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title: Three-View-Style-Embedder
emoji: 🎨
colorFrom: blue
colorTo: purple
sdk: gradio
sdk_version: "4.0.0"
app_file: app.py
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# Three-View-Style-Embedder

17,000+ 작가의 일러스트 스타일을 임베딩하고 분류하는 Multi-branch Metric Learning 모델

## 개요

Three-View-Style-Embedder는 일러스트의 **전체 이미지**, **얼굴**, **눈** 세 가지 뷰를 결합하여 작가 고유의 스타일을 512차원 벡터로 임베딩합니다.

## 아키텍처

```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      Input Images                            │
├───────────────────┬───────────────────┬─────────────────────┤
│    Full Image     │    Face Crop      │      Eye Crop       │
│      (필수)        │     (선택)         │       (선택)         │
└─────────┬─────────┴─────────┬─────────┴──────────┬──────────┘
          │                   │                    │
          ▼                   ▼                    ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│            3× EVA02-Large Encoders (각 304M params)          │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
          │                   │                    │
          └─────────┬─────────┴─────────┬──────────┘
                    │                   │
                    ▼                   ▼
          ┌─────────────────────────────────────┐
          │         Gated Fusion Module          │
          │   (각 브랜치 중요도 동적 학습)         │
          └─────────────────┬───────────────────┘
                            │
                            ▼
          ┌─────────────────────────────────────┐
          │     Style Embedding Head (512-d)     │
          │         L2 Normalized Output         │
          └─────────────────┬───────────────────┘
                            │
               ┌────────────┴────────────┐
               ▼                         ▼
        ┌────────────┐            ┌────────────┐
        │  ArcFace   │            │  Multi-    │
        │   Loss     │            │ Similarity │
        └────────────┘            └────────────┘
```

## 프로젝트 구조

```
Three-View-Style-Embedder/
├── config.py              # 설정 관리
├── model.py               # 모델 아키텍처
├── dataset.py             # 데이터셋 및 데이터로더
├── losses.py              # Loss 함수 (ArcFace, Multi-Similarity, Center)
├── trainer.py             # 학습 로직
├── train.py               # 학습 실행 스크립트
├── evaluate.py            # 평가 스크립트
├── extract_embeddings.py  # 임베딩 추출 스크립트
├── app.py                 # Hugging Face Spaces용 Web UI (자동 다운로드)
├── local_app.py           # 로컬 실행용 Web UI
├── inference_utils.py     # 추론 유틸리티 (공통)
├── requirements.txt       # 의존성
└── README.md              # 문서
```

## 설치

```bash
pip install -r requirements.txt
```

Windows에서는 작업 폴더의 `.venv`를 사용하도록 권장합니다 (PATH에 있는 다른 Python으로 실행하면 Gradio/torch 버전 충돌이 날 수 있습니다).

## 데이터셋 구조

```
./dataset/              # 전체 이미지 (필수)
    ├── artist_name_1/
    │   ├── image1.jpg
    │   └── image2.png
    └── artist_name_2/
        └── ...

./dataset_face/         # 얼굴 크롭 (선택)
    └── (동일 구조)

./dataset_eyes/         # 눈 크롭 (선택)
    └── (동일 구조)
```

## 사용법

### 1. 학습

```bash
python train.py \
    --dataset_root ./dataset \
    --dataset_face_root ./dataset_face \
    --dataset_eyes_root ./dataset_eyes \
    --epochs 100 \
    --batch_size 256
```

### 2. 임베딩 추출

학습된 모델로 모든 작가의 임베딩을 추출:

```bash
python extract_embeddings.py \
    --checkpoint ./checkpoints/best_model.pt \
    --output ./embeddings/artist_embeddings.npz \
    --max_combinations 10 \
    --batch_size 256
```

### 3. Web UI 실행

#### 로컬 실행

```bash
python local_app.py \
    --checkpoint ./checkpoints/best_model.pt \
    --embeddings ./embeddings/artist_embeddings.npz
```

또는 Windows에서:

```bat
run.bat
```

브라우저에서 `http://localhost:7860` 접속

#### Hugging Face Spaces 실행

`app.py`는 Hugging Face Spaces에서 자동으로 모델을 다운로드하여 실행됩니다. Spaces에 업로드하면 자동으로 작동합니다.

## 모델 스펙

| 항목 | 값 |
|------|-----|
| Backbone | EVA02-Large-14-CLIP × 3 |
| Total Parameters | ~920M |
| Embedding Dimension | 512 |
| Input Size | 224 × 224 |
| Loss | ArcFace + Multi-Similarity + Center |

## 성능

| 메트릭 | 값 |
|--------|-----|
| Top-1 Accuracy | ~77% |
| Top-5 Accuracy | ~92% |
| 클래스 수 | 17,000+ |

## 출력 파일

### 체크포인트 (`./checkpoints/`)
- `best_model.pt`: 최고 성능 모델
- `checkpoint_epoch_N.pt`: 에포크별 체크포인트

### 임베딩 (`./embeddings/`)
- `artist_embeddings.npz`: 작가별 평균 임베딩
- `artist_embeddings.json`: 메타데이터

## API 사용 예시

```python
from extract_embeddings import load_embeddings, find_similar_artists
from app import get_image_embedding

# 임베딩 로드
artist_names, embeddings = load_embeddings('./embeddings/artist_embeddings.npz')

# 이미지에서 임베딩 추출
query_emb = get_image_embedding(model, image, device)

# 유사 작가 검색
similar = find_similar_artists(query_emb, artist_names, embeddings, top_k=10)
for name, score in similar:
    print(f"{name}: {score:.4f}")
```

## 라이선스

MIT License