wing-ops/prediction/image/optimization.md

run-script API 성능 최적화 기록

결과 요약

단계	소요 시간
최적화 전	35.12초
1차 최적화 후	~12초
2차 최적화 후	~8~10초 (예상)

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1차 최적화 (~35초 → ~12초)

문제 원인

위치	원인
Inference.py 모듈 레벨	init_segmentor() 호출 → 요청마다 GPU 모델 재로딩 (15~20초)
api.py	subprocess.run() 으로 Combine_module.py 실행 → 매 요청마다 Python 인터프리터 재시작
Combine_module.py	Step1~4를 순차 subprocess 4개로 실행
Georeference.py 내부 루프	np.ones((3,3), np.uint8) dilate 커널을 루프마다 재생성
Oilshape.py pixel_to_geo()	rasterio.transform.xy() 를 좌표 1개씩 루프로 호출
Inference.py 내부 루프	palette_array = np.array(model.PALETTE) 를 이미지마다 재생성

개선 내용

mx15hdi/Detect/Inference.py

• load_model() 함수 분리 — 모델 초기화를 서버 시작 시 1회로 분리
• run_inference(model, file_id) 함수화 — 사전 로드된 모델을 인자로 수신
• palette_array 루프 외부로 이동 (이미지마다 재생성 제거)
• cv2.cvtColor 제거 → numpy 슬라이싱 color_mask[:, :, ::-1].copy() 로 대체

mx15hdi/Metadata/Scripts/Export_Metadata_mx15hdi.py

• 모듈 레벨 PaddleOCR() 초기화 제거 → _get_ocr_engine() lazy 초기화로 변경
• run_metadata_export(file_id) 함수화 + 절대 경로(_MX15HDI_DIR) 기반으로 전환
• deprecated API 수정: fillna(method='ffill') → ffill() / bfill()

mx15hdi/Georeference/Scripts/Create_Georeferenced_Images_nadir.py

• run_georeference(file_id) 함수화 + 절대 경로 기반으로 전환
• dilate_kernel = np.ones((3,3), np.uint8) 루프 외부로 이동 (루프마다 재생성 제거)

mx15hdi/Polygon/Scripts/Oilshape.py

• run_oilshape(file_id) 함수화 + 절대 경로 기반으로 전환
• pixel_to_geo() 벡터화: 좌표 배열 일괄 처리 (rasterio.transform.xy 배열 입력)

mx15hdi/Main/Combine_module.py

• subprocess 4개 → 직접 함수 호출로 교체
• run_pipeline(file_id, model=None) 함수 추가

api.py

• FastAPI lifespan 이벤트로 서버 시작 시 모델 1회 로딩
• ThreadPoolExecutor(max_workers=4) 추가
• _run_mx15hdi_pipeline() 비동기 함수: Step1(추론) + Step2(메타데이터)를 asyncio.gather로 병렬 실행

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2차 최적화 (~12초 → ~8~10초)

문제 원인

위치	원인
Inference.py	cv2.imread(image_path) 로드 후 inference_segmentor(model, image_path) 에 경로 문자열 전달 → mmseg 내부에서 동일 이미지 재읽기
Inference.py → Georeference.py	blended/mask를 Detect/result/, Detect/Mask_result/ 에 저장 후 georeference에서 다시 읽음 (디스크 왕복 1)
Georeference.py → Oilshape.py	mask를 Georeference/Mask_Tif/ 에 LZW 압축 GeoTIF로 저장 후 oilshape에서 다시 읽음 (디스크 왕복 2)
Georeference.py	scipy.ndimage.binary_dilation 사용 (Python 구현, OpenCV 대비 느림)
Georeference.py	rgb와 mask의 빈 픽셀 fill_mask를 중복 계산

개선 내용

mx15hdi/Detect/Inference.py

• inference_segmentor(model, img_bgr) — 경로 대신 배열 직접 전달 (이중 읽기 제거)
• write_files: bool = False 파라미터 추가 — 중간 파일 저장 선택적 처리
• inference_cache dict 반환: {filename: {'blended': ndarray, 'mask': ndarray, 'ext': str}}

mx15hdi/Georeference/Scripts/Create_Georeferenced_Images_nadir.py

• inference_cache: dict = None 파라미터 추가 — 있으면 메모리 배열 사용, 없으면 디스크 폴백
• scipy.ndimage.binary_dilation 제거 → cv2.dilate 로 통일
• rgb/mask 공통 fill_mask 재사용 — 중복 계산 제거
• Mask_Tif GeoTIF 디스크 저장 생략 — georef_cache 로 반환
• georef_cache dict 반환: {filename: {'mask': ndarray, 'transform': ..., 'crs': ...}}

mx15hdi/Polygon/Scripts/Oilshape.py

• georef_cache: Optional[dict] = None 파라미터 추가
• 있으면 메모리 배열 직접 처리, 없으면 Mask_Tif/ 디스크 폴백
• _process_mask_entry() 헬퍼 함수 분리

api.py

• _run_mx15hdi_pipeline() 캐시 체이닝:

  inference_cache, _ = await asyncio.gather(
      loop.run_in_executor(_executor, run_inference, _model, file_id),
      loop.run_in_executor(_executor, run_metadata_export, file_id),
  )
  georef_cache = await loop.run_in_executor(
      _executor, run_georeference, file_id, inference_cache
  )
  await loop.run_in_executor(_executor, run_oilshape, file_id, georef_cache)
  

디스크 I/O 흐름 변화

최적화 전:

Inference  →  Detect/result/ (write)
               Detect/Mask_result/ (write)
Georeference ← Detect/result/ (read)        ← 왕복 1
               Detect/Mask_result/ (read)
Georeference →  Georeference/Mask_Tif/ (write)
Oilshape     ← Georeference/Mask_Tif/ (read) ← 왕복 2

최적화 후:

Inference  →  inference_cache (메모리)
Georeference ← inference_cache (메모리)      ← 왕복 1 제거
Georeference →  georef_cache (메모리)
Oilshape     ← georef_cache (메모리)          ← 왕복 2 제거
Georeference →  Georeference/Tif/ (write)    ← /get-image/ API 전용, 유지

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수정 파일 목록

파일	1차	2차
mx15hdi/Detect/Inference.py	✅	✅
mx15hdi/Metadata/Scripts/Export_Metadata_mx15hdi.py	✅	—
mx15hdi/Georeference/Scripts/Create_Georeferenced_Images_nadir.py	✅	✅
mx15hdi/Polygon/Scripts/Oilshape.py	✅	✅
mx15hdi/Main/Combine_module.py	✅	—
api.py	✅	✅