KR102270198B1 - 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법 - Google Patents

앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102270198B1
KR102270198B1 KR1020200068889A KR20200068889A KR102270198B1 KR 102270198 B1 KR102270198 B1 KR 102270198B1 KR 1020200068889 A KR1020200068889 A KR 1020200068889A KR 20200068889 A KR20200068889 A KR 20200068889A KR 102270198 B1 KR102270198 B1 KR 102270198B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bounding box
rotational
image
information
keypoint
Prior art date
Application number
KR1020200068889A
Other languages
English (en)
Inventor
구자명
Original Assignee
주식회사 에스아이에이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에스아이에이 filed Critical 주식회사 에스아이에이
Priority to KR1020200068889A priority Critical patent/KR102270198B1/ko
Priority to US18/009,121 priority patent/US20230237765A1/en
Priority to PCT/KR2021/007003 priority patent/WO2021251691A1/ko
Priority to KR1020210080972A priority patent/KR20210152417A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102270198B1 publication Critical patent/KR102270198B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/82—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning using neural networks
    • G06K9/3233—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20—Image preprocessing
    • G06V10/25—Determination of region of interest [ROI] or a volume of interest [VOI]
    • G06K9/6202—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/08—Learning methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40—Extraction of image or video features
    • G06V10/46—Descriptors for shape, contour or point-related descriptors, e.g. scale invariant feature transform [SIFT] or bags of words [BoW]; Salient regional features
    • G06V10/462—Salient features, e.g. scale invariant feature transforms [SIFT]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/74—Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
    • G06V10/75—Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
    • G06V10/751—Comparing pixel values or logical combinations thereof, or feature values having positional relevance, e.g. template matching
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20—Special algorithmic details
    • G06T2207/20084—Artificial neural networks [ANN]

Abstract

본 개시의 일 실시예에 따라, 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치가 개시된다. 상기 컴퓨팅 장치는: 컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들을 포함하는 메모리; 및 메모리에 저장된 이하의 컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들을 실행하는 프로세서; 를 포함하고, 상기 컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들은: 상기 이미지에 대하여, 상기 적어도 하나의 물체의 키포인트 정보를 포함하는 키포인트 히트맵을 생성하는 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트; 생성된 상기 키포인트 히트맵에 기초하여 비-회전 바운딩 박스를 생성하는 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트; 상기 비-회전 바운딩 박스를 이용하여, 회전 바운딩 박스를 생성하는 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트; 및 상기 비-회전 바운딩 박스 또는 상기 회전 바운딩 박스 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 적어도 하나의 물체가 상기 이미지 내에서 점유하는 영역을 표현하는 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트;를 포함할 수 있다.

Description

앵커-프리 RPN 기반의 물체 검출 방법{METHOD FOR OBJECT DETECTION BASED ON ANCHOR-FREE RPN}
본 발명은 이미지 내에 포함된 물체들의 영역 정보를 검출하기 위한 컴퓨팅 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 앵커-프리 방식에 기반한 물체 검출 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치에 관한 것이다.
종래 이미지 내에 포함된 물체를 검출하기 위한 기법으로 R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN 등의 기법이 이용되어왔다. 특히 Faster R-CNN 기법은 물체가 존재하는 영역을 제안하기 위해 RPN(Region Proposal Network) 구조를 도입하였다. Faster R-CNN 기법에서는 앵커(Anchor)를 결정한 뒤 기 설정된 비율과 크기를 갖는 다수의 바운딩 박스를 생성하고, 이를 특정 기준에 의해 처리하여 물체가 존재하는 영역을 제시한다.
나아가, 최근 제시된 회전 물체의 영역 검출 기법에서는 상술한 앵커 기반의 바운딩 박스들에 다수의 회전각 정보를 부가하여, 더욱 더 많은 바운딩 박스를 생성하고 이를 특정 기준에 의해 처리하여 물체가 존재하는 영역을 제시한다.
이러한 앵커 기반의 기법들은 물체 하나에 대해 지나치게 많은 바운딩 박스들을 생성하기 때문에, 이에 수반되는 처리에 요구되는 연산량 또한 상당하다. 따라서, 물체 영역 검출이 신속하게 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
따라서, 2nd-stage 기반 물체 영역 검출 방법들의 정확성을 유지하면서도 연산량을 절감할 수 있는 기술에 대한 수요가 당업계에 존재한다.
삭제
대한민국 공개특허공보 제10-2020-0047303호(2020.05.07. 공개)
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출 된 것으로, 인공 신경망을 이용한 이미지 물체 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위한, 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치가 개시된다. 상기 컴퓨팅 장치는: 컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들을 포함하는 메모리; 및 메모리에 저장된 이하의 컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들을 실행하는 프로세서; 를 포함하고, 상기 컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들은: 상기 이미지에 대하여, 상기 적어도 하나의 물체의 키포인트 정보를 포함하는 키포인트 히트맵을 생성하는 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트; 생성된 상기 키포인트 히트맵에 기초하여 비-회전 바운딩 박스를 생성하는 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트; 상기 비-회전 바운딩 박스를 이용하여, 회전 바운딩 박스를 생성하는 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트; 및 상기 비-회전 바운딩 박스 또는 상기 회전 바운딩 박스 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 적어도 하나의 물체가 상기 이미지 내에서 점유하는 영역을 표현하는 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 키포인트 히트맵은, 상기 이미지에 포함된 적어도 하나의 픽셀 각각이 상기 적어도 하나의 물체의 중심점일 확률에 관한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트는, 상기 이미지에 포함된 픽셀 중 상기 물체의 중심점에 해당하는 픽셀을 키포인트에 대응시키고, 상기 이미지에 포함된 픽셀 중 상기 물체의 중심점이 아닌 픽셀을 배경에 대응시킬 수 있다.
또한, 상기 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트는, 상기 적어도 하나의 물체의 수, 및 상기 적어도 하나의 물체 각각의 중심점에 관한 그라운드 트루스(ground truth)에 기초한 손실함수를 이용하여 훈련될 수 있다.
또한, 상기 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는, 상기 적어도 하나의 물체의 크기 정보 또는 형상 정보 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 결정된 크기 정보 또는 형상 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 적어도 하나의 물체 각각의 비-회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
또한, 상기 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는, 상기 적어도 하나의 물체 크기 정보를 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 물체의 크기의 그라운드 트루스 정보에 기초하여 훈련된 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는, 생성된 상기 비-회전 바운딩 박스에, 하나 이상의 후보 회전각 정보를 부가하여, 하나 이상의 후보 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
또한, 상기 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는, 상기 하나 이상의 후보 회전 바운딩 박스 중 대응되는 물체 영역과의 IoU(Intersection over Union)가 기 설정된 기준을 만족하는 후보 회전 바운딩 박스를 회전 바운딩 박스로 결정할 수 있다.
또한, 상기 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 RROI(Rotated Region of Interest) 풀링을 수행하고, 상기 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 상기 RROI 풀링 결과에 기초하여 최종 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
또한, 상기 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 ROI 풀링을 수행하고, 상기 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 RROI 풀링을 수행하고, 상기 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 상기 ROI 풀링 결과 및 상기 RROI 풀링 결과를 이용하여 최종 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
전술한 과제를 해결하기 위한 컴퓨팅 장치에서 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은, 상기 이미지에 대하여, 상기 적어도 하나의 물체의 키포인트 정보를 포함하는 키포인트 히트맵을 생성하는 단계; 생성된 상기 키포인트 히트맵에 기초하여 비-회전 바운딩 박스를 생성하는 단계; 상기 비-회전 바운딩 박스를 이용하여, 회전 바운딩 박스를 생성하는 단계; 및 상기 비-회전 바운딩 박스 또는 상기 회전 바운딩 박스 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 적어도 하나의 물체가 상기 이미지 내에서 점유하는 영역을 표현하는 최종 바운딩 박스를 생성하는 단계; 를 포함할 수 있다.
전술한 과제를 해결하기 위한 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서로 하여금 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하게 하기 위한 명령들을 포함하며, 상기 명령들은: 상기 이미지에 대하여, 상기 적어도 하나의 물체의 키포인트 정보를 포함하는 키포인트 히트맵을 생성하는 단계; 생성된 상기 키포인트 히트맵에 기초하여 비-회전 바운딩 박스를 생성하는 단계; 상기 비-회전 바운딩 박스를 이용하여, 회전 바운딩 박스를 생성하는 단계; 및 상기 비-회전 바운딩 박스 또는 상기 회전 바운딩 박스 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 적어도 하나의 물체가 상기 이미지 내에서 점유하는 영역을 표현하는 최종 바운딩 박스를 생성하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 개시는 인공 신경망을 이용한 이미지 물체 검출 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하기 위해 메모리에 저장된 컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 키포인트 히트맵을 도시한다.
도 5a는 본 개시의 일 실시예에 따른 비-회전 바운딩 박스를 도시한다.
도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따른 회전 바운딩 박스를 도시한다.
도 6은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
그리고, "A 또는 B 중 적어도 하나"이라는 용어는, "A만을 포함하는 경우", "B 만을 포함하는 경우", "A와 B의 구성으로 조합된 경우"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
당업자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있다. 다만, 그러한 구현의 결정들이 본 개시내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
본 개시에서 네트워크 함수와 인공 신경망 및 뉴럴 네트워크(neural network)는 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 컴퓨팅 장치(100)의 구성은 간략화 하여 나타낸 예시일 뿐이다. 본 개시의 일 실시예에서 컴퓨팅 장치(100)는 컴퓨팅 장치(100)의 컴퓨팅 환경을 수행하기 위한 다른 구성들이 포함될 수 있고, 개시된 구성들 중 일부만이 컴퓨팅 장치(100)를 구성할 수도 있다.
컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(120), 네트워크부(미도시)를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치 (GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 데이터 분석, 딥러닝을 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 개시의 일 실시예에 따른 기계 학습을 위한 데이터 처리를 수행할 수 있다. 본 개시의 일실시예에 따라 프로세서(110)는 신경망의 학습을 위한 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는 딥러닝(DL: deep learning)에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피처 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)의 CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 네트워크 함수의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서 복수의 컴퓨팅 장치의 프로세서를 함께 사용하여 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에서 수행되는 컴퓨터 프로그램은 CPU, GPGPU 또는 TPU 실행가능 프로그램일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(120)는 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 네트워크부가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 인터넷(internet) 상에서 상기 메모리(120)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 전술한 메모리에 대한 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크부는 공중전화 교환망(PSTN: Public Switched Telephone Network), xDSL(x Digital Subscriber Line), RADSL(Rate Adaptive DSL), MDSL(Multi Rate DSL), VDSL(Very High Speed DSL), UADSL(Universal Asymmetric DSL), HDSL(High Bit Rate DSL) 및 근거리 통신망(LAN) 등과 같은 다양한 유선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 제시되는 네트워크부는 CDMA(Code Division Multi Access), TDMA(Time Division Multi Access), FDMA(Frequency Division Multi Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multi Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA) 및 다른 시스템들과 같은 다양한 무선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.
본 개시에서 네트워크부는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN: Personal Area Network), 근거리 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 네트워크는 공지의 월드와이드웹(WWW: World Wide Web)일 수 있으며, 적외선(IrDA: Infrared Data Association) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다.
본 명세서에서 설명된 기술들은 위에서 언급된 네트워크들뿐만 아니라, 다른 네트워크들에서도 사용될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다.
본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 신경망들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 링크에 의해 상호 연결될 수 있다.
신경망 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 상술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다.
하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드의 데이터는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 링크는 가중치(weight)를 가질 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 신경망은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호 연결되어 신경망 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 신경망 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 신경망의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들의 가중치 값이 상이한 두 신경망이 존재하는 경우, 두 개의 신경망들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.
신경망은 하나 이상의 노드들의 집합으로 구성될 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들의 부분 집합은 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 신경망 내에서 레이어의 차수는 상술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.
최초 입력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 신경망 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들을 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 신경망을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수와 동일할 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하다가 다시 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수 보다 적을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 상술한 신경망들의 조합된 형태의 신경망일 수 있다.
딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등)를 파악할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 오토 인코더(auto encoder), GAN(Generative Adversarial Networks), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크, 적대적 생성 네트워크(GAN: Generative Adversarial Network) 등을 포함할 수 있다. 전술한 딥 뉴럴 네트워크의 기재는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
본 개시의 일 실시예에서 네트워크 함수는 오토 인코더(autoencoder)를 포함할 수도 있다. 오토 인코더는 입력 데이터와 유사한 출력 데이터를 출력하기 위한 인공 신경망의 일종일 수 있다. 오토 인코더는 적어도 하나의 히든 레이어를 포함할 수 있으며, 홀수 개의 히든 레이어가 입출력 레이어 사이에 배치될 수 있다. 각각의 레이어의 노드의 수는 입력 레이어의 노드의 수에서 병목 레이어(인코딩)라는 중간 레이어로 축소되었다가, 병목 레이어에서 출력 레이어(입력 레이어와 대칭)로 축소와 대칭되어 확장될 수도 있다. 오토 인코더는 비선형 차원 감소를 수행할 수 있다. 입력 레이어 및 출력 레이어의 수는 입력 데이터의 전처리 이후에 차원과 대응될 수 있다. 오토 인코더 구조에서 인코더에 포함된 히든 레이어의 노드의 수는 입력 레이어에서 멀어질수록 감소하는 구조를 가질 수 있다. 병목 레이어(인코더와 디코더 사이에 위치하는 가장 적은 노드를 가진 레이어)의 노드의 수는 너무 작은 경우 충분한 양의 정보가 전달되지 않을 수 있으므로, 특정 수 이상(예를 들어, 입력 레이어의 절반 이상 등)으로 유지될 수도 있다.
뉴럴 네트워크는 교사 학습(supervised learning), 비교사 학습(unsupervised learning), 반교사학습(semi supervised learning), 또는 강화학습(reinforcement learning) 중 적어도 하나의 방식으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습은 뉴럴 네트워크가 특정한 동작을 수행하기 위한 지식을 뉴럴 네트워크에 적용하는 과정일 수 있다.
뉴럴 네트워크는 출력의 오류를 최소화하는 방향으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습에서 반복적으로 학습 데이터를 뉴럴 네트워크에 입력시키고 학습 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 뉴럴 네트워크의 에러를 뉴럴 네트워크의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation)하여 뉴럴 네트워크의 각 노드의 가중치를 업데이트 하는 과정이다. 교사 학습의 경우 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어있는 학습 데이터를 사용하며(즉, 라벨링된 학습 데이터), 비교사 학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 교사 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링 된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 뉴럴 네트워크에 입력되고, 뉴럴 네트워크의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다. 다른 예로, 데이터 분류에 관한 비교사 학습의 경우 입력인 학습 데이터가 뉴럴 네트워크 출력과 비교됨으로써 오류가 계산될 수 있다. 계산된 오류는 뉴럴 네트워크에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 뉴럴 네트워크의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 뉴럴 네트워크의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 뉴럴 네트워크가 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다.
뉴럴 네트워크의 학습에서 일반적으로 학습 데이터는 실제 데이터(즉, 학습된 뉴럴 네트워크를 이용하여 처리하고자 하는 데이터)의 부분집합일 수 있으며, 따라서, 학습 데이터에 대한 오류는 감소하나 실제 데이터에 대해서는 오류가 증가하는 학습 사이클이 존재할 수 있다. 과적합(overfitting)은 이와 같이 학습 데이터에 과하게 학습하여 실제 데이터에 대한 오류가 증가하는 현상이다. 예를 들어, 노란색 고양이를 보여 고양이를 학습한 뉴럴 네트워크가 노란색 이외의 고양이를 보고는 고양이임을 인식하지 못하는 현상이 과적합의 일종일 수 있다. 과적합은 머신러닝 알고리즘의 오류를 증가시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이러한 과적합을 막기 위하여 다양한 최적화 방법이 사용될 수 있다. 과적합을 막기 위해서는 학습 데이터를 증가시키거나, 레귤라이제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 비활성화하는 드롭아웃(dropout), 배치 정규화 레이어(batch normalization layer)의 활용 등의 방법이 적용될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라 데이터 구조를 저장한 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다.
데이터 구조는 데이터에 효율적인 접근 및 수정을 가능하게 하는 데이터의 조직, 관리, 저장을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정 문제(예를 들어, 최단 시간으로 데이터 검색, 데이터 저장, 데이터 수정) 해결을 위한 데이터의 조직을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정한 데이터 처리 기능을 지원하도록 설계된, 데이터 요소들 간의 물리적이거나 논리적인 관계로 정의될 수도 있다. 데이터 요소들 간의 논리적인 관계는 사용자 정의 데이터 요소들 간의 연결관계를 포함할 수 있다. 데이터 요소들 간의 물리적인 관계는 컴퓨터 판독가능 저장매체(예를 들어, 영구 저장 장치)에 물리적으로 저장되어 있는 데이터 요소들 간의 실제 관계를 포함할 수 있다. 데이터 구조는 구체적으로 데이터의 집합, 데이터 간의 관계, 데이터에 적용할 수 있는 함수 또는 명령어를 포함할 수 있다. 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 컴퓨팅 장치는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산을 수행할 수 있다. 구체적으로 컴퓨팅 장치는 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 연산, 읽기, 삽입, 삭제, 비교, 교환, 검색의 효율성을 높일 수 있다.
데이터 구조는 데이터 구조의 형태에 따라 선형 데이터 구조와 비선형 데이터 구조로 구분될 수 있다. 선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 하나의 데이터만이 연결되는 구조일 수 있다. 선형 데이터 구조는 리스트(List), 스택(Stack), 큐(Queue), 데크(Deque)를 포함할 수 있다. 리스트는 내부적으로 순서가 존재하는 일련의 데이터 집합을 의미할 수 있다. 리스트는 연결 리스트(Linked List)를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 각각의 데이터가 포인터를 가지고 한 줄로 연결되어 있는 방식으로 데이터가 연결된 데이터 구조일 수 있다. 연결 리스트에서 포인터는 다음이나 이전 데이터와의 연결 정보를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 형태에 따라 단일 연결 리스트, 이중 연결 리스트, 원형 연결 리스트로 표현될 수 있다. 스택은 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조일 수 있다. 스택은 데이터 구조의 한 쪽 끝에서만 데이터를 처리(예를 들어, 삽입 또는 삭제)할 수 있는 선형 데이터 구조일 수 있다. 스택에 저장된 데이터는 늦게 들어갈수록 빨리 나오는 데이터 구조(LIFO-Last in First Out)일 수 있다. 큐는 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조로서, 스택과 달리 늦게 저장된 데이터일수록 늦게 나오는 데이터 구조(FIFO-First in First Out)일 수 있다. 데크는 데이터 구조의 양 쪽 끝에서 데이터를 처리할 수 있는 데이터 구조일 수 있다.
비선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 복수개의 데이터가 연결되는 구조일 수 있다. 비선형 데이터 구조는 그래프(Graph) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조는 정점(Vertex)과 간선(Edge)으로 정의될 수 있으며 간선은 서로 다른 두개의 정점을 연결하는 선을 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조 트리(Tree) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 트리 데이터 구조는 트리에 포함된 복수개의 정점 중에서 서로 다른 두개의 정점을 연결시키는 경로가 하나인 데이터 구조일 수 있다. 즉 그래프 데이터 구조에서 루프(loop)를 형성하지 않는 데이터 구조일 수 있다.
