조건부 레이어 삭제 프루닝을 이용한 경량화 신경망 구현 및 성능분석
Implementation and Performance Analysis of a Lightweight Neural Network Model Using Conditional Layer Deletion Pruning
Artificial intelligence (AI) has become a core technology across various fields, including computer vision, natural language processing, medical diagnosis, and smart cities. This shift has accelerated the transition from cloud-centric processing to edge and on-device environments, where advantages such as reduced latency, enhanced privacy, and lower communication costs are critical. However, resource-constrained embedded devices like smartphones, wearables, and IoT sensors face difficulties in running large-scale deep learning models due to limited computation, storage capacity, and power consumption. To address this challenge, we propose a conditional layer deletion pruning method that removes an entire layer when more than 80% of its nodes are pruned in this paper. Experiments on the CIFAR-100 dataset show that our approach reduces model size and computational demand while maintaining competitive accuracy, demonstrating its effectiveness for deploying AI deep learning models in constrained environments.
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최근 인공지능(AI)은 다양한 산업 분야에서 핵심 기술로 자리잡고 있으며, 특히 컴퓨터 비전, 자연어 처리, 의료 진단, 스마트 시티와 같은 영역에서 활용이 확대되고 있고, 이러한 발전은 클라우드 중심의 처리 구조에서 Edge 및 On-Device 환경으로의 전환을 촉진하고 있다. On-Device AI는 네트워크 지연 감소, 개인정보 보호 강화, 통신비용 절감 등 다양한 장점을 제공하지만, 스마트폰·웨어러블·IoT 센서와 같은 embedded device는 연산 능력과 저장용량의 제한 및 소비 전력의 제약으로 인해 대규모 AI 딥러닝 모델을 직접 운용하기 어렵다. 따라서 이러한 자원 제약 환경에서도 성능 저하를 최소화하면서 모델 크기와 연산량을 줄일 수 있는 경량화 기술이 필수적이다. 본 연구에서는 경량화 기술 중 하나인 pruning 기법을 확장하여, 각 layer에서 pruning 대상 node 비율이 80% 이상일 경우해당 layer를 삭제하는 조건부 Layer 삭제 pruning 기법을 제안하고, 모의실험을 통해 그 성능을 평가하였다. CIFAR-100 데이터 세트 기반 모의실험 결과, 본 논문에서 제안한 기법이 모델 크기와 연산량을 줄이면서도 정확성을 유지함으로써 임베디드 장치의 제한된 환경에서 AI 딥러닝 모델을 적용하는데 효과적임이 입증되었다.
목차
요약 Abstract Ⅰ. 서론 Ⅱ. 관련 연구 Ⅲ. 조건부 Layer 삭제 Pruning Ⅳ. 모의실험 및 결과 Ⅴ. 결론 References
키워드
AI 모델 pruning조건부 layer 삭제신경망 경량화CIFAR-100 데이터 세트On-Device AIAI Model PruningConditional Layer DeletionLightweight Neural NetworkCIFAR-100 DatasetOn-Device AI
저자
김진희 [ Jin Hee Kim | 정회원, 세명대학교 대학원 정보통신학과 박사과정 ]
제1저자/교신저자
국제문화기술진흥원 [The International Promotion Agency of Culture Technology]
설립연도
2009
분야
공학>공학일반
소개
본 진흥원은 문화기술(Culture Technology) 관련 산·학·연·관으로 구성된 비영리 단체이다. 문화기술(CT)은 정보통신기술(ICT), 문화적 사고 기반의 예술, 인문학, 디자인, 사회과학기술이 접목된 신융합기술(New Convergence Technology, NCT)로 정의한다. 인간의 삶의 질을 향상시키고, 진보된 방향으로 변화시키고, 문화기술 관련 분야의 학술 및 기술의 발전과 진흥에 공헌하기 위하여, 제3조의 필요한 사업을 행함을 그 목적으로 한다.
간행물
간행물명
The Journal of the Convergence on Culture Technology (JCCT) [문화기술의 융합]
간기
격월간
pISSN
2384-0358
eISSN
2384-0366
수록기간
2015~2026
등재여부
KCI 등재
십진분류
KDC 600DDC 700
이 권호 내 다른 논문 / The Journal of the Convergence on Culture Technology (JCCT) Vol.11 No.6