KR102548129B1 - Defect detection method using feature map selection includes spatial importance of image. - Google Patents

Defect detection method using feature map selection includes spatial importance of image. Download PDF

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Abstract

Disclosed according to an embodiment of the present disclosure is a method for predicting whether an article is defective, performed by one or more processors of a computing device. The method comprises the steps of: acquiring one or more images; inputting the acquired images into a neural network model and generating a plurality of feature maps; extracting a first feature vector, based on the plurality of feature maps; extracting a second feature vector for identifying a feature map related to whether there is a defect, among the plurality of feature maps, based on the extracted first feature vector; extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether there is a defect, based on the plurality of feature maps; and predicting whether there is a defect, based on the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector, by using the neural network model. Therefore, the method can use 2D image information when inspecting a defect in the article, thereby inspecting the defect in real time.

Description

이미지의 공간적 중요도를 포함하는 특징 맵 선별을 이용한 결함 탐지 방법{DEFECT DETECTION METHOD USING FEATURE MAP SELECTION INCLUDES SPATIAL IMPORTANCE OF IMAGE.}Defect detection method using feature map screening including spatial importance of images {DEFECT DETECTION METHOD USING FEATURE MAP SELECTION INCLUDES SPATIAL IMPORTANCE OF IMAGE.}

본 개시는 2D 이미지 정보를 이용하여, 물품의 결함을 검사하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 물품의 결함을 검사할 때 2D 이미지 정보를 활용하여 실시간으로 결함을 검사하는 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a method for inspecting a defect in an article using 2D image information, and more particularly, to a method for inspecting a defect in real time using 2D image information when inspecting a defect in an article.

기존의 3D 카메라를 이용하여 물품의 결함을 검사하는 경우, 높은 가격과 긴 처리 시간으로 인해 실시간으로 결함을 검사하기에는 사용하기 어려운 문제가 있었다. In the case of inspecting defects of an article using a conventional 3D camera, it is difficult to use it to inspect defects in real time due to high price and long processing time.

또한, 기존에 물품의 결함을 검사할 때 인간 노동자를 사용하여 품질을 검사하였으나, 눈의 피로로 인하여 검사 시간 동안에 높은 수준의 정밀 검사 프로세스를 수행하는 데에 어려움이 있으며, 정확한 작업을 계속 수행하기 위해서 특정 시간에 휴식을 취해야 했고, 각 작업자는 검사 품질을 위해서 물품 분석에 대한 충분한 경험을 가지고 있어야 했다. 따라서, 인간 노동자를 사용하여 품질을 검사할 때 생산 효율성이 저하되는 문제가 있었다.In addition, in the past, human workers have been used to inspect quality when inspecting defects of an article, but it is difficult to perform a high-level precision inspection process during the inspection time due to eye strain, and it is difficult to continue performing accurate work. In order to ensure quality of inspection, each worker had to have sufficient experience in analyzing items. Therefore, there has been a problem that production efficiency is lowered when quality is inspected using human workers.

따라서, 기존의 물품 결함 검사에서 발생하는 문제였던 높은 가격, 긴 처리시간 및 품질 검사의 일관성 문제를 고려하여 결함 검사의 처리 시간 및 비용을 줄이면서, 품질 검사의 일관성을 보장할 수 있는 방법이 필요하게 되었으며, 이러한 문제점 또는 단점을 해결할 수 있는 새로운 기술이 요구되고 있다.Therefore, considering the high price, long processing time, and consistency of quality inspection, which were problems in the existing product defect inspection, a method to ensure consistency of quality inspection while reducing the processing time and cost of defect inspection is needed. And a new technology that can solve these problems or disadvantages is required.

한편, 본 개시는 이상에서 살핀 기술적 배경에 적어도 기초하여 도출되었으나, 본 개시의 기술적 과제 또는 목적은, 이상에서 살핀 문제점 또는 단점을 해결하는 것에 한정되지는 않는다. 즉, 본 개시는, 이상에서 살핀 기술적 이슈(issue) 이외에도, 이하에서 설명할 내용과 관련된 다양한 기술적 이슈들을 커버(cover)할 수 있다.On the other hand, the present disclosure has been derived at least based on the technical background salpin above, but the technical problem or object of the present disclosure is not limited to solving the above salpin problems or disadvantages. That is, the present disclosure may cover various technical issues related to the content to be described below, in addition to the technical issues discussed above.

본 개시는 물품의 결함을 검사할 때 2D 이미지 정보를 활용하여 실시간으로 결함을 검사하는 것을 해결 과제로 한다.An object of the present disclosure is to inspect defects in real time by utilizing 2D image information when inspecting defects of an article.

한편, 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.On the other hand, the technical problem to be achieved by the present disclosure is not limited to the above-mentioned technical problem, and may include various technical problems within a range apparent to those skilled in the art from the contents to be described below.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 하나 이상의 이미지를 획득하는 단계; 신경망 모델에 상기 획득된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성하는 단계; 상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터를 추출하는 단계; 상기 추출된 제 1 특징 벡터에 기초하여, 상기 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하는 단계; 상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 단계; 및 상기 신경망 모델을 활용하여, 상기 제 1 특징 벡터, 상기 제 2 특징 벡터, 및 상기 제 3 특징 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.A method performed by a computing device according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above object is disclosed. The method includes acquiring one or more images; inputting the obtained image to a neural network model and generating a plurality of feature maps; extracting a first feature vector based on the plurality of feature maps; extracting a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among the plurality of feature maps, based on the extracted first feature vector; extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to a defect, based on the plurality of feature maps; and predicting whether there is a defect based on the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector by using the neural network model.

대안적으로, 상기 하나 이상의 이미지는, 하나 이상의 2D 이미지를 포함하고, 상기 하나 이상의 이미지를 획득하는 단계는, 물품의 정면 이미지, 후면 이미지, 우측 이미지, 좌측 이미지, 윗면 이미지, 또는 바닥면 이미지 중 하나 이상의 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the one or more images include one or more 2D images, and the acquiring of the one or more images may include a front image, a back image, a right image, a left image, a top image, or a bottom image of the article. It may include acquiring one or more images.

대안적으로, 상기 신경망 모델에 상기 획득된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성하는 단계는, 상기 획득된 이미지에 대해 감마 보정(Gamma Correction)을 수행하는 단계; 및 상기 신경망 모델에 상기 감마 보정이 수행된 이미지를 입력하는 단계를 포함할 수 있다. Alternatively, the step of inputting the acquired image to the neural network model and generating a plurality of feature maps may include: performing gamma correction on the acquired image; and inputting the gamma-corrected image to the neural network model.

대안적으로, 상기 신경망 모델에 상기 획득된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성하는 단계는, 상기 신경망 모델에 포함된 복수의 제 1 컨벌루션 층(Convolution Layer)과 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)을 이용하여 상기 이미지의 특징들을 추출하고, 상기 추출된 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the step of inputting the acquired image to the neural network model and generating a plurality of feature maps may include a plurality of first convolution layers and a plurality of first pooling layers included in the neural network model ( and extracting features of the image using a pooling layer) and generating a plurality of feature maps based on the extracted features.

대안적으로, 상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터를 추출하는 단계는, 상기 복수의 특징 맵들에 대해 추가적인 풀링(pooling)을 수행하여, 상기 제 1 특징 벡터를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, extracting a first feature vector based on the plurality of feature maps includes extracting the first feature vector by performing additional pooling on the plurality of feature maps. can do.

대안적으로, 상기 추출된 제 1 특징 벡터에 기초하여, 상기 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하는 단계는, 상기 제 1 특징 벡터를 하나 이상의 제 1 완전 연결 층(Fully-connected layer)에 입력하고, 상기 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the step of extracting a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among the plurality of feature maps, based on the extracted first feature vector, may include the first feature vector as one or more The method may include extracting a second feature vector for inputting to a first fully-connected layer and identifying a feature map related to whether or not there is a defect among the plurality of feature maps.

대안적으로, 상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 단계는,Alternatively, extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not a defect is present based on the plurality of feature maps includes:

하나 이상의 제 2 컨벌루션 층(Convolution Layer)에 상기 복수의 특징 맵들을 입력하고, 컨벌루션 연산을 적용하는 단계; 및 상기 컨벌루션 연산이 적용된 특징 맵들에 대해 추가적인 풀링(pooling)을 수행하고, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.inputting the plurality of feature maps to one or more second convolution layers and applying a convolution operation; and performing additional pooling on the feature maps to which the convolution operation is applied, and extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect.

대안적으로, 상기 추가적인 풀링(pooling)은, 전역 평균 풀링(Global average pooling)을 포함할 수 있다.Alternatively, the additional pooling may include global average pooling.

대안적으로, 상기 신경망 모델을 활용하여, 상기 제 1 특징 벡터, 상기 제 2 특징 벡터, 및 상기 제 3 특징 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하는 단계는, 상기 제 2 특징 벡터, 및 상기 제 3 특징 벡터를 연관(concatenate)시켜 제 1 합성 벡터를 생성하는 단계; 상기 제 1 합성 벡터 및 상기 제 1 특징 벡터를 연관(concatenate)시켜 최종 합성 벡터를 생성하는 단계; 및 상기 최종 합성 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, predicting whether there is a defect based on the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector using the neural network model may include the second feature vector and the third feature vector. generating a first composite vector by concatenating feature vectors; generating a final composite vector by concatenating the first composite vector and the first feature vector; and predicting whether or not there is a defect based on the final synthesized vector.

대안적으로, 상기 최종 합성 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하는 단계는, 상기 최종 합성 벡터를 하나 이상의 제 2 완전 연결 층(Fully-connected layer)에 입력하고, 결함 여부를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, predicting whether or not there is a defect based on the final synthesized vector may include inputting the final synthesized vector to one or more second fully-connected layers and predicting whether or not there is a defect. can

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, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금 물품의 결함 여부를 예측하기 위한 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은: 하나 이상의 이미지를 획득하는 동작; 신경망 모델에 상기 획득된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성하는 동작; 상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터를 추출하는 동작; 상기 추출된 제 1 특징 벡터에 기초하여, 상기 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하는 동작; 상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 동작; 및 상기 신경망 모델을 활용하여, 상기 제 1 특징 벡터, 상기 제 2 특징 벡터, 및 상기 제 3 특징 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하는 동작을 포함할 수 있다.A computer program stored in a computer readable storage medium is disclosed according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above object. When the computer program is executed on one or more processors, the one or more processors cause the one or more processors to perform operations for predicting whether an article is defective, the operations comprising: obtaining one or more images; inputting the obtained image to a neural network model and generating a plurality of feature maps; extracting a first feature vector based on the plurality of feature maps; extracting a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among the plurality of feature maps, based on the extracted first feature vector; extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to a defect, based on the plurality of feature maps; and predicting whether there is a defect based on the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector by using the neural network model.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치가 개시된다. 상기 장치는, 적어도 하나의 프로세서; 및 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는, 하나 이상의 이미지를 획득하고;A computing device according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above object is disclosed. The device may include at least one processor; and a memory, wherein the processor: acquires one or more images;

신경망 모델에 상기 획득된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성하고; 상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터를 추출하고; 상기 추출된 제 1 특징 벡터에 기초하여, 상기 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하고; 상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하고; 그리고 상기 신경망 모델을 활용하여, 상기 제 1 특징 벡터, 상기 제 2 특징 벡터, 및 상기 제 3 특징 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하도록 구성될 수 있다.inputting the obtained image to a neural network model and generating a plurality of feature maps; extracting a first feature vector based on the plurality of feature maps; extracting a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among the plurality of feature maps, based on the extracted first feature vector; based on the plurality of feature maps, extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect; And, using the neural network model, it may be configured to predict whether there is a defect based on the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector.

본 개시는 2D 이미지 정보를 이용하여, 물품의 결함을 검사하는 방법을 제공할 수 있으며, 이를 통해 물품의 결함을 검사할 때 2D 이미지 정보를 활용하여 실시간으로 결함을 검사할 수 있다. The present disclosure may provide a method of inspecting a defect of an article using 2D image information, and through this, when inspecting a defect of an article, the defect may be inspected in real time by utilizing the 2D image information.

한편, 본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.On the other hand, the effects of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and various effects may be included within a range apparent to those skilled in the art from the contents to be described below.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 2D 이미지 정보를 이용하여, 물품의 결함을 검사하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 2D 이미지 정보를 이용하여, 물품의 결함을 검사하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 하나 이상의 이미지를 획득하고, 획득된 이미지에 대해 감마 보정(Gamma Correction)을 수행하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델에 획득된 이미지를 입력하고, 상기 신경망 모델에 포함된 복수의 제 1 컨벌루션 층(Convolution Layer)과 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)을 이용하여 이미지의 특징들을 추출하고, 상기 추출된 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들을 생성하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터, 제 2 특징 벡터, 및 제 3 특징 벡터를 추출하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 7a는 본 개시의 일 실시예에 따라 추출된 제 1 특징 벡터에 기초하여, 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 7b는 본 개시의 일 실시예에 따라 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델을 활용하여, 제 1 특징 벡터, 제 2 특징 벡터, 및 제 3 특징 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.
1 is a block diagram of a computing device for inspecting a defect of an article using 2D image information 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 flowchart illustrating a method of inspecting a defect of an article using 2D image information according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a schematic diagram illustrating a process of acquiring one or more images and performing gamma correction on the obtained images according to an embodiment of the present disclosure.
5 shows an image acquired in a neural network model according to an embodiment of the present disclosure and using a plurality of first convolution layers and a plurality of first pooling layers included in the neural network model. It is a schematic diagram showing a process of extracting features of an image and generating a plurality of feature maps based on the extracted features.
6 is a schematic diagram illustrating a process of extracting a first feature vector, a second feature vector, and a third feature vector based on a plurality of feature maps according to an embodiment of the present disclosure.
7A is a schematic diagram illustrating a process of extracting a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among a plurality of feature maps based on a first feature vector extracted according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 7B is a schematic diagram illustrating a process of extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to a defect based on a plurality of feature maps according to an embodiment of the present disclosure.
8 is a schematic diagram illustrating a process of predicting defects based on a first feature vector, a second feature vector, and a third feature vector using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
9 is a simplified and 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 details.