본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 이하에서는 신경망으로 통일하여 기술한다. 데이터 구조는 신경망을 포함할 수 있다. 그리고 신경망을 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 또한 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수 등을 포함할 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 상기 개시된 구성들 중 임의의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 즉 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수 등 전부 또는 이들의 임의의 조합을 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 구성들 이외에도, 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망의 특성을 결정하는 임의의 다른 정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 구조는 신경망의 연산 과정에 사용되거나 발생되는 모든 형태의 데이터를 포함할 수 있으며 전술한 사항에 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 기록 매체 및/또는 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다.
데이터 구조는 신경망에 입력되는 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터를 포함하는 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 신경망 학습 과정에서 입력되는 학습 데이터 및/또는 학습이 완료된 신경망에 입력되는 입력 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 전처리(pre-processing)를 거친 데이터 및/또는 전처리 대상이 되는 데이터를 포함할 수 있다. 전처리는 데이터를 신경망에 입력시키기 위한 데이터 처리 과정을 포함할 수 있다. 따라서 데이터 구조는 전처리 대상이 되는 데이터 및 전처리로 발생되는 데이터를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
데이터 구조는 신경망의 가중치를 포함할 수 있다. (본 명세서에서 가중치, 파라미터는 동일한 의미로 사용될 수 있다.) 그리고 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망은 복수개의 가중치를 포함할 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드에서 출력되는 데이터 값을 결정할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
제한이 아닌 예로서, 가중치는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치는 학습 사이클이 시작되는 시점의 가중치 및/또는 학습 사이클 동안 가변되는 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습이 완료된 가중치는 학습 사이클이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 따라서 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함한 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그러므로 상술한 가중치 및/또는 각 가중치의 조합은 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조에 포함되는 것으로 한다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화(serialization) 과정을 거친 후 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 메모리, 하드 디스크)에 저장될 수 있다. 직렬화는 데이터 구조를 동일하거나 다른 컴퓨팅 장치에 저장하고 나중에 다시 재구성하여 사용할 수 있는 형태로 변환하는 과정일 수 있다. 컴퓨팅 장치는 데이터 구조를 직렬화하여 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 직렬화된 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 역직렬화(deserialization)를 통해 동일한 컴퓨팅 장치 또는 다른 컴퓨팅 장치에서 재구성될 수 있다. 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화에 한정되는 것은 아니다. 나아가 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산의 효율을 높이기 위한 데이터 구조(예를 들어, 비선형 데이터 구조에서 B-Tree, Trie, m-way search tree, AVL tree, Red-Black Tree)를 포함할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
데이터 구조는 신경망의 하이퍼 파라미터(Hyper-parameter)를 포함할 수 있다. 그리고 신경망의 하이퍼 파라미터를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 하이퍼 파라미터는 사용자에 의해 가변되는 변수일 수 있다. 하이퍼 파라미터는 예를 들어, 학습률(learning rate), 비용 함수(cost function), 학습 사이클 반복 횟수, 가중치 초기화(Weight initialization)(예를 들어, 가중치 초기화 대상이 되는 가중치 값의 범위 설정), Hidden Unit 개수(예를 들어, 히든 레이어의 개수, 히든 레이어의 노드 수)를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하기 위해 메모리에 저장된 컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들을 나타낸 개념도이다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따른 프로세서(110)는 앵커(Anchor)를 이용하지 않고 이미지(310) 내에 포함된 적어도 하나의 물체가 점유하는 영역 정보를 생성해낼 수 있다. 특히, 본 개시의 몇몇 실시예에 있어서 적어도 하나의 물체는 이미지 내에서 기울어진 상태로 존재할 수 있으며, 프로세서(110)는 기울어진 상태의 물체에 대응되도록 기울어진(또는 회전된) 물체의 영역 정보를 생성할 수 있다.
프로세서(110)는 물체의 영역 정보를 바운딩 박스(Bounding box) 형태로 생성할 수 있다. 바운딩 박스는 이미지 내 바운딩 박스의 중심 좌표 및 바운딩 박스의 크기 정보(예를 들면, 너비, 높이)에 의해 표현될 수 있다. 나아가 회전 바운딩 박스는 상기 중심 좌표 및 크기 정보에 더하여 회전각 정보를 이용해 표현될 수 있다. 바운딩 박스에 관한 자세한 내용은 후술한다.
프로세서(110)는 이미지(310)를 하나 이상의 피쳐맵(320)으로 변환할 수 있다. 이러한 피쳐맵(320)으로의 변환은 ImageNet등을 이용하여 기 학습된 일반적인 컨볼루션 인공 신경망(CNN) 등을 이용하여 수행될 수 있다. 다만 이미지(310)가 피쳐맵(320)으로 변환되어야만 앵커-프리 RPN(Region Proposal Network)에 입력되는 것은 아니며, 이는 앵커-프리 RPN(330)의 입력 데이터에 관한 예시에 불과하다. 따라서 앵커-프리 RPN(330)의 입력 데이터는 상기 피쳐맵(320)에 한정되지 않아야 할 것이다.
프로세서(110)에 의해 실행되는 앵커-프리 RPN(330)은 앵커의 이용 없이 적어도 하나의 물체의 비-회전 바운딩 박스, 회전 바운딩 박스 및 키포인트 히트맵을 생성할 수 있다. 이를 위해, 앵커-프리 RPN(330)은 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331), 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332) 및 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)를 포함할 수 있다. 나아가, 도 3에서는 앵커-프리 RPN(330)과 ROI 풀링 레이어(350) 및 RROI 풀링 레이어(340)가 별도로 도시되었으나, 상기 ROI 풀링 레이어(350) 및 RROI 풀링 레이어(340)는 앵커-프리 RPN(330)의 일 레이어로 구성될 수 있다.
앵커-프리 RPN(330)은 키포인트 히트맵에 포함된 키포인트 정보에 기초하여 바운딩 박스를 생성하기 위해, 이미지(310)에 포함된 적어도 하나의 물체의 크기 정보를 결정할 수 있다. 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331), 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332) 및 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 이미지(310)에 포함된 적어도 하나의 물체의 크기 정보를 연산하도록 훈련될 수 있다. 이러한 크기 정보는 이미지(310)에 포함된 물체의 클래스 각각에 대해 연산될 수 있다. 연산량을 감소시키기 위해, 크기 정보는 이미지(310)에 포함된 물체의 클래스와 무관하게 연산될 수 있다.
프로세서(110)는 앵커-프리 RPN(330)을 이용하여 비-회전 바운딩 박스, 회전 바운딩 박스 및 키포인트 히트맵을 생성할 수 있다. 상기 비-회전 바운딩 박스, 회전 바운딩 박스 및 키포인트 히트맵은 앵커-프리 RPN(330)에 의하여 동시에 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(110)는 앵커-프리 RPN(330)으로 하여금 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)가 키포인트 히트맵을, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)가 회전 바운딩 박스를, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)가 비-회전 바운딩 박스를 생성하도록 동작할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(110)는 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332) 및 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)가 각각 하나 이상의 회전 바운딩 박스 및 비-회전 바운딩 박스를 생성하도록 하고, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)가 키포인트 히트맵을 생성하도록 할 수 있다. 그 후에, 프로세서(110)는 생성된 키포인트 히트맵에 포함된 키포인트 정보를 이용하여, 상기 키포인트 정보에 대응되는 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스를 수집할 수 있다. 프로세서(110)는 생성된 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스를 상기 앵커-프리 RPN(330)의 결과로 결정할 수 있다. 여기서, 키포인트 정보에 대응되는 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스는 키포인트 히트맵에 포함된 키포인트들과 바운딩 박스의 중심점이 일정 거리 내에 위치하거나, 키포인트들과 바운딩 박스의 중심점이 일치하는 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스일 수 있다.
상기 키포인트 히트맵, 비-회전 바운딩 박스, 회전 바운딩 박스는 순차적 또는 비동시적으로 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 앵커-프리 RPN(330)은 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)를 이용하여 키포인트 히트맵을 생성하고, 생성된 키포인트 히트맵 및 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)를 이용하여 비-회전 바운딩 박스를 생성하고, 생성된 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)를 이용하여 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
상술한 앵커-프리 RPN(330)의 작동 방식들은 예시적인 내용에 불과하므로, 앵커-프리 RPN(330) 및 이에 포함된 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331), 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332) 및 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)의 작동 방식 및 상호 관계는 이에 한정되지 않아야 할 것이다.
종래 R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN 등 물체 영역 검출 방법들은 앵커(Anchor)를 이용하여, 기 설정된 크기의 다수의 후보 바운딩 박스들을 생성한 후 이들을 배경과 물체로 구분하고, 하나의 물체에 대해 복수의 바운딩 박스들이 중첩하여 존재하는 경우 NMS(Non-maximal suppression) 알고리즘을 이용하였다. 본질적으로 이는 하나의 물체에 대해 다수의 바운딩 박스를 생성하는 절차와 해당 바운딩 박스 각각에 대한 IoU(Intersection Over Union)의 연산 등 과다한 연산을 포함할 여지가 있었다. 나아가, 이러한 종래 물체 영역 검출 방법에 회전 정보가 가미될 경우, 회전 정보를 연산하기 위한 경우의 수만큼 후보 바운딩 박스의 수가 증가하게 된다. 따라서, 이에 대응하여 연산량이 급격히 증가하게 될 수 있다.
상술한 앵커-프리 RPN(330)의 동작에 의해 앵커의 이용 없이(Anchor-Free) 영역 정보(특히, RPN에서의 바운딩 박스를 통한 Region Proposal)을 생성할 수 있다. 상술한 앵커-프리 RPN(330)은 앵커에 기초한 복수의 후보 비-회전 바운딩 박스들을 생성하지 않는다. 따라서, 이에 상응하는 양의 불필요한 IoU 연산이 생략될 수 있어, 본 개시에 따른 물체 영역 검출을 위한 물체 영역 정보 생성이 더 효율적으로 수행될 수 있다.
