KR102647510B1 - 초차원 컴퓨팅을 이용하여 텍스트를 분할하는 방법 - Google Patents
초차원 컴퓨팅을 이용하여 텍스트를 분할하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102647510B1 KR102647510B1 KR1020230101406A KR20230101406A KR102647510B1 KR 102647510 B1 KR102647510 B1 KR 102647510B1 KR 1020230101406 A KR1020230101406 A KR 1020230101406A KR 20230101406 A KR20230101406 A KR 20230101406A KR 102647510 B1 KR102647510 B1 KR 102647510B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hyperdimensional
- text information
- vector
- sentence
- word
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 118
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 title claims description 86
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 182
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 27
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 17
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 13
- 238000002372 labelling Methods 0.000 claims description 10
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 122
- 230000008569 process Effects 0.000 description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 description 21
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000003058 natural language processing Methods 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 5
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000013527 convolutional neural network Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 3
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 2
- 238000013498 data listing Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000008451 emotion Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 2
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 2
- 238000003062 neural network model Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 2
- 102100025471 Epiphycan Human genes 0.000 description 1
- 101001056751 Homo sapiens Epiphycan Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F40/00—Handling natural language data
- G06F40/20—Natural language analysis
- G06F40/279—Recognition of textual entities
- G06F40/289—Phrasal analysis, e.g. finite state techniques or chunking
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
- G06F15/16—Combinations of two or more digital computers each having at least an arithmetic unit, a program unit and a register, e.g. for a simultaneous processing of several programs
- G06F15/163—Interprocessor communication
- G06F15/173—Interprocessor communication using an interconnection network, e.g. matrix, shuffle, pyramid, star, snowflake
- G06F15/17356—Indirect interconnection networks
- G06F15/17368—Indirect interconnection networks non hierarchical topologies
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
- G06F15/76—Architectures of general purpose stored program computers
- G06F15/80—Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors
- G06F15/8053—Vector processors
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/30—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of unstructured textual data
- G06F16/33—Querying
- G06F16/3331—Query processing
- G06F16/3332—Query translation
- G06F16/3334—Selection or weighting of terms from queries, including natural language queries
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/30—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of unstructured textual data
- G06F16/33—Querying
- G06F16/3331—Query processing
- G06F16/3332—Query translation
- G06F16/3335—Syntactic pre-processing, e.g. stopword elimination, stemming
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/30—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of unstructured textual data
- G06F16/33—Querying
- G06F16/3331—Query processing
- G06F16/334—Query execution
- G06F16/3347—Query execution using vector based model
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/04—Architecture, e.g. interconnection topology
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/06—Physical realisation, i.e. hardware implementation of neural networks, neurons or parts of neurons
- G06N3/063—Physical realisation, i.e. hardware implementation of neural networks, neurons or parts of neurons using electronic means
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/08—Learning methods
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L15/00—Speech recognition
- G10L15/26—Speech to text systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Neurology (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Machine Translation (AREA)
Abstract
본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 텍스트를 분할(Segmentation)하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 텍스트 정보를 획득하는 단계; 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 단어 단위로 제 1 임베딩(embedding)을 수행하는 단계; 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 임베딩을 수행하는 단계; 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계; 및 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점(segment point)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 텍스트를 분할하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 초차원 컴퓨팅(HDC; hyperdimensional computing)을 이용하여 텍스트를 분할하는 기술에 관한 것이다.
다운스트림 자연어 처리(downstream NLP)는 문서 분류(Document Classification), 질의응답(Question Answering), 기계 번역(Machine Translation), 텍스트 요약(Text Summarization) 및 정보 추출(Information Extraction) 등에 사용될 수 있다. 다운스트림(downstream) 모델의 제한된 입력 길이에 맞게 텍스트 정보를 적절하게 분할하는 것은 하이브리드 시스템(hybrid system)에서 중요한 고려사항이다. 기존의 자연어 처리(NLP) 모델은 단일 추론 컨텍스트(single inference context)에서 전체 텍스트 정보(수백 또는 수천 개의 단어 및 문장들이 포함됨)를 처리할 수 없다. 이러한 물리적 제약으로 인해 전체 텍스트 정보(transcripts)를 다운스트림 모델에 전달하기 전에 일관된 세그먼트 (segment)로 분할하는 효과적인 방법이 필요하다.
