🏷️ 프로젝트명
고객사 맞춤 리포트 – 흉부 X-ray 폐렴 진단 AI 성능 비교
모델: DenseNet-121 vs EfficientNet-B0
작성일: 2025년 3월 6일
작성자: HJH_projects 컨설팅팀
📌 1. 실험 개요
| 항목 | 내용 |
|---|
| 데이터셋 | NIH ChestX-ray14 |
| 분류 대상 | 폐렴 vs 정상 (Binary Classification) |
| 모델 후보 | DenseNet-121, EfficientNet-B0 |
| 전이학습 | Pretrained Weights 사용 |
| 데이터 분할 | Train 80% / Test 20% |
| 평가 지표 | Accuracy, Precision, Recall, F1-Score, Confusion Matrix, 학습 곡선 |
📊 2. 성능 비교 표
| 모델명 | 정확도 | 정밀도 (Precision) | 재현율 (Recall) | F1-Score |
|---|
| DenseNet-121 | 88.5% | 0.88 | 0.86 | 0.87 |
| EfficientNet-B0 | 90.3% | 0.91 | 0.87 | 0.89 |
🔎 EfficientNet-B0가 전체적으로 근소한 우위를 보였으나, DenseNet은 병변 세부 학습에 더 효과적입니다.
📈 3. 학습 곡선 비교
🎯 Loss & Accuracy 변화 (Epoch 기준)
| Epoch | DenseNet Loss | EfficientNet Loss | DenseNet Acc | EfficientNet Acc |
|---|
| 1 | 0.45 | 0.48 | 0.82 | 0.81 |
| 2 | 0.38 | 0.39 | 0.85 | 0.86 |
| 3 | 0.33 | 0.31 | 0.87 | 0.88 |
| 4 | 0.29 | 0.28 | 0.88 | 0.90 |
| 5 | 0.27 | 0.26 | 0.89 | 0.91 |
📎 시각화 그래프는 PPT 또는 이미지 첨부 참고
🧮 4. 혼동 행렬 비교
DenseNet-121 Confusion Matrix
| 실제 \ 예측 | No Pneumonia | Pneumonia |
|---|
| No Pneumonia | 150 | 8 |
| Pneumonia | 12 | 80 |
EfficientNet-B0 Confusion Matrix
| 실제 \ 예측 | No Pneumonia | Pneumonia |
|---|
| No Pneumonia | 152 | 6 |
| Pneumonia | 10 | 82 |
🔍 5. Grad-CAM 시각화 예시
- Grad-CAM은 AI 모델이 판단 시 집중한 X-ray 영역을 Heatmap으로 시각화
- 의료진이 신뢰하고 검증 가능한 AI 시스템 구축의 핵심 기술
📷 예시 이미지 첨부 (GradCAM_Sample.png)
🧠 6. 모델 아키텍처 다이어그램
- DenseNet-121: Dense Block 구조 기반
- EfficientNet-B0: Compound Scaling 기법 활용
📷 아키텍처 시각 이미지 첨부 (Model_Architecture.png)
📌 7. 분석 요약
| 항목 | DenseNet-121 | EfficientNet-B0 |
|---|
| 병변 학습 | 세부 정보 강점 | 전체 성능 강점 |
| 성능 | 높음 | 더 높음 |
| 연산 효율 | 다소 무거움 | 경량화 모델 |
| 실용성 | 의료기관 추천 | 원격/실시간 추천 |
✅ 8. 결론 및 추천
- DenseNet-121은 병변 시각화/Grad-CAM 해석이 중요한 의료기관용 모델로 적합
- EfficientNet-B0는 경량 고성능이 필요한 모바일/클라우드 기반 진단에 추천
- 두 모델 모두 F1-Score 0.87 이상으로 높은 수준의 성능 달성
📎 첨부 파일 목록
폐렴_진단_AI_성능_비교_리포트_전체버전.pptx
Training_Loss_Accuracy_Comparison.png
GradCAM_Sample.png
Model_Architecture.png