상기 앵커-프리 RPN(330)에 의해 생성된 키포인트 히트맵, 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스에 기초하여 물체의 클래스를 식별하고 물체가 이미지 내에서 점유하고 있는 영역에 관한 영역 정보를 생성할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(110)는 ROI(Region of Interest) 풀링 레이어 및 RROI(Rotated Region of Interest) 풀링 레이어 중 적어도 하나를 비-회전 바운딩 박스 또는 회전 바운딩 박스 중 적어도 하나를 클래스 분류기 및 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트(360)에 입력함으로써 최종 바운딩 박스를 포함하는 물체의 영역 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(110)는 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)에 의해 생성된 비-회전 바운딩 박스를 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)에 입력할 수 있다. 이 경우에 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)에 입력되는 비-회전 바운딩 박스는 ROI 풀링 레이어(350)를 거칠 수 있다. 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)에 의해 생성된 비-회전 바운딩 박스 또는 ROI 풀링 레이어(350)를 거친 비-회전 바운딩 박스를 입력받아 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다. 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 생성된 회전 바운딩 박스를 RROI 풀링 레이어(340)에 입력하여, 하나 이상의 회전 바운딩 박스들을 동일한 크기가 되도록 할 수 있다. 프로세서(110)는 RROI 풀링 레이어(340)를 거친 회전 바운딩 박스를 클래스 분류기 및 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트(360)에 입력할 수 있다.
클래스 분류기는 최종 바운딩 박스 영역 내에 포함된 물체의 클래스 정보를 연산할 수 있다. 클래스 분류기는 SVM(Support Vector Machine)을 이용하거나, 다중 클래스 분류가 가능한 뉴럴 네트워크 기반 모델을 이용하여 구축될 수 있다.
최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트(360)는 입력된 RROI 풀링 레이어를 거친 회전 바운딩 박스의 위치를 더 정확히 표현하기 위해 뉴럴 네트워크를 기반으로 구축될 수 있다.
상술한 클래스 분류기 및 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트(360)의 구성은 예시적이므로, 상술한 예시에 한정되지 아니한다.
종래 회전 바운딩 박스를 통해 물체 검출을 위한 물체 영역 정보를 생성하는 방법들은, 비-회전 바운딩 박스의 생성 과정을 거치지 않는다. 따라서, 종래 방법들은 RPN(Region Proposal Network)에서 생성하는 회전 바운딩 박스의 회전각에 따라, RROI 풀링 레이어의 처리 결과가 많이 달라져, 회전 바운딩 박스가 영역 정보의 생성을 위해 전달하는 물체의 특징이 많이 달라진다는 문제점이 있었다. 따라서, 회전각의 변경에 따라 발생하는 문제점을 방지하기 위해서, 최초 비-회전 바운딩 박스를 생성한 후 이를 회전시킴으로써 회전각의 차이에 따라 발생하는 문제점을 최소화할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 프로세서(110)는 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)에 의해 생성된 비-회전 바운딩 박스와 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)에 의해 생성된 회전 바운딩 박스를 모두 이용하여 바운딩 박스에 포함된 물체의 분류 및 최종 바운딩 박스 생성을 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 생성된 비-회전 바운딩 박스는 ROI 풀링 레이어(350)를 통과하고, 상기 생성된 회전 바운딩 박스는 RROI 풀링 레이어(340)를 통과할 수 있다. 프로세서(110)는 ROI 풀링 레이어(350)를 통과한 비-회전 바운딩 박스 및 RROI 풀링 레이어(340)를 통과한 회전 바운딩 박스를 모두 클래스 분류기 및 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트(360)에 입력할 수 있다.
상술한 클래스 분류기 및 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트(360)의 동작 방법은 예시적이므로, 상술한 예시에 한정되지 아니한다.
상술한 바와 같이 종래 회전 바운딩 박스를 통해 물체 검출을 위한 물체 영역 정보를 생성하는 방법들은 회전 바운딩 박스의 회전 각에 따라, 회전 바운딩 박스가 전달하는 물체의 특징이 크게 달라지는 문제가 있었다. 상술한 바와 같이 비-회전 바운딩 박스와 회전 바운딩 박스를 통해 생성되는 영역 정보를 분류기 및 최종 바운딩 박스에 입력할 경우에, 회전 바운딩 박스의 회전각에 의해 발생하는 문제를 비-회전 바운딩 박스를 통해 제공되는 영역 정보를 통해 완화시킬 수 있다. 나아가, 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스를 모두 이용하면 물체가 점유하는 영역과 배경 영역이 포함될 수 있다. 이 때, 바운딩 박스에 포함된 배경 정보는 컨텍스트(context) 정보를 제공하므로 작은 객체 검출 시 효과적일 수 있다.
본 개시에 있어서 피쳐맵(320)은 이미지(310)를 ImageNet등을 이용해 훈련된 컨볼루션 인공 신경망(CNN)에 입력하여 얻어낸 데이터를 의미할 수 있다. 생성된 피쳐맵(320)은 앵커-프리 RPN(330)에 입력됨으로써, 키포인트 히트맵, 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스를 생성하는 데 이용될 수 있다.
본 개시에 있어 이미지 및 기 훈련된 인공 신경망 컴포넌트를 이용해 피쳐맵(320)을 생성하는 것은 필수적인 과정이 아닐 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 이미지(310)를 앵커-프리 RPN(330)에 직접적으로 입력함으로써, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)로 하여금 키포인트 히트맵을 생성하도록 할 수 있다.
본 개시에 있어서 앵커-프리 RPN(330)은 키포인트 히트맵을 이용하여 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스를 생성함으로써, 이미지(310) 내에서 물체가 점유하는 영역에 관한 정보를 생성하는 컴포넌트일 수 있다.
상술한 바와 같이, 앵커-프리 RPN(330)은 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331), 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332) 및 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)를 포함할 수 있다. 상기 컴포넌트들을 이용하여 앵커-프리 RPN(330)은 키포인트 히트맵, 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스를 순차적으로 또는 동시에 생성해낼 수 있다.
물체 검출을 위하여 바운딩 박스를 생성하는 과정에서 앵커를 제거함으로써 불필요한 바운딩 박스들의 생성 및 바운딩 박스의 선별에 요구되는 연산들이 생략될 수 있다. 예를 들면, 바운딩 박스 생성 시 요구되는 좌표 값의 연산, 바운딩 박스와 물체 점유 영역의 그라운드 트루스(ground truth)간의 IoU(Intersection over Union) 연산 및 IoU 값에 기초한 NMS 알고리즘의 수행에 요구되는 연산들이 생략될 수 있다.
앵커를 이용하지 않고 바운딩 박스들을 생성하기 위해, 앵커-프리 RPN(330)은 이미지 내에 포함된 물체들의 크기 정보 및 형상 정보 중 적어도 하나를 생성하도록 구성될 수 있다. 앵커-프리 RPN(330)은 생성된 크기 정보 및 형상 정보와, 키포인트 히트맵에 포함된 정보를 이용하여 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
프로세서(110)는 앵커-프리 RPN(330)을 물체의 크기 정보와 물체가 점유하는 영역의 그라운드 트루스 데이터 간의 차이에 기초한 손실함수(Loss Function)을 최소화하도록 훈련할 수 있다. 상기 훈련 방식에 기초하여, 앵커-프리 RPN(330)은 이미지에 포함된 물체들에 대한 바운딩 박스를 생성하기 위한 크기 정보를 생성할 수 있다. 앵커-프리 RPN(330)는 이미지 내에 포함된 물체들의 크기 정보를 클래스 별로 상이하게 획득하도록 훈련될 수 있다. 또는 앵커-프리 RPN(330)는 이미지 내에 포함된 물체들의 크기 정보를 클래스 별로 동일하게 획득하도록 훈련될 수 있다.
앵커-프리 RPN(330)이 이미지 내에 포함된 물체들의 크기 정보를 일률적으로 결정하도록 훈련될 경우, 훈련 이미지에 포함된 클래스 별 물체의 수의 불균형에 대한 영향을 적게 받을 수 있으므로 훈련이 쉽고 안정적으로 이루어질 수 있다. 또한, 복수의 클래스 별 피쳐맵에 대한 크기 정보의 연산이 불필요하므로 전체 앵커-프리 RPN(330)의 훈련을 위한 연산량이 절감된다.
또는, 프로세서(110)는 앵커-프리 RPN(330)에 대하여, 키포인트 히트맵에 포함된 데이터와 물체가 점유하는 영역의 그라운드 트루스 데이터를 픽셀 단위에서 비교함으로써 물체의 형상 정보를 획득할 수 있다.
본 개시에 있어서, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 하나의 이미지에 대하여 물체의 존재 여부에 관한 정보를 픽셀 단위로 제공하는 키포인트 히트맵을 생성하는 구성요소일 수 있다. 이러한 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 뉴럴 네트워크를 이용하여 구축될 수 있다. 프로세서(110)는 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)를 구축하기 위해 훈련을 진행할 수 있다.
키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 이미지(310)에 포함된 물체의 클래스 별로 키포인트 히트맵을 생성할 수 있다. 혹은, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 이미지(310)에 포함된 물체의 클래스와 무관하게 키포인트 히트맵을 생성할 수 있다.
키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)가 물체의 클래스와 무관하게, 물체의 존재 여부에 관한 정보만을 픽셀 각각에 대해 표현하도록 훈련될 경우, 훈련 이미지에 포함된 물체들의 클래스별 불균형에 영향을 적게 받을 수 있다. 따라서 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)의 학습이 쉽고 안정적으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 키포인트 히트맵은, 상기 이미지에 포함된 적어도 하나의 픽셀 각각이 상기 적어도 하나의 물체의 중심점일 확률에 관한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 이 경우 키포인트 히트맵에서의 픽셀 각각은, 임의의 픽셀이 이미지에 포함된 특정 물체의 중심점일 확률을 나타낼 수 있다.