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 an execution of software. For example, a component may be, but is not limited to, a procedure, processor, object, thread of execution, program, and/or computer running on a processor. For example, both an application running on a computing device and a computing device may be components. One or more components may reside within a processor and/or thread of execution. A component can be localized within a single computer. A component may be distributed between two or more computers. Also, these components can execute from various computer readable media having various data structures stored thereon. Components may be connected, for example, via signals with one or more packets of data (e.g., data and/or signals from one component interacting with another component in a local system, distributed system) to other systems and over a network such as the Internet. data being transmitted) may communicate via local and/or remote processes.

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 the context, “X employs A or B” is intended to mean one of the natural inclusive substitutions. That is, X uses A; X uses B; Or, if X uses both A and B, "X uses either A or B" may apply to either of these cases. Also, the term "and/or" as used herein should be understood to refer to and include 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 features and/or components are 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 where the context clearly indicates that a singular form is indicated, the singular in this 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 “when only A is included”, “when only B is included”, and “when A and B are combined”.

통상의 기술자들은 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 안 된다.Skilled artisans will further understand that the various illustrative logical blocks, components, modules, circuits, means, logics, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented in electronic hardware, computer software, or both. It should be recognized that it can be implemented with combinations of To clearly illustrate the 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 in hardware or as software depends on 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 this 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. The description of the presented embodiments is provided to enable any person 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 this disclosure. The general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of this disclosure. Thus, the present invention is not limited to the embodiments presented herein. The present invention is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features set forth herein.

본 개시에서 네트워크 함수와 인공 신경망 및 뉴럴 네트워크(neural network)는 상호교환 가능하게 사용될 수 있다. In the present disclosure, network functions, artificial neural networks, and neural networks may be used interchangeably.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 2D 이미지 정보를 이용하여, 물품의 결함을 검사하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a computing device for inspecting a defect of an article using 2D image information according to an embodiment of the present disclosure.

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.The configuration of the computing device 100 shown in FIG. 1 is only a simplified example. In one embodiment of the present disclosure, the computing device 100 may include other components for performing a computing environment of the computing device 100, and only some of the disclosed components may constitute the computing device 100.

컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(130), 네트워크부(150)를 포함할 수 있다.The computing device 100 may include a processor 110 , a memory 130 , and a network unit 150 .

프로세서(110)는 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치 (GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 데이터 분석, 딥러닝을 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 개시의 일 실시예에 따른 기계 학습을 위한 데이터 처리를 수행할 수 있다. 본 개시의 일실시예에 따라 프로세서(110)는 신경망 모델의 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 신경망 모델의 가중치 업데이트 등의 신경망 모델의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)의 CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 신경망 모델의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 신경망 모델의 학습, 신경망 모델을 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서 복수의 컴퓨팅 장치의 프로세서를 함께 사용하여 신경망 모델의 학습, 신경망 모델을 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.The processor 110 may include one or more cores, and includes a central processing unit (CPU), a general purpose graphics processing unit (GPGPU), and a tensor processing unit (TPU) of a computing device. unit), data analysis, and processors for deep learning. The processor 110 may read a computer program stored in the memory 130 and process data for machine learning according to an embodiment of the present disclosure. According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110 may perform an operation for learning a neural network model. The processor 110 processes input data for learning in deep learning (DL), extracts features from input data, calculates an error, and learns a neural network model such as weight update of the neural network model using backpropagation. Calculations can be performed for At least one of the CPU, GPGPU, and TPU of the processor 110 may process learning of the neural network model. For example, the CPU and GPGPU can process learning of neural network models and data classification using neural network models. In addition, in an embodiment of the present disclosure, the neural network model learning and data classification using the neural network model may be processed by using processors of a plurality of computing devices together. In addition, a computer program executed in a computing device according to an embodiment of the present disclosure may be a CPU, GPGPU or TPU executable program.

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.According to an embodiment of the present disclosure, the memory 130 may store any type of information generated or determined by the processor 110 and any type of information received by the network unit 150 .

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 memory 130 is a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, or a card type memory (eg, SD or XD memory, etc.), RAM (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory, ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory) -Only Memory), a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk may include at least one type of storage medium. The computing device 100 may operate in relation to a web storage that performs a storage function of the memory 130 on the Internet. The above description of the memory is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크부(150)는 공중전화 교환망(PSTN: Public Switched Telephone Network), xDSL(x Digital Subscriber Line), RADSL(Rate Adaptive DSL), MDSL(Multi Rate DSL), VDSL(Very High Speed DSL), UADSL(Universal Asymmetric DSL), HDSL(High Bit Rate DSL) 및 근거리 통신망(LAN) 등과 같은 다양한 유선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.The network unit 150 according to an embodiment of the present disclosure includes a Public Switched Telephone Network (PSTN), x Digital Subscriber Line (xDSL), Rate Adaptive DSL (RADSL), Multi Rate DSL (MDSL), and VDSL ( Various wired communication systems such as Very High Speed DSL), Universal Asymmetric DSL (UADSL), High Bit Rate DSL (HDSL), and Local Area Network (LAN) may be used.

또한, 본 개시에서 제시되는 네트워크부(150)는 CDMA(Code Division Multi Access), TDMA(Time Division Multi Access), FDMA(Frequency Division Multi Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multi Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA) 및 다른 시스템들과 같은 다양한 무선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.In addition, the network unit 150 presented in the present disclosure includes Code Division Multi Access (CDMA), Time Division Multi Access (TDMA), Frequency Division Multi Access (FDMA), Orthogonal Frequency Division Multi Access (OFDMA), SC-FDMA ( Single Carrier-FDMA) and other systems.

본 개시에서 네트워크부(150)는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN: Personal Area Network), 근거리 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 네트워크는 공지의 월드와이드웹(WWW: World Wide Web)일 수 있으며, 적외선(IrDA: Infrared Data Association) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다. 본 개시에서 설명된 기술들은 위에서 언급된 다른 네트워크들 에서도 사용될 수 있다.In the present disclosure, the network unit 150 may be configured regardless of its communication mode, such as wired and wireless, and may be configured with various communication networks such as a personal area network (PAN) and a wide area network (WAN). can In addition, the network may be the known World Wide Web (WWW), or may use a wireless transmission technology used for short-range communication, such as Infrared Data Association (IrDA) or Bluetooth. The techniques described in this disclosure may also be used in other networks mentioned above.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating a network function according to an embodiment of the present disclosure.

본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 신경망들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 링크에 의해 상호 연결될 수 있다.Throughout this specification, computational model, neural network, network function, and neural network may be used interchangeably. A neural network may consist of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network includes one or more nodes. Nodes (or neurons) constituting 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 a neural network, one or more nodes connected through a link may form a relative relationship of an input node and an output node. The concept of an input node and an output node is relative, and any node in an output node relationship with one node may have an input node relationship with another node, and vice versa. As described above, an input node to output node relationship may be created around a link. More than one output node can 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 a relationship between an input node and an output node connected through one link, the value of data of the output node may be determined based on data input to the input node. Here, a link interconnecting an input node and an output node may have a weight. The weight may be variable, and may be changed by a user or an algorithm in order to perform a function desired by the neural network. For example, when one or more input nodes are interconnected by respective links to one output node, the output node is set to a link corresponding to values input to input nodes connected to the output node and 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 the neural network, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and output node relationship in the neural network. Characteristics of the neural network may be determined according to the number of nodes and links in the neural network, an association between the nodes and links, and a weight value assigned to each link. For example, when there are two neural networks having the same number of nodes and links and different weight values of the links, the two neural networks may be recognized as different from each other.

신경망은 하나 이상의 노드들의 집합으로 구성될 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들의 부분 집합은 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 신경망 내에서 레이어의 차수는 상술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.A neural network may be composed of a set of one or more nodes. A subset of nodes constituting a neural network may constitute a layer. Some of the nodes constituting the neural network may form one layer based on distances from the first input node. For example, a set of nodes having a distance of n from the first input node may constitute n layers. The distance from the first input node may be defined by the minimum number of links that must be passed through to reach the corresponding node from the first input node. However, the definition of such a layer is arbitrary for explanation, and the order of a layer in a neural network may be defined in a method different from the above. For example, a layer of nodes may be defined by a distance from a 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. An initial input node may refer to one or more nodes to which data is directly input without going through a link in relation to 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. Also, the hidden node may refer to 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.In the neural network according to an embodiment of the present disclosure, 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 the number of nodes 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 of the input layer may be less than the number of nodes of the output layer and the number of nodes decreases as the number of nodes increases from the input layer to the hidden layer. there is. In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure is 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 number of nodes increases from the input layer to the hidden layer. can A neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in the form of a combination of the aforementioned neural networks.

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 reveal latent structures in data. In other words, it can identify the latent structure of a photo, text, video, sound, or music (e.g., what objects are in the photo, what the content and emotion of the text are, what the content and emotion of the audio 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 one embodiment of the present disclosure, the network function may include an autoencoder. An autoencoder may be a type of artificial neural network for outputting output data similar to input data. An auto-encoder may include at least one hidden layer, and an odd number of hidden layers may be disposed between input and output layers. The number of nodes of 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 the reduction from the bottleneck layer to the output layer (symmetrical to the input layer). Autoencoders can perform non-linear dimensionality reduction. The number of input layers and output layers may correspond to dimensions after preprocessing of input data. In the auto-encoder structure, the number of hidden layer nodes included in the encoder may decrease as the distance from the input layer increases. If the number of nodes in the bottleneck layer (the layer with the fewest nodes located between the encoder and decoder) is too small, a sufficient amount of information may not be conveyed, so more than a certain number (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 강화 학습(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 라벨링되어있는 학습 데이터를 사용하며(즉, 라벨링된 학습 데이터), 비교사 학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 교사 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링 된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 뉴럴 네트워크에 입력되고, 뉴럴 네트워크의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다. 다른 예로, 데이터 분류에 관한 비교사 학습의 경우 입력인 학습 데이터가 뉴럴 네트워크 출력과 비교됨으로써 오류가 계산될 수 있다. 계산된 오류는 뉴럴 네트워크에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 뉴럴 네트워크의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 뉴럴 네트워크의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 뉴럴 네트워크가 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다.A neural network can be trained in a way that minimizes output errors. In the learning of the neural network, the learning data is repeatedly input into the neural network, the output of the neural network for the training data and the error of the target are calculated, and the error of the neural network is transferred from the output layer of the neural network to the input layer in the direction of reducing the error. It is a process of updating the weight of each node of the neural network by backpropagating in the same direction. In the case of teacher learning, the learning data in which the correct answer is labeled is used for each learning data (ie, the labeled learning data), and in the case of comparative teacher learning, the correct answer may not be labeled in each learning data. That is, for example, learning data in the case of teacher learning regarding data classification may be data in which each learning data is labeled with a category. Labeled training data is input to a neural network, and an error may be calculated by comparing an output (category) of the neural network and a label of the training data. As another example, in the case of comparative history learning for data classification, an error may be calculated by comparing input learning data with a neural network output. The calculated error is back-propagated in a 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. The amount of change in the connection weight of each updated node may be determined according to a learning rate. The neural network's computation of input data and backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently according to the number of iterations of the learning cycle of the neural network. For example, a high learning rate may be used in the early stage of neural network training to increase efficiency by allowing the neural network to quickly obtain a certain level of performance, and a low learning rate may be used in the late stage to 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, 레귤라이제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 비활성화하는 드롭아웃(dropout), 배치 정규화 레이어(batch normalization layer)의 활용 등의 방법이 적용될 수 있다.In neural network learning, generally, training data can be a subset of real data (ie, data to be processed using the trained neural network), and therefore, errors for training data are reduced, but errors for real data are reduced. There may be incremental learning cycles. Overfitting is a phenomenon in which errors for actual data increase due to excessive learning on training data. 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 the error of machine learning algorithms. Various optimization methods can be used to prevent such overfitting. To prevent overfitting, methods such as increasing the training data, regularization, inactivating some nodes in the network during learning, and using a batch normalization layer should be applied. can

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 2D 이미지 정보를 이용하여, 물품의 결함을 검사하는 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of inspecting a defect of an article using 2D image information according to an embodiment of the present disclosure.