다양한 도메인 및 어휘 범위를 가진 레이블이 지정된 데이터 세트가 부족하기 때문에 많은 연구가 주제 분할(topic segmentation)을 위한 비지도 학습 방법 기반 접근 방식에 집중되어 왔다. 분할(segmentation)은 문장 수준에서 수행되기 때문에, 비지도 주제 분할(unsupervised topic segmentation)에 대한 일반적인 접근 방식은 신경 문장 임베딩(Neural Sentence Embedding)을 사용할 수 있다. 다만, 신경 문장 임베딩(Neural Sentence Embedding)은 분할하고자 하는 본문의 도메인에 매우 취약하며, 기존의 비지도 주제 분할(unsupervised topic segmentation) 방법은 세그먼트 수를 스스로 결정할 수 없다는 두 가지 문제점이 존재한다. 또한, 최신 기술(SOTA, State-Of-The-Art) 시스템조차도 신중하게 조정된 하이퍼파라미터(hyperparameters)에 의존하며, 하이퍼파라미터(hyperparameters)가 없는 경우 상기 시스템은 무작위 분할(segmentation)보다 분할(segmentation) 정확도가 떨어진다.
한편, 기존 주제 분할(topic segmentation) 방법 중 BOW(bag of words)를 이용한 전통적인 방법은 단어(word) 개수만큼 차원이 필요하여 계산량이 많아져 느리고, 현재 최신 기술(SOTA, State-Of-The-Art)의 SentenceBERT 기반 주제 분할(topic segmentation)은 단어(word)에서 신경망 모델이 사용하기에 의미있는 임베딩(embedding)을 잘 표현하지 못해 성능이 좋지 않다는 문제점이 존재한다.
대한민국 등록특허 제 10-1985904호(2019.05.29)는 텍스트 콘텐츠를 소정의 단위로 분할하여 작성자의 메타정보를 추론하는 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관하여 개시한다.
본 개시는, 초차원 컴퓨팅(HDC)을 이용하여 텍스트를 분할하는 기술을 제공하는 것을 해결 과제로 한다.
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.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 텍스트를 분할(Segmentation)하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 텍스트 정보를 획득하는 단계; 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 단어 단위로 제 1 임베딩(embedding)을 수행하는 단계; 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 임베딩을 수행하는 단계; 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계; 및 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점(segment point)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 텍스트 정보는, 음성 인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어 단위로 상기 제 1 임베딩을 수행하는 단계는, 상기 텍스트 정보에 포함된 단어에 대하여, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 텍스트 정보에 포함된 단어에 대하여, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하는 단계는, 상기 텍스트 정보에 포함된 단어들 중 불용어(stopword)에 해당하지 않는 단어에 대하여, 상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)는, 랜덤하게 결정되는 양극성 성분(bipolar element)을 갖는 초차원 양극성 벡터(bipolar vector)의 형태로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 텍스트 정보에 포함된 단어들 중 서로 동일한 단어들에 대해서는 서로 동일한 초차원 양극성 벡터가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장(sentence) 단위이고, 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위에 대하여 상기 제 2 임베딩을 수행하는 단계는, 상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 기초로, 상기 텍스트 정보에 포함된 문장에 대하여, 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어 초차원 벡터(HDV) 및 상기 문장 초차원 벡터(HDV)는 서로 동일한 차원의 벡터들일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 기초로, 상기 텍스트 정보에 포함된 문장에 대하여, 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계는, 상기 문장에 포함된 단어들의 단어 초차원 벡터들에 대하여 순열 바인딩(permutation binding)을 수행하는 단계; 및 상기 순열 바인딩에 기초하여 상기 문장에 대한 상기 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 기초로, 상기 텍스트 정보에 포함된 문장에 대하여, 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계는, 상기 문장에 포함된 단어들의 위치들을 기초로 상기 단어들의 단어 초차원 벡터(HDV)들을 변환하여, 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들을 생성하는 단계; 및 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들에 기초하여, 상기 문장에 대한 상기 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들을 생성하는 단계는, 상기 단어들의 상기 문장 내 인덱스(index)들을 식별하는 단계; 및 상기 단어들의 상기 인덱스들을 기초로 상기 단어들의 단어 초차원 벡터(HDV)들의 성분들을 시프트(shift)하여, 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들에 기초하여, 상기 문장에 대한 상기 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계는, 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들의 N번째 성분들에 다수결(Majority vote) 방법을 적용하여, 상기 문장 초차원 벡터(HDV)의 N번째 성분을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 N은 상기 문장 초차원 벡터(HDV)의 차원수 이하의 자연수일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장 단위이고, 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계는, 인접하는 모든 문장 쌍(pair)들에 대하여 유사도들을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 단계는, 상기 유사도들의 평균과 상기 유사도들의 표준 편차의 차이를 고려하여 상기 유사도들의 임계치를 결정하는 단계; 및 상기 임계치 미만의 유사도를 갖는 지점들의 집합을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 임계치 미만의 유사도를 갖는 지점들의 집합을 결정하는 단계는, 상기 임계치 미만의 유사도를 갖고 그리고 상기 임계치 미만의 유사도가 극소점(local minimum)에 해당하는 지점들의 집합을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 