다른 실시예에서, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는, 상기 이미지에 포함된 픽셀 중 상기 물체의 중심점에 해당하는 픽셀을 키포인트에 대응시키고, 상기 이미지에 포함된 픽셀 중 상기 물체의 중심점이 아닌 픽셀을 배경에 대응시킬 수 있다. 구체적으로, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 이미지(310) 또는 피쳐맵(320)에 포함된 픽셀이 물체의 중심점이라고 판단된 경우, 이를 키포인트에 대응시킬 수 있다. 이 경우 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 키포인트를 숫자 "1"에 대응시켜 표현할 수 있다. 반대로, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 이미지(310) 또는 피쳐맵(320)에 포함된 픽셀이 물체의 배경이라고 판단된 경우, 당해 픽셀을 숫자 "0"에 대응시켜 표현할 수 있다.
또는 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 이미지(310) 또는 피쳐맵(320)에 포함된 픽셀들이 물체의 중심점에 해당할 확률을 연산한 후, 픽셀 각각에 대해 중심점일 확률이 기 설정된 기준 값 이상이면 당해 픽셀을 키포인트로, 당해 픽셀이 기 설정된 기준 값 미만이면 당해 픽셀을 배경으로 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는, 상기 적어도 하나의 물체의 수, 및 상기 적어도 하나의 물체 각각의 중심점에 관한 그라운드 트루스(ground truth)에 기초한 손실함수를 이용하여 훈련될 수 있다. 예를 들어, 키포인트 히트맵이 픽셀 각각이 물체의 중심점일 확률을 나타내면, 손실함수는 픽셀 각각에서의 키포인트 히트맵의 값과 그라운드 트루스(배경이면 0, 중심점이라면 1)을 이용하여 연산될 수 있다. 프로세서(110)는 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)가 손실함수를 최소화하도록 훈련시킬 수 있다.
상술한 키포인트 히트맵의 특징 및 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)의 훈련 방식 상의 특징은, 키포인트 히트맵을 클래스별로 별도로 생성하지 않아도 되도록 한다. 따라서, 훈련 데이터에 포함된 클래스 별 데이터 수의 불균형에 대한 영향을 최소화할 수 있으며, 따라서 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)의 훈련이 안정적으로, 쉽게 수행될 수 있다.
상술한 내용은 키포인트 히트맵 및 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)에 관한 예시에 불과하므로, 키포인트 히트맵 및 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트의 구성 방식은 이에 한정되지 않아야 할 것이다.
본 개시에 있어서 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 이미지(310) 또는 피쳐맵(320)에 포함된 하나 이상의 물체 각각이 점유하는 영역에 관한 정보를 비-회전 바운딩 박스로 생성하는 구성요소일 수 있다. 본 개시의 몇몇 실시예에 있어서, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 뉴럴 네트워크를 기반으로 구축될 수 있다.
본 개시에 있어서, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 키포인트 히트맵 및 앵커-프리 RPN(300)에 의해 생성된 물체의 크기 정보 및 형상 정보 중 적어도 하나를 이용하여 비-회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 개시에 있어서 비-회전 바운딩 박스는 비-회전 바운딩 박스에 대응되는 물체의 중심점의 좌표 및 크기 정보 또는 형상 정보를 이용해 표현될 수 있다.
일례로, 이를 위해, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 적어도 하나의 물체의 크기 정보 또는 형상 정보 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 결정된 크기 정보 또는 형상 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 물체 각각의 비-회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다. 구체적으로, 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)는 키포인트 히트맵을 통해 결정된 물체의 중심점으로부터 정사각형을 이루는 네 꼭지점 영역을 바운딩 박스의 좌표로 결정할 수 있다. 또는, 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트는 키포인트 히트맵을 중심으로 하여, 생성된 형상 정보에 대응되는 픽셀이 모두 포함되는 정사각형의 네 꼭지점을 바운딩 박스의 좌표로 결정할 수 있다.
여기서, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 키포인트 히트맵에서 물체의 중심점으로 결정된 픽셀들을 비-회전 바운딩 박스의 중심 좌표로 결정할 수 있다. 이를 위해, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 키포인트 히트맵에서 픽셀에 대응하는 확률 값이 기 설정된 기준 값 이상인 픽셀들을 물체의 중심점으로 결정할 수 있다.
또는, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는, 상기 적어도 하나의 물체 크기 정보를 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 물체의 크기의 그라운드 트루스 정보에 기초하여 훈련된 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다. 상술한 앵커-프리 RPN(330)에서의 물체의 크기 정보를 결정하기 위한 모듈은 뉴럴 네트워크를 이용하여 구축되어 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)의 일 요소로서 구성될 수 있다.
상술한 바에 의하여 프로세서(110)는 앵커를 이용하지 않고, 키포인트 히트맵과 그라운드 트루스를 비교하여 비-회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다. 따라서, 종래 기술에 따라 앵커를 이용할 때에 비해 고려해야할 바운딩 박스의 경우의 수에 따른 연산량이 현저히 감소하므로 물체 영역 검출에 소요되는 시간이 감소할 수 있다. 나아가, 본 개시에서와 같은 앵커-프리 기반의 영역 검출 방법에서는 하나의 물체에 대해 수많은 바운딩 박스가 생기지 않아 NMS 알고리즘의 수행이 요구되지 않을 수 있다. 따라서 종래의 객체 검출 방식에서, NMS 알고리즘의 수행시 문제될 수 있는 밀집 객체에 대한 바운딩 박스의 소실 문제를 피할 수 있다.
본 개시에 있어서 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 이미지(310) 또는 피쳐맵(320)에 포함된 하나 이상의 물체 각각이 점유하는 영역에 관한 정보를 회전 바운딩 박스 형태로 생성하는 구성요소일 수 있다. 본 개시의 몇몇 실시예에 있어서, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 뉴럴 네트워크를 기반으로 구축될 수 있다.
본 개시에 있어서, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 키포인트 히트맵 및 앵커-프리 RPN(330)에 의해 생성된 물체의 크기 정보 및 형상 정보 중 적어도 하나를 이용하여 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 개시에 있어서 회전 바운딩 박스는 회전 바운딩 박스에 대응되는 물체의 중심점의 좌표, 바운딩 박스의 회전각 정보 및 크기 정보 또는 형상 정보를 이용해 표현될 수 있다.
일례로, 이를 위해, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 적어도 하나의 물체의 크기 정보 또는 형상 정보 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 결정된 크기 정보 또는 형상 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 물체 각각의 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다. 구체적으로, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 키포인트 히트맵을 통해 결정된 물체의 중심점으로부터 회전각 정보만큼 기울어진 형태의 정사각형을 이루는 네 꼭지점 영역을 바운딩 박스의 좌표로 결정할 수 있다. 또는, 회전 바운딩 박스 컴포넌트는 키포인트 히트맵을 중심으로 하여, 생성된 형상 정보에 대응되는 픽셀이 모두 포함되는 회전각 정보만큼 기울어진 형태의 정사각형의 네 꼭지점을 회전 바운딩 박스의 좌표로 결정할 수 있다.
회전 바운딩 박스의 회전각 정보를 결정하기 위해서, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 복수의 후보 회전각 정보를 인식하고, 복수의 후보 회전각 정보에 대응하는 복수의 후보 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다. 복수의 후보 회전각은 메모리(120)에 기 저장되어있을 수 있다. 예를 들면, 복수의 후보 회전각은 -180도, -90도, 0도, 90도, 180도 일 수 있다. 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 복수의 후보 회전 바운딩 박스 중 기 설정된 기준을 만족하는 후보 회전 바운딩 박스를 회전 바운딩 박스로 결정할 수 있다.
또는, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 후보 회전 바운딩 박스에 포함된 픽셀들과 물체가 이미지(310) 또는 피쳐맵(320) 상에서 점유하는 영역 간의 차이에 기초하여 생성되는 차이 값을 최소화하는 회전각 정보를 생성하고, 이에 기초하여 후보 회전 바운딩 박스를 생성하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 본 개시의 일 실시예에 따른 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는, 생성된 상기 비-회전 바운딩 박스에, 하나 이상의 후보 회전각 정보를 부가하여, 하나 이상의 후보 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는, 상기 하나 이상의 후보 회전 바운딩 박스 중 대응되는 물체 영역과의 IoU(Intersection over Union)가 기 설정된 기준을 만족하는 후보 회전 바운딩 박스를 회전 바운딩 박스로 결정할 수 있다. 여기서 기 설정된 기준은 복수의 후보 회전 바운딩 박스 중 IoU가 가장 높은 회전 바운딩 박스일 수 있다.
또한, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 RROI(Rotated Region of Interest) 풀링을 수행하고, 상기 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 상기 RROI 풀링 결과에 기초하여 최종 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
본 개시에 있어서 RROI 풀링 레이어(340) 및 ROI 풀링 레이어(350)는 상기 앵커-프리 RPN(330)에서 생성된 비-회전 바운딩 박스 및 회전 바운딩 박스를 동일한 크기로 재구성하기 위한 구성요소이다. ROI 풀링 레이어 및 RROI 풀링 레이어는 상이한 크기의 바운딩 박스들을 동일한 크기로 재구성하기 위해 ROI 풀링 레이어 및 RROI 풀링 레이어에서의 스트라이드(stride)를 조절할 수 있다.