본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 "물품의 결함을 검사하기 위한 이미지 정보"를 직접 획득하거나 또는 외부 시스템으로부터 수신할 수 있다. 외부 시스템은 이미지 정보들을 저장하고 관리하는 서버, 데이터베이스 등일 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 직접 획득하거나 외부 시스템으로부터 수신된 이미지 정보를 " 물품의 결함을 검사하기 위한 입력 데이터"로서 사용할 수 있다.The computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may directly acquire “image information for inspecting a defect of an article” or may receive it from an external system. The external system may be a server or database that stores and manages image information. The computing device 100 may use image information obtained directly or received from an external system as “input data for inspecting defects of an article”.

컴퓨팅 장치(100)는 하나 이상의 이미지를 획득할 수 있다(S110). 예를 들어, 하나 이상의 이미지는 결함을 검사하기 위한 물품의 이미지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 결함을 검사하기 위한 물품의 이미지는 직물, 병, 차체 표면 및 금속 등에 대한 이미지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 하나 이상의 이미지는 볼 조인트 소켓과 같은 3차원(3D) 기계 제품에 대한 이미지를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 2D 이미지를 포함할 수 있다. 한편, 본 개시의 일 실시예에 따르면 컴퓨팅 장치(100)는 물품의 정면 이미지, 후면 이미지, 우측 이미지, 좌측 이미지, 윗면 이미지, 또는 바닥면 이미지 중 하나 이상의 이미지를 획득할 수 있다. 하나 이상의 이미지를 획득하는 구체적인 과정은 이하 도 4를 통해 후술된다.The computing device 100 may acquire one or more images (S110). For example, one or more images may include an image of an item to inspect for defects. Specifically, the image of the article to be inspected for defects may include images of fabric, bottle, vehicle body surface, metal, and the like. Also, the one or more images may include images of a three-dimensional (3D) mechanical product such as a ball joint socket, and may include one or more 2D images. Meanwhile, according to an embodiment of the present disclosure, the computing device 100 may acquire one or more images of a front image, a back image, a right image, a left image, a top image, or a bottom image of an article. A specific process of acquiring one or more images will be described later with reference to FIG. 4 .

컴퓨팅 장치(100)는 S110 단계를 통해 획득된 이미지를 신경망 모델에 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성할 수 있다(S120). 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 획득된 이미지에 대해 감마 보정(Gamma Correction)을 수행하고, 상기 신경망 모델에 상기 감마 보정이 수행된 이미지를 입력할 수 있다. 이때, 상기 획득된 이미지가 금속 재질의 물품에 대한 이미지일 경우 표면의 광반사 값이 다를 수 있기 때문에 감마 보정을 통해 상기 획득된 이미지의 빛의 강도를 줄여서 빛의 반사 없이 선명한 물품의 이미지를 획득할 수 있다. S110 단계를 통해 획득된 이미지에 대해 감마 보정을 수행하고, 보정된 이미지를 획득하는 구체적인 과정은 이하 도 4를 통해 후술된다. The computing device 100 may input the image obtained through step S110 to the neural network model and generate a plurality of feature maps (S120). For example, the computing device 100 may perform gamma correction on the obtained image and input the gamma-corrected image to the neural network model. At this time, when the acquired image is an image of a metal material, since the light reflection value of the surface may be different, the light intensity of the obtained image is reduced through gamma correction to obtain a clear image of the article without light reflection. can do. A detailed process of performing gamma correction on the image obtained through step S110 and obtaining a corrected image will be described later with reference to FIG. 4 .

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 신경망 모델에 상기 감마 보정이 수행된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 신경망 모델에 포함된 복수의 제 1 컨벌루션 층(Convolution Layer)과 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)을 이용하여 상기 이미지의 특징들을 추출하고, 상기 추출된 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들을 생성할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 제 1 컨벌루션 층(Convolution Layer)과 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)이 번갈아 연결된 구조에 상기 감마 보정이 수행된 이미지를 입력하고, 상기 이미지의 특징들을 추출하고, 상기 추출된 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들을 생성할 수 있다. 이때, 상기 복수의 제 1 컨벌루션 층들은 입력된 이미지에서 분류에 필요한 이미지의 특징들을 추출하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 1 컨벌루션 층에 이미지를 통과시키며 합성곱 연산(Convolution operation)을 수행하고, 통과된 이미지를 복수의 제 1 컨벌루션 층과 번갈아 연결된 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)에 통과시켜 맥스 풀링(Max pooling)을 수행함으로써 상기 입력된 이미지의 특징들을 추출할 수 있고, 상기 추출된 이미지의 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들을 생성할 수 있다. 이때, 맥스 풀링을 수행하는 이유는 ① 가장 큰 특징(feature) 값이 계산 시 가장 큰 영향을 주기 때문에 출력 값에 영향이 가장 크고 ② 특징을 가장 잘 나타내기 때문이다. 신경망 모델에 포함된 복수의 제 1 컨벌루션 층(Convolution Layer)과 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)을 이용하여 이미지의 특징들을 추출하고, 추출된 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들을 생성하는 구체적인 과정은 이하 도 5를 통해 후술된다. Also, the computing device 100 may input the gamma-corrected image to the neural network model and generate a plurality of feature maps. For example, the computing device 100 extracts the features of the image using a plurality of first convolution layers and a plurality of first pooling layers included in the neural network model, and the extracted A plurality of feature maps may be generated based on the features. Specifically, the computing device 100 inputs the gamma-corrected image to a structure in which a plurality of first convolution layers and a plurality of first pooling layers are alternately connected, and the characteristics of the image may be extracted, and a plurality of feature maps may be generated based on the extracted features. In this case, the plurality of first convolutional layers may be used to extract image features required for classification from an input image. For example, a convolution operation is performed while passing an image through a plurality of first convolution layers, and a plurality of first pooling layers alternately connected to the plurality of first convolution layers for the passed image. Max pooling may be performed to extract features of the input image, and a plurality of feature maps may be generated based on the features of the extracted image. At this time, the reason for performing max pooling is that ① the largest feature value has the greatest influence on the calculation, so it has the greatest effect on the output value and ② represents the feature the best. Extracting features of an image using a plurality of first convolution layers and a plurality of first pooling layers included in a neural network model, and generating a plurality of feature maps based on the extracted features A specific process will be described later with reference to FIG. 5 .

컴퓨팅 장치(100)는 S120 단계를 통해 생성된 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터를 추출할 수 있다(S130-1). 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 복수의 특징 맵들에 대해 추가적인 풀링(pooling)을 수행하여, 상기 제 1 특징 벡터를 추출할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 복수의 특징 맵들에 대해 전역 평균 풀링(Global average pooling)을 수행하고, 상기 제 1 특징 벡터를 추출할 수 있다. 이때, 상기 복수의 특징 맵들에 대해 채널 별로 전역 평균 풀링(Global average pooling)을 수행함으로써, HxW의 사이즈(size)인 1개의 특징 맵(feature map)을 1개의 값(value)로 수렴시킬 수 있으므로 상기 복수의 특징 맵들을 하나의 제 1 특징 벡터로 추출할 수 있다. 상기 추출된 제 1 특징 벡터는 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하는 과정에서 이용될 수 있고, 신경망 모델을 활용하여, 결함 여부를 예측하는 과정에서 사용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 이하 도 6, 도 7a, 및 도 8을 통해 후술된다. The computing device 100 may extract a first feature vector based on the plurality of feature maps generated through step S120 (S130-1). For example, the computing device 100 may extract the first feature vector by performing additional pooling on the plurality of feature maps. Specifically, the computing device 100 may perform global average pooling on the plurality of feature maps and extract the first feature vector. At this time, by performing global average pooling for each channel on the plurality of feature maps, one feature map of the size of HxW can be converged to one value. The plurality of feature maps may be extracted as one first feature vector. The extracted first feature vector may be used in a process of extracting a second feature vector for identifying a feature map related to a defect among a plurality of feature maps, and a process of predicting a defect by using a neural network model It can be used in, and a detailed description thereof will be described later through FIGS. 6, 7a, and 8.

컴퓨팅 장치(100)는 S130-1 단계를 통해 추출된 제 1 특징 벡터에 기초하여, 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출할 수 있다(S130-2). 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 제 1 특징 벡터를 하나 이상의 제 1 완전 연결 층(Fully-connected layer)에 입력하고, 상기 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 특징 맵들에 전역 평균 풀링이 수행되어 공간적인 정보가 제거되고, 채널(Channel)의 정보만 남은 상기 제 1 특징 벡터를 두 개의 제 1 완전 연결 층(Fully-connected layer)에 입력하여, 각 채널별로 중요한 정도가 학습되고, 상기 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 가장 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터가 추출될 수 있다. 상기 추출된 제 2 특징 벡터는 신경망 모델을 활용하여, 결함 여부를 예측하는 과정에서 사용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 이하 도 6, 도 7a 및 도 8을 통해 후술된다.The computing device 100 may extract a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among a plurality of feature maps based on the first feature vector extracted through step S130-1 (S130-1). 2). Specifically, the computing device 100 inputs the first feature vector to one or more first fully-connected layers, and identifies a feature map related to whether there is a defect among the plurality of feature maps. 2 feature vectors can be extracted. For example, global average pooling is performed on the plurality of feature maps to remove spatial information, and the first feature vector with only channel information remaining is converted into two first fully-connected layers. , the importance level for each channel is learned, and a second feature vector for identifying a feature map most related to whether or not there is a defect among the plurality of feature maps can be extracted. The extracted second feature vector may be used in a process of predicting defects using a neural network model, and a detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 6, 7A, and 8 .

컴퓨팅 장치(100)는 S120 단계를 통해 생성된 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출할 수 있다(S130-3). 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 하나 이상의 제 2 컨벌루션 층(Convolution Layer)에 상기 복수의 특징 맵들을 입력하고, 컨벌루션 연산을 적용하고, 상기 컨벌루션 연산이 적용된 특징 맵들에 대해 추가적인 풀링(pooling)을 수행하고, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 컨벌루션 연산이 적용된 특징 맵들에 대해 전역 평균 풀링(Global average pooling)을 수행하고, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출할 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치(100)는 하나 이상의 제 2 컨벌루션 층(Convolution Layer)에 상기 복수의 특징 맵들을 입력하고, 컨벌루션 연산을 적용함으로써 채널의 정보를 삭제하고 공간적인 중요도를 가진 특징 맵(feature map)을 생성할 수 있고, 생성된 상기 공간적인 중요도를 가진 특징 맵에 대해 전역 평균 풀링을 수행하여 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출할 수 있다. 상기 추출된 제 3 특징 벡터는 신경망 모델을 활용하여, 결함 여부를 예측하는 과정에서 사용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 이하 도 6, 도 7b 및 도 8을 통해 후술된다.The computing device 100 may extract a third feature vector for identifying a feature map region related to a defect, based on the plurality of feature maps generated in step S120 (S130-3). Specifically, the computing device 100 inputs the plurality of feature maps to one or more second convolution layers, applies a convolution operation, and performs additional pooling on the feature maps to which the convolution operation is applied. and a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect may be extracted. For example, the computing device 100 performs global average pooling on the feature maps to which the convolution operation is applied, and extracts a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect. can At this time, the computing device 100 inputs the plurality of feature maps to one or more second convolution layers, and deletes channel information by applying a convolution operation to obtain a feature map having spatial importance. A third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect may be extracted by performing global average pooling on the generated feature map having spatial importance. The extracted third feature vector may be used in a process of predicting defects using a neural network model, and a detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 6, 7B, and 8 .

컴퓨팅 장치(100)는 신경망 모델을 활용하여, S130-1 단계를 통해 생성된 제 1 특징 벡터, S130-2 단계를 통해 생성된 제 2 특징 벡터, 및 S130-3 단계를 통해 생성된 제 3 특징 벡터에 기초하여, 결함 여부를 예측할 수 있다(S140). 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 제 2 특징 벡터, 및 상기 제 3 특징 벡터를 연관(concatenate)시켜 제 1 합성 벡터를 생성하고, 상기 제 1 합성 벡터 및 상기 제 1 특징 벡터를 연관(concatenate)시켜 최종 합성 벡터를 생성하고, 상기 최종 합성 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 최종 합성 벡터를 하나 이상의 제 2 완전 연결 층(Fully-connected layer)에 입력하고, 결함 여부를 예측할 수 있다. 상기 최종 합성 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하는 과정에 대한 구체적인 설명은 이하 도 8을 통해 후술된다.The computing device 100 uses the neural network model to generate the first feature vector generated through step S130-1, the second feature vector generated through step S130-2, and the third feature generated through step S130-3. Based on the vector, it is possible to predict whether or not there is a defect (S140). For example, the computing device 100 generates a first synthesized vector by concatenating the second feature vector and the third feature vector, and concatenates the first synthesized vector and the first feature vector ( concatenate) to generate a final synthesized vector, and based on the final synthesized vector, it is possible to predict whether or not there is a defect. Specifically, the computing device 100 may input the final synthesized vector to one or more second fully-connected layers and predict whether or not there is a defect. A detailed description of a process of predicting defects based on the final synthesized vector will be described later with reference to FIG. 8 .

도 4는 본 개시의 실시예에 따른 하나 이상의 이미지를 획득하고, 획득된 이미지에 대해 감마 보정(Gamma Correction)을 수행하는 과정을 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a process of acquiring one or more images and performing gamma correction on the obtained images according to an embodiment of the present disclosure.

