KR102293547B1 - Method and apparatus for detecting change - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인공지능 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 인공지능 기반의 변화 탐지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the field of artificial intelligence, and more particularly, to an artificial intelligence-based change detection method.
인공 신경망을 이용한 이미지 처리 기술의 발달에 따라, 뉴럴 네트워크를 사용하여 이미지에서 변화를 탐지하고 변화된 영역을 검출하는 방법은 다양하게 개시되고 있다. 통상적으로 당업계에서는 변화 탐지를 위해 U-net 구조의 뉴럴 네트워크를 사용해왔다.With the development of image processing technology using artificial neural networks, various methods for detecting a change in an image and detecting a changed region using a neural network have been disclosed. Typically, in the art, a neural network having a U-net structure has been used for change detection.
그러나 U-net 구조의 뉴럴 네트워크는 인코더 역할의 서브모델과 디코더 역할의 서브모델이 skip connection 형태로 연결되어 있어 각 서브모델의 치환, 변경 등이 어려운 문제점이 존재한다.However, in the neural network of the U-net structure, the submodel of the encoder role and the submodel of the decoder role are connected in a skip connection form, so there is a problem in that it is difficult to replace or change each submodel.
이러한 문제점은, 인코더 서브모델의 변경을 통해 입력 이미지에 대한 피처 표현(feature representation)을 더욱 정교하게 생성할 수 있는 경우에도 모델 전체 구조를 변경해야 하는 불편함을 야기한다. 따라서 각 서브모델이 분리되어 독립적인 뉴럴 네트워크 구조를 가지면서 변화 탐지를 효과적으로 수행할 수 있는 뉴럴 네트워크에 대한 당업계의 수요가 지속적으로 증가해왔다.This problem causes the inconvenience of having to change the overall structure of the model even when the feature representation for the input image can be more precisely generated through the change of the encoder submodel. Therefore, the demand in the art for a neural network capable of effectively performing change detection while each submodel is separated and has an independent neural network structure has been continuously increasing.
한국등록특허 KR2189926은 "관심 영역 변화를 검출하는 방법 및 시스템"을 개시하고 있다.Korean Patent No. KR2189926 discloses "a method and system for detecting a change in a region of interest".
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출 된 것으로, 인공 신경망을 이용하여 이미지에 기초한 변화 탐지 결과 정보의 제공을 목적으로 한다.The present disclosure has been devised in response to the above-mentioned background art, and aims to provide information on the result of detecting changes based on an image using an artificial neural network.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 변화 탐지 방법으로서, 상기 방법은: 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍(pair) - 상기 이미지 쌍은 참조 이미지 및 목표 이미지를 포함함 - 을 획득하는 단계; 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델을 이용하여 상기 참조 이미지 및 상기 목표 이미지 각각에 대한 특징 데이터를 산출하는 단계; 및 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 이용하여 상기 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 상기 목표 이미지에 대한 특징 데이터로부터 상기 목표 이미지에 나타나는 변화 영역 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.A change detection method performed by a computing device including at least one processor according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem, the method comprising: an image pair to be changed detection obtaining - the image pair includes a reference image and a target image; calculating feature data for each of the reference image and the target image using a neural network-based feature extraction model; and calculating change region information appearing in the target image from the feature data of the reference image and the feature data of the target image by using a neural network-based change detection model.
대안적인 실시예에서, 상기 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델은, 데이터 압축을 위한 적어도 하나의 다운샘플링(downsampling) 레이어를 포함하고, 상기 다운샘플링 레이어는, 적어도 하나의 컨볼루셔널(Convolutional) 필터 및 적어도 하나의 풀링(Pooling) 필터를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, the neural network-based feature extraction model comprises at least one downsampling layer for data compression, wherein the downsampling layer comprises at least one convolutional filter and at least one One pooling filter may be included.
대안적인 실시예에서, 상기 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델은, 둘 이상의 파이프라인(pipeline)을 포함하며, 상기 둘 이상의 파이프라인은, 각각 적어도 하나의 업샘플링(upsampling) 레이어를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, the neural network-based change detection model may include two or more pipelines, and the two or more pipelines may each include at least one upsampling layer.
대안적인 실시예에서 상기 변화 영역 정보를 산출하는 단계는, 상기 둘 이상의 파이프라인에 각각 포함된 서로 다른 레이어로부터 개별적으로 산출되는 복수의 중간 데이터들에 기초하여 상기 복수의 중간 데이터들과는 상이한 신규 중간 데이터를 연산하는 단계; 및 상기 신규 중간 데이터에 기초하여 상기 변화 영역 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, the calculating of the change region information may include new intermediate data different from the plurality of intermediate data based on a plurality of intermediate data separately calculated from different layers respectively included in the two or more pipelines. calculating ; and calculating the change region information based on the new intermediate data.
대안적인 실시예에서 상기 변화 영역 정보를 산출하는 단계는, 상기 둘 이상의 파이프라인 중 제 1 파이프라인에 포함된 레이어로부터 산출되는 제 1 중간 데이터; 상기 둘 이상의 파이프라인 중 제 2 파이프라인에 포함된 레이어로부터 산출되는 제 2 중간 데이터; 및 상기 제 2 파이프라인과 관련된 연산을 위해 사용되는 복수의 누적 가중치에 기초하여 상기 변화 영역 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, the calculating of the change region information may include: first intermediate data calculated from a layer included in a first pipeline among the two or more pipelines; second intermediate data calculated from a layer included in a second pipeline among the two or more pipelines; and calculating the change region information based on a plurality of accumulated weights used for an operation related to the second pipeline.
대안적인 실시예에서, 상기 복수의 누적 가중치 각각은, 상기 제 2 파이프라인과 관련된 복수의 사전 결정된 데이터들 각각에 대응될 수 있다.In an alternative embodiment, each of the plurality of accumulated weights may correspond to each of a plurality of predetermined data related to the second pipeline.
대안적인 실시예에서 상기 복수의 누적 가중치는 제 1 누적 가중치 및 제 2 누적 가중치를 포함하며, 그리고 선행하는 연산 단계에서 산출된 데이터에 대응되는 제 1 누적 가중치는, 후행하는 연산 단계에서 산출된 데이터에 대응되는 제 2 누적 가중치보다 작은 값을 가질 수 있다.In an alternative embodiment, the plurality of cumulative weights includes a first cumulative weight and a second cumulative weight, and the first cumulative weight corresponding to data calculated in a preceding calculation step is data calculated in a subsequent calculation step. may have a value smaller than the second cumulative weight corresponding to .
대안적인 실시예에서 상기 변화 탐지 방법은, 복수의 이미지를 포함하는 이미지 집합으로부터 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍(pair)을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, the change detection method may further include determining an image pair to be changed detection target from an image set including a plurality of images.
대안적인 실시예에서, 상기 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계는, 상기 이미지 집합으로부터 시간순으로 연속하는 두 이미지로 구성된 복수의 후보 이미지 쌍을 생성하는 단계; 상기 생성된 복수의 후보 이미지 쌍으로부터 변화 발생 정보를 산출하는 단계; 및 상기 변화 발생 정보에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, the determining of the image pair to be the target of the change detection comprises: generating a plurality of candidate image pairs consisting of two consecutive images in chronological order from the image set; calculating change occurrence information from the generated plurality of pair of candidate images; and determining an image pair that is a target of change detection based on the change occurrence information.
대안적인 실시예에서, 상기 변화 발생 정보를 산출하는 단계는, 뉴럴 네트워크 기반 변화 분류 모델에 기초하여 상기 복수의 후보 이미지 쌍들 각각에 대한 변화 스코어를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, the calculating of the change occurrence information may include calculating a change score for each of the plurality of candidate image pairs based on a neural network-based change classification model.
대안적인 실시예에서, 상기 변화 발생 정보에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계는, 상기 변화 발생 정보에 포함된 변화 스코어의 크기에 따라 우선순위를 결정하는 단계; 및 상기 우선순위에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, the determining of an image pair to be subjected to change detection based on the change occurrence information includes: determining a priority according to a size of a change score included in the change occurrence information; and determining an image pair to be subjected to change detection based on the priority.
대안적인 실시예에서, 상기 뉴럴 네트워크 기반 변화 분류 모델은, 두 이미지 사이의 변화 정도가 사전 결정된 기준치보다 낮은 두 이미지로 구성된 적어도 하나의 정상 이미지 쌍; 및 두 이미지 사이의 변화 정도가 사전 결정된 기준치보다 큰 두 이미지로 구성된 적어도 하나의 비정상 이미지 쌍에 기초하여 학습될 수 있다.In an alternative embodiment, the neural network-based change classification model may include: at least one normal image pair including two images in which the degree of change between the two images is lower than a predetermined reference value; and at least one abnormal image pair including two images in which a degree of change between the two images is greater than a predetermined reference value.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 경우, 변화를 탐지하기 위한 이하의 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은: 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍(pair) - 상기 이미지 쌍은 참조 이미지 및 목표 이미지를 포함함 - 을 획득하는 동작; 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델을 이용하여 상기 참조 이미지 및 상기 목표 이미지 각각에 대한 특징 데이터를 산출하는 동작; 및 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 이용하여 상기 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 상기 목표 이미지에 대한 특징 데이터로부터 상기 목표 이미지에 나타나는 변화 영역 정보를 산출하는 동작을 포함할 수 있다.Disclosed is a computer program stored in a computer-readable storage medium according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problems. The computer program, when executed on one or more processors, causes the following operations to be performed for detecting a change, the operations comprising: an image pair subject to change detection, the image pair being a reference image and a target image comprising - obtaining ; calculating feature data for each of the reference image and the target image by using a neural network-based feature extraction model; and calculating change region information appearing in the target image from the feature data of the reference image and the feature data of the target image by using a neural network-based change detection model.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 변화 탐지 장치가 개시된다. 상기 장치는 하나 이상의 프로세서; 하나 이상의 메모리; 및 네트워크부를 포함하며, 그리고 상기 하나 이상의 프로세서는, 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍(pair) - 상기 이미지 쌍은 참조 이미지 및 목표 이미지를 포함함 - 을 획득하고, 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델을 이용하여 상기 참조 이미지 및 상기 목표 이미지 각각에 대한 특징 데이터를 산출하고, 그리고 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 이용하여 상기 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 상기 목표 이미지에 대한 특징 데이터로부터 상기 목표 이미지에 나타나는 변화 영역 정보를 산출할 수 있다.A change detection apparatus is disclosed according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problems. The apparatus may include one or more processors; one or more memories; and a network unit, wherein the one or more processors are configured to: obtain an image pair to be subjected to change detection, wherein the image pair includes a reference image and a target image, and use a neural network-based feature extraction model to calculate feature data for each of the reference image and the target image, and a change region appearing in the target image from the feature data for the reference image and the feature data for the target image using a neural network-based change detection model information can be calculated.
본 개시는 변화 탐지 방법을 제공할 수 있다.The present disclosure may provide a change detection method.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 변화 탐지를 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 둘 이상의 파이프라인 및 각각의 파이프라인에 따른 데이터 흐름을 예시적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델 및 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 표현하는 개념도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치가 변화를 탐지하는 과정에 대한 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치가 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 과정에 대한 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.1 is a block diagram of a computing device for change detection according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a schematic diagram illustrating a network function according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a conceptual diagram exemplarily illustrating two or more pipelines and a data flow according to each pipeline according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a conceptual diagram illustrating a neural network-based feature extraction model and a neural network-based change detection model according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a flowchart illustrating a process in which a computing device detects a change according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a flowchart illustrating a process of determining, by a computing device, an image pair to be changed detection target according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a simplified, general schematic diagram of an exemplary computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.
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.Various embodiments are now described with reference to the drawings. In this specification, various descriptions are presented to provide an understanding of the present disclosure. However, it is apparent that these embodiments may be practiced without these specific descriptions.