본 개시에 있어서 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트(360)는 ROI 풀링 레이어를 거친 비-회전 바운딩 박스 및 RROI 풀링 레이어를 거친 회전 바운딩 박스 중 적어도 하나에 기초하여 최종 바운딩 박스를 결정하는 구성요소이다. 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트(360)는 입력된 RROI 풀링 레이어를 거친 회전 바운딩 박스의 위치를 더 정확히 표현하기 위해 뉴럴 네트워크를 기반으로 구축될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 ROI 풀링을 수행하고, 상기 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 RROI 풀링을 수행하고, 상기 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 상기 ROI 풀링 결과 및 상기 RROI 풀링 결과를 이용하여 최종 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, RROI 풀링의 결과는 각도의 오차에 민감하다는 단점이 있으므로 이를 비-회전 바운딩 박스의 ROI 풀링 결과와 결합하여 완화하는 것이 필요할 수 있다. 또한, 비-회전 바운딩 박스를 회전 영역 검출 과정에 추가함으로써, 바운딩 박스에 포함될 수 있는 배경 정보는 컨텍스트 정보로써 작은 객체 검출 시 성능 효과를 기대할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 키포인트 히트맵을 도시한다.
본 개시에 있어서, 키포인트 히트맵은 하나의 이미지에 대하여 물체의 존재 여부에 관한 정보를 픽셀 단위로 제공하는 데이터로서, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)에 의해 생성될 수 있다. 이러한 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 뉴럴 네트워크를 이용하여 구축될 수 있다. 프로세서(110)는 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)를 구축하기 위해 훈련을 진행할 수 있다.
도 4를 참조하면, 키포인트 히트맵(410)은 각각의 작은 사각형들이 이미지에 포함된 물체인 스키어가 이미지 내에서 점유하는 영역의 중심점인지에 관한 정보를 표현할 수 있다. 상기 중심점인지에 관한 정보는 배경 및 중심점에 대응(배경은 0, 중심점은 1)되거나, 중심점일 확률로 표현될 수 있다. 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 중심점일 확률이 기 설정된 기준 이상인 픽셀들(흰색이 아닌 색으로 표현된 픽셀들)을 중심점으로 결정할 수 있다. 또는 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 중심점일 확률이 가장 높은 픽셀(가장 짙은 색으로 표현된 픽셀)을 중심점으로 결정할 수 있다.
키포인트 히트맵(410)은 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)에 의해 이미지(310)에 포함된 물체의 클래스 별로 생성될 수 있다. 혹은, 키포인트 히트맵(410)은 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)에 의해 이미지(310)에 포함된 물체의 클래스와 무관하게 생성될 수 있다.
키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)가 물체의 클래스와 무관하게, 물체의 존재 여부에 관한 정보만을 픽셀 각각에 대해 표현하도록 훈련될 경우, 훈련 이미지에 포함된 물체들의 클래스별 불균형에 영향을 적게 받을 수 있다. 따라서 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)의 학습이 쉽고 안정적으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 키포인트 히트맵은, 상기 이미지에 포함된 적어도 하나의 픽셀 각각이 상기 적어도 하나의 물체의 중심점일 확률에 관한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 이 경우 키포인트 히트맵에서의 픽셀 각각은, 임의의 픽셀이 이미지에 포함된 특정 물체의 중심점일 확률을 나타낼 수 있다.
다른 실시예에서, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는, 상기 이미지에 포함된 픽셀 중 상기 물체의 중심점에 해당하는 픽셀을 키포인트에 대응시키고, 상기 이미지에 포함된 픽셀 중 상기 물체의 중심점이 아닌 픽셀을 배경에 대응시킬 수 있다. 구체적으로, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 이미지(310) 또는 피쳐맵(320)에 포함된 픽셀이 물체의 중심점이라고 판단된 경우, 이를 키포인트에 대응시킬 수 있다. 이 경우 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 키포인트를 숫자 "1"에 대응시켜 표현할 수 있다. 반대로, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 이미지(310) 또는 피쳐맵(320)에 포함된 픽셀이 물체의 배경이라고 판단된 경우, 당해 픽셀을 숫자 "0"에 대응시켜 표현할 수 있다.
또는 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는 이미지(310) 또는 피쳐맵(320)에 포함된 픽셀들이 물체의 중심점에 해당할 확률을 연산한 후, 픽셀 각각에 대해 중심점일 확률이 기 설정된 기준 값 이상이면 당해 픽셀을 키포인트로, 당해 픽셀이 기 설정된 기준 값 미만이면 당해 픽셀을 배경으로 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)는, 상기 적어도 하나의 물체의 수, 및 상기 적어도 하나의 물체 각각의 중심점에 관한 그라운드 트루스(ground truth)에 기초한 손실함수를 이용하여 훈련될 수 있다. 예를 들어, 키포인트 히트맵이 픽셀 각각이 물체의 중심점일 확률을 나타내면, 손실함수는 픽셀 각각에서의 키포인트 히트맵의 값과 그라운드 트루스(배경이면 0, 중심점이라면 1)을 이용하여 연산될 수 있다. 프로세서(110)는 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)가 손실함수를 최소화하도록 훈련시킬 수 있다.
상술한 키포인트 히트맵의 특징 및 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)의 훈련 방식 상의 특징은, 키포인트 히트맵을 클래스별로 별도로 생성하지 않아도 되도록 한다. 따라서, 훈련 데이터에 포함된 클래스 별 데이터 수의 불균형에 대한 영향을 최소화할 수 있으며, 따라서 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)의 훈련이 안정적으로, 쉽게 수행될 수 있다.
상술한 내용은 키포인트 히트맵 및 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트(331)에 관한 예시에 불과하므로, 키포인트 히트맵 및 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트의 구성 방식은 이에 한정되지 않아야 할 것이다.
도 5a는 본 개시의 일 실시예에 따른 비-회전 바운딩 박스를 도시한다.
본 개시에 있어서 비-회전 바운딩 박스(510)는 이미지(310) 또는 피쳐맵(320)에 포함된 하나 이상의 물체 각각이 점유하는 영역에 관한 정보일 수 있다. 비-회전 바운딩 박스(510)는 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)에 의해 생성될 수 있다. 본 개시의 몇몇 실시예에 있어서, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 뉴럴 네트워크를 기반으로 구축될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 개시에 있어서 비-회전 바운딩 박스는 비-회전 바운딩 박스에 대응되는 물체의 중심점의 좌표 및 크기 정보 또는 형상 정보를 이용해 표현될 수 있다. 이에 대응하여, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 키포인트 히트맵 및 앵커-프리 RPN(330)에 의해 생성된 물체의 크기 정보 및 형상 정보 중 적어도 하나를 이용하여 비-회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
이러한 비-회전 바운딩 박스(510)의 크기 정보는 물체의 클래스 별로, 또는 물체 별로 상이할 수 있다. 또는, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 비-회전 바운딩 박스(510)의 크기 정보는 일률적으로 설정될 수 있다. 비-회전 바운딩 박스(510)의 크기가 일률적으로 설정될 경우 본 개시에 따른 물체 검출 방법에 소요되는 연산량이 감소될 수 있다. 또한, 이 경우 상대적으로 크기가 작은 물체들에 대해서는 배경 정보가 포함되며, 이러한 배경 정보는 컨텍스트 정보로서 물체 검출에 효과적일 수 있다.
일례로, 이를 위해, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 적어도 하나의 물체의 크기 정보 또는 형상 정보 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 결정된 크기 정보 또는 형상 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 물체 각각의 비-회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다. 구체적으로, 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)는 키포인트 히트맵을 통해 결정된 물체의 중심점으로부터 정사각형을 이루는 네 꼭지점 영역을 바운딩 박스의 좌표로 결정할 수 있다. 또는, 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트는 키포인트 히트맵을 중심으로 하여, 생성된 형상 정보에 대응되는 픽셀이 모두 포함되는 정사각형의 네 꼭지점을 바운딩 박스의 좌표로 결정할 수 있다.
여기서, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 키포인트 히트맵에서 물체의 중심점으로 결정된 픽셀들을 비-회전 바운딩 박스의 중심 좌표로 결정할 수 있다. 이를 위해, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 키포인트 히트맵에서 픽셀에 대응하는 확률 값이 기 설정된 기준 값 이상인 픽셀들을 물체의 중심점으로 결정할 수 있다.
또는, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는, 상기 적어도 하나의 물체 크기 정보를 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 물체의 크기의 그라운드 트루스 정보에 기초하여 훈련된 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다. 상술한 앵커-프리 RPN(330)에서의 물체의 크기 정보 및 형상 정보를 결정하기 위한 모듈은 뉴럴 네트워크를 이용하여 구축되어 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)의 일 요소로서 구성될 수 있다.
구체적으로, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 물체의 크기 정보와 물체가 점유하는 영역의 그라운드 트루스 데이터 간의 차이에 기초한 손실함수(Loss Function)을 최소화하도록 훈련될 수 있다. 상기 훈련 방식에 기초하여, 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)는 이미지에 포함된 물체들에 대한 바운딩 박스를 생성하기 위한 크기 정보를 생성할 수 있다. 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)는 이미지 내에 포함된 물체들의 크기 정보를 클래스 별로 상이하게 획득하도록 훈련될 수 있다. 또는 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)는 이미지 내에 포함된 물체들의 크기 정보를 클래스 별로 동일하게 획득하도록 훈련될 수 있다.
비-회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)가 이미지 내에 포함된 물체들의 크기 정보를 일률적으로 결정하도록 훈련될 경우, 훈련 이미지에 포함된 클래스 별 물체의 수의 불균형에 대한 영향을 적게 받을 수 있으므로 훈련이 쉽고 안정적으로 이루어질 수 있다. 또한, 복수의 클래스 별 피쳐맵에 대한 크기 정보의 연산이 불필요하므로 전체 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)의 훈련을 위한 연산량이 절감된다.
또는, 비-회전 바운딩 박스 컴포넌트(333)는 키포인트 히트맵에 포함된 데이터와 물체가 점유하는 영역의 그라운드 트루스 데이터를 픽셀 단위에서 비교함으로써 물체의 형상 정보를 획득할 수 있다.
