Abstract
The purpose of this study is to propose a method for evaluating the similarity of Show gardens using Deep Learning models, specifically VGG-16 and ResNet50. A model for judging the similarity of show gardens based on VGG-16 and ResNet50 models was developed, and was referred to as DRG (Deep Recognition of similarity in show Garden design). An algorithm utilizing GAP and Pearson correlation coefficient was employed to construct the model, and the accuracy of similarity was analyzed by comparing the total number of similar images derived at 1st (Top1), 3rd (Top3), and 5th (Top5) ranks with the original images. The image data used for the DRG model consisted of a total of 278 works from the Le Festival International des Jardins de Chaumont-sur-Loire, 27 works from the Seoul International Garden Show, and 17 works from the Korea Garden Show. Image analysis was conducted using the DRG model for both the same group and different groups, resulting in the establishment of guidelines for assessing show garden similarity. First, overall image similarity analysis was best suited for applying data augmentation techniques based on the ResNet50 model. Second, for image analysis focusing on internal structure and outer form, it was effective to apply a certain size filter (16cm × 16cm) to generate images emphasizing form and then compare similarity using the VGG-16 model. It was suggested that an image size of 448 × 448 pixels and the original image in full color are the optimal settings. Based on these research findings, a quantitative method for assessing show gardens is proposed and it is expected to contribute to the continuous development of garden culture through interdisciplinary research moving forward.
본 연구는 딥러닝 모델 중 VGG-16 및 ResNet50 모델을 활용하여 전시 정원의 유사성 평가 방법을 제시하는 것에 목적이 있다. VGG-16과 ResNet50 모델을 기반으로 전시 정원 유사성 판단을 위한 모형을 개발하였고, 이를 DRG(deep recognition of similarity in show garden design)모형이라 한다. 평가를 위한 방법으로 GAP와 피어슨 상관계수를 활용한 알고리즘을 사용하여 모형을 구축하고 1순위(Top1), 3순위(Top3), 5순위(Top5)에서 원본 이미지와 유사한 이미지를 도출하는 총 개수 비교로 유사성의 정확도를 분석하였다. DRG 모형에 활용된 이미지 데이터는 국외 쇼몽가든페스티벌 전시 정원 총 278개 작품과 국내 정원박람회인 서울정원박람회 27개 작품 및 코리아가든쇼 전시정원 이미지 17개 작품이다. DRG모형을 활용하여 동일 집단과 타 집단간의 이미지 분석을 진행하였고, 이를 기반으로 전시 정원 유사성의 가이드라인을 제시하였다. 첫째, 전체 이미지 유사성 분석은 ResNet50 모델을 기반으로 하여 데이터 증강 기법을 적용하는 것이 유사성 도출에 적합하였다. 둘째, 내부 구조와 외곽형태에 중점을 둔 이미지 분석에서는 형태에 집중하기 위한 일정한 크기의 필터(16cm × 16cm)를 적용하여 이미지를 생성하고 VGG-16 모델을 적용하여 유사성을 비교하는 방법이 효과적임을 알 수 있었다. 이때, 이미지 크기는 448 × 448 픽셀이 효과적이며, 유채색의 원본 이미지를 기본으로 설정함을 제안하였다. 이러한 연구 결과를 토대로 전시 정원 유사성 판단에 대한 정량적 방법을 제안하고, 향후 다양한 분야와의 융합 연구를 통해 정원 문화의 지속적인 발전에 기여할 것으로 기대한다.