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.The terms “component,” “module,” “system,” and the like, as used herein, refer to a computer-related entity, hardware, firmware, software, a combination of software and hardware, or execution of software. For example, a component can be, but is not limited to being, a process running on a processor, a processor, an object, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, both an application running on a computing device and the computing device may be a component. One or more components may reside within a processor and/or thread of execution. A component may be localized within one computer. A component may be distributed between two or more computers. In addition, these components can execute from various computer readable media having various data structures stored therein. Components may communicate via a network such as the Internet with another system, for example via a signal having one or more data packets (eg, data and/or signals from one component interacting with another component in a local system, distributed system, etc.) may communicate via local and/or remote processes depending on the data being transmitted).
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.In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified or clear from context, "X employs A or B" is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, X employs A; X employs B; or when X employs both A and B, "X employs A or B" may apply to either of these cases. It should also be understood that the term “and/or” as used herein refers to and includes all possible combinations of one or more of the listed related items.
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.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" should be understood to mean that the feature and/or element in question is present. However, it should be understood that the terms "comprises" and/or "comprising" do not exclude the presence or addition of one or more other features, elements and/or groups thereof. Also, unless otherwise specified or unless the context is clear as to designating a singular form, the singular in the specification and claims should generally be construed to mean "one or more."
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. In addition, the term “at least one of A or B” should be interpreted as meaning “includes only A”, “includes only B”, and “in the case of a combination of A and B”.
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.Those skilled in the art will further appreciate that the various illustrative logical blocks, configurations, modules, circuits, means, logics, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented in electronic hardware, computer software, or combinations of both. It should be recognized that they can be implemented with To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, configurations, means, logics, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application. However, such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present disclosure.
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.Descriptions of the presented embodiments are provided to enable those skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art of the present disclosure. The generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Thus, the present invention is not limited to the embodiments presented herein. This invention is to be construed in its widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 변화 탐지를 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. 1 is a block diagram of a computing device for change detection according to an embodiment of the present disclosure. The configuration of the
컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(130), 네트워크부(150)를 포함할 수 있다.The
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 뉴럴 네트워크 기반 모델의 학습 또는 뉴럴 네트워크 기반 모델의 추론 등을 위한 데이터 처리를 수행할 수 있다. The
본 개시의 일 실시예에 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 뉴럴 네트워크의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 뉴럴 네트워크의 학습, 뉴럴 네트워크를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서 복수의 컴퓨팅 장치의 프로세서를 함께 사용하여 뉴럴 네트워크의 학습, 뉴럴 네트워크를 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. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 네트워크부(150)가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 뉴럴 네트워크에 기반한 모델들에 포함된 파라미터를 적어도 하나 저장할 수 있다. 메모리(130)는 네트워크부(150)가 수신한 뉴럴 네트워크 기반 모델의 파라미터 값 중 적어도 일부를 저장할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)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(130)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 전술한 메모리에 대한 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시에서 네트워크부(150)는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 다양한 통신 시스템들을 사용할 수 있다. 네트워크부(150)는 유선 및 무선 등의 통신 시스템을 사용하여 외부 디바이스 또는 외부 서버로부터 입력 이미지를 수신할 수 있다. 네트워크부(150)는 유선 및 무선 등의 통신 시스템을 사용하여 외부 디바이스 또는 외부 서버로부터 학습된 모델의 파라미터 값 중 적어도 일부를 수신할 수 있다.In the present disclosure, the network unit 150 may use various communication systems regardless of its communication mode, such as wired and wireless. The network unit 150 may receive an input image from an external device or an external server using a communication system such as wired or wireless. The network unit 150 may receive at least a portion of parameter values of the model learned from an external device or an external server using a communication system such as a wired or wireless communication system.
본 개시에 따른 일 실시예에 있어서, 프로세서(110)는 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍(pair)을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 메모리로부터 로드(load)하여 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 외부 서버에서 전송된 이미지 데이터를 네트워크부(150)를 통해 수신함으로써 이미지 쌍을 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 복수의 이미지들 중 두 이미지를 선택하고 이미지 쌍을 결정하는 일련의 연산을 통해 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 획득할 수도 있다. 이미지 쌍은 참조 이미지 및 목표 이미지를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 참조 이미지를 기준으로 하여 목표 이미지의 변화 정보를 산출할 수 있다.In an embodiment according to the present disclosure, the
본 개시에 따른 일 실시예에 있어서, 프로세서(110)는 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델을 이용하여, 이미지 쌍에 포함된 참조 이미지 및 목표 이미지 각각에 대한 특징 데이터를 산출할 수 있다.In an embodiment according to the present disclosure, the
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다. 2 is a schematic diagram illustrating a network function according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시내용에 있어서, "뉴럴 네트워크 기반 X 모델", "뉴럴 네트워크 기반 Y 모델" 등의 용어는, 입력 데이터에 대하여 뉴럴 네트워크에 포함된 노드들 중 적어도 일부에 의해 연산이 이뤄지고 상기 연산의 결과에 기초하여 출력 데이터를 생성하는 뉴럴 네트워크 기반 모델을 지칭하기 위해 사용될 수 있다. "뉴럴 네트워크 기반 X 모델", "뉴럴 네트워크 기반 Y 모델"의 용어들에 있어서, "X", "Y"는 뉴럴 네트워크의 구조를 모델을 서로 구별하기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 걸쳐, "뉴럴 네트워크 기반 X 모델", "뉴럴 네트워크 기반 Y 모델"은 간략히 "X 모델", "Y 모델"로 각각 상호 교환적으로 사용될 수 있다.In the present disclosure, terms such as “neural network-based X model” and “neural network-based Y model” refer to an operation performed by at least some of the nodes included in the neural network on input data, and the result of the operation is It can be used to refer to a neural network-based model that generates output data based on it. In terms of "neural network-based X model" and "neural network-based Y model", "X" and "Y" may be used to distinguish a structure of a neural network from each other. Throughout this specification, "neural network based X model" and "neural network based Y model" may be used interchangeably as "X model" and "Y model" respectively, for short.
본 개시내용에 있어서, '신경망', '인공 신경망', '네트워크 함수', '뉴럴 네트워크(neural network)'라는 용어들은 상호 교환적으로 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 하나의 노드들을 포함하여 구성된다. 신경망들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 링크에 의해 상호 연결될 수 있다.In the present disclosure, the terms 'neural network', 'artificial neural network', 'network function', and 'neural network' may be used interchangeably. A neural network may be composed of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. The neural network is configured to include at least one node. Nodes (or neurons) constituting the neural networks may be interconnected by one or more links.
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. In the neural network, one or more nodes connected through a link may relatively form a relationship between an input node and an output node. The concepts of an input node and an output node are relative, and any node in an output node relationship with respect to one node may be in an input node relationship in a relationship with another node, and vice versa. As described above, an input node-to-output node relationship may be created around a link. One or more output nodes may be connected to one input node through a link, and vice versa.
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.In the relationship between the input node and the output node connected through one link, the value of the data of the output node may be determined based on data input to the input node. Here, a link interconnecting the input node and the output node may have a weight. The weight may be variable, and may be changed by the user or algorithm in order for the neural network to perform a desired function. For example, when one or more input nodes are interconnected to one output node by respective links, the output node sets values input to input nodes connected to the output node and links corresponding to the respective input nodes. An output node value may be determined based on the weight.
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.As described above, in a neural network, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and an output node relationship within the neural network. The characteristics of the neural network may be determined according to the number of nodes and links in the neural network, the correlation between the nodes and the links, and the value of a weight assigned to each of the links. For example, when the same number of nodes and links exist and there are two neural networks having different weight values of the links, the two neural networks may be recognized as different from each other.
신경망은 하나 이상의 레이어(layer)를 포함할 수 있다. 레이어는 하나 이상의 노드를 포함할 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, n번째 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.A neural network may include one or more layers. A layer may contain one or more nodes. Some of the nodes constituting the neural network may configure one layer based on distances from the initial input node. For example, a set of nodes having a distance of n from the first input node may constitute an n-th layer. The distance from the initial input node may be defined by the minimum number of links that must be traversed to reach the corresponding node from the initial input node. However, the definition of such a layer is arbitrary for description, and the order of the layer in the neural network may be defined in a different way from the above. For example, a layer of nodes may be defined by a distance from the final output node.
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. The initial input node may refer to one or more nodes to which data is directly input without going through a link in a relationship with other nodes among nodes in the neural network. Alternatively, in a relationship between nodes based on a link in a neural network, it may mean nodes that do not have other input nodes connected by a link. Similarly, the final output node may refer to one or more nodes that do not have an output node in relation to other nodes among nodes in the neural network. In addition, the hidden node may mean nodes constituting the neural network other than the first input node and the last output node.
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.The neural network according to an embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be the same as the number of nodes in the output layer, and the number of nodes decreases and then increases again as progresses from the input layer to the hidden layer. can In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be less than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes decreases as the number of nodes progresses from the input layer to the hidden layer. have. In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be greater than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes increases as the input layer progresses to the hidden layer. can The neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in a combined form of the aforementioned neural networks.
본 개시의 일 실시예에 따른 뉴럴 네트워크는 복수의 신경망 레이어를 포함할 수 있다. 복수의 신경망 레이어는 그 기능과 역할에 따라 뉴럴 네트워크 내에서 일정한 순서를 갖는 시퀀스(sequence)를 구성할 수 있다. 상기 복수의 신경망 레이어에는, 예를 들어, 컨볼루션 레이어, 풀링 레이어, 완전 연결 레이어 등이 포함될 수 있다. 뉴럴 네트워크에 대한 최초 입력은 시퀀스에 포함된 레이어들 중 최초의 레이어에 의해 수신될 수 있다. 뉴럴 네트워크는 최초 입력으로부터 최종 출력을 생성하기 위해 최초 입력을 시퀀스 내 레이어들에 순차적으로 입력할 수 있다. 상기 최초 입력은 예를 들어 이미지일 수 있고 그에 대한 최종 출력은 예를 들어 하나 이상의 카테고리를 포함하는 카테고리 집합에 있어서 각각의 카테고리에 대한 스코어일 수 있다.A neural network according to an embodiment of the present disclosure may include a plurality of neural network layers. The plurality of neural network layers may constitute a sequence having a predetermined order in the neural network according to their functions and roles. The plurality of neural network layers may include, for example, a convolutional layer, a pooling layer, a fully connected layer, and the like. The initial input to the neural network may be received by the first layer among the layers included in the sequence. A neural network may sequentially input an initial input to layers in a sequence to generate a final output from the initial input. The initial input may be, for example, an image and the final output may be, for example, a score for each category in a set of categories comprising one or more categories.
본 개시의 일 실시예에 따른 신경망 레이어는 적어도 하나의 노드를 포함할 수 있다. 신경망 레이어에 포함된 각 노드에는 가중치(weight) 또는 편향값(bias)이 할당될 수 있다. 본 개시에 따른 컴퓨팅 장치(100)의 메모리(130)는 신경망 레이어에 포함된 적어도 하나의 노드에 할당된 가중치 또는 편향값을 저장할 수 있다. 각 신경망 레이어는 컨볼루션 신경망에 대한 최초 입력 또는 직전 신경망 레이어의 출력을 입력으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 복수의 신경망 레이어로 이루어진 시퀀스에 있어서 제 N 번째 신경망 레이어는 제 N-1 번째 신경망 레이어의 출력을 입력으로 수신할 수 있다. 각 신경망 레이어는 입력으로부터 출력을 생성할 수 있다. 신경망 레이어가 시퀀스에서 가장 높은, 최후의 신경망 레이어인 경우, 이러한 신경망 레이어의 출력은 전체 신경망의 출력으로 취급될 수 있다.The neural network layer according to an embodiment of the present disclosure may include at least one node. A weight or bias may be assigned to each node included in the neural network layer. The
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. A deep neural network (DNN) may refer to a neural network including a plurality of hidden layers in addition to an input layer and an output layer. Deep neural networks can be used to identify the latent structures of data. In other words, it can identify the potential structure of photos, texts, videos, voices, and music (for example, what objects are in the photos, what the text and emotions are, what the texts and emotions are, etc.) . Deep neural networks include convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), auto encoders, generative adversarial networks (GANs), and restricted boltzmann machines (RBMs). machine), a deep belief network (DBN), a Q network, a U network, a Siamese network, a Generative Adversarial Network (GAN), and the like. The description of the deep neural network described above is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.