상술한 바에 의하여 프로세서(110)는 앵커를 이용하지 않고, 키포인트 히트맵과 그라운드 트루스를 비교하여 비-회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)으로 하여금, 키포인트 히트맵으로부터 물체의 중심점을 검출하고, 상기 그라운드 트루스에 기초하여 생성된 물체의 크기 정보 및 형상 정보를 이용하여 상기 물체의 크기 정보 및 형상 정보를 결정할 수 있다. 프로세서(110)는 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(333)로 하여금, 상기 물체의 중심점, 크기 정보 및 형상 정보를 이용해 비-회전 바운딩 박스의 좌표를 결정할 수 있다. 따라서, 종래 기술에 따라 앵커를 이용할 때에 비해 고려해야할 바운딩 박스의 경우의 수에 따른 연산량이 현저히 감소하므로 물체 영역 검출에 소요되는 시간이 감소할 수 있다. 나아가, 본 개시에서와 같은 앵커-프리 기반의 영역 검출 방법에서는 하나의 물체에 대해 수많은 바운딩 박스가 생기지 않아 NMS 알고리즘의 수행이 요구되지 않을 수 있다. 따라서 종래의 객체 검출 방식에서, NMS 알고리즘의 수행시 문제될 수 있는 밀집 객체에 대한 바운딩 박스의 소실 문제를 피할 수 있다.
도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따른 회전 바운딩 박스를 도시한다.
본 개시에 있어서 회전 바운딩 박스(520)는 이미지(310) 또는 피쳐맵(320)에 포함된 하나 이상의 물체 각각이 점유하는 영역에 관한 정보를 회전 바운딩 박스 형태로 표현한 정보일 수 있다. 이러한 회전 바운딩 박스(520)는 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)에 의해 생성될 수 있다. 본 개시의 몇몇 실시예에 있어서, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 뉴럴 네트워크를 기반으로 구축될 수 있다. 상술한 앵커-프리 RPN(330)에서의 물체의 크기 정보 및 형상 정보를 결정하기 위한 모듈은 뉴럴 네트워크를 이용하여 구축되어 회전 바운딩 박스 컴포넌트(332)의 일 요소로서 구성될 수 있다. 또는, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 앵커-프리 RPN(330)으로부터 생성된 물체의 크기 정보 및 형상 정보를 이용할 수 있다.
구체적으로, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 물체의 크기 정보와 물체가 점유하는 영역의 그라운드 트루스 데이터 간의 차이에 기초한 손실함수(Loss Function)을 최소화하도록 훈련될 수 있다. 상기 훈련 방식에 기초하여, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 이미지에 포함된 물체들에 대한 바운딩 박스를 생성하기 위한 크기 정보를 생성할 수 있다. 회전 바운딩 박스 컴포넌트(332)는 이미지 내에 포함된 물체들의 크기 정보를 클래스 별로 상이하게 획득하도록 훈련될 수 있다. 또는 회전 바운딩 박스 컴포넌트(332)는 이미지 내에 포함된 물체들의 크기 정보를 클래스 별로 동일하게 획득하도록 훈련될 수 있다.
회전 바운딩 박스 컴포넌트(332)가 이미지 내에 포함된 물체들의 크기 정보를 일률적으로 결정하도록 훈련될 경우, 훈련 이미지에 포함된 클래스 별 물체의 수의 불균형에 대한 영향을 적게 받을 수 있으므로 훈련이 쉽고 안정적으로 이루어질 수 있다. 또한, 복수의 클래스 별 피쳐맵에 대한 크기 정보의 연산이 불필요하므로 전체 회전 바운딩 박스 컴포넌트(332)의 훈련을 위한 연산량이 절감된다.
또는, 회전 바운딩 박스 컴포넌트(332)는 키포인트 히트맵에 포함된 데이터와 물체가 점유하는 영역의 그라운드 트루스 데이터를 픽셀 단위에서 비교함으로써 물체의 형상 정보를 획득할 수 있다.
본 개시에 있어서, 회전 바운딩 박스(520)는 키포인트 히트맵 및 물체의 크기 정보 및 형상 정보 중 적어도 하나를 이용하여 생성될 수 있다. 이에 대응하여 회전 바운딩 박스는 회전 바운딩 박스에 대응되는 물체의 중심점의 좌표, 바운딩 박스의 회전각 정보 및 크기 정보 또는 형상 정보를 이용해 표현될 수 있다.
일례로, 이를 위해, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 적어도 하나의 물체의 크기 정보 또는 형상 정보 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 결정된 크기 정보 또는 형상 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 물체 각각의 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다. 구체적으로, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 키포인트 히트맵을 통해 결정된 물체의 중심점으로부터 회전각 정보만큼 기울어진 형태의 정사각형을 이루는 네 꼭지점 영역을 바운딩 박스의 좌표로 결정할 수 있다. 또는, 회전 바운딩 박스 컴포넌트는 키포인트 히트맵을 중심으로 하여, 생성된 형상 정보에 대응되는 픽셀이 모두 포함되는 회전각 정보만큼 기울어진 형태의 정사각형의 네 꼭지점을 회전 바운딩 박스의 좌표로 결정할 수 있다.
회전 바운딩 박스의 회전각 정보를 결정하기 위해서, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 복수의 후보 회전각 정보를 인식하고, 복수의 후보 회전각 정보에 대응하는 복수의 후보 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다. 복수의 후보 회전각은 메모리(120)에 기 저장되어있을 수 있다. 예를 들면, 복수의 후보 회전각은 -180도, -90도, 0도, 90도, 180도 일 수 있다. 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 복수의 후보 회전 바운딩 박스 중 기 설정된 기준을 만족하는 후보 회전 바운딩 박스를 회전 바운딩 박스로 결정할 수 있다.
또는, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는 후보 회전 바운딩 박스에 포함된 픽셀들과 물체가 이미지(310) 또는 피쳐맵(320) 상에서 점유하는 영역 간의 차이에 기초하여 생성되는 차이 값을 최소화하는 회전각 정보를 생성하고, 이에 기초하여 후보 회전 바운딩 박스를 생성하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 본 개시의 일 실시예에 따른 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는, 생성된 상기 비-회전 바운딩 박스에, 하나 이상의 후보 회전각 정보를 부가하여, 하나 이상의 후보 회전 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트(332)는, 상기 하나 이상의 후보 회전 바운딩 박스 중 대응되는 물체 영역과의 IoU(Intersection over Union)가 기 설정된 기준을 만족하는 후보 회전 바운딩 박스를 회전 바운딩 박스로 결정할 수 있다. 여기서 기 설정된 기준은 복수의 후보 회전 바운딩 박스 중 IoU가 가장 높은 회전 바운딩 박스일 수 있다.
또한, 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 RROI(Rotated Region of Interest) 풀링을 수행하고, 상기 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 상기 RROI 풀링 결과에 기초하여 최종 바운딩 박스를 생성할 수 있다.
도 6은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.
본 개시가 일반적으로 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있는 것으로 전술되었지만, 당업자라면 본 개시가 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 실행가능 명령어 및/또는 기타 프로그램 모듈들과 결합되어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로써 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
일반적으로, 프로그램 모듈은 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조, 기타 등등을 포함한다. 또한, 당업자라면 본 개시의 방법이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드(handheld) 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
본 개시의 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘 다에 위치할 수 있다.
컴퓨터는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적(transitory) 및 비일시적(non-transitory) 매체, 이동식 및 비-이동식 매체를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적 및 비-일시적 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
컴퓨터 판독가능 전송 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 전송 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 전송 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.
컴퓨터(1102)를 포함하는 본 개시의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(1100)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(1102)는 처리 장치(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(1104)에 연결시킨다. 처리 장치(1104)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(1104)로서 이용될 수 있다.
시스템 버스(1108)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇 가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 판독 전용 메모리(ROM)(1110) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1112)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(1110)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(1102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.
컴퓨터(1102)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(1114)(예를 들어, EIDE, SATA)－이 내장형 하드 디스크 드라이브(1114)는 또한 적당한 섀시(도시 생략) 내에서 외장형 용도로 구성될 수 있음－, 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(1116)(예를 들어, 이동식 디스켓(1118)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광 드라이브 인터페이스(1128)에 의해 시스템 버스(1108)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(1124)는 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘 다를 포함한다.
이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 당업자라면 집 드라이브(zip drive), 자기 카세트, 플래쉬 메모리 카드, 카트리지, 기타 등등의 컴퓨터에 의해 판독가능한 다른 유형의 매체도 역시 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있으며 또 임의의 이러한 매체가 본 개시의 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
운영 체제(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(1132), 기타 프로그램 모듈(1134) 및 프로그램 데이터(1136)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 애플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(1112)에 캐싱될 수 있다. 본 개시가 여러가지 상업적으로 이용가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(1138) 및 마우스(1140) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(1102)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(1108)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(1142)를 통해 처리 장치(1104)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.
모니터(1144) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(1146) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 모니터(1144)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.
컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(1148) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는 워크스테이션, 컴퓨팅 디바이스 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(1102)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(1150)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(1154)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 연결될 수 있다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 로컬 네트워크(1152)에 연결된다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(1152)은 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나, WAN(1154) 상의 통신 컴퓨팅 디바이스에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(1154)을 통해 통신을 설정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 직렬 포트 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(1102)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
컴퓨터(1102)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소, 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다.
Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 유선 없이도 인터넷 등으로의 연결을 가능하게 해준다. Wi-Fi는 이러한 장치, 예를 들어, 컴퓨터가 실내에서 및 실외에서, 즉 기지국의 통화권 내의 아무 곳에서나 데이터를 전송 및 수신할 수 있게 해주는 셀 전화와 같은 무선 기술이다. Wi-Fi 네트워크는 안전하고 신뢰성 있으며 고속인 무선 연결을 제공하기 위해 IEEE 802.11(a, b, g, 기타)이라고 하는 무선 기술을 사용한다. 컴퓨터를 서로에, 인터넷에 및 유선 네트워크(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용함)에 연결시키기 위해 Wi-Fi가 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크는 비인가 2.4 및 5GHz 무선 대역에서, 예를 들어, 11Mbps(802.11a) 또는 54 Mbps(802.11b) 데이터 레이트로 동작하거나, 양 대역(듀얼 대역)을 포함하는 제품에서 동작할 수 있다.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 소프트웨어로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.