도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 물품의 결함을 검사하기 위해 물품(10)에 대한 하나 이상의 이미지(12)를 획득할 수 있다(11). 구체적으로, 상기 결함을 검사하기 위한 대상이 되는 물품의 이미지는 직물, 병, 차체 표면 및 금속 등에 대한 이미지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 하나 이상의 이미지는 볼 조인트 소켓과 같은 3차원(3D) 기계 제품에 대한 이미지를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 2D 이미지를 포함할 수 있다. 한편, 볼 조인트 소켓과 같은 3차원(3D) 기계 제품의 결함 검사 절차는 3D 물품의 어느 부분에서나 결함이 발생할 수 있기 때문에 결함 검사 과정이 더욱 까다로운 문제점이 있고, 일반적으로 3D 카메라를 이용하여 결함 검사를 위한 데이터를 수집하지만 2D 카메라의 이미지에 비해 비용이 훨씬 비싸며, 3D 데이터 포인트 처리 등 다양한 전처리 과정을 수행해야 하기 때문에 2D 카메라 이미지를 사용하는 것에 비하여 작업 시간이 많이 소요되어 실시간으로 결함을 검사하기에는 적용이 어렵다. 이와 달리, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 물품의 정면 이미지, 후면 이미지, 우측 이미지, 좌측 이미지, 윗면 이미지, 또는 바닥면 이미지 등 다양한 각도에서 3D 물체의 모든 부분의 이미지를 2D 카메라로 촬영하고(11), 하나 이상의 이미지(12)를 획득할 수 있다. 이때, 2D 이미지의 처리 시간은 3D 카메라 데이터에 비해 짧아 실시간으로 결함 검사에 적용이 가능하며, 전처리 과정이 3D 카메라 데이터에 비하여 비교적 간단하기 때문에 비용이 상대적으로 저렴하다.Referring to FIG. 4 , a computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may acquire one or more images 12 of an item 10 in order to inspect the item for defects (11). Specifically, the image of the object to be inspected for defects may include images of fabric, bottle, vehicle body surface, metal, and the like. Also, the one or more images may include images of a three-dimensional (3D) mechanical product such as a ball joint socket, and may include one or more 2D images. On the other hand, the defect inspection process of 3D mechanical products such as ball joint sockets has a more difficult problem because defects can occur in any part of the 3D product. However, the cost is much higher than that of 2D camera images, and since various preprocessing processes such as 3D data point processing have to be performed, it takes a lot of work time compared to using 2D camera images, so it is difficult to inspect defects in real time. difficult to apply In contrast, the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may display images of all parts of a 3D object from various angles, such as a front image, a rear image, a right image, a left image, a top image, or a bottom image of an object. It is possible to take a picture with a 2D camera (11) and acquire one or more images (12). At this time, the processing time of 2D images is shorter than that of 3D camera data, so it can be applied to defect inspection in real time, and the cost is relatively low because the preprocessing process is relatively simple compared to 3D camera data.

본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 직접 획득하거나 또는 외부 시스템으로부터 수신한 하나 이상의 이미지(12)를 물품의 결함을 검사하기 위한 입력 데이터로 사용할 수 있다. 한편, 하나 이상의 이미지(12)는 물품의 정면 이미지, 후면 이미지, 우측 이미지, 좌측 이미지, 윗면 이미지, 또는 바닥면 이미지에 한정되지 않고, 이러한 예시들 이외에도 다양한 각도에서 촬영된 이미지들이 포함될 수 있다. 또한, 상기 물품(10)은 볼 조인트 소켓에 한정되지 않고, 이러한 예시들 이외에도 결함 검사의 대상이 되는 다양한 3차원 물품들이 포함될 수 있다.The computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may use one or more images 12 directly acquired or received from an external system as input data for inspecting defects of an article. Meanwhile, the one or more images 12 are not limited to a front image, a back image, a right image, a left image, a top image, or a bottom image of an article, and images taken from various angles in addition to these examples may be included. In addition, the article 10 is not limited to a ball joint socket, and other than these examples, various three-dimensional articles to be inspected for defects may be included.

컴퓨팅 장치(100)는 상기 하나 이상의 이미지(12)에 대하여 감마 보정(Gamma Correction)을 수행할 수 있다(13). 한편, 결함 검사의 대상이 되는 물품이 금속 제품인 경우 물품의 빛 반사율이 표면의 각 부분마다 다를 수 있으며, 광원과 강도의 균형이 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 광원의 강도가 높으면 금속 물품의 반짝이는 부분에서 빛 반사가 덜 되는 부분에 비해 반사율이 높고, 광원의 강도가 낮으면 금속 물품의 빛 반사가 적은 부분을 캡쳐하기가 어렵다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치(100)는 먼저 물품의 빛나는 부분에서 빛 반사가 없는지 확인하기 위해 빛의 강도를 줄일 수 있고, 상기 획득된 하나 이상의 이미지(12)의 밝기를 높이기 위해 감마 보정을 수행(13)함으로써, 빛의 반사 없이 선명한 물품의 감마 보정된 이미지(14)를 획득할 수 있다. 한편, 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면 컴퓨팅 장치(100)는 상기 획득된 하나 이상의 이미지(12)에 대해 크기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 물품의 정면 이미지와 제 2 물품의 정면 이미지가 다른 크기일 경우에 컴퓨팅 장치(100)는 두 장의 이미지를 같은 크기로 조정할 수 있다. 이때, 원본 이미지와 크기가 조정된 이미지의 차이가 지나치게 커지면 물품의 작은 결함이 상기 크기가 조정된 이미지에서 거의 표현되지 않을 수 있기 때문에 결함 검사 작업이 훨씬 어려워질 수 있다. 따라서, 원본 이미지와 크기가 조정된 이미지의 차이가 지나치게 커지지 않도록 이미지의 크기가 조정되어야 할 수 있고, 예시적으로 조정되는 크기는 380x380(Height x Width)의 크기로 지정될 수 있다. 상기 획득된 하나 이상의 이미지(12)에 대해 이미지가 조정되는 크기는 실험적으로 선택될 수 있으며, 상기 380x380(Height x Width)의 크기는 예시에 불과할 뿐, 상기 획득된 하나 이상의 이미지(12)에 대하여 다양한 크기의 조정이 수행될 수 있다. 한편, 상기 감마 보정된 이미지(14) 또는 상기 크기가 조정된 이미지는 신경망 모델에 입력되어 복수의 특징 맵들이 생성되는 과정에서 사용될 수 있으며 구체적인 과정은 이하 도 5를 통해 설명된다. The computing device 100 may perform gamma correction on the one or more images 12 (13). Meanwhile, when an article to be inspected for defects is a metal product, the light reflectance of the article may be different for each part of the surface, and the balance between the light source and the intensity may be a problem. For example, if the intensity of the light source is high, the reflectance of the shiny part of the metal article is high compared to the part where light reflection is low, and if the intensity of the light source is low, it is difficult to capture the part of the metal article where light reflection is small. Therefore, according to an embodiment of the present disclosure, the computing device 100 may first reduce the intensity of light in order to check whether there is no light reflection in the shiny part of the article, and increase the brightness of the one or more images 12 obtained above. By performing gamma correction (13) for this, it is possible to obtain a gamma-corrected image 14 of a clear object without reflection of light. Meanwhile, according to another embodiment of the present disclosure, the computing device 100 may adjust the size of the obtained one or more images 12 . For example, when the front image of the first item and the front image of the second item have different sizes, the computing device 100 may adjust the two images to the same size. At this time, if the difference between the original image and the resized image is excessively large, the defect inspection task may become much more difficult because small defects of the article may hardly be expressed in the resized image. Therefore, the size of the image may need to be adjusted so that the difference between the original image and the resized image does not become excessively large, and the size to be adjusted may be designated as 380x380 (Height x Width). The size to which the image is adjusted for the one or more acquired images 12 may be experimentally selected, and the size of 380x380 (Height x Width) is only an example, and for the one or more acquired images 12 Adjustments of various sizes can be performed. Meanwhile, the gamma-corrected image 14 or the resized image may be input to a neural network model and used in a process of generating a plurality of feature maps, and a detailed process will be described with reference to FIG. 5 below.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델에 획득된 이미지를 입력하고, 상기 신경망 모델에 포함된 복수의 제 1 컨벌루션 층(Convolution Layer)과 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)을 이용하여 이미지의 특징들을 추출하고, 상기 추출된 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들을 생성하는 과정을 나타낸 개략도이다. 5 shows an image acquired in a neural network model according to an embodiment of the present disclosure and using a plurality of first convolution layers and a plurality of first pooling layers included in the neural network model. It is a schematic diagram showing a process of extracting features of an image and generating a plurality of feature maps based on the extracted features.

도 5를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 감마 보정된 이미지(14)를 신경망 모델(20)에 입력하고, 신경망 모델에 포함된 복수의 제 1 컨벌루션 층(Convolution Layer)과 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)(21)을 이용하여 상기 이미지(14)의 특징들을 추출하고, 상기 추출된 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들(22)을 생성할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 제 1 컨벌루션 층(Convolution Layer)과 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)이 번갈아 연결된 구조(21)에 상기 감마 보정이 수행된 이미지(14)를 입력하고, 상기 이미지(14)의 특징들을 추출하고, 상기 추출된 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들(14)을 생성할 수 있다. 이때, 상기 복수의 제 1 컨벌루션 층들은 입력된 이미지에서 분류에 필요한 이미지의 특징들을 추출하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제 1 컨벌루션 층에 이미지(14)를 통과시키며 합성곱 연산(Convolution operation)을 수행하고, 통과된 이미지를 복수의 제 1 컨벌루션 층과 번갈아 연결된 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)에 통과시켜 맥스 풀링(Max pooling)을 수행함으로써 상기 입력된 이미지(14)의 특징들을 추출할 수 있고, 상기 추출된 이미지의 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들(22)을 생성할 수 있다. 이때, 맥스 풀링을 수행하는 이유는 ① 가장 큰 특징(feature) 값이 계산 시 가장 큰 영향을 주기 때문에 출력 값에 영향이 가장 크고 ② 입력된 데이터의 특징을 가장 잘 나타내기 때문이다. 다만, 본 개시의 일 실시예에서 통과된 이미지를 복수의 제 1 컨벌루션 층과 번갈아 연결된 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)에 통과시켜 맥스 풀링(Max pooling)을 수행하는 것은 예시에 불과할 뿐, 상기 이미지를 복수의 제 1 컨벌루션 층과 번갈아 연결된 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)에 통과시키는 과정에서 맥스 풀링 이외에도 평균 풀링(Average pooling) 등 다양한 풀링이 수행될 수 있다. 한편, 상기 입력된 데이터가 상기 복수의 제 1 컨벌루션 층과 번갈아 연결된 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)에 통과됨으로써 상기 복수의 제 1 컨벌루션 층으로부터 출력된 특징 맵의 차원이 낮춰지고, 이를 통해 모델의 처리 시간이 줄어들 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 입력된 이미지(14)를 7개의 제 1 컨벌루션 층과 7개의 제 1 풀링 층을 번갈아 연결된 구조에 통과 시킬 수 있다. 이때, 입력된 이미지(14)에서 유용한 지역적 패턴을 얻기 위해 상기 7개 중 첫번째 제 1 컨벌루션 층에서 차원이 3x3이고, 스트라이드(Stride, 필터의 이동량)가 1x1인 필터(filter) 32개가 사용될 수 있고, 상기 7개 중 두 번째부터 다섯 번째 제 1 컨벌루션 층에서는 차원이 3x3이고, 스트라이드(Stride, 필터의 이동량)가 1x1인 필터(filter) 64개가 사용될 수 있으며, 상기 7개 중 여섯 번째부터 마지막 제 1 컨벌루션 층에서는 차원이 3x3이고, 스트라이드(Stride, 필터의 이동량)가 1x1인 필터(filter) 128개가 사용될 수 있다. 한편, 복수의 제 1 컨벌루션 층의 활성화 함수는 모두 ReLU(rectified linear unit)가 사용될 수 있고, 상기 복수의 제 1 풀링 층은 맥스 풀링 층일 수 있으며, 상기 복수의 제 1 풀링 층은 각 제 1 컨벌루션 층 다음에 적용되는 풀 사이즈(pool size)와 스트라이드(stride)의 크기가 각각 2x2인 맥스 풀링 층(max pooling layer)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 이미지(14)의 텐서 형태(Input Tensor Shape)가 380x380x3 (height x width x channel)인 경우, 상기 7개의 제 1 컨벌루션 층과 7개의 제 1 풀링 층을 번갈아 연결된 구조에 통과되어 생성된 복수의 특징 맵들(22)의 텐서 형태(Output Tensor Shape)는 2x2x128 (height x width x channel)의 형태가 될 수 있다. 상기 생성된 복수의 특징 맵들(22)은 입력 이미지(14)에서 결함 검사에 필요한 특징들을 포함하고 있으나, 물품의 결함이 아주 작은 경우, 결함이 있는 이미지와 결함이 없는 이미지의 유사도가 매우 높기 때문에 입력 이미지(14)에서 추가적인 특징들을 이용하여야 신경망 모델이 물품의 결함을 예측하는 정확도가 높아질 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 복수의 특징맵들(22)에 기초하여, 제 1 특징 벡터, 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터, 및 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출할 수 있으며, 구체적인 과정은 이하 도 6 내지 도 7b를 통해 후술된다. Referring to FIG. 5 , the computing device 100 inputs the gamma-corrected image 14 to the neural network model 20 and uses a plurality of first convolution layers and a plurality of first convolution layers included in the neural network model. Features of the image 14 may be extracted using a pooling layer 21, and a plurality of feature maps 22 may be generated based on the extracted features. Specifically, the computing device 100 inputs the gamma-corrected image 14 to a structure 21 in which a plurality of first convolution layers and a plurality of first pooling layers are alternately connected. In addition, features of the image 14 may be extracted, and a plurality of feature maps 14 may be generated based on the extracted features. In this case, the plurality of first convolutional layers may be used to extract image features required for classification from an input image. For example, a convolution operation is performed by passing the image 14 through a plurality of first convolution layers, and a plurality of first pooling layers (Pooling Layer) to perform max pooling, thereby extracting features of the input image 14, and generating a plurality of feature maps 22 based on the features of the extracted image. there is. At this time, the reason for performing max pooling is that ① the largest feature value has the greatest influence on the calculation, so it has the greatest influence on the output value, and ② it represents the characteristics of the input data best. However, in one embodiment of the present disclosure, performing max pooling by passing the passed image through a plurality of first pooling layers alternately connected to a plurality of first convolutional layers is only an example, In the process of passing the image through a plurality of first pooling layers alternately connected to a plurality of first convolutional layers, various pooling such as average pooling may be performed in addition to max pooling. On the other hand, as the input data is passed through a plurality of first pooling layers alternately connected to the plurality of first convolution layers, the dimension of the feature map output from the plurality of first convolution layers is lowered. The processing time of the model can be reduced. For example, the computing device 100 may pass the input image 14 through a structure in which seven first convolution layers and seven first pooling layers are alternately connected. At this time, in order to obtain a useful local pattern in the input image 14, 32 filters having a dimension of 3x3 and a stride of 1x1 can be used in the first first convolution layer among the seven, , In the second to fifth first convolutional layers of the seven, 64 filters having a dimension of 3x3 and a stride of 1x1 may be used, and the sixth to last of the seven In one convolutional layer, 128 filters with a dimension of 3x3 and a stride (movement amount of the filter) of 1x1 can be used. On the other hand, all activation functions of the plurality of first convolutional layers may use ReLU (rectified linear unit), the plurality of first pooling layers may be max pooling layers, and the plurality of first pooling layers may each first convolution A max pooling layer having a pool size and a stride size of 2x2 applied next to the layer may be included. For example, when the input tensor shape of the input image 14 is 380x380x3 (height x width x channel), the 7 first convolution layers and the 7 first pooling layers are passed through a structure that is alternately connected. The output tensor shape of the generated feature maps 22 may be in the form of 2x2x128 (height x width x channel). The generated plurality of feature maps 22 include features necessary for defect inspection in the input image 14, but when the defect of the product is very small, the similarity between the image with defects and the image without defects is very high. When additional features are used in the input image 14, the accuracy of the neural network model predicting defects of an article may be increased. Therefore, the computing device 100, based on the plurality of feature maps 22, uses a first feature vector, a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among the plurality of feature maps, and whether or not there is a defect. A third feature vector for identifying a feature map region related to may be extracted, and a detailed process will be described below with reference to FIGS. 6 to 7B.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터, 제 2 특징 벡터, 및 제 3 특징 벡터를 추출하는 과정을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram illustrating a process of extracting a first feature vector, a second feature vector, and a third feature vector based on a plurality of feature maps according to an embodiment of the present disclosure.

도 6을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치(100)는 상기 복수의 특징 맵들(22)에 대해 전역 평균 풀링 (Gloval average Pooling)을 수행(30)하고, 제 1 특징 벡터(31)를 추출할 수 있다. 이때, 상기 복수의 특징 맵들(22)에 대해 채널 별로 전역 평균 풀링(Global average pooling)을 수행함으로써, 높이 x 너비(Height x Width)의 사이즈(size)가 2x2인 1개의 특징 맵(feature map)을 1개의 값(value)로 수렴시킬 수 있으므로 상기 복수의 특징 맵들(22)을 하나의 제 1 특징 벡터(31)로 추출할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 특징 맵들(22)이 128개의 채널 별로 존재하는 2x2의 사이즈를 가진 특징 맵들과 대응되는 경우, 2x2x128 (Height x Width x Channel)의 텐서 형태에 대해 전역 평균 풀링을 수행하면 128개의 값을 가지는 1차원 형태의 제 1 특징 벡터(31)가 추출될 수 있다. 상기 추출된 제 1 특징 벡터(31)는 복수의 특징 맵들(22) 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터(41)를 추출하는 과정(40)에서 이용될 수 있고, 신경망 모델(20)을 활용하여, 결함 여부를 예측하는 과정에서 사용될 수 있다. 제 2 특징 벡터(41)를 추출하는 과정(40)에 대한 구체적인 설명은 이하 도 7a를 통해 후술된다.Referring to FIG. 6 , according to an embodiment of the present disclosure, the computing device 100 performs (30) global average pooling on the plurality of feature maps 22, and generates a first feature vector ( 31) can be extracted. At this time, by performing global average pooling for each channel on the plurality of feature maps 22, one feature map having a height x width size of 2x2 is obtained. Since can converge to one value, the plurality of feature maps 22 can be extracted as one first feature vector 31 . For example, when the plurality of feature maps 22 correspond to feature maps having a size of 2x2 that exist for each 128 channels, performing global average pooling on a tensor shape of 2x2x128 (Height x Width x Channel) A first feature vector 31 in a one-dimensional form having 128 values may be extracted. The extracted first feature vector 31 may be used in a process 40 of extracting a second feature vector 41 for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among a plurality of feature maps 22, Using the neural network model 20, it can be used in the process of predicting whether or not there is a defect. A detailed description of the process 40 of extracting the second feature vector 41 will be described below with reference to FIG. 7A.

한편, 도 6을 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 복수의 특징 맵들(22)에 기초하여 제 3 특징 벡터(51)를 추출(50)할 수 있다. 상기 추출된 제 3 특징 벡터(51)는 신경망 모델을 활용하여, 결함 여부를 예측하는 과정에서 사용될 수 있으며, 제 3 특징 벡터(51)를 추출하는 과정에 대한 구체적인 설명은 이하 도 7b를 통해 후술된다.Meanwhile, referring to FIG. 6 , the computing device 100 may extract (50) a third feature vector 51 based on the plurality of feature maps 22 . The extracted third feature vector 51 can be used in a process of predicting defects using a neural network model, and a detailed description of the process of extracting the third feature vector 51 will be described later with reference to FIG. 7B. do.

도 7a는 본 개시의 일 실시예에 따라 추출된 제 1 특징 벡터에 기초하여, 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하는 과정을 나타낸 개략도이다.7A is a schematic diagram illustrating a process of extracting a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among a plurality of feature maps based on a first feature vector extracted according to an embodiment of the present disclosure.

도 7a를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 추출된 제 1 특징 벡터(31)를 하나 이상의 제 1 완전 연결층에 입력하고, 복수의 특징 맵들(22) 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터(41)를 추출할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 특징 맵들(22)에 전역 평균 풀링이 수행되어 공간적인 정보가 제거되고, 채널(Channel)의 정보만 남은 상기 제 1 특징 벡터(31)가 두 개의 제 1 완전 연결 층(Fully-connected layer)(40-1)에 입력되어, 각 채널 별로 중요한 정도가 학습되고, 상기 복수의 특징 맵들(22) 중 결함 여부와 가장 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터(41)를 추출될 수 있다(40). 예를 들어, 상기 제 2 특징 벡터(41)는 다음과 같은 수학식을 기초로 연산되어 추출될 수 있다.Referring to FIG. 7A , the computing device 100 inputs the extracted first feature vector 31 to one or more first fully connected layers, and selects a feature map related to defects among a plurality of feature maps 22. A second feature vector 41 for identification may be extracted. For example, global average pooling is performed on the plurality of feature maps 22 to remove spatial information, and the first feature vector 31 with only channel information remaining is converted into two first fully connected layers. (Fully-connected layer) 40-1, the importance level for each channel is learned, and a second feature vector for identifying a feature map most related to the defect among the plurality of feature maps 22 ( 41) can be extracted (40). For example, the second feature vector 41 may be calculated and extracted based on the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112023032997885-pat00001
Figure 112023032997885-pat00001

상기 수학식 1 에서 FC1은 두개의 제 1 완전 연결 층(40-1) 중 첫 번째 층을, FC2는 두개의 제 1 완전 연결 층(40-1) 중 두 번째 층을 의미할 수 있고, 상기 FC1의 은닉 층(hidden layer)은 128로 설정되고, 상기 FC2의 은닉 층(hidden layer)은 64로 설정될 수 있으며, 이를 통해 제 2 특징 벡터(41)의 사이즈(size)는 64로 추출될 수 있다. 한편, 도 7a의 상기 제 2 특징 벡터(41)가 추출되는 과정은 채널 간의 상호 의존성을 활용하여 필요한 입력 특징점에 집중하고, 글로벌 에버리지 풀링(Global Average Pooling; GAP)을 사용하여 채널 정보를 압축하고 컨볼루션 층 을 통해 입력 특징점을 복원하며, 네트워크 내에서 집중해야 할 부분에 대한 입력 특징점들을 강화하고 복원하는 채널 어텐션(Channel attention) 과정을 포함할 수 있다. In Equation 1, FC1 may mean a first layer among the two first fully connected layers 40-1, and FC2 may mean a second layer among the two first fully connected layers 40-1. The hidden layer of FC1 can be set to 128, and the hidden layer of FC2 can be set to 64. Through this, the size of the second feature vector 41 can be extracted as 64. can Meanwhile, in the process of extracting the second feature vector 41 of FIG. 7A, the interdependency between channels is utilized to focus on required input feature points, and channel information is compressed using Global Average Pooling (GAP), Input feature points are restored through the convolution layer, and a channel attention process of reinforcing and restoring the input feature points for the part to be focused within the network may be included.

또한, 상기 채널 어텐션 과정을 통해 상기 복수의 특징맵들(22) 중 결함 여부와 가장 관련성이 높은 특징 맵을 추출할 수 있으며, 결함 여부와 가장 관련 있는 특징 맵에 대한 정보를 포함한 제 2 특징 벡터(41)를 다른 특징 벡터(제 1, 또는 제 3 특징 벡터)와 연관(concatenate)시키는 과정을 통해 채널 어텐션의 출력값이 결함 예측 과정에서 적용될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 이하 도 8을 통해 후술된다. In addition, through the channel attention process, it is possible to extract a feature map most related to the presence or absence of a defect among the plurality of feature maps 22, and a second feature vector including information on the feature map most related to the presence or absence of a defect Through a process of concatenating (41) with another feature vector (first or third feature vector), the output value of channel attention may be applied in the defect prediction process. A detailed description of this will be described below with reference to FIG. 8 .

도 7b는 본 개시의 일 실시예에 따라 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 과정을 나타낸 개략도이다. FIG. 7B is a schematic diagram illustrating a process of extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to a defect based on a plurality of feature maps according to an embodiment of the present disclosure.

도 7b를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 생성된 복수의 특징맵들(22)을 하나 이상의 제 2 컨벌루션 층(50-1)에 입력하고, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터(51)를 추출할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 3 개의 제 2 컨벌루션 층(Convolution Layer)(50-1)에 상기 복수의 특징 맵들을 입력하고, 컨벌루션 연산을 적용함으로써 채널의 정보를 삭제하고 공간적인 중요도를 가진 특징 맵(feature map)을 생성할 수 있고, 생성된 상기 공간적인 중요도를 가진 특징 맵에 대해 전역 평균 풀링(50-2)을 수행하여 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터(51)를 추출할 수 있다. 이를 통해, 상기 추출된 제 3 특징 벡터(51)는 "상기 공간적인 중요도를 가진 특징 맵들에 대한 결함 검사에서 중요한 영역의 정보”를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7B, the computing device 100 inputs the generated plurality of feature maps 22 to one or more second convolutional layers 50-1, and identifies feature map regions related to defects. A third feature vector 51 for For example, the computing device 100 inputs the plurality of feature maps to three second convolution layers 50-1, and deletes channel information and spatial importance by applying a convolution operation. A feature map having a spatial significance may be generated, and global average pooling (50-2) is performed on the generated feature map having spatial importance to identify a feature map region related to whether or not there is a defect. A feature vector 51 can be extracted. Through this, the extracted third feature vector 51 may include "information of an important region in defect inspection for the feature maps having spatial significance".

예를 들어, 상기 제 3 특징 벡터(51)는 다음과 같은 수학식을 기초로 연산되어 추출될 수 있다.For example, the third feature vector 51 may be calculated and extracted based on the following equation.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112023032997885-pat00002
Figure 112023032997885-pat00002

상기 수학식 2 에서 Z1, Z2, Z3은 각각 세 개의 제 2 컨벌루션 층(50-1) 중 첫 번째, 두번째, 세번째 층을 의미할 수 있고, GAP는 전역 평균 풀링(50-2)를 의미할 수 있다. 또한, 상기 Z1 층 및 상기 Z3 층은 사이즈가 1x1인 64개의 필터를 포함할 수 있고, 상기 Z2 층은 사이즈가 3x3인 64개의 필터를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 상기 Z1, Z2, 및 Z3의 3개의 제 2 컨벌루션 층(Convolution Layer)(50-1)에 상기 복수의 특징 맵들(22)을 입력하고, 컨벌루션 연산을 적용함으로써 채널의 정보를 삭제하고 공간적인 중요도를 가진 특징 맵(feature map)을 생성할 수 있고, 생성된 상기 공간적인 중요도를 가진 특징 맵에 대해 전역 평균 풀링(50-2)을 수행함으로써, 높이 x 너비(Height x Width)의 사이즈(size)가 2x2인 1개의 상기 공간적인 중요도를 가진 특징 맵(feature map)을 1개의 값(value)로 수렴시킬 수 있으므로 상기 공간적인 중요도를 가진 특징 맵들을 하나의 제 3 특징 벡터(51)로 추출할 수 있다. 예를 들어, 상기 공간적인 중요도를 가진 특징 맵들이 64개의 채널 별로 존재하는 2x2의 사이즈를 가진 특징 맵들과 대응되는 경우, 2x2x64 (Height x Width x Channel)의 텐서 형태에 대해 전역 평균 풀링을 수행하면 64개의 값을 가지는 1차원 형태의 제 3 특징 벡터(51)가 추출될 수 있다. 한편, 도 7b의 상기 제 3 특징 벡터(41)가 추출되는 과정은 이미지에서의 각 픽셀들의 위치(가운데, 모서리, 왼쪽, 오른쪽 등)에 대해서 집중하여 구분하는 역할을 수행할 수 있는 공간 어텐션(Spatial attention) 과정을 포함할 수 있다. In Equation 2, Z1, Z2, and Z3 may mean the first, second, and third layers of the three second convolutional layers 50-1, respectively, and GAP may mean global average pooling 50-2. can In addition, the Z1 layer and the Z3 layer may include 64 filters having a size of 1x1, and the Z2 layer may include 64 filters having a size of 3x3. The computing device 100 inputs the plurality of feature maps 22 to the three second convolution layers 50-1 of Z1, Z2, and Z3, and applies a convolution operation to channel information. By deleting and generating a feature map with spatial importance, and performing global average pooling (50-2) on the generated feature map with spatial importance, height x width (Height x Since one feature map with spatial importance of which the size of width is 2x2 can be converged to one value, the feature maps with spatial importance can be converted into one third feature. It can be extracted as vector (51). For example, if the feature maps with spatial importance correspond to feature maps with a size of 2x2 that exist for each of 64 channels, performing global average pooling on a tensor shape of 2x2x64 (Height x Width x Channel) A third feature vector 51 in a one-dimensional form having 64 values may be extracted. On the other hand, the process of extracting the third feature vector 41 of FIG. 7B is a spatial attention ( Spatial attention) process may be included.

또한, 상기 공간 어텐션 과정을 통해 상기 추출된 제 3 특징 벡터(51)는 "상기 공간적인 중요도를 가진 특징 맵들에 대한 결함 검사에서 중요한 영역의 정보”를 추출할 수 있으며, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역에 대한 정보를 포함한 제 3 특징 벡터(51)를 다른 특징 벡터(제 1, 또는 제 2 특징 벡터)와 연관(concatenate)시키는 과정을 통해 공간 어텐션의 출력값이 결함 예측 과정에서 적용될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 이하 도 8을 통해 후술된다. In addition, the third feature vector 51 extracted through the spatial attention process can extract "information of an important region in the defect inspection for the feature maps having spatial importance", and features related to defects. The output value of spatial attention may be applied in the defect prediction process through a process of concatenating the third feature vector 51 including information on the map area with other feature vectors (first or second feature vectors). A detailed description of this will be described below with reference to FIG. 8 .

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델을 활용하여, 제 1 특징 벡터, 제 2 특징 벡터, 및 제 3 특징 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하는 과정을 나타낸 개략도이다.8 is a schematic diagram illustrating a process of predicting defects based on a first feature vector, a second feature vector, and a third feature vector using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.

도 8을 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 제 2 특징 벡터(41) 및 상기 제 3 특징 벡터(51)를 연관(concatenate)시켜 제 1 합성 벡터(52)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 특징 벡터(41)가 64개의 값을 가진 1차원 형태의 벡터이고, 상기 제 3 특징 벡터(51)가 64개의 값을 가진 1차원 형태의 벡터일 때, 두 벡터를 연관(concatenate)시켜 제 1 합성 벡터(52)를 생성할 수 있다. 이때, 상기 제 2 특징 벡터(41)는 복수의 특징 맵들(22)에서 결함 여부와 가장 관련성이 높은 특징에 대한 정보를 포함하고 있고, 상기 제 3 특징 벡터(51)는 복수의 특징 맵들(22)에서 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역에 대한 정보를 포함하고 있으므로 상기 두 개의 벡터(41,51)는 상호 보완적이고, 상기 두 개의 벡터(41,51)를 연관시켜 생성된 상기 제 1 합성 벡터(52)는 복수의 특징 맵들(22)에서 결함 여부와 가장 관련성이 높은 특징에 대한 정보와 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역에 대한 정보를 모두 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8 , the computing device 100 may generate a first synthesized vector 52 by concatenating the second feature vector 41 and the third feature vector 51 . For example, when the second feature vector 41 is a one-dimensional vector having 64 values and the third feature vector 51 is a one-dimensional vector having 64 values, the two vectors are A first composite vector 52 may be generated by concatenation. In this case, the second feature vector 41 includes information about a feature most closely related to whether there is a defect in the plurality of feature maps 22, and the third feature vector 51 includes a plurality of feature maps 22 ) contains information about the feature map region related to whether or not there is a defect, so the two vectors 41 and 51 are complementary to each other, and the first synthesized vector generated by associating the two vectors 41 and 51 52 may include both information on a feature most closely related to whether or not there is a defect in the plurality of feature maps 22 and information about a feature map area related to whether or not there is a defect.

추가적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 제 1 합성 벡터(52) 및 상기 제 1 특징 벡터(31)를 연관(concatenate)시켜 최종 합성 벡터(53)를 생성할 수 있고, 상기 최종 합성 벡터(53)에 기초하여 결함 여부를 예측할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 특징 맵들(22)에서 결함 여부와 가장 관련성이 높은 특징에 대한 정보와 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역에 대한 정보가 모두 포함된 상기 제 1 합성 벡터(52)를 상기 복수의 특징 맵들(22)의 결함 검사에 필요한 특징들에 대한 정보가 포함된 상기 제 1 특징 벡터(31)와 연관 시킴으로써, 상기 최종 합성 벡터(53)는 상기 복수의 특징 맵들(22)의 결함 검사에 필요한 특징들에 대한 정보에 상기 복수의 특징 맵들(22)에서 결함 여부와 가장 관련성이 높은 특징에 대한 정보와 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역에 대한 정보가 반영된 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 최종 합성 벡터(53)를 하나 이상의 제 2 완전 연결 층(Fully Connected Layer)(54)에 입력하고, Sotfmax 함수를 이용하여 신경망 모델은(20) 물품의 결함 여부를 예측할 수 있다(55). 본 개시의 실시예에 따르면 2D 이미지를 기초로 물품의 결함 여부를 예측함으로써, 3D 카메라를 이용한 방법에 비하여 비용이 저렴하고, 예측 속도가 빠른 기술적 효과가 존재한다. 또한, 각각 채널 어텐션 과정과 공간 어텐션 과정에 대응되는, “복수의 특징 맵들(22) 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 상기 제 2 특징 벡터(41)가 추출되는 과정”과 “결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터(51)를 추출하는 과정”이 병렬적으로 수행되고, 상호 보완적인 두가지 벡터(41,51)가 결함 예측 과정에서 같이 사용됨으로써 결함 예측의 정확도가 상승될 수 있는 기술적 효과가 있다. 물품의 결함 예측에 활용되는 상기 신경망 모델(20)은 훈련용 80%, 테스트용 20%로 구성된 데이터 세트 중 훈련용 데이터인 80%의 데이터 세트를 통해 학습될 수 있고, 상기 데이터 세트에 포함된 신경망 모델에 입력되는 이미지는 380 x 380 x 3 (Height x Width x Channel)의 차원으로 설정될 수 있고, 상기 신경망 모델(20)을 학습하는 데 사용되는 손실 함수는 CE(Cross Entropy) loss가 활용될 수 있다.Additionally, the computing device 100 may concatenate the first synthesized vector 52 and the first feature vector 31 to generate a final synthesized vector 53, and the final synthesized vector 53 Based on this, it is possible to predict whether or not there is a defect. For example, in the plurality of feature maps 22, the first synthesized vector 52 including information on a feature most closely related to whether or not there is a defect and information about a feature map region related to whether or not there is a defect is provided as the first synthesized vector 52 . By associating with the first feature vector 31, which includes information on features necessary for inspecting defects of the plurality of feature maps 22, the final synthesized vector 53 is obtained from defects in the plurality of feature maps 22. The information on the features required for inspection may include information on a feature most closely related to whether or not there is a defect in the plurality of feature maps 22 and information on which information about a feature map area related to whether or not there is a defect is reflected. Therefore, the final synthesized vector 53 is input to one or more second fully connected layers 54, and the neural network model 20 can predict whether or not the product is defective by using the Sotfmax function (55 ). According to an embodiment of the present disclosure, by predicting whether an article is defective based on a 2D image, there is a technical effect of lower cost and faster prediction speed than a method using a 3D camera. In addition, “a process of extracting the second feature vector 41 for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among a plurality of feature maps 22” and “a process of extracting a defect” corresponding to the channel attention process and the spatial attention process, respectively. The process of extracting the third feature vector 51 for identifying the feature map area related to whether or not the defect is detected is performed in parallel, and the two complementary vectors 41 and 51 are used together in the defect prediction process, thereby predicting defects. There is a technical effect that can increase the accuracy of The neural network model 20 used to predict defects of an article can be learned through a data set of 80%, which is training data, among data sets consisting of 80% for training and 20% for testing, and included in the data set The image input to the neural network model can be set to a dimension of 380 x 380 x 3 (Height x Width x Channel), and the loss function used to learn the neural network model 20 is CE (Cross Entropy) loss. It can be.

상기 신경망 모델(20)의 기술적 효과와 관련한 실험 데이터는 다음 표을 참조하여 설명된다. Experimental data related to the technical effects of the neural network model 20 are described with reference to the following table.

Figure 112023032997885-pat00003
Figure 112023032997885-pat00003

<제 1, 제 2, 제 3 특징 벡터 이용 여부에 따른 신경망 모델(20)에 각각에 대한 예측 수행 결과의 정확도 비교표><Accuracy comparison table of prediction performance results for each neural network model 20 according to whether the first, second, and third feature vectors are used>

상기 비교표에서 MODEL-1은 제 1 특징 벡터(31)만을 활용하여 결함 예측을 수행하는 신경망 모델이고, MODEL-2는 제 1 특징 벡터와 제 2 특징 벡터를 활용하여 결함 예측을 수행하는 신경망 모델이고, MODEL-3은 제 1 특징 벡터와 제 3 특징 벡터를 활용하여 결함 예측을 수행하는 신경망 모델이고, MODEL-4는 제 1 특징 벡터, 제 2 특징 벡터, 및 제 3 특징 벡터를 활용하여 결함 예측을 수행하는 신경망 모델(본 개시의 실시예에 따른 신경망 모델(20)과 대응됨)이다. Accuracy는 결함 예측의 정확도를 의미할 수 있다.In the comparison table, MODEL-1 is a neural network model that performs defect prediction using only the first feature vector 31, and MODEL-2 is a neural network model that performs defect prediction using the first and second feature vectors. , MODEL-3 is a neural network model that performs defect prediction using the first feature vector and the third feature vector, and MODEL-4 predicts defects using the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector. It is a neural network model (corresponding to the neural network model 20 according to an embodiment of the present disclosure) that performs. Accuracy may mean the accuracy of defect prediction.

상기 표를 참조하면, “본 개시의 실시예에 따라 결함 예측을 수행하는 신경망 모델(20)”이 “제 1 특징 벡터(31)만을 이용하여 결함 예측을 수행하는 신경망 모델”, “제 1 특징 벡터(31) 및 제 2 특징 벡터(41)를 이용하여 결함 예측을 수행하는 신경망 모델”, 및 “제 1 특징 벡터(31) 및 제 3 특징 벡터(51)를 이용하여 결함 예측을 수행하는 신경망 모델”보다 결함 예측을 정확하게 수행함을 알 수 있다.Referring to the above table, “the neural network model 20 performing defect prediction according to the embodiment of the present disclosure” is “the neural network model performing defect prediction using only the first feature vector 31”, “the first feature A neural network model that performs defect prediction using the vector 31 and the second feature vector 41”, and a “neural network that performs defect prediction using the first feature vector 31 and the third feature vector 51” It can be seen that the defect prediction is performed more accurately than the model”.

본 개시의 일 실시예에 따라 데이터 구조를 저장한 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다. 데이터 구조는 데이터에 효율적인 접근 및 수정을 가능하게 하는 데이터의 조직, 관리, 저장을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정 문제(예를 들어, 최단 시간으로 데이터 검색, 데이터 저장, 데이터 수정) 해결을 위한 데이터의 조직을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정한 데이터 처리 기능을 지원하도록 설계된, 데이터 요소들 간의 물리적이거나 논리적인 관계로 정의될 수도 있다. 데이터 요소들 간의 논리적인 관계는 사용자 정의 데이터 요소들 간의 연결관계를 포함할 수 있다. 데이터 요소들 간의 물리적인 관계는 컴퓨터 판독가능 저장매체(예를 들어, 영구 저장 장치)에 물리적으로 저장되어 있는 데이터 요소들 간의 실제 관계를 포함할 수 있다. 데이터 구조는 구체적으로 데이터의 집합, 데이터 간의 관계, 데이터에 적용할 수 있는 함수 또는 명령어를 포함할 수 있다. 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 컴퓨팅 장치는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산을 수행할 수 있다. 구체적으로 컴퓨팅 장치는 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 연산, 읽기, 삽입, 삭제, 비교, 교환, 검색의 효율성을 높일 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, a computer readable medium storing a data structure is disclosed. Data structure can refer to the organization, management, and storage of data that enables efficient access and modification of data. Data structure may refer to the organization of data to solve a specific problem (eg, data retrieval, data storage, data modification in the shortest time). A data structure may be defined as a physical or logical relationship between data elements designed to support a specific data processing function. A logical relationship between data elements may include a connection relationship between user-defined data elements. A physical relationship between data elements may include an actual relationship between data elements physically stored in a computer-readable storage medium (eg, a persistent storage device). The data structure may specifically include a set of data, a relationship between data, and a function or command applicable to the data. Through an effectively designed data structure, a computing device can perform calculations while using minimal resources of the computing device. Specifically, the computing device can increase the efficiency of operation, reading, insertion, deletion, comparison, exchange, and search through an effectively designed data structure.

데이터 구조는 데이터 구조의 형태에 따라 선형 데이터 구조와 비선형 데이터 구조로 구분될 수 있다. 선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 하나의 데이터만이 연결되는 구조일 수 있다. 선형 데이터 구조는 리스트(List), 스택(Stack), 큐(Queue), 데크(Deque)를 포함할 수 있다. 리스트는 내부적으로 순서가 존재하는 일련의 데이터 집합을 의미할 수 있다. 리스트는 연결 리스트(Linked List)를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 각각의 데이터가 포인터를 가지고 한 줄로 연결되어 있는 방식으로 데이터가 연결된 데이터 구조일 수 있다. 연결 리스트에서 포인터는 다음이나 이전 데이터와의 연결 정보를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 형태에 따라 단일 연결 리스트, 이중 연결 리스트, 원형 연결 리스트로 표현될 수 있다. 스택은 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조일 수 있다. 스택은 데이터 구조의 한 쪽 끝에서만 데이터를 처리(예를 들어, 삽입 또는 삭제)할 수 있는 선형 데이터 구조일 수 있다. 스택에 저장된 데이터는 늦게 들어갈수록 빨리 나오는 데이터 구조(LIFO-Last in First Out)일 수 있다. 큐는 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조로서, 스택과 달리 늦게 저장된 데이터일수록 늦게 나오는 데이터 구조(FIFO-First in First Out)일 수 있다. 데크는 데이터 구조의 양 쪽 끝에서 데이터를 처리할 수 있는 데이터 구조일 수 있다.The data structure can be divided into a linear data structure and a non-linear data structure according to the shape of the data structure. A linear data structure may be a structure in which only one data is connected after one data. Linear data structures may include lists, stacks, queues, and decks. A list may refer to a series of data sets in which order exists internally. The list may include a linked list. A linked list may be a data structure in which data are connected in such a way that each data is connected in a line with a pointer. In a linked list, a pointer can contain information about connection to the next or previous data. A linked list can be expressed as a singly linked list, a doubly linked list, or a circular linked list depending on the form. A stack can be a data enumeration structure that allows limited access to data. A stack can be a linear data structure in which data can be processed (eg, inserted or deleted) at only one end of the data structure. The data stored in the stack may be a LIFO-Last in First Out (Last in First Out) data structure. A queue is a data listing structure that allows limited access to data, and unlike a stack, it can be a data structure (FIFO-First in First Out) in which data stored later comes out later. A deck can be a data structure that can handle data from either end of the data structure.

비선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 복수개의 데이터가 연결되는 구조일 수 있다. 비선형 데이터 구조는 그래프(Graph) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조는 정점(Vertex)과 간선(Edge)으로 정의될 수 있으며 간선은 서로 다른 두개의 정점을 연결하는 선을 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조 트리(Tree) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 트리 데이터 구조는 트리에 포함된 복수개의 정점 중에서 서로 다른 두개의 정점을 연결시키는 경로가 하나인 데이터 구조일 수 있다. 즉 그래프 데이터 구조에서 루프(loop)를 형성하지 않는 데이터 구조일 수 있다.The nonlinear data structure may be a structure in which a plurality of data are connected after one data. The non-linear data structure may include a graph data structure. A graph data structure can be defined as a vertex and an edge, and an edge can include a line connecting two different vertices. A graph data structure may include a tree data structure. The tree data structure may be a data structure in which one path connects two different vertices among a plurality of vertices included in the tree. That is, it may be a data structure that does not form a loop in a graph data structure.

본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 이하에서는 신경망으로 통일하여 기술한다. 데이터 구조는 신경망을 포함할 수 있다. 그리고 신경망을 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 또한 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수 등을 포함할 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 상기 개시된 구성들 중 임의의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 즉 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수 등 전부 또는 이들의 임의의 조합을 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 구성들 이외에도, 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망의 특성을 결정하는 임의의 다른 정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 구조는 신경망의 연산 과정에 사용되거나 발생되는 모든 형태의 데이터를 포함할 수 있으며 전술한 사항에 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 기록 매체 및/또는 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다.Throughout this specification, computational model, neural network, network function, and neural network may be used interchangeably. Hereinafter, a neural network is unified and described. The data structure may include a neural network. And the data structure including the neural network may be stored in a computer readable medium. The data structure including the neural network may also include preprocessed data for processing by the neural network, data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data obtained from the neural network, activation function associated with each node or layer of the neural network, and neural network It may include a loss function for learning of . A data structure including a neural network may include any of the components described above. That is, the data structure including the neural network includes preprocessed data for processing by the neural network, data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data obtained from the neural network, activation function associated with each node or layer of the neural network, and neural network. It may be configured to include all or any combination thereof, such as a loss function for learning of . In addition to the foregoing configurations, the data structure comprising the neural network may include any other information that determines the characteristics of the neural network. In addition, the data structure may include all types of data used or generated in the computational process of the neural network, but is not limited to the above. A computer readable medium may include a computer readable recording medium and/or a computer readable transmission medium. A neural network may consist of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network includes one or more nodes.

데이터 구조는 신경망에 입력되는 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터를 포함하는 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 신경망 학습 과정에서 입력되는 학습 데이터 및/또는 학습이 완료된 신경망에 입력되는 입력 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 전처리(pre-processing)를 거친 데이터 및/또는 전처리 대상이 되는 데이터를 포함할 수 있다. 전처리는 데이터를 신경망에 입력시키기 위한 데이터 처리 과정을 포함할 수 있다. 따라서 데이터 구조는 전처리 대상이 되는 데이터 및 전처리로 발생되는 데이터를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure may include data input to the neural network. A data structure including data input to the neural network may be stored in a computer readable medium. Data input to the neural network may include training data input during a neural network learning process and/or input data input to a neural network that has been trained. Data input to the neural network may include pre-processed data and/or data subject to pre-processing. Pre-processing may include a data processing process for inputting data to a neural network. Accordingly, the data structure may include data subject to pre-processing and data generated by pre-processing. The foregoing data structure is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

데이터 구조는 신경망의 가중치를 포함할 수 있다. (본 명세서에서 가중치, 파라미터는 동일한 의미로 사용될 수 있다.) 그리고 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망은 복수개의 가중치를 포함할 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드에서 출력되는 데이터 값을 결정할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure may include the weights of the neural network. (In this specification, weights and parameters may be used in the same meaning.) Also, a data structure including weights of a neural network may be stored in a computer readable medium. A neural network may include a plurality of weights. The weight may be variable, and may be changed by a user or an algorithm in order to perform a function desired by the neural network. For example, when one or more input nodes are interconnected by respective links to one output node, the output node is set to a link corresponding to values input to input nodes connected to the output node and respective input nodes. A data value output from an output node may be determined based on the weight. The foregoing data structure is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

제한이 아닌 예로서, 가중치는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치는 학습 사이클이 시작되는 시점의 가중치 및/또는 학습 사이클 동안 가변되는 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습이 완료된 가중치는 학습 사이클이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 따라서 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함한 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그러므로 상술한 가중치 및/또는 각 가중치의 조합은 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조에 포함되는 것으로 한다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.As a non-limiting example, the weights may include weights that are varied during neural network training and/or weights for which neural network training has been completed. The variable weight in the neural network learning process may include a weight at the time the learning cycle starts and/or a variable weight during the learning cycle. The weights for which neural network learning has been completed may include weights for which learning cycles have been completed. Accordingly, the data structure including the weights of the neural network may include a data structure including weights that are variable during the neural network learning process and/or weights for which neural network learning is completed. Therefore, it is assumed that the above-described weights and/or combinations of weights are included in the data structure including the weights of the neural network. The foregoing data structure is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화(serialization) 과정을 거친 후 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 메모리, 하드 디스크)에 저장될 수 있다. 직렬화는 데이터 구조를 동일하거나 다른 컴퓨팅 장치에 저장하고 나중에 다시 재구성하여 사용할 수 있는 형태로 변환하는 과정일 수 있다. 컴퓨팅 장치는 데이터 구조를 직렬화하여 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 직렬화된 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 역직렬화(deserialization)를 통해 동일한 컴퓨팅 장치 또는 다른 컴퓨팅 장치에서 재구성될 수 있다. 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화에 한정되는 것은 아니다. 나아가 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산의 효율을 높이기 위한 데이터 구조(예를 들어, 비선형 데이터 구조에서 B-Tree, Trie, m-way search tree, AVL tree, Red-Black Tree)를 포함할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure including the weights of the neural network may be stored in a computer readable storage medium (eg, a memory or a hard disk) after going through a serialization process. Serialization can be the process of converting a data structure into a form that can be stored on the same or another computing device and later reconstructed and used. A computing device may serialize data structures to transmit and receive data over a network. The data structure including the weights of the serialized neural network may be reconstructed on the same computing device or another computing device through deserialization. The data structure including the weights of the neural network is not limited to serialization. Furthermore, the data structure including the weights of the neural network is a data structure for increasing the efficiency of operation while minimizing the resource of the computing device (for example, B-Tree, Trie, m-way search tree, AVL tree, Red-Black Tree). The foregoing is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

데이터 구조는 신경망의 하이퍼 파라미터(Hyper-parameter)를 포함할 수 있다. 그리고 신경망의 하이퍼 파라미터를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 하이퍼 파라미터는 사용자에 의해 가변되는 변수일 수 있다. 하이퍼 파라미터는 예를 들어, 학습률(learning rate), 비용 함수(cost function), 학습 사이클 반복 횟수, 가중치 초기화(Weight initialization)(예를 들어, 가중치 초기화 대상이 되는 가중치 값의 범위 설정), Hidden Unit 개수(예를 들어, 히든 레이어의 개수, 히든 레이어의 노드 수)를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure may include hyper-parameters of the neural network. Also, the data structure including the hyperparameters of the neural network may be stored in a computer readable medium. A hyperparameter may be a variable variable by a user. Hyperparameters include, for example, learning rate, cost function, number of learning cycle iterations, weight initialization (eg, setting the range of weight values to be targeted for weight initialization), hidden unit number (eg, the number of hidden layers and the number of nodes in the hidden layer). The foregoing data structure is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

도 9는 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.9 is a simplified and general schematic diagram of an exemplary computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.

본 개시가 일반적으로 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있는 것으로 전술되었지만, 통상의 기술자라면 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.Although the present disclosure has been described above as being generally embodied by a computing device, those skilled in the art will understand that the present disclosure may be combined with computer executable instructions and/or other program modules that may be executed on one or more computers and/or with hardware. It will be appreciated that it can be implemented as a combination of software.

일반적으로, 프로그램 모듈은 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조, 기타 등등을 포함한다. 또한, 통상의 기술자라면 본 개시의 방법이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드(handheld) 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Generally, program modules include routines, programs, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types. In addition, it will be appreciated by those skilled in the art that the methods of the present disclosure may be used in single-processor or multiprocessor computer systems, minicomputers, mainframe computers as well as personal computers, handheld computing devices, microprocessor-based or programmable consumer electronics, and the like. It will be appreciated that other computer system configurations may be implemented, including (each of which may be operative 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. Computer readable media can be any medium that can be accessed by a computer, including volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-transitory media. Includes 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 are volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory, 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 Computer readable storage media may include 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 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.A computer readable transmission medium typically embodies computer readable instructions, data structures, program modules or other data in a modulated data signal such as a carrier wave or other transport mechanism. Including all information delivery media. The term modulated data signal means a signal that has one or more of its characteristics set or changed so as to encode information within 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 exemplary environment 1100 implementing various aspects of the present disclosure is shown including a computer 1102, which includes a processing unit 1104, a system memory 1106, and a system bus 1108. do. System bus 1108 couples system components, including but not limited to system memory 1106 , to processing unit 1104 . Processing unit 1104 may be any of a variety of commercially available processors. Dual processor and other multiprocessor architectures may also be used as the processing unit 1104.