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.In an embodiment of the present disclosure, the network function may include an autoencoder. The auto-encoder may be a kind of artificial neural network for outputting output data similar to input data. The auto encoder may include at least one hidden layer, and an odd number of hidden layers may be disposed between the input/output layers. The number of nodes in each layer may be reduced from the number of nodes of the input layer to an intermediate layer called the bottleneck layer (encoding), and then expanded symmetrically with reduction from the bottleneck layer to the output layer (symmetrically with the input layer). The auto-encoder can perform non-linear dimensionality reduction. The number of input layers and output layers may correspond to a dimension after preprocessing the input data. In the auto-encoder structure, the number of nodes of the hidden layer included in the encoder may have a structure that decreases as the distance from the input layer increases. If the number of nodes in the bottleneck layer (the layer with the fewest nodes between the encoder and the decoder) is too small, a sufficient amount of information may not be conveyed, so a certain number or more (e.g., more than half of the input layer, etc.) ) may be maintained.
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. The neural network may be trained using at least one of supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, and reinforcement learning. Learning of the neural network may be a process of applying knowledge for the neural network to perform a specific operation to the neural network.
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 라벨링 되어있는 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 출력과 학습 데이터의 라벨을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다. 본 개시에 있어서 뉴럴 네트워크 기반 모델들은 예를 들어, 쿼리 샘플에 대한 예측 라벨과 쿼리 샘플에 대한 학습용 정답 라벨을 비교함으로써 오류를 계산할 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.A neural network can be trained in a way that minimizes output errors. In the training of a neural network, iteratively inputs the training data to the neural network, calculates the output of the neural network and the target error for the training data, and calculates the error of the neural network from the output layer of the neural network to the input layer in the direction to reduce the error. It is a process of updating the weight of each node in the neural network by backpropagation in the direction. In the case of teacher learning, learning data in which the correct answer is labeled in each learning data is used (ie, labeled learning data), and in the case of comparative learning, the correct answer may not be labeled in each learning data. That is, for example, the learning data in the case of teacher learning regarding data classification may be data in which categories are labeled in each of the learning data. Labeled training data is input to the neural network, and an error can be calculated by comparing the output of the neural network with the label of the training data. In the present disclosure, neural network-based models may calculate an error by, for example, comparing a prediction label for a query sample with a training correct label for a query sample. As another example, in the case of comparison learning about data classification, an error may be calculated by comparing the input training data with the neural network output. The calculated error is back propagated in the reverse direction (ie, from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node of each layer of the neural network may be updated according to the back propagation. A change amount of the connection weight of each node to be updated may be determined according to a learning rate. The computation of the neural network on the input data and the backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently according to the number of repetitions of the learning cycle of the neural network. For example, in the early stage of training of a neural network, a high learning rate can be used to enable the neural network to quickly acquire a certain level of performance, thereby increasing efficiency, and using a low learning rate at the end of learning can increase accuracy.
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, 레귤러라이제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 비활성화하는 드롭아웃(dropout), 배치 정규화 레이어(batch normalization layer)의 활용 등의 방법이 적용될 수 있다.In the training of neural networks, in general, the training data may be a subset of real data (that is, data to be processed using the trained neural network), and thus the error on the training data is reduced, but the error on the real data is reduced. There may be increasing learning cycles. Overfitting is a phenomenon in which errors on actual data increase by over-learning on training data as described above. For example, a phenomenon in which a neural network that has learned a cat by showing a yellow cat does not recognize that it is a cat when it sees a cat other than yellow may be a type of overfitting. Overfitting can act as a cause of increasing errors in machine learning algorithms. In order to prevent such overfitting, various optimization methods can be used. In order to prevent overfitting, methods such as increasing the training data, regularization, dropout that deactivate some nodes of the network in the process of learning, and the use of a batch normalization layer can be applied.
본 개시의 일 실시예에 있어서, 프로세서(110)가 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델을 이용하여 각각의 이미지에 대해 산출하는 특징 데이터는, 텐서(tensor) 데이터일 수 있다. 텐서 데이터는 정해진 n차원을 갖는 데이터 구조로 n은 0이상의 정수일 수 있다. 예를 들어, 0차원의 텐서 데이터는 스칼라(scalar), 1차원의 텐서 데이터는 벡터(vector), 2차원의 텐서 데이터는 행렬(matrix) 형태의 데이터 구조로 표현될 수 있다. 특징 데이터가 2차원 텐서 데이터일 경우에 특징 데이터는 '특징맵(feature map)'으로 지칭될 수 있다. 특징 데이터가 복수의 특징맵으로 이뤄질 경우 특징 데이터는 채널, 높이, 너비를 각각 축으로 갖는 3차원 텐서 데이터일 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the feature data that the
본 개시에 있어서 프로세서(110)가 각각의 이미지에 대해 산출하는 특징 데이터는 이미지에 내재된 특징을 표현하기 위한 데이터이다. 프로세서(110)는 특징 추출 모델을 이용하여 이미지를 잠재 공간에 매핑(mapping)함으로써 이미지에 대한 특징 데이터를 산출할 수 있다. In the present disclosure, the feature data that the
본 개시의 일 실시예에 따른 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델은 데이터 압축을 위한 적어도 하나의 다운샘플링(downsampling) 레이어를 포함할 수 있다. 특징 추출 모델의 최초 입력 데이터는 참조 이미지 또는 목표 이미지일 수 있다. 특징 추출 모델에 포함된 각 레이어의 입력 데이터는 연산의 순서상 선행하는 레이어들 중 하나의 출력 데이터일 수 있다. 특징 추출 모델에 포함된 레이어들 중 최초의 레이어는 참조 이미지 또는 목표 이미지를 입력 데이터로 할 수 있다.The neural network-based feature extraction model according to an embodiment of the present disclosure may include at least one downsampling layer for data compression. The initial input data of the feature extraction model may be a reference image or a target image. The input data of each layer included in the feature extraction model may be output data of one of the preceding layers in the order of operation. The first layer among the layers included in the feature extraction model may use a reference image or a target image as input data.
본 개시의 일 실시예에 따른 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델에 포함된 다운샘플링 레이어는 레이어의 입력 데이터의 높이와 너비를 줄여 레이어의 출력 데이터를 생성할 수 있다. 다운샘플링 레이어는 입력 데이터에서 특징을 추출하기 위한 복수의 필터를 포함할 수 있다. 다운샘플링 레이어의 출력 데이터는 다운샘플링 레이어에 포함된 필터의 개수와 같은 크기의 채널 수를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델에 포함된 적어도 하나의 다운샘플링 레이어 중 k번째 다운샘플링 레이어에 입력되는 데이터는 , 출력되는 데이터는 로 호칭될 수 있다. 이 때 의 크기가 512*512*C(C는 자연수)인 경우, k번째 다운샘플링 레이어는 입력 데이터의 높이와 너비를 반으로 축소시키되, 입력 데이터에 N(N은 자연수)개의 서로 다른 필터를 적용함으로써 256*256*N의 크기를 갖는 를 출력할 수 있다. 전술한 예시는 다운샘플링의 데이터 연산 방법을 설명하기 위한 일 예시일 뿐, 본 개시를 제한하지 않는다.The downsampling layer included in the neural network-based feature extraction model according to an embodiment of the present disclosure may reduce the height and width of input data of the layer to generate output data of the layer. The downsampling layer may include a plurality of filters for extracting features from the input data. Output data of the downsampling layer may have the same number of channels as the number of filters included in the downsampling layer. In an embodiment, data input to the k-th downsampling layer among at least one downsampling layer included in the neural network-based feature extraction model is , the output data is may be called At this time If the size of is 512*512*C (C is a natural number), the k-th downsampling layer reduces the height and width of the input data in half, but by applying N (N is a natural number) different filters to the input data. It has a size of 256*256*N. can be printed out. The above-described example is only an example for describing a data operation method of downsampling, and does not limit the present disclosure.
본 개시의 일 실시예에 따른 다운샘플링 레이어는, 적어도 하나의 컨볼루셔널(Convolutional) 필터 및 적어도 하나의 풀링(Pooling) 필터를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 다운샘플링 레이어에 포함된 컨볼루셔널 필터에 의해 생성된 출력 데이터와 다운샘플링 레이어에 포함된 풀링 필터에 의해 생성된 출력 데이터에 기초하여 다운샘플링 레이어의 출력 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 다운샘플링 레이어에 포함된 컨볼루셔널 필터는 3x3의 윈도우 크기를 갖고, 스트라이드(stride)의 크기가 2일 수 있다. 또한 예를 들어, 풀링 필터는 최대 풀링 필터 또는 평균 풀링 필터일 수 있다. 컨볼루셔널 필터의 스트라이드 크기가 2 이상일 경우, 입력 데이터의 높이 및 너비를 축소시켜 출력 데이터를 생성할 수 있다. The downsampling layer according to an embodiment of the present disclosure may include at least one convolutional filter and at least one pooling filter. The
본 개시의 일 실시예에 따라 프로세서(110)는 컨볼루셔널 필터에 의해 생성된 출력 데이터와 풀링 필터에 의해 생성된 출력 데이터를 연접(concatenate)하는 연산에 기초하여 출력 데이터를 생성할 수 있다. 각 필터의 출력 데이터가 '특징맵'인 경우, 프로세서(110)는 각각의 특징맵을 채널축 방향으로 정렬하여 연접할 수 있다. 구체적으로, 컨볼루셔널 필터에 의해 생성된 특징맵의 크기가 16*16*1이고, 풀링 필터에 의해 생성된 특징맵의 크기도 16*16*1인 경우, 프로세서(110)는 두 특징맵을 연접하여 16*16*2 크기를 갖는 출력 데이터를 생성할 수 있다. 전술한 예시는 프로세서(110)가 다운샘플링 레이어에 기초하여 출력 데이터를 생성하는 일 예시에 불과할 뿐, 프로세서(110)는 컨볼루셔널 필터에 의해 생성된 특징맵과 풀링 필터에 의해 생성된 특징맵을 합산하거나 평균 또는 가중 평균하는 연산에 기초하여 출력 데이터를 생성할 수도 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
