 인공지능을 활용해 이용자들이 사진을 업로드 하기 전에 경고를 받을 수 있는 솔루션 개발에 착수했다. 음주 페이스북 방지 기능은 늦은 밤 술에 취해 민망한 사진이나 게시글을 올려 다음날에 당혹감을 감추지 못하는 사용자들을 위해 기획됐다. 디지털 비서의 일종인 시스템을 통해 사용자들은 “사진이 공개됩니다. 당신의 상사와 부모님이 보기를 원하십니까?”라는 식의 경고를 받는다. 디지털 비서는 사용자가 페이스북 친구나 다른 페이스북 콘텐츠와 상호작용할 수 있는 구체적인 방법을 제시할 것으로 기대되고 있다.

올해 초 페이스북은 음성인식 및 음성명령 기술을 가진 스타트업 ‘윗에이아이(Wit.ai)’를 인수했다. 윗에이아이는 개발자들이 음성인식 인터페이스를 구축할 수 있도록 API(Application Programing Interface)를 제공해왔다.

당시 설립된 지 18개월 밖에 되지 않은 스타트업이었지만, 6000명 이상의 개발자가 이들의 플랫폼을 사용하고 있었다. 페이스북은 블로그에서 윗에이아이를 인수한 이유에 대해 “모든 사람을 연결시키고 그 플랫폼 위에서 13억 사용자들이 놀랄만한 경험을 만들어내고자 한다. 자연어를 이해하는 기술은 이런 사명에서 중요한 부분을 차지하고 윗에이아이가 이를 도울 수 있다”고 설명했다.

윗에이아이 음성인식은 최근 중국의 검색엔진 기업 바이두가 실행한 테스트에서 애플, 마이크로소프트의 시스템보다 더 높은 점수를 받았다. 페이스북이 음성인식 기술을 어떻게 기계 번역기술과 접목해 새로운 서비스를 선보일 것인지 기대를 모으고 있다.
조아름 인턴기자

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