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.System bus 1108 may be any of several types of bus structures that may additionally be interconnected to a memory bus, a peripheral bus, and a local bus using any of a variety of commercial bus architectures. System memory 1106 includes read only memory (ROM) 1110 and random access memory (RAM) 1112 . A basic input/output system (BIOS) is stored in non-volatile memory 1110, such as ROM, EPROM, or EEPROM, and is a basic set of information that helps transfer information between components within computer 1102, such as during startup. contains routines. RAM 1112 may also include high-speed RAM, such as static RAM, for caching data.

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 computer 1102 may also include an internal hard disk drive (HDD) 1114 (eg, EIDE, SATA) - the internal hard disk drive 1114 may also be configured for external use within a suitable chassis (not shown). Yes—a magnetic floppy disk drive (FDD) 1116 (e.g., for reading from or writing to a removable diskette 1118), and an optical disk drive 1120 (e.g., a CD-ROM) for reading disc 1122 or reading from or writing to other high capacity optical media such as DVDs). The hard disk drive 1114, magnetic disk drive 1116, and optical disk drive 1120 are connected to the system bus 1108 by a hard disk drive interface 1124, magnetic disk drive interface 1126, and optical drive interface 1128, respectively. ) can be connected to The interface 1124 for external drive implementation includes at least one or both of USB (Universal Serial Bus) and IEEE 1394 interface technologies.

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, 통상의 기술자라면 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 computer 1102, drives and media correspond to storing any data in a suitable digital format. Although the description of computer readable media above refers to HDDs, removable magnetic disks, and removable optical media such as CDs or DVDs, those skilled in the art can use zip drives, magnetic cassettes, flash memory cards, and cartridges. It will be appreciated that other tangible computer readable media such as , , and the like may also be used in the exemplary operating environment and that any such media may include computer executable instructions for performing the methods of the present disclosure. .

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 on the drive and RAM 1112, including an operating system 1130, one or more application programs 1132, other program modules 1134, and program data 1136. All or portions of the operating system, applications, modules and/or data may also be cached in RAM 1112. It will be appreciated that the present disclosure may be implemented in a variety of commercially available operating systems or combinations of operating systems.

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 computer 1102 through one or more wired/wireless input devices, such as a keyboard 1138 and a pointing device such as a mouse 1140. Other input devices (not shown) may include a microphone, IR remote control, joystick, game pad, stylus pen, touch screen, and the like. Although these and other input devices are often connected to the processing unit 1104 through an input device interface 1142 that is connected to the system bus 1108, a parallel port, IEEE 1394 serial port, game port, USB port, IR interface, may be connected by other interfaces such as the like.

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 monitor 1144 or other type of display device is also connected to the system bus 1108 through an interface such as a video adapter 1146. In addition to the monitor 1144, computers typically include other peripheral output devices (not shown) such as speakers, printers, and the like.

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.Computer 1102 may operate in a networked environment using logical connections to one or more remote computers, such as remote computer(s) 1148 via wired and/or wireless communications. Remote computer(s) 1148 may be a workstation, computing device computer, router, personal computer, handheld computer, microprocessor-based entertainment device, peer device, or other common network node, and generally includes It includes many or all of the components described for, but for simplicity, only memory storage device 1150 is shown. The logical connections shown include wired/wireless connections to a local area network (LAN) 1152 and/or a larger network, such as a wide area network (WAN) 1154 . Such LAN and WAN networking environments are common in offices and corporations and facilitate enterprise-wide computer networks, such as intranets, all of which can be connected to worldwide computer networks, such as the Internet.

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, computer 1102 connects to local network 1152 through wired and/or wireless communication network interfaces or adapters 1156. Adapter 1156 may facilitate wired or wireless communications to LAN 1152, which also includes a wireless access point installed therein to communicate with wireless adapter 1156. When used in a WAN networking environment, computer 1102 may include a modem 1158, be connected to a communicating computing device on WAN 1154, or establish communications over WAN 1154, such as over the Internet. have other means. A modem 1158, which may be internal or external and a wired or wireless device, is connected to the system bus 1108 through a serial port interface 1142. In a networked environment, program modules described for computer 1102, or portions thereof, may be stored on remote memory/storage device 1150. It will be appreciated that the network connections shown are exemplary and other means of establishing a communication link between computers may be used.

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.Computer 1102 is any wireless device or entity that is deployed and operating in wireless communication, eg, printers, scanners, desktop and/or portable computers, portable data assistants (PDAs), communication satellites, wireless detectable tags associated with It operates to communicate with arbitrary equipment or places and telephones. This includes at least Wi-Fi and Bluetooth wireless technologies. Thus, the communication may be a predefined structure as in conventional networks or simply an ad hoc communication between at least two devices.

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 without wires. Wi-Fi is a wireless technology, such as a cell phone, that allows such devices, eg, computers, to transmit and receive data both indoors and outdoors, i.e. anywhere within coverage 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 the 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.Those skilled in the art 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 s 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 skilled in the art will understand that the various illustrative logical blocks, modules, processors, means, circuits, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein are electronic hardware, (for convenience) , 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 on the particular application and the design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application, but such implementation decisions should not be interpreted as causing 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.Various embodiments presented herein may be implemented as a method, apparatus, or article 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 memory devices (eg, EEPROM, cards, sticks, key drives, etc.), but are not limited thereto. Additionally, 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 to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes presented is an example of example approaches. Based upon design priorities, it is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes may be rearranged within the scope of this disclosure. The accompanying 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 apparent to those skilled in the art of this disclosure, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of this disclosure. Thus, the present disclosure is not to be limited to the embodiments presented herein, but is to be interpreted in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (8)

컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 물품의 결함 여부를 예측하기 위한 방법으로서,
하나 이상의 이미지를 획득하는 단계;
신경망 모델에 상기 획득된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성하는 단계;
상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터를 추출하는 단계;
상기 추출된 제 1 특징 벡터에 기초하여, 상기 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하는 단계;
상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 단계; 및
상기 신경망 모델을 활용하여, 상기 제 1 특징 벡터, 상기 제 2 특징 벡터, 및 상기 제 3 특징 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하는 단계;
를 포함하고,
상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 단계는,
하나 이상의 제 2 컨벌루션 층(Convolution Layer)에 상기 복수의 특징 맵들을 입력하고, 컨벌루션 연산을 적용하는 단계; 및
상기 컨벌루션 연산이 적용된 특징 맵들에 대해 추가적인 풀링(pooling)을 수행하고, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 단계;
를 포함하는,
방법.
A method for predicting whether an item is defective, performed by a computing device, comprising:
acquiring one or more images;
inputting the obtained image to a neural network model and generating a plurality of feature maps;
extracting a first feature vector based on the plurality of feature maps;
extracting a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among the plurality of feature maps, based on the extracted first feature vector;
extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to a defect, based on the plurality of feature maps; and
predicting whether there is a defect based on the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector by using the neural network model;
including,
The step of extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect based on the plurality of feature maps,
inputting the plurality of feature maps to one or more second convolution layers and applying a convolution operation; and
performing additional pooling on the feature maps to which the convolution operation is applied, and extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect;
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 이미지는,
하나 이상의 2D 이미지를 포함하고,
상기 하나 이상의 이미지를 획득하는 단계는,
물품의 정면 이미지, 후면 이미지, 우측 이미지, 좌측 이미지, 윗면 이미지, 또는 바닥면 이미지 중 하나 이상의 이미지를 획득하는 단계를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
The one or more images,
contains one or more 2D images;
Acquiring the one or more images,
Acquiring at least one image of a front image, a back image, a right image, a left image, a top image, or a bottom image of an article,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 신경망 모델에 상기 획득된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성하는 단계는,
상기 획득된 이미지에 대해 감마 보정(Gamma Correction)을 수행하는 단계; 및
상기 신경망 모델에 상기 감마 보정이 수행된 이미지를 입력하는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
The step of inputting the obtained image to the neural network model and generating a plurality of feature maps,
performing gamma correction on the obtained image; and
inputting the gamma-corrected image to the neural network model;
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 신경망 모델에 상기 획득된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성하는 단계는,
상기 신경망 모델에 포함된 복수의 제 1 컨벌루션 층(Convolution Layer)과 복수의 제 1 풀링 층(Pooling Layer)을 이용하여 상기 이미지의 특징들을 추출하고, 상기 추출된 특징들에 기초하여 복수의 특징 맵들을 생성하는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
The step of inputting the obtained image to the neural network model and generating a plurality of feature maps,
Features of the image are extracted using a plurality of first convolution layers and a plurality of first pooling layers included in the neural network model, and a plurality of feature maps are obtained based on the extracted features. generating them;
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터를 추출하는 단계는,
상기 복수의 특징 맵들에 대해 추가적인 풀링(pooling)을 수행하여, 상기 제 1 특징 벡터를 추출하는 단계를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
Extracting a first feature vector based on the plurality of feature maps,
Extracting the first feature vector by performing additional pooling on the plurality of feature maps,
method.
제 1 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추가적인 풀링(pooling)은,
전역 평균 풀링(Global average pooling)을 포함하는,
방법.
According to any one of claims 1 or 5,
The additional pooling,
Including global average pooling,
method.
컴퓨터 판독가능 저장 매체 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금 물품의 결함 여부를 예측하기 위한 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은:
하나 이상의 이미지를 획득하는 동작;
신경망 모델에 상기 획득된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성하는 동작;
상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터를 추출하는 동작;
상기 추출된 제 1 특징 벡터에 기초하여, 상기 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하는 동작;
상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 동작; 및
상기 신경망 모델을 활용하여, 상기 제 1 특징 벡터, 상기 제 2 특징 벡터, 및 상기 제 3 특징 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하는 동작;
을 포함하고,
상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 동작은,
하나 이상의 제 2 컨벌루션 층에 상기 복수의 특징 맵들을 입력하고, 컨벌루션 연산을 적용하는 동작; 및
상기 컨벌루션 연산이 적용된 특징 맵들에 대해 추가적인 풀링을 수행하고, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 동작;
을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored on a computer-readable storage medium, which, when executed by one or more processors, causes the one or more processors to perform operations for predicting whether an article is defective, the operations comprising:
acquiring one or more images;
inputting the obtained image to a neural network model and generating a plurality of feature maps;
extracting a first feature vector based on the plurality of feature maps;
extracting a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among the plurality of feature maps, based on the extracted first feature vector;
extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to a defect, based on the plurality of feature maps; and
predicting a defect based on the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector by using the neural network model;
including,
Based on the plurality of feature maps, the operation of extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect,
inputting the plurality of feature maps to one or more second convolution layers and applying a convolution operation; and
performing additional pooling on the feature maps to which the convolution operation is applied, and extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect;
including,
A computer program stored on a computer readable storage medium.
컴퓨팅 장치로서,
적어도 하나의 프로세서; 및
메모리
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
하나 이상의 이미지를 획득하고;
신경망 모델에 상기 획득된 이미지를 입력하고, 복수의 특징 맵들을 생성하고;
상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 제 1 특징 벡터를 추출하고;
상기 추출된 제 1 특징 벡터에 기초하여, 상기 복수의 특징 맵들 중 결함 여부와 관련 있는 특징 맵을 식별하기 위한 제 2 특징 벡터를 추출하고;
상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하고; 그리고
상기 신경망 모델을 활용하여, 상기 제 1 특징 벡터, 상기 제 2 특징 벡터, 및 상기 제 3 특징 벡터에 기초하여 결함 여부를 예측하도록 구성되고,
상기 복수의 특징 맵들에 기초하여, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 것은,
하나 이상의 제 2 컨벌루션 층에 상기 복수의 특징 맵들을 입력하고, 컨벌루션 연산을 적용하는 것; 및
상기 컨벌루션 연산이 적용된 특징 맵들에 대해 추가적인 풀링을 수행하고, 결함 여부와 관련 있는 특징 맵 영역을 식별하기 위한 제 3 특징 벡터를 추출하는 것;
을 포함하는,
컴퓨팅 장치.

As a computing device,
at least one processor; and
Memory
including,
The at least one processor,
acquire one or more images;
inputting the obtained image to a neural network model and generating a plurality of feature maps;
extracting a first feature vector based on the plurality of feature maps;
extracting a second feature vector for identifying a feature map related to whether or not there is a defect among the plurality of feature maps, based on the extracted first feature vector;
based on the plurality of feature maps, extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect; and
Using the neural network model, it is configured to predict whether or not a defect is present based on the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector,
Based on the plurality of feature maps, extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not a defect exists,
inputting the plurality of feature maps to one or more second convolution layers and applying a convolution operation; and
performing additional pooling on the feature maps to which the convolution operation is applied, and extracting a third feature vector for identifying a feature map region related to whether or not there is a defect;
including,
computing device.

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