프로세서(110)는 전술한 바와 같은 다운샘플링 레이어를 적어도 하나 포함하는 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델에 기초하여 참조 이미지 및 목표 이미지 각각에 대한 특징 데이터를 산출할 수 있다. 특징 데이터는 3차원의 텐서 데이터일 수 있다. 본 개시에 따른 다운샘플링 레이어에서 풀링 필터와 컨볼루셔널 필터를 함께 사용할 경우, 데이터를 압축하는 과정에서 야기되는 일부 데이터 손실 문제를 방지하고, 효과적으로 이미지에 대한 특징 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 본 개시내용에 따른 다운샘플링 레이어를 이용한 방법은 풀링 필터만을 사용하여 이미지에 대한 특징 데이터를 산출하는 방법보다 정교한 특징 데이터를 생성할 수 있는 장점을 갖는다.The
프로세서(110)는 목표 이미지에 나타나는 변화 영역 정보를 산출하기 위해 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 목표 이미지에 대한 특징 데이터를 연접함으로써 변화 탐지 모델을 위한 최초 입력 데이터를 생성할 수 있다. 프로세서(110)는 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 목표 이미지에 대한 특징 데이터를 합산하거나 평균 연산을 수행함으로써 변화 탐지 모델을 위한 최초 입력 데이터를 생성할 수도 있다.The
프로세서(110)는 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 이용하여 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 목표 이미지에 대한 특징 데이터로부터 상기 목표 이미지에 나타나는 변화 영역 정보를 산출할 수 있다.The
본 개시내용에 있어서, 변화 영역 정보는 참조 이미지와 비교하여 목표 이미지에 나타나는 변화 영역과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 변화 영역 정보는 목표 이미지에 나타나는 변화 영역과 관련된 좌표값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 변화된 영역에 관한 좌표값은, 변화된 영역을 포함하는 다각형의 각 꼭지점의 좌표값 또는 변화된 영역이 포함하는 픽셀들의 각 좌표값 등을 포함할 수 있다. 변화 영역 정보는 목표 이미지에 포함된 적어도 일부 픽셀에 대한 분류값일 수 있다. 프로세서(110)는 픽셀 각각에 대하여 분류값을 할당할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 참조 이미지와 목표 이미지 내에서 동일한 위치에 대응되는 각각의 픽셀 값에 기초하여, 목표 이미지에 포함된 픽셀이 변화된 것으로 판단되는 경우 해당 픽셀에 1의 값을 할당할 수 있다. 반대로 목표 이미지에 포함된 픽셀이 변화되지 않은 것으로 판단되는 경우 해당 픽셀에 0의 값을 할당할 수 있다. 프로세서(110)는 산출되는 변화 영역 정보를 통해 표현하고자 하는 변화 상태가 복수 개인 경우, 복수 개의 변화 상태를 서로 구분하기 위해 각각의 변화 상태에 서로 다른 값을 부여할 수도 있다. 변화 상태는 변화의 정도 또는 변화의 양태를 포함할 수 있다. 변화의 정도는 예를 들어, 변화 탐지 모델이 연산 과정에서 산출하는 신뢰도(Confidence score)에 기초하여 구분될 수 있다. 변화의 양태는 예를 들어, '건물이 없어진 경우', '건물이 생겨난 경우', 또는 '특정 물체로 치환된 경우' 등을 포함할 수 있다.In the present disclosure, the change region information may include information related to a change region appearing in the target image compared to the reference image. The change region information may include coordinate values related to the change region appearing in the target image. For example, the coordinate values for the changed region may include coordinate values of each vertex of a polygon including the changed region or coordinate values of pixels included in the changed region. The change region information may be a classification value for at least some pixels included in the target image. The
본 개시의 일 실시예에 있어서, 뉴럴 네트워크 기반 탐지 모델은 둘 이상의 파이프라인(pipeline)을 포함할 수 있다. 본 개시내용에 있어서, '파이프라인'은 '적어도 하나의 레이어 집합'을 표현하기 위한 용어로 사용될 수 있다. 파이프라인은 데이터의 연산을 위한 적어도 하나의 레이어를 포함할 수 있다. 복수의 파이프라인은 해당 파이프라인에 포함된 레이어에 의해 서로 구분될 수 있다. 또한, 복수의 파이프라인은 해당 파이프라인에 포함된 레이어의 개수, 종류 등에 기초하여 구분될 수도 있다. 예를 들어, 두 파이프라인 각각에 포함된 레이어들 중 적어도 하나의 레이어가 상이한 경우, 두 파이프라인은 서로 다른 파이프라인일 수 있다. 또한 예를 들어, 프로세서(110)가 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델에 기초하여 입력 데이터로부터 출력 데이터를 산출할 때 수행하는 연산 과정에 있어서, 상기 연산 과정은 복수개의 서브 연산 과정을 포함할 수 있다. 이 때 복수개의 서브 연산 과정에서 사용되는 레이어가 상이할 경우, 복수개의 서브 연산 과정은 서로 상이한 파이프라인을 따르는 연산 과정일 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, the neural network-based detection model may include two or more pipelines. In the present disclosure, 'pipeline' may be used as a term for expressing 'at least one layer set'. The pipeline may include at least one layer for data operation. A plurality of pipelines may be distinguished from each other by a layer included in the corresponding pipeline. Also, the plurality of pipelines may be classified based on the number and type of layers included in the corresponding pipeline. For example, when at least one of the layers included in each of the two pipelines is different, the two pipelines may be different pipelines. Also, for example, in a calculation process performed when the
본 개시내용에 있어서, 뉴럴 네트워크 기반 탐지 모델이 서로 상이한 복수의 파이프라인을 포함할 경우, 프로세서(110)는 각각의 파이프라인을 따르는 데이터 연산을 독립적으로 수행할 수 있다. 프로세서(110)가 각각의 파이프라인을 따르는 데이터 연산을 독립적으로 수행한다는 것은, 서로 상이한 프로세서 또는 컴퓨팅 장치 각각에 의해 서로 상이한 파이프라인을 따르는 데이터 연산들이 각각 수행되는 것을 포함한다. 또한 프로세서(110)가 각각의 파이프라인을 따르는 데이터 연산을 독립적으로 수행한다는 것은, 서로 상이한 파이프라인을 따르는 데이터 연산들이 각각 병렬적으로 처리되는 것을 포함한다.In the present disclosure, when the neural network-based detection model includes a plurality of pipelines different from each other, the
본 개시의 일 실시예에 따른 둘 이상의 파이프라인은 각각 적어도 하나의 업샘플링(upsamling) 레이어를 포함할 수 있다. 업샘플링 레이어는 입력 데이터의 높이 및 너비의 크기를 증가시킬 수 있다. 업샘플링 레이어는 디컨볼루션(deconvolution) 연산을 수행함으로써 입력 데이터의 높이 및 너비의 크기를 증가시킬 수 있다. 디컨볼루션 연산 자체는, 컨볼루션 연산에 반대되는 연산으로서 일반적으로 알려진 알고리즘인 바, 상세한 설명은 생략한다. 디컨볼루션 연산을 위해 사용되는 필터에 포함된 파라미터는 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델이 학습될 때 갱신될 수 있다. 변화 탐지 모델의 구체적 학습 방법에 대하여는 후술하여 자세히 설명한다.Two or more pipelines according to an embodiment of the present disclosure may each include at least one upsampling layer. The upsampling layer may increase the size of the height and width of the input data. The upsampling layer may increase the height and width of the input data by performing a deconvolution operation. Since the deconvolution operation itself is an algorithm generally known as an operation opposite to the convolution operation, a detailed description thereof will be omitted. The parameters included in the filter used for the deconvolution operation may be updated when the neural network-based change detection model is trained. A specific learning method of the change detection model will be described later in detail.
본 개시의 일 실시예에 따라 프로세서(110)가 변화 탐지 모델을 이용하여 변화 영역 정보를 산출하는 단계는, 둘 이상의 파이프라인에 각각 포함된 서로 다른 레이어로부터 개별적으로 산출되는 복수의 중간 데이터들에 기초하여 상기 복수의 중간 데이터들과는 상이한 신규 중간 데이터를 연산하는 단계를 포함할 수 있다. 신규 중간 데이터란 기존의 중간 데이터에 기초하여 산출되는 중간 데이터를 의미할 수 있다. 이하에서는 도 3을 참조하여 자세히 설명한다.According to an embodiment of the present disclosure, the step of calculating, by the
도 3을 참조하기에 앞서 본 개시내용에 있어서, 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델에 복수의 레이어가 포함된 경우, '각 레이어의 출력 데이터'는 '중간 데이터'와 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 변화 탐지 모델에 포함된 복수의 레이어가 연산 처리 순서에 따라 일련의 순서(i.e. 시퀀스)를 갖는 경우, 각 레이어들의 출력 데이터와 최종 출력 데이터의 모호성을 없애기 위해 본 개시에서 복수의 레이어 중 '마지막 레이어의 출력 데이터'는 '특징 추출 모델의 출력 데이터' 또는 '특징 추출 모델의 최종 출력 데이터'와 상호 교환적으로 사용될 수 있다. In the present disclosure before referring to FIG. 3 , when a plurality of layers are included in the neural network-based change detection model, 'output data of each layer' may be used interchangeably with 'intermediate data'. When a plurality of layers included in the change detection model have a series order (ie sequence) according to the operation processing order, in the present disclosure, in order to eliminate ambiguity between the output data of each layer and the final output data, the 'last layer' among the plurality of layers 'output data of' may be used interchangeably with 'output data of the feature extraction model' or 'final output data of the feature extraction model'.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 둘 이상의 파이프라인 및 각각의 파이프라인에 따른 데이터 흐름을 예시적으로 도시한 개념도이다. 도 3에서 등과 매칭되는 블록(block)들은 서로 다른 레이어로부터 각각 산출된 중간 데이터들을 도시한 것이다.3 is a conceptual diagram exemplarily illustrating two or more pipelines and a data flow according to each pipeline according to an embodiment of the present disclosure. in Figure 3 Blocks matching the etc. show intermediate data respectively calculated from different layers.
본 개시내용에서, 복수의 레이어로부터 각각 산출된 중간 데이터는 기호로 '' 형태로 표현될 수 있다. 에 있어서, 'A'는 해당 중간 데이터를 생성하기 위해 사용된 레이어의 종류가 'A'임을 나타낸다. 에 있어서, 'x'는 'A' 유형의 레이어에 의해 생성된 중간 데이터가 포함된 파이프라인의 번호를 나타낸다. 기호 에 있어서, 'y'는 'x'번째 파이프라인에 포함되되, 'A' 유형의 레이어에 의해 생성된 중간 데이터의 번호를 나타낸다. In the present disclosure, the intermediate data each calculated from a plurality of layers is denoted as ' ' can be expressed in the form In , 'A' indicates that the type of layer used to generate the corresponding intermediate data is 'A'. In , 'x' represents the number of the pipeline including the intermediate data generated by the 'A' type layer. sign In , 'y' represents the number of intermediate data included in the 'x'-th pipeline and generated by the 'A' type layer.
도 3에 있어서, A가 U인 중간 데이터는 해당 중간 데이터를 생성하기 위해 사용된 레이어가 업샘플링 레이어임을 나타낼 수 있다. 또한 A가 D인 경우 해당 중간 데이터를 생성하기 위해 사용된 레이어가 비-업샘플링 레이어(즉, 업샘플링 레이어가 아닌 다른 레이어)임을 나타낼 수 있다. 비-업샘플링 레이어는 입력 데이터의 높이 및 너비를 증가시키지 않으면서 입력 데이터로부터 출력 데이터를 생성하기 위한 다양한 종류의 레이어를 제한없이 포함한다. 예를 들어, 비-업샘플링 레이어는 잔차(Residual) 레이어일 수 있다. 잔차 레이어는 일반적인 레이어와 달리, 잔차 레이어에 의한 1차 출력 데이터에 잔차 레이어에 입력된 입력 데이터를 합산하는 연산을 추가적으로 수행하여 2차 출력 데이터를 생성할 수 있다. 1차 출력 데이터는 입력 데이터를 합산하기 이전에 잔차 레이어에 포함된 적어도 하나의 노드에 기초한 연산 결과를 의미한다. 2차 출력 데이터는 잔차 레이어의 1차 출력 데이터에 잔차 레이어에 입력된 입력 데이터를 합산한 결과를 의미한다. In FIG. 3 , intermediate data in which A is U may indicate that a layer used to generate the corresponding intermediate data is an upsampling layer. Also, when A is D, it may indicate that a layer used to generate the corresponding intermediate data is a non-upsampling layer (ie, a layer other than the upsampling layer). The non-upsampling layer includes, without limitation, various types of layers for generating output data from input data without increasing the height and width of the input data. For example, the non-upsampling layer may be a residual layer. Unlike a general layer, the residual layer may generate secondary output data by additionally performing an operation of adding up input data input to the residual layer to primary output data of the residual layer. The primary output data means an operation result based on at least one node included in the residual layer before summing the input data. The secondary output data refers to a result of adding the input data input to the residual layer to the primary output data of the residual layer.
도 3의 은 제 1 파이프라인에 포함된 첫번째 업샘플링 레이어에 의해 생성된 중간 데이터를 나타낼 수 있다. 은 제 1 파이프라인에 포함된 첫번째 비-업샘플링 레이어에 의해, 중간 데이터 에 기초하여 생성된 상이한 중간 데이터를 나타낼 수 있다. 또한 은 제 2 파이프라인에 포함된 첫번째 업샘플링 레이어에 의해, 중간 데이터 및 에 기초하여 생성된 중간 데이터를 나타낼 수 있다.3 of may represent intermediate data generated by the first upsampling layer included in the first pipeline. by the first non-upsampling layer included in the first pipeline, may represent different intermediate data generated based on . In addition is the intermediate data by the first upsampling layer included in the second pipeline and Intermediate data generated based on .
도 3에 도시된 실선은 제 1 파이프라인과 관련된 연산 과정의 흐름을 나타낸다. 도 3에 도시된 파선은 제 2 파이프라인과 관련된 연산 과정의 흐름을 나타낸다. 일 실시예에서, 프로세서(110)는 중간 데이터 를 연산하기 위해 중간 데이터 및 에 기초할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 으로 표현되는 중간 데이터를 연산하기 위해 , 및 로 표현되는 중간 데이터에 기초할 수 있다. 도 3에 도시된 중간 데이터 은 변화 탐지 모델의 최종 출력 데이터를 나타낼 수 있다. 최종 출력 데이터는 목표 이미지와 높이 및 너비의 크기가 동일할 수 있다. 최종 출력 데이터는 변화 여부를 표현하기 위한 바이너리 클래스를 포함할 수 있다. 최종 출력 데이터는 변화의 정도 및 종류를 표현하기 위해 복수의 채널을 포함할 수도 있다.The solid line shown in FIG. 3 represents the flow of the calculation process related to the first pipeline. The broken line shown in FIG. 3 represents the flow of the calculation process related to the second pipeline. In one embodiment, the
통상적으로 하나의 파이프라인을 사용하여 입력 데이터로부터 출력 데이터를 산출할 경우, 입력 데이터에 대한 거듭된 연산으로 인해 입력 데이터에 포함된 정보가 대부분 사라진다. 그러나 본 개시에 따른 변화 탐지 방법은, 참조 이미지의 특징 데이터 및 목표 이미지의 특징 데이터에 포함된 정보를 활용하여 목표 이미지에 나타난 변화를 탐지하기 위해 둘 이상의 파이프라인에 기초한 방법을 개시한다. 즉, 전술한 바와 같이 프로세서(110)는, 변화 탐지 모델에 포함된 둘 이상의 파이프라인 중 제 1 파이프라인으로부터 생성된 제 1 중간 데이터 및 제 2 파이프라인으로부터 생성된 제 2 중간 데이터에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 중간 데이터와는 상이한 중간 데이터를 연산하고, 이에 기초하여 변화 영역 정보를 산출할 수 있다. 이러한 방법은 참조 이미지 및 목표 이미지에 대해 생성된 특징 데이터에 포함된 주요 정보가 비교적 덜 소실된 - 파이프라인의 순서 상 앞부분에 위치한 레이어에 의해 출력된 - 중간 데이터에 추가적으로 기초하여 최종 출력을 산출하는 일 특징을 갖는다. 본 개시와 같이 복수의 파이프라인에 의해 각각 산출되는 중간 데이터들을 변화 탐지 과정에서 보존 및 활용할 경우 변화 탐지의 성능이 향상된다. 이하에서는 복수의 중간 데이터들에 기초하여 상이한 중간 데이터를 연산하는 구체적인 실시예에 대해 추가적으로 설명한다.In general, when output data is calculated from input data using a single pipeline, most of the information included in the input data disappears due to repeated operations on the input data. However, the change detection method according to the present disclosure discloses a method based on two or more pipelines to detect a change appearing in a target image by utilizing information included in the characteristic data of the reference image and the characteristic data of the target image. That is, as described above, the
본 개시의 일 실시예에 따라 프로세서(110)는, 변화 탐지 모델에 포함된 둘 이상의 파이프라인들 중 제 1 파이프라인에 포함된 레이어로부터 산출되는 제 1 중간 데이터, 상기 둘 이상의 파이프라인들 중 제 2 파이프라인에 포함된 레이어로부터 산출되는 제 2 중간 데이터 및 제 2 파이프라인과 관련된 연산을 위해 사용되는 복수의 누적 가중치에 기초하여 변화 영역 정보를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시내용에 있어서, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 명세서 전체적으로 지시 대상의 일관성을 유지하기 위해 사용될 뿐 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 따라서 필요에 따라 “제 1”은 “제 2”로, “제 2”는 “제 1”로 명세서 전체적으로 변경되어 명명될 수도 있다. In the present disclosure, terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from other components, and are used only to maintain consistency of referenced objects throughout the specification. The scope of rights should not be limited. Accordingly, the entire specification may be renamed as “first” as “second” and “second” as “first” as necessary.
다시 도 3을 참조할 경우, 은 제 1 중간 데이터들을 나타낼 수 있다. 본 개시내용에 있어서 '제 N(N은 자연수) 중간 데이터'라는 용어는 '제 N 파이프라인에 포함된 레이어로부터 산출된 중간 데이터'와 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 제 N 중간 데이터가 도 3에 도시된 바와 같이 복수 개인 경우 각각의 제 N 중간 데이터는 동일 파이프라인 내에서 산출되는 시간순서에 따라 다시 제 N-1 중간 데이터(e.g. ), 제 N-2 중간 데이터(e.g. ), 제 N-3 중간 데이터(e.g. )와 같이 구분될 수 있다. 도 3의 참조번호 310은 둘 이상의 데이터에 대한 합산 연산을 나타내는 연산 기호를 나타낸다. 도 3의 는 각각 제 2 파이프라인과 관련된 연산을 위해 사용되는 복수의 누적 가중치를 나타낸다. Referring back to Figure 3, may represent first intermediate data. In the present disclosure, the term 'Nth (N is a natural number) intermediate data' may be used interchangeably with 'intermediate data calculated from a layer included in the Nth pipeline'. When there are a plurality of N-th intermediate data as shown in FIG. 3 , each N-th intermediate data is again the N-1th intermediate data (eg, according to the time sequence calculated in the same pipeline). ), the N-2th intermediate data (eg ), the N-3 intermediate data (eg ) can be distinguished as
본 개시의 일 실시예에 있어서, 프로세서(110)는 수학식 1과 같이 데이터를 산출할 수 있다.In one embodiment of the present disclosure, the
[수학식 1][Equation 1]
여기서 은 에 곱해지기 위한 누적 가중치이다. 과 은 서로 같은 크기의 데이터로서 합산될 수 있다. 은 데이터를 출력하는 업샘플링 레이어에 의한 연산 과정을 나타내는 함수 기호이다.here silver is the cumulative weight to be multiplied by . class may be summed as data having the same size as each other. silver It is a function symbol indicating the operation process by the upsampling layer that outputs data.
본 개시의 일 실시예에 있어서, 프로세서(110)는 수학식 2와 같이 데이터를 산출할 수 있다.In one embodiment of the present disclosure, the
[수학식 2][Equation 2]
은 수학식 1에 기초하여 다른 중간 데이터(e.g. ,)로부터 산출된 중간 데이터이다. 및 는 각각 도 3에 도시된 바와 같이, 사전 결정된 데이터들 각각에 대응하는 누적 가중치이다. 은 데이터를 출력하는 업샘플링 레이어에 의한 연산 과정을 나타내는 함수 기호이다. , , 및 는 서로 같은 크기의 데이터로서 합산될 수 있다. 수학식 2에 기초한 데이터는 다른 레이어에 입력되기 위한 중간 데이터일 수 있다. 이 때, 도 3의 실시예와 같이 데이터가 변화 탐지 모델에 의한 연산 과정의 마지막 중간 데이터인 경우, 상기 데이터는 변화 탐지 모델의 출력 데이터일 수 있다. 프로세서(110)는 변화 탐지 모델의 출력 데이터에 기초하여 변화 영역 정보를 산출할 수 있다. is another intermediate data (eg, based on Equation 1) , ) is the intermediate data calculated from and As shown in FIG. 3 , respectively, are cumulative weights corresponding to each of the predetermined pieces of data. silver It is a function symbol indicating the operation process by the upsampling layer that outputs data. , , and may be summed as data of the same size as each other. based on
전술한 예시는 수학식 1 및 수학식 2를 참조하여 예시적으로 설명한 것으로, 두 개의 파이프라인 즉, 제 1 파이프라인과 제 2 파이프라인을 이용한 데이터의 연산 과정을 자세히 설명한 것이다. 파이프라인이 3개인 경우의 실시예는 도 4를 참조하여 후술한다. 다만, 본 개시는 두 개의 파이프라인에 추가적인 파이프라인이 추가되는 실시예들을 제한없이 포함하며, 통상의 기술자라면 위 개시된 내용 및 후술될 실시예의 내용으로부터 N(N은 자연수)개의 파이프라인에 기초하여 본 개시에 따른 변화 탐지 방법을 수행하는 방법을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. The above-described example has been exemplarily described with reference to
본 개시의 일 실시예에 있어서, 복수의 누적 가중치 각각은 변화 탐지 모델에 포함된 제 2 파이프라인과 관련된 복수의 사전 결정된 데이터들 각각에 대응될 수 있다. 상기 제 2 파이프라인과 관련된 복수의 사전 결정된 데이터들은 제 1 중간 데이터 또는 제 2 중간 데이터를 포함할 수 있다. 전술한 예시를 다시 참조하면, 수학식 1에서 은 제 1 파이프라인의 첫번째 업샘플링 레이어에 의해 출력되는 제 1-1 중간 데이터(i.e. )에 대응되는 누적 가중치일 수 있다. 수학식 2에서 은 제 2 파이프라인의 첫번째 업샘플링 레이어에 의해 출력되는 제 2-1 중간 데이터(i.e. )에 대응되는 누적 가중치일 수 있다. 수학식 2에서 은 제 1 파이프라인의 두번째 업샘플링 레이어에 의해 출력되는 제 1-2 중간 데이터(i.e. )와 제 2 파이프라인의 첫번째 업샘플링 레이어에 의해 출력되는 제 2-1 중간 데이터(i.e. )를 합산한 데이터에 대응되는 누적 가중치일 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, each of the plurality of accumulated weights may correspond to each of a plurality of predetermined data related to the second pipeline included in the change detection model. The plurality of predetermined data related to the second pipeline may include first intermediate data or second intermediate data. Referring back to the above example, in
본 개시에 따른 복수의 누적 가중치들은 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델의 학습 과정에서 갱신될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 각각의 누적 가중치들을 고정된 상수가 아닌 갱신 및 미분 가능한 변수로 설정함으로써 역전파 과정에서 그 값을 변경할 수 있다. 본 개시에 따른 누적 가중치들은 사전 결정된 값으로 설정될 수도 있다. The plurality of accumulated weights according to the present disclosure may be updated during the training process of the neural network-based change detection model. For example, the
본 개시의 일 실시예에 있어서, 프로세서(110)는 복수의 누적 가중치 중 선행하는 연산 단계에서 산출된 데이터에 대응되는 제 1 누적 가중치를, 복수의 누적 가중치 중 후행하는 연산 단계에서 산출된 데이터에 대응되는 제 2 누적 가중치보다 작게 설정할 수 있다. 본 개시내용에 있어서 연산 단계의 선행, 후행 판단은 기준이 되는 연산 단계에 따라 상대적인 것으로, A 데이터를 연산하기 위해 B 데이터가 요구되는 경우 A 데이터의 연산 단계는 B 데이터의 연산 단계와 비교할 때 후행 단계에 해당한다. 예를 들어, 수학식 1에 있어서 을 연산하기 위해서는 이 필요하므로, 을 연산하는 단계는 을 연산하는 단계보다 후행 단계이다. 마찬가지로 수학식 2에 있어서 을 연산하기 위해서는 이 필요하므로, 을 연산하는 단계는 을 연산하는 단계보다 후행 단계이다. 위의 관계에 따라, 계속된 실시예에서 도 3에 도시된 복수의 누적 가중치들은 의 관계를 가질 수 있다. 즉, 본 개시내용은 후행하는 연산 단계에서 산출된 데이터에 대응되는 누적 가중치를 선행하는 연산 단계에서 산출된 데이터에 대응되는 누적 가중치보다 크게 설정할 수 있다. 이러한 본 개시내용에 따를 경우, 하위 레벨 정보를 갖는 중간 데이터를 반영하여 최종 출력 데이터를 생성하되, 최종 출력 데이터에 가까운 중간 데이터일수록 높은 누적 가중치를 부여하여 구체화 수준이 높은 데이터의 영향력을 높일 수 있다. 이는 복수의 중간 데이터에 포함된 정보를 활용하되, 중간 데이터들의 추상화 정도(또는 구체화 정도)에 따라 차등을 두어 보다 효과적으로 변화를 탐지하는 효과를 갖는다.In an embodiment of the present disclosure, the
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델 및 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 표현하는 개념도이다. 프로세서(110)는 참조 이미지(411)와 목표 이미지(413)를 각각 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델(430)에 입력할 수 있다. 프로세서(110)는 특징 추출 모델(430)의 연산 결과에 기초하여 참조 이미지에 대한 특징 데이터(431) 및 목표 이미지에 대한 특징 데이터(433)를 획득할 수 있다. 프로세서(110)는 참조 이미지에 대한 특징 데이터(431) 및 목표 이미지에 대한 특징 데이터(433)를 결합한 결합 데이터(435)를 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델(450)에 입력할 수 있다. 프로세서(110)는 변화 탐지 모델(450)의 출력 데이터로부터 목표 이미지에 대한 변화 영역 정보(451)를 산출할 수 있다.4 is a conceptual diagram illustrating a neural network-based feature extraction model and a neural network-based change detection model according to an embodiment of the present disclosure. The
이하 도 4의 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델(450)에 대해 보다 자세히 서술한다. 도 4의 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델(450)은 도 3의 예시를 확장한 실시예로서 도 3을 참조하여 설명된 내용과 중복된 내용은 생략하고 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 도 4의 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델(450) 내부에 도시된 실선은 제 1 파이프라인을 따르는 데이터의 흐름을 나타낸다. 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델(450) 내부에 도시된 파선은 제 2 파이프라인을 따르는 데이터의 흐름을 나타낸다. 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델(450) 내부에 도시된 일점 쇄선은 제 3 파이프라인을 따르는 데이터의 흐름을 나타낸다. 는 제 2 파이프라인과 관련된 연산을 위해 사용되는 복수의 누적 가중치를 나타낸다. 는 제 3 파이프라인과 관련된 연산을 위해 사용되는 복수의 누적 가중치를 나타낸다. Hereinafter, the neural network-based
도 4의 실시예에 있어서, 중간 데이터 은 수학식 3과 같이 계산될 수 있다.In the embodiment of Fig. 4, intermediate data can be calculated as in Equation (3).
[수학식 3][Equation 3]
은 데이터를 출력하는 업샘플링 레이어에 의한 연산 과정을 나타내는 함수 기호이다. 중간 데이터인 , , , 및 는 서로 같은 크기를 갖는 데이터로서 합산될 수 있다. silver It is a function symbol indicating the operation process by the upsampling layer that outputs data. intermediate data. , , , and may be summed as data having the same size as each other.
도 4의 실시예에 있어서, 중간 데이터 은 수학식 4와 같이 계산될 수 있다.In the embodiment of Fig. 4, intermediate data can be calculated as in Equation (4).
[수학식 4][Equation 4]
은 데이터를 출력하는 업샘플링 레이어에 의한 연산 과정을 나타내는 함수 기호이다. 도 4의 실시예에 있어서, 중간 데이터 은 수학식 5와 같이 계산될 수 있다. silver It is a function symbol indicating the operation process by the upsampling layer that outputs data. In the embodiment of Fig. 4, intermediate data can be calculated as in Equation 5.
[수학식 5][Equation 5]
은 데이터를 출력하는 업샘플링 레이어에 의한 연산 과정을 나타내는 함수 기호이다. 수학식 5에 있어서 중간 데이터인 , ,, , 및 는 서로 같은 크기를 갖는 데이터로서 합산될 수 있다. silver It is a function symbol indicating the operation process by the upsampling layer that outputs data. In Equation 5, the intermediate data , , , , and may be summed as data having the same size as each other.
본 개시에 따른 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델(450)은 전술한 수학식 3 내지 수학식 5에 기초하여 최종 출력 데이터를 생성할 수 있다. 프로세서(110)는 상기 최종 출력 데이터에 기초하여 목표 이미지에 나타난 변화 영역 정보를 산출할 수 있다.The neural network-based
통상적으로 뉴럴 네트워크 기반 모델을 이용하여 이미지 내의 변화 영역을 검출하고자 하는 경우, 특징을 추출하는 서브모델과 변화 영역을 탐지하는 서브모델의 적어도 일부가 연결되는 skip connection 구조를 갖게 된다. 그러나 이러한 구조는 특징을 추출하는 서브모델만의 교체나 치환을 어렵게 만드는 단점이 있다. 반면 본 개시에 따른 변화 탐지 방법은 특징 추출 모델과 변화 탐지 모델 간에 연결된 구조없이 목표 이미지에서 변화된 영역에 관한 정보를 출력한다. 나아가 본 개시에 따른 방법은 통상의 서브모델 간 연결 구조 없이도 변화 탐지 방법을 효과적으로 수행하기 위해 변화 탐지 모델이 복수의 파이프라인을 시용하여 변화를 탐지하는 기법을 개시한다.In general, when a change region in an image is to be detected using a neural network-based model, a skip connection structure in which at least a portion of a submodel for extracting a feature and a submodel for detecting a change region is connected. However, this structure has the disadvantage of making it difficult to replace or replace only the submodel for extracting features. On the other hand, the change detection method according to the present disclosure outputs information about a changed region in the target image without a structure connected between the feature extraction model and the change detection model. Furthermore, the method according to the present disclosure discloses a technique in which a change detection model detects a change by using a plurality of pipelines in order to effectively perform the change detection method without a conventional connection structure between submodels.
본 개시에 따른 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델 및 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델은 End-to-End로 동시에 학습될 수 있다. 다시 도 4를 참조하여 설명하면, 일 실시예에서 프로세서(110)는 참조 이미지(411)와 목표 이미지(413)를 입력한 후, 최종 출력된 변화 영역 정보(451)와 목표 이미지(413)에 대한 학습 라벨을 비교하여 오차를 역전파하는 방법으로 특징 추출 모델 및 변화 탐지 모델을 End-to-End로 학습시킬 수 있다. 다른 일 실시예에서 프로세서(110)는 별도로 학습된 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델(430)의 파라미터를 고정하고, 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델(450)에 포함된 파라미터만을 갱신함으로써 뉴럴 네트워크 기반 모델들의 학습을 진행할 수도 있다.The neural network-based feature extraction model and the neural network-based change detection model according to the present disclosure may be simultaneously trained end-to-end. Referring back to FIG. 4 , in an embodiment, the
본 개시의 변화 탐지 방법은, 복수의 이미지를 포함하는 이미지 집합으로부터 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 프로세서(110)는 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 별도의 단계를 수행한 후, 결정된 이미지 쌍에 대해 변화 탐지를 수행할 수 있다. The change detection method of the present disclosure may include determining an image pair to be changed detection target from an image set including a plurality of images. The
본 개시의 일 실시예에 따라 프로세서(110)가 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계는, 이미지 집합으로부터 시간순으로 연속하는 두 이미지로 구성된 복수의 후보 이미지 쌍을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이미지 집합은 복수의 이미지 서브 집합을 포함할 수 있다. 이미지 집합에 포함된 복수의 이미지 서브 집합 각각은 촬영 대상을 기준으로 구분될 수 있다. 이미지 서브 집합은 동일한 대상을 촬영한 복수의 이미지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 집합은 동일한 지역, 건물, 대상물을 촬영한 복수의 이미지를 포함할 수 있다. The step of the
프로세서(110)는 이미지에 대응되는 시간 정보에 기초하여 이미지 집합에 포함된 복수의 이미지를 정렬할 수 있다. 프로세서(110)는 시간순서 상 연속하는 두 이미지로 후보 이미지 쌍을 구성할 수 있다. 후보 이미지 쌍에 포함된 두 이미지는 후보 참조 이미지, 후보 목표 이미지로 구별될 수 있다. 이 때 후보 참조 이미지는 시간순서 상 후보 목표 이미지보다 앞설 수 있다. 프로세서(110)는 복수의 후보 이미지 쌍을 생성할 수 있다.The
본 개시의 일 실시예에 따라 프로세서(110)는 생성된 복수의 후보 이미지 쌍으로부터 변화 발생 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 변화 발생 정보를 후보 이미지 쌍 각각에 대해 산출할 수 있다. 변화 발생 정보는 후보 이미지 쌍에 포함된 후보 참조 이미지와 비교하여 후보 목표 이미지 내에 변화가 발생했는지 여부와 관련한 데이터 값을 포함할 수 있다. 변화 발생 정보는 목표 이미지에 변화가 발생했는지 여부를 나타내는 분류 결과값을 포함할 수 있다. 변화 발생 정보는 목표 이미지에서 변화가 발생한 정도를 나타내는 변화 스코어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변화 발생 정보에 포함된 분류 결과값은 0 또는 1, 'T' 또는 'F'일 수 있다. 프로세서(110)는 산출된 변화 발생 정보에 포함된 분류 결과값이 0이거나 'F'인 경우 해당 후보 이미지 쌍에서는 변화가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 마찬가지로 프로세서(110)는 산출된 변화 발생 정보에 포함된 분류 결과값이 1이거나 'T'인 경우 해당 후보 이미지 쌍에서는 변화가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 예를 들어, 변화 스코어는 변화의 정도를 나타내는 값으로서 그 정도에 따른 확률값일 수 있다. 일 실시예로서, 프로세서(110)가 0과 1 사이의 변화 스코어를 산출한다고 가정하자. 이때 프로세서(110)가 후보 이미지 쌍에 대해 산출하는 변화 스코어가 1에 가까울수록 두 이미지는 변화된 정도가 크다는 것을 의미할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 변화 발생 정보를 산출하기 위해 기준점 기반 변화 검출 기법에 기초할 수 있다. 프로세서(110)는 후보 이미지 쌍에 포함된 두 이미지 내에서 각각 동일한 좌표를 갖는 적어도 하나의 대응되는 픽셀쌍을 선택할 수 있다. 프로세서(110)는 적어도 하나의 대응되는 픽셀쌍 사이의 변화량을 측정하고 이에 기초하여 변화 발생 정보를 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 후보 이미지 쌍에서 적어도 하나의 대응되는 픽셀쌍을 선택하기 위하여, 적어도 하나의 사전 결정된 좌표 데이터를 사용할 수 있다.The
본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 변화 발생 정보를 산출하기 위해 뉴럴 네트워크 기반 변화 분류 모델에 기초할 수 있다. 프로세서(110)는 변화 분류 모델을 사용하여 복수의 후보 이미지 쌍들 각각에 대한 변화 스코어 및/또는 분류 결과값을 산출할 수 있다. 뉴럴 네트워크 기반 변화 분류 모델은 적어도 하나의 노드를 포함할 수 있다. 뉴럴 네트워크와 관련한 설명은 도 2를 참조하여 전술한 바, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 프로세서(110)는 변화 분류 모델에 후보 이미지 쌍을 입력하여, 후보 이미지 쌍에 포함된 후보 참조 이미지와 후보 목표 이미지 간의 변화 정도를 나타내는 변화 스코어 및/또는 분류 결과값을 산출할 수 있다. The
본 개시의 일 실시예에 따른 변화 분류 모델은 복수의 학습 이미지 쌍 및 각각의 학습 이미지 쌍에 대한 분류 라벨을 포함하는 학습 데이터에 의해 학습될 수 있다. 이 때 변화 분류 모델은 최종적으로 복수의 분류 라벨에 대한 확률 분포를 연산한 후, 실제 분류 라벨의 값 분포와 오차를 계산하는 연산에 기초하여 학습될 수 있다. 변화 분류 모델의 학습을 위한 복수의 학습 이미지 쌍은, 두 이미지 사이의 변화 정도가 사전 결정된 기준치보다 낮은 두 이미지로 구성된 적어도 하나의 정상 이미지 쌍 및 두 이미지 사이의 변화 정도가 사전 결정된 기준치보다 큰 두 이미지로 구성된 적어도 하나의 비정상 이미지 쌍을 포함할 수 있다. 복수의 학습 이미지 쌍을 생성하기 위해 계산되어야 하는, 학습 이미지 쌍에 포함된 두 이미지 사이의 변화 정도 값은 전술한 기준점 기반 변화 검출 기법에 의해 계산될 수 있다. 사전 결정된 기준치는 정상 이미지 쌍과 비정상 이미지 쌍을 구분하기 위한 값으로 설정될 수 있다. 사전 결정된 기준치는 정상 이미지 쌍에 관한 두 이미지 사이의 변화 정도 값들의 분포와 비정상 이미지 쌍에 관한 두 이미지 사이의 변화 정도 값들의 분포를 비교하여 두 그룹을 구분하기 위한 값으로 결정될 수 있다. The change classification model according to an embodiment of the present disclosure may be learned by training data including a plurality of training image pairs and a classification label for each training image pair. In this case, the change classification model may be finally learned based on the calculation of the value distribution and the error of the actual classification label after calculating the probability distribution for the plurality of classification labels. The plurality of training image pairs for training the change classification model include at least one normal image pair consisting of two images in which the degree of change between the two images is lower than a predetermined reference value and two images in which the degree of change between the two images is greater than the predetermined reference value. It may include at least one abnormal image pair consisting of images. A change degree value between two images included in the training image pair, which should be calculated to generate a plurality of training image pairs, may be calculated by the above-described reference point-based change detection technique. The predetermined reference value may be set as a value for distinguishing a normal image pair from an abnormal image pair. The predetermined reference value may be determined as a value for distinguishing the two groups by comparing the distribution of change degree values between the two images regarding the normal image pair and the distribution of change degree values between the two images regarding the abnormal image pair.
본 개시의 일 실시예에 따라 프로세서(110)는 산출된 변화 발생 정보에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 프로세서(110)는 변화 발생 정보에 포함된 분류 결과값에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정할 수 있다. 예를 들어, [제 1 후보 이미지 쌍, 제 2 후보 이미지 쌍, 제 3 후보 이미지 쌍]에 대해 산출된 분류 결과값이 [1, 0, 1]인 경우 프로세서(110)는 제 1 후보 이미지 쌍과 제 3 후보 이미지 쌍을 각각 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍으로 결정할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(110)는 변화 발생 정보에 포함된 변화 스코어의 크기에 따라 우선순위를 결정한 후, 우선순위에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정할 수 있다. 예를 들어, [제 1 후보 이미지 쌍, 제 2 후보 이미지 쌍, 제 3 후보 이미지 쌍]에 대해 산출된 변화 스코어가 [0.7, 0.9, 0.3]인 경우, 프로세서(110)는 변화 스코어가 가장 높은 제 2 후보 이미지 쌍을 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍으로 결정할 수 있다. 또한 예를 들어, 프로세서(110)는 변화 스코어의 크기에 따라 우선순위를 부여하므로, 제 2 후보 이미지 쌍에 대한 변화 탐지가 종료되는 경우 제 1 후보 이미지 쌍을 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍으로 결정할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the
전술한 바와 같이 복수의 이미지를 포함하는 이미지 집합으로부터 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 구성은 특히, 이미지 집합에 포함된 이미지가 지나치게 많은 경우 유용하다. 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 사용하여 모든 이미지 쌍에 대해 변화 탐지를 수행하는 것이 시간상 불가능할 경우, 본 개시는 이미지 집합으로부터 효과적으로 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정할 수 있다. 예를 들어 동일한 지역을 촬영한 위성사진에 대한 이미지 집합이 존재하는 경우, 다수의 시각에 동일 지역을 촬영한 이미지가 상당 수 포함될 수 있다. 뿐만 아니라 위성사진과 같이 하나의 이미지 데이터 용량이 큰 경우 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 사용하여 모든 이미지 쌍에 대해 정밀 탐지를 하는 것은 비효율을 야기할 수 있다. 반면 본 개시는 1차적으로 빠르게 복수의 후보 이미지 쌍을 탐색함으로써 변화 탐지의 우선순위를 부여하고, 2차적으로 변화 탐지의 우선순위에 따라 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 방법을 개시한다. 본 개시내용에 따르면 전체 데이터베이스를 효율적으로 검색하면서도 변화가 발생하였을 가능성이 높은 목표 이미지를 선택할 수 있는 장점을 갖는다.As described above, a configuration for determining an image pair to be a target of change detection from an image set including a plurality of images is particularly useful when there are too many images in the image set. When it is impossible in time to perform change detection on all image pairs using a neural network-based change detection model, the present disclosure can effectively determine an image pair to be subjected to change detection from an image set. For example, when there is an image set for satellite photos of the same area, a significant number of images of the same area at multiple times may be included. In addition, when a single image data capacity is large, such as a satellite image, performing precise detection of all image pairs using a neural network-based change detection model may cause inefficiency. On the other hand, the present disclosure discloses a method of firstly giving priority to change detection by quickly searching a plurality of candidate image pairs, and secondly determining an image pair to be subjected to change detection according to the priority of change detection. . According to the present disclosure, it is possible to efficiently search the entire database while selecting a target image with a high probability of occurrence of a change.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치가 변화를 탐지하는 과정에 대한 흐름도이다. 단계 S510에서, 프로세서(110)는 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 획득할 수 있다. 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍은 참조 이미지와 목표 이미지를 포함할 수 있다. 단계 S530에서, 프로세서(110)는 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델을 이용하여 이미지 쌍에 포함된 참조 이미지 및 이미지 쌍에 포함된 목표 이미지 각각에 대한 특징 데이터를 산출할 수 있다. 특징 추출 모델은 입력 이미지를 잠재 공간에 임베딩(embedding)함으로써 특징맵 또는 복수의 특징맵(i.e. 3차원 텐서) 형태로 입력 이미지에 대한 특징 데이터를 산출할 수 있다. 단계 S550에서, 프로세서(110)는 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 이용하여 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 목표 이미지에 대한 특징 데이터로부터 목표 이미지에 나타나는 변화 영역 정보를 산출할 수 있다. 프로세서(110)는 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 목표 이미지에 대한 특징 데이터를 변화 탐지 모델에 입력하여 목표 이미지에 나타나는 변화 영역 정보를 산출할 수 있다. 변화 탐지 모델은 적어도 두 파이프라인을 포함할 수 있다. 파이프라인은 적어도 하나의 업샘플링 레이어를 포함할 수 있다. 변화 탐지 모델은 각각의 파이프라인에 포함된 적어도 하나의 업샘플링 레이어를 이용하여, 입력된 특징 데이터의 높이 및 너비를 증가시킬 수 있다. 변화 탐지 모델은 입력된 특징 데이터의 채널의 크기를 줄이고, 높이 및 너비는 목표 이미지의 높이 및 너비와 일치시키기 위해 적어도 하나의 업샘플링 레이어에 기초할 수 있다. 프로세서(110)는 변화 탐지 모델이 출력하는 변화 영역 정보를 통해 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍에서 변화를 검출할 수 있다.5 is a flowchart illustrating a process in which a computing device detects a change according to an embodiment of the present disclosure. In step S510 , the
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치가 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 과정에 대한 흐름도이다. 도 6의 각 단계는 도 5의 단계 S510 이전에 프로세서(110)에 의해 수행될 수 있다. 단계 S610에 있어서, 프로세서(110)는 복수의 이미지를 포함하는 이미지 집합으로부터 시간순으로 연속하는 두 이미지로 구성된 복수의 후보 이미지 쌍을 생성할 수 있다. 복수의 후보 이미지 쌍 각각의 후보 참조 이미지 및 후보 목표 이미지를 포함할 수 있다. 단계 S630에 있어서, 프로세서(110)는 복수의 후보 이미지 쌍으로부터 변화 발생 정보를 산출할 수 있다. 변화 발생 정보는 예를 들어, 변화 여부를 나타내는 분류 결과값, 변화 정도를 나타내는 변화 스코어 등을 포함할 수 있다. 변화 발생 정보는 기준점 기반 변화 검출 기법에 의해 산출될 수 있다. 변화 발생 정보는 학습된 뉴럴 네트워크 기반 변화 분류 모델에 의해 산출될 수도 있다. 단계 S650에 있어서, 프로세서(110)는 변화 발생 정보에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정할 수 있다. 프로세서(110)는 산출된 변화 발생 정보에 포함된 변화 스코어의 크기에 따라 우선순위를 결정하고, 결정된 우선순위에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정할 수 있다. 6 is a flowchart illustrating a process of determining, by a computing device, an image pair to be changed detection target according to an embodiment of the present disclosure. Each step of FIG. 6 may be performed by the
도 7은 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.7 is a simplified, general schematic diagram of an exemplary computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented. Although the present disclosure has been described above generally as being capable of being implemented by a computing device, those skilled in the art will appreciate that the present disclosure is a combination of hardware and software and/or in combination with computer-executable instructions and/or other program modules that may be executed on one or more computers. It will be appreciated that it can be implemented as a combination.
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 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.Generally, program modules include routines, programs, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types. In addition, those skilled in the art will appreciate that the methods of the present disclosure are suitable for single-processor or multiprocessor computer systems, minicomputers, mainframe computers as well as personal computers, handheld computing devices, microprocessor-based or programmable consumer electronics, etc. (each of which is It will be appreciated that other computer system configurations may be implemented, including those that may operate in connection with one or more associated devices.
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.The described embodiments of the present disclosure may also be practiced in distributed computing environments where certain tasks are performed by remote processing devices that are linked through a communications network. In a distributed computing environment, program modules may be located in both local and remote memory storage devices.
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.Computers typically include a variety of computer-readable media. Any medium accessible by a computer can be a computer-readable medium, and such computer-readable media includes volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-transitory media. including removable media. By way of example, and not limitation, computer-readable media may include computer-readable storage media and computer-readable transmission media. Computer-readable storage media includes volatile and non-volatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. includes media. A computer-readable storage medium may be RAM, ROM, EEPROM, flash memory or other memory technology, CD-ROM, digital video disk (DVD) or other optical disk storage device, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage device, or other magnetic storage device. device, or any other medium that can be accessed by a computer and used to store the desired information.
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.Computer readable transmission media typically embodies computer readable instructions, data structures, program modules or other data, etc. in a modulated data signal such as a carrier wave or other transport mechanism, and Includes any information delivery medium. The term modulated data signal means a signal in which one or more of the characteristics of the signal is set or changed so as to encode information in the signal. By way of example, and not limitation, computer-readable transmission media includes wired media such as a wired network or direct-wired connection, and wireless media such as acoustic, RF, infrared, and other wireless media. Combinations of any of the above are also intended to be included within the scope of computer-readable transmission media.
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.An example environment 1100 implementing various aspects of the disclosure is shown including a
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.The
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.The
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.These drives and their associated computer-readable media provide non-volatile storage of data, data structures, computer-executable instructions, and the like. In the case of
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.A number of program modules may be stored in the drive and
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.A user may enter commands and information into the
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.A
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.When used in a LAN networking environment, the
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.Wi-Fi (Wireless Fidelity) makes it possible to connect to the Internet, etc. without a wire. Wi-Fi is a wireless technology such as cell phones that allows these devices, eg, computers, to transmit and receive data indoors and outdoors, ie anywhere within range of a base station. Wi-Fi networks use a radio technology called IEEE 802.11 (a, b, g, etc.) to provide secure, reliable, and high-speed wireless connections. Wi-Fi can be used to connect computers to each other, to the Internet, and to wired networks (using IEEE 802.3 or Ethernet). Wi-Fi networks can operate in unlicensed 2.4 and 5 GHz radio bands, for example at 11 Mbps (802.11a) or 54 Mbps (802.11b) data rates, or in products that include both bands (dual band). .
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.One of ordinary skill in the art of this disclosure will understand that information and signals may be represented using any of a variety of different technologies and techniques. For example, data, instructions, instructions, information, signals, bits, symbols and chips that may be referenced in the above description are voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or particles, optical fields particles or particles, or any combination thereof.
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.Those of ordinary skill in the art of the present disclosure will recognize that the various illustrative logical blocks, modules, processors, means, circuits, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein include electronic hardware, (convenience For this purpose, it will be understood that it may be implemented by various forms of program or design code (referred to herein as software) or a combination of both. To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. A person skilled in the art of the present disclosure may implement the described functionality in various ways for each specific application, but such implementation decisions should not be interpreted as a departure from the scope of the present disclosure.
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.The various embodiments presented herein may be implemented as methods, apparatus, or articles of manufacture using standard programming and/or engineering techniques. The term article of manufacture includes a computer program, carrier, or media accessible from any computer-readable storage device. For example, computer-readable storage media include magnetic storage devices (eg, hard disks, floppy disks, magnetic strips, etc.), optical disks (eg, CDs, DVDs, etc.), smart cards, and flash drives. memory devices (eg, EEPROMs, cards, sticks, key drives, etc.). Also, various storage media presented herein include one or more devices and/or other machine-readable media for storing information.
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.It is understood that the specific order or hierarchy of steps in the presented processes is an example of exemplary approaches. Based on design priorities, it is understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes may be rearranged within the scope of the present disclosure. The appended method claims present elements of the various steps in a sample order, but are not meant to be limited to the specific order or hierarchy presented.
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.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure is not intended to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
Claims (14)
변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍(pair) - 상기 이미지 쌍은 참조 이미지 및 목표 이미지를 포함함 - 을 획득하는 단계;
뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델을 이용하여 상기 참조 이미지 및 상기 목표 이미지 각각에 대한 특징 데이터를 산출하는 단계; 및
둘 이상의 파이프라인(pipeline)을 포함하는 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 이용하여 상기 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 상기 목표 이미지에 대한 특징 데이터로부터 상기 목표 이미지에 나타나는 변화 영역 정보를 산출하는 단계;
를 포함하고,
상기 변화 영역 정보를 산출하는 단계는,
상기 둘 이상의 파이프라인에 각각 포함된 서로 다른 레이어로부터 개별적으로 산출되는 복수의 중간 데이터들에 기초하여 상기 복수의 중간 데이터들과는 상이한 신규 중간 데이터를 연산하는 단계; 및
상기 신규 중간 데이터에 기초하여 상기 변화 영역 정보를 산출하는 단계;
를 포함하는,
변화 탐지 방법.
A method of detecting changes performed by a computing device comprising at least one processor, the method comprising:
acquiring an image pair to be subjected to change detection, the image pair including a reference image and a target image;
calculating feature data for each of the reference image and the target image using a neural network-based feature extraction model; and
calculating change region information appearing in the target image from the feature data of the reference image and the feature data of the target image using a neural network-based change detection model including two or more pipelines;
including,
Calculating the change region information includes:
calculating new intermediate data different from the plurality of intermediate data based on a plurality of intermediate data individually calculated from different layers included in the two or more pipelines; and
calculating the change region information based on the new intermediate data;
containing,
Change detection method.
상기 뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델은,
데이터 압축을 위한 적어도 하나의 다운샘플링(downsampling) 레이어를 포함하고,
상기 다운샘플링 레이어는,
적어도 하나의 컨볼루셔널(Convolutional) 필터 및 적어도 하나의 풀링(Pooling) 필터를 포함하는,
변화 탐지 방법.
The method of claim 1,
The neural network-based feature extraction model is
at least one downsampling layer for data compression;
The downsampling layer is
comprising at least one convolutional filter and at least one pooling filter,
Change detection method.
상기 둘 이상의 파이프라인은,
각각 적어도 하나의 업샘플링(upsampling) 레이어를 포함하는,
변화 탐지 방법.
The method of claim 1,
The two or more pipelines,
each comprising at least one upsampling layer,
Change detection method.
상기 변화 영역 정보를 산출하는 단계는,
상기 둘 이상의 파이프라인 중 제 1 파이프라인에 포함된 레이어로부터 산출되는 제 1 중간 데이터;
상기 둘 이상의 파이프라인 중 제 2 파이프라인에 포함된 레이어로부터 산출되는 제 2 중간 데이터; 및
상기 제 2 파이프라인과 관련된 연산을 위해 사용되는 복수의 누적 가중치;
에 기초하여 상기 변화 영역 정보를 산출하는 단계를 포함하는,
변화 탐지 방법.
4. The method of claim 3,
Calculating the change region information includes:
first intermediate data calculated from a layer included in a first pipeline among the two or more pipelines;
second intermediate data calculated from a layer included in a second pipeline among the two or more pipelines; and
a plurality of accumulated weights used for operations related to the second pipeline;
Comprising the step of calculating the change region information based on
Change detection method.
상기 복수의 누적 가중치 각각은,
상기 제 2 파이프라인과 관련된 복수의 사전 결정된 데이터들 각각에 대응되는,
변화 탐지 방법.
6. The method of claim 5,
Each of the plurality of accumulated weights,
corresponding to each of a plurality of predetermined data related to the second pipeline;
Change detection method.
상기 복수의 누적 가중치는 제 1 누적 가중치 및 제 2 누적 가중치를 포함하며, 그리고 선행하는 연산 단계에서 산출된 데이터에 대응되는 제 1 누적 가중치는, 후행하는 연산 단계에서 산출된 데이터에 대응되는 제 2 누적 가중치보다 작은 값을 갖는,
변화 탐지 방법.
7. The method of claim 6,
The plurality of accumulated weights includes a first accumulated weight and a second accumulated weight, and the first accumulated weight corresponding to the data calculated in a preceding operation step is a second accumulated weight corresponding to data calculated in a subsequent operation step. having a value less than the cumulative weight,
Change detection method.
상기 변화 탐지 방법은,
복수의 이미지를 포함하는 이미지 집합으로부터 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍(pair)을 결정하는 단계;
를 더 포함하는,
변화 탐지 방법.
The method of claim 1,
The change detection method comprises:
determining an image pair to be changed detection target from an image set including a plurality of images;
further comprising,
Change detection method.
상기 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계는,
상기 이미지 집합으로부터 시간순으로 연속하는 두 이미지로 구성된 복수의 후보 이미지 쌍을 생성하는 단계;
상기 생성된 복수의 후보 이미지 쌍으로부터 변화 발생 정보를 산출하는 단계; 및
상기 변화 발생 정보에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계;
를 포함하는,
변화 탐지 방법.
9. The method of claim 8,
The step of determining the image pair to be the target of the change detection comprises:
generating a plurality of candidate image pairs including two consecutive images in chronological order from the image set;
calculating change occurrence information from the generated plurality of pair of candidate images; and
determining an image pair to be subjected to change detection based on the change occurrence information;
containing,
Change detection method.
상기 변화 발생 정보를 산출하는 단계는,
뉴럴 네트워크 기반 변화 분류 모델에 기초하여 상기 복수의 후보 이미지 쌍들 각각에 대한 변화 스코어를 산출하는 단계;
를 포함하는,
변화 탐지 방법.
10. The method of claim 9,
Calculating the change occurrence information includes:
calculating a change score for each of the plurality of candidate image pairs based on a neural network-based change classification model;
containing,
Change detection method.
상기 변화 발생 정보에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계는,
상기 변화 발생 정보에 포함된 변화 스코어의 크기에 따라 우선순위를 결정하는 단계; 및
상기 우선순위에 기초하여 변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍을 결정하는 단계;
를 포함하는,
변화 탐지 방법.
10. The method of claim 9,
Determining an image pair to be a target of change detection based on the change occurrence information includes:
determining a priority according to the magnitude of the change score included in the change occurrence information; and
determining an image pair to be subjected to change detection based on the priority;
containing,
Change detection method.
상기 뉴럴 네트워크 기반 변화 분류 모델은,
두 이미지 사이의 변화 정도가 사전 결정된 기준치보다 낮은 두 이미지로 구성된 적어도 하나의 정상 이미지 쌍; 및
두 이미지 사이의 변화 정도가 사전 결정된 기준치보다 큰 두 이미지로 구성된 적어도 하나의 비정상 이미지 쌍;
에 기초하여 학습되는,
변화 탐지 방법.
11. The method of claim 10,
The neural network-based change classification model is
at least one normal image pair consisting of two images in which the degree of change between the two images is lower than a predetermined reference value; and
at least one abnormal image pair consisting of two images in which the degree of change between the two images is greater than a predetermined reference value;
learning based on
Change detection method.
변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍(pair) - 상기 이미지 쌍은 참조 이미지 및 목표 이미지를 포함함 - 을 획득하는 동작;
뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델을 이용하여 상기 참조 이미지 및 상기 목표 이미지 각각에 대한 특징 데이터를 산출하는 동작; 및
둘 이상의 파이프라인(pipeline)을 포함하는 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 이용하여 상기 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 상기 목표 이미지에 대한 특징 데이터로부터 상기 목표 이미지에 나타나는 변화 영역 정보를 산출하는 동작;
을 포함하고,
상기 변화 영역 정보를 산출하는 동작은,
상기 둘 이상의 파이프라인에 각각 포함된 서로 다른 레이어로부터 개별적으로 산출되는 복수의 중간 데이터들에 기초하여 상기 복수의 중간 데이터들과는 상이한 신규 중간 데이터를 연산하는 동작; 및
상기 신규 중간 데이터에 기초하여 상기 변화 영역 정보를 산출하는 동작;
을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored on a computer-readable storage medium, wherein the computer program, when executed on one or more processors, performs the following operations for detecting a change, the operations comprising:
obtaining an image pair to be subjected to change detection, the image pair including a reference image and a target image;
calculating feature data for each of the reference image and the target image by using a neural network-based feature extraction model; and
calculating change region information appearing in the target image from the feature data of the reference image and the feature data of the target image using a neural network-based change detection model including two or more pipelines;
including,
The operation of calculating the change region information includes:
calculating new intermediate data different from the plurality of intermediate data based on a plurality of intermediate data individually calculated from different layers included in the two or more pipelines; and
calculating the change region information based on the new intermediate data;
comprising,
A computer program stored on a computer-readable storage medium.
하나 이상의 프로세서;
하나 이상의 메모리; 및
네트워크부;
를 포함하며, 그리고
상기 하나 이상의 프로세서는,
변화 탐지의 대상이 되는 이미지 쌍(pair) - 상기 이미지 쌍은 참조 이미지 및 목표 이미지를 포함함 - 을 획득하고,
뉴럴 네트워크 기반 특징 추출 모델을 이용하여 상기 참조 이미지 및 상기 목표 이미지 각각에 대한 특징 데이터를 산출하고, 그리고
둘 이상의 파이프라인(pipeline)을 포함하는 뉴럴 네트워크 기반 변화 탐지 모델을 이용하여 상기 참조 이미지에 대한 특징 데이터 및 상기 목표 이미지에 대한 특징 데이터로부터 상기 목표 이미지에 나타나는 변화 영역 정보를 산출하고,
상기 변화 영역 정보를 산출하는 것은,
상기 둘 이상의 파이프라인에 각각 포함된 서로 다른 레이어로부터 개별적으로 산출되는 복수의 중간 데이터들에 기초하여 상기 복수의 중간 데이터들과는 상이한 신규 중간 데이터를 연산하고, 그리고
상기 신규 중간 데이터에 기초하여 상기 변화 영역 정보를 산출하는 것을 포함하는,
변화 탐지 장치.
A change detection device comprising:
one or more processors;
one or more memories; and
network department;
includes, and
The one or more processors,
obtaining an image pair to be subjected to change detection, wherein the image pair includes a reference image and a target image;
Calculating feature data for each of the reference image and the target image using a neural network-based feature extraction model, and
calculating change region information appearing in the target image from the feature data of the reference image and the feature data of the target image using a neural network-based change detection model including two or more pipelines;
Calculating the change region information includes:
Calculate new intermediate data different from the plurality of intermediate data based on a plurality of intermediate data separately calculated from different layers respectively included in the two or more pipelines, and
Comprising calculating the change area information based on the new intermediate data,
change detection device.
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