여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 제조 물품은 임의의 컴퓨터-판독가능 저장장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 저장매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다.
제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치로서, 상기 컴퓨팅 장치는:
    컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들을 포함하는 메모리; 및
    메모리에 저장된 이하의 컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들을 실행하는 프로세서; 를 포함하고, 상기 컴퓨터 실행가능한 컴포넌트들은:
    상기 이미지에 대하여, 상기 적어도 하나의 물체의 키포인트 정보를 포함하는 키포인트 히트맵을 생성하는 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트;
    생성된 상기 키포인트 히트맵에 기초하여 비-회전 바운딩 박스를 생성하는 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트;
    상기 비-회전 바운딩 박스를 이용하여, 회전 바운딩 박스를 생성하는 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트; 및
    상기 비-회전 바운딩 박스 또는 상기 회전 바운딩 박스 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 적어도 하나의 물체가 상기 이미지 내에서 점유하는 영역을 표현하는 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트;
    를 포함하는,
    이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 키포인트 히트맵은,
    상기 이미지에 포함된 적어도 하나의 픽셀 각각이 상기 적어도 하나의 물체의 중심점일 확률에 관한 정보를 포함하는,
    이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트는,
    상기 이미지에 포함된 픽셀 중 상기 물체의 중심점에 해당하는 픽셀을 키포인트에 대응시키고, 상기 이미지에 포함된 픽셀 중 상기 물체의 중심점이 아닌 픽셀을 배경에 대응시키는,
    이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 키포인트 히트맵 생성 컴포넌트는,
    상기 적어도 하나의 물체의 수, 및 상기 적어도 하나의 물체 각각의 중심점에 관한 그라운드 트루스(ground truth)에 기초한 손실함수를 이용하여 훈련되는,
    이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는,
    상기 적어도 하나의 물체의 크기 정보 또는 형상 정보 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 결정된 크기 정보 또는 형상 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 적어도 하나의 물체 각각의 비-회전 바운딩 박스를 생성하는,
    이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는,
    상기 적어도 하나의 물체 크기 정보를 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 물체의 크기의 그라운드 트루스 정보에 기초하여 훈련된 뉴럴 네트워크를 포함하는,
    이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는,
    생성된 상기 비-회전 바운딩 박스에, 하나 이상의 후보 회전각 정보를 부가하여, 하나 이상의 후보 회전 바운딩 박스를 생성하는,
    이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는,
    상기 하나 이상의 후보 회전 바운딩 박스 중 대응되는 물체 영역과의 IoU(Intersection over Union)가 기 설정된 기준을 만족하는 후보 회전 바운딩 박스를 회전 바운딩 박스로 결정하는,
    이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 RROI(Rotated Region of Interest) 풀링을 수행하고,
    상기 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 상기 RROI 풀링 결과에 기초하여 최종 바운딩 박스를 생성하는,
    이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 ROI 풀링을 수행하고, 상기 회전 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 RROI 풀링을 수행하고,
    상기 최종 바운딩 박스 생성 컴포넌트는 상기 ROI 풀링 결과 및 상기 RROI 풀링 결과를 이용하여 최종 바운딩 박스를 생성하는,
    이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.
  11. 컴퓨팅 장치에서 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    상기 이미지에 대하여, 상기 적어도 하나의 물체의 키포인트 정보를 포함하는 키포인트 히트맵을 생성하는 단계;
    생성된 상기 키포인트 히트맵에 기초하여 비-회전 바운딩 박스를 생성하는 단계;
    상기 비-회전 바운딩 박스를 이용하여, 회전 바운딩 박스를 생성하는 단계; 및
    상기 비-회전 바운딩 박스 또는 상기 회전 바운딩 박스 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 적어도 하나의 물체가 상기 이미지 내에서 점유하는 영역을 표현하는 최종 바운딩 박스를 생성하는 단계;
    를 포함하는,
    컴퓨팅 장치에서 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하기 위한 방법.
  12. 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서로 하여금 이미지에 포함된 적어도 하나의 물체의 영역 정보를 생성하게 하기 위한 명령들을 포함하며, 상기 명령들은:
    상기 이미지에 대하여, 상기 적어도 하나의 물체의 키포인트 정보를 포함하는 키포인트 히트맵을 생성하는 단계;
    생성된 상기 키포인트 히트맵에 기초하여 비-회전 바운딩 박스를 생성하는 단계;
    상기 비-회전 바운딩 박스를 이용하여, 회전 바운딩 박스를 생성하는 단계; 및
    상기 비-회전 바운딩 박스 또는 상기 회전 바운딩 박스 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 적어도 하나의 물체가 상기 이미지 내에서 점유하는 영역을 표현하는 최종 바운딩 박스를 생성하는 단계;
    를 포함하는,
    컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
KR1020200068889A 2020-06-08 2020-06-08 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법 KR102270198B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200068889A KR102270198B1 (ko) 2020-06-08 2020-06-08 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법
US18/009,121 US20230237765A1 (en) 2020-06-08 2021-06-04 Anchor-Free RPN-Based Object Detection Method
PCT/KR2021/007003 WO2021251691A1 (ko) 2020-06-08 2021-06-04 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법
KR1020210080972A KR20210152417A (ko) 2020-06-08 2021-06-22 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200068889A KR102270198B1 (ko) 2020-06-08 2020-06-08 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210080972A Division KR20210152417A (ko) 2020-06-08 2021-06-22 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102270198B1 true KR102270198B1 (ko) 2021-06-28

Family

ID=76608149

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200068889A KR102270198B1 (ko) 2020-06-08 2020-06-08 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법
KR1020210080972A KR20210152417A (ko) 2020-06-08 2021-06-22 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210080972A KR20210152417A (ko) 2020-06-08 2021-06-22 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230237765A1 (ko)
KR (2) KR102270198B1 (ko)
WO (1) WO2021251691A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11967068B2 (en) * 2021-07-13 2024-04-23 International Business Machines Corporation Pre-NMS filtering using a heat map

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190085519A (ko) * 2016-11-15 2019-07-18 매직 립, 인코포레이티드 큐보이드 검출을 위한 딥 러닝 시스템
KR20200036098A (ko) * 2018-09-21 2020-04-07 라인 가부시키가이샤 글자 검출 장치, 방법 및 시스템
KR20200047303A (ko) 2018-10-26 2020-05-07 주식회사 스트라드비젼 장애물의 하단 라인을 기준으로 roi를 검출하는 학습 방법 및 학습 장치 그리고 이를 이용한 테스트 방법 및 테스트 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101403876B1 (ko) * 2012-03-19 2014-06-09 한밭대학교 산학협력단 차량 번호판 인식 방법과 그 장치
KR101805318B1 (ko) * 2016-11-01 2017-12-06 포항공과대학교 산학협력단 텍스트 영역 식별 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190085519A (ko) * 2016-11-15 2019-07-18 매직 립, 인코포레이티드 큐보이드 검출을 위한 딥 러닝 시스템
KR20200036098A (ko) * 2018-09-21 2020-04-07 라인 가부시키가이샤 글자 검출 장치, 방법 및 시스템
KR20200047303A (ko) 2018-10-26 2020-05-07 주식회사 스트라드비젼 장애물의 하단 라인을 기준으로 roi를 검출하는 학습 방법 및 학습 장치 그리고 이를 이용한 테스트 방법 및 테스트 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210152417A (ko) 2021-12-15
US20230237765A1 (en) 2023-07-27
WO2021251691A1 (ko) 2021-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210107584A (ko) 학습 데이터 관리 방법
KR102347277B1 (ko) 기계 학습 기반 기상 자료 생성 장치 및 방법
KR20210068707A (ko) 신경망을 학습시키는 방법
KR102285530B1 (ko) 영상 정합을 위한 이미지 처리 방법
US11721325B1 (en) Method for generating learning data for speech recognition error detection
KR102270198B1 (ko) 앵커-프리 rpn 기반의 물체 검출 방법
KR102364882B1 (ko) 객체 검출 방법
KR102437396B1 (ko) 모델 학습 방법
KR102393951B1 (ko) 객체 중심 데이터 증강 방법
KR20240002577A (ko) 변화 탐지 방법
KR102292703B1 (ko) 피처 셋 정보에 기초한 전이 학습 방법
KR102517968B1 (ko) 신경망 모델을 이용한 이미지 특징 추출 방법
KR102508654B1 (ko) 이미지 기반 테이블 경계선 생성 방법
US20230196745A1 (en) Adversarial attack method for malfunctioning object detection model with super resolution
KR102379636B1 (ko) 딥러닝 기반의 어노테이션 방법
KR102285240B1 (ko) 모델 학습 방법
KR102364881B1 (ko) 전문가 모사 모델 학습 방법 및 그 학습을 위한 장치
KR102437285B1 (ko) 모호한 라벨을 이용한 객체 예측 모델 학습 방법
KR102479218B1 (ko) 오토 인코더 모델의 선택 및 최적화 방법
KR102255998B1 (ko) 피해 감지 방법
KR102293547B1 (ko) 변화 탐지 방법 및 장치
KR102552230B1 (ko) 클라우드 플랫폼에서 인공지능 모델을 활용한 데이터 라벨링 방법
KR102260169B1 (ko) 데이터 생성 방법
KR20240050005A (ko) 배열 정보의 유사도 판단 방법
KR20220000145A (ko) 서비스 요청 분류 및 응답 서버, 방법 및 판독 가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant