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3차원 장면을 이해하는 생성형 AI모델의 신개념 경량화 프레임워크 개발

 

컴퓨터학부 박상효 교수 연구팀은 3차원 장면 그래프 생성 모델의 구조적 복잡도를 대폭 줄이면서도 정확도를 유지하는 신개념 경량화 프레임워크를 세계 최초로 개발하였다. 이 연구 결과는 멀티미디어 분야 세계 최고 권위 학술지인 IEEE Transactions on Multimedia(JCR 상위 2.7%, IF 9.7)에 최종 게재 승인을 받았다.

 

이번 논문은 그래프 신경망을 기반으로 3D 장면 정보를 이해하고 그래프 구조에서 텍스트로 표현하는 AI 모델의 경량화에 초점을 맞췄다. 연구팀은 Pruning-as-Search라는 새로운 전략을 통해 사전에 최적의 모델 압축 비율을 탐색하여 서브 모듈을 제거하고, 구조적 프루닝 및 동적 지식 증류를 결합한 2단계 압축 프레임워크를 새롭게 제안했다. 이를 통해 모델 크기를 최대 82%, 연산량을 기존 모델 대비 최대 65% 이상 줄이면서도 3D 장면 그래프 생성 예측의 정확도는 유지하거나 오히려 향상시키는 성과를 냈다. 이 기술은 자율주행, 로보틱스, AR/VR 기기처럼 연산 자원이 제한된 환경에서도 고성능 3D AI 모델을 효율적으로 구동할 수 있다는 점에서 높은 평가를 받았다.

 

박상효 교수는 “이번 연구는 최근 AI에서 각광받는 3차원 공간에 대한 생성형 AI 모델과 관련하여 세계 최고의 경량화 패러다임을 제시했다”며, “석사과정생이 주저자로 미디어 분야 최상위 학술지에 논문을 실을 수 있다는 것은 이례적이고 매우 훌륭한 일이고, 이를 통해 경북대학교 컴퓨터학부의 세계적 위상을 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

 

이번 연구는 경북대학교 컴퓨터학부, 한국전자기술연구원(KETI), 한국기술교육대학교(KOREATECH)가 참여하였다. 경북대에서는 박상효 교수가 책임저자로 참여했으며, 공동 제1저자로는 송호준 학석사연계과정생과 송채영 석사과정생이, 공동저자로는 이동훈 석박사통합과정생과 최희정 학석사연계과정생이 참여하였다. 또한 공동 연구를 진행한 정진우 박사(KETI), 김성제 교수(KOREATECH)가 공동 저자로 이름을 올렸다.

 

본 연구는 과학기술정보통신부 및 교육부로부터 다양한 연구 지원을 받아 수행되었다.  구체적으로는 IITP로부터 “3차원 공간 디지털미디어 규격화 기술 개발” 과제(No.RS-2023-00227431) 및 “대학ICT연구센터(ITRC) 사업” (IITP-2025-RS-2024-00437718) 및 한국연구재단으로부터 “다재다능한 멀티모달 AI를 위한 3D Gaussian Splatting의 표현 및 압축 원천기술 연구” 과제(RS-2025-00520308) 및 4단계 BK21 사업(경북대학교 컴퓨터학부 지능융합 소프트웨어 교육연구단, 41202420214871)의 지원을 받아 수행되었다.

 

<사진 왼쪽부터 송호준 학석사연계과정생, 송채영 석사과정생, 이동훈 석박사통합과정생, 최희정 학석사연계과정생, 박상효 교수>