단계는, 상기 결정된 집합의 전체 개수를 고려하여 상기 분할 지점의 개수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 결정된 분할 지점에 기초하여 상기 획득된 텍스트 정보를 분할하여, 복수의 텍스트 부분들을 생성하는 단계; 및 상기 복수의 텍스트 부분들 각각에 대하여 요약(Summarization)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 주제 분할 모델(topic segmentation model)의 학습 데이터를 생성하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 텍스트 정보에 대하여 단어 단위로 제 1 임베딩을 수행하는 단계; 상기 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 임베딩을 수행하는 단계; 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계; 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 단계; 및 상기 분할 지점을 정답(GT; ground truth)으로 라벨링(labeling)하여 상기 학습 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 학습 데이터를 생성하는 단계는, 상기 결정된 분할 지점을 상기 텍스트 정보에 대한 주제 분할 태스크(topic segmentation task)의 정답으로 의사-라벨링(pseudo-labeling)하는 단계; 및 상기 분할된 텍스트 정보 및 상기 의사-라벨링의 쌍을 상기 학습 데이터로 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 텍스트 정보는, 음성 인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함할 수 있다.
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 텍스트를 분할(Segmentation)하기 위한 이하의 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은: 텍스트 정보를 획득하는 동작; 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 단어 단위로 제 1 임베딩(embedding)을 수행하는 동작; 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 임베딩을 수행하는 동작; 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 동작; 및 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점(segment point)을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 텍스트 정보는, 음성 인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어 단위로 상기 제 1 임베딩을 수행하는 동작은, 상기 텍스트 정보에 포함된 단어에 대하여, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장 단위이고, 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 동작은, 인접하는 모든 문장 쌍(pair)들에 대하여 유사도들을 연산하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 결정된 분할 지점에 기초하여 상기 획득된 텍스트 정보를 분할하여, 복수의 텍스트 부분들을 생성하는 동작; 및 상기 복수의 텍스트 부분들 각각에 대하여 요약(Summarization)을 수행하는 동작을 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치가 개시된다. 상기 장치는, 적어도 하나의 프로세서; 및 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 텍스트 정보를 획득하고; 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 단어 단위로 제 1 임베딩(embedding)을 수행하고; 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 임베딩을 수행하고; 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하고; 그리고 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점(segment point)을 결정하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 텍스트 정보는, 음성 인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 텍스트 정보에 포함된 단어에 대하여, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장 단위이고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 인접하는 모든 문장 쌍(pair)들에 대하여 유사도들을 연산하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 결정된 분할 지점에 기초하여 상기 획득된 텍스트 정보를 분할하여, 복수의 텍스트 부분들을 생성하고; 그리고 상기 복수의 텍스트 부분들 각각에 대하여 요약(Summarization)을 수행하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 개시는, 초차원 컴퓨팅(HDC)을 이용하여 텍스트를 분할하는 기술을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 개시는, 초차원 컴퓨팅(HDC)을 활용하여 텍스트 정보의 단어 임베딩(word embedding)을 수행하고, 상기 단어 임베딩에 기초하여 단어 단위보다 더 큰 문자 단위(예컨대, 문장 단위)로 추가적인 초차원 임베딩을 수행하며, 상기 추가적인 초차원 임베딩에 기초하여 텍스트를 분할하는 기술을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시는, 초차원 컴퓨팅(HDC)을 활용하여 주제 분할(topic segmentation)의 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 본 개시는, 기존 BOW(bag of words) 기반의 주제 분할(topic segmentation) 또는 SentenceBERT 임베딩(embedding) 기반의 주제 분할(topic segmentation)방법 보다 정확하면서 10배 이상 빠르게 태스크(task)를 수행할 수 있다.
한편, 본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트를 분할하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트를 분할하기 위한 복수의 모듈들의 블록 구성도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 연산된 유사도를 고려하여 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트를 분할하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 주제 분할 모델의 학습 데이터를 생성하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트를 분할하기 위한 복수의 모듈들의 블록 구성도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 연산된 유사도를 고려하여 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트를 분할하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 주제 분할 모델의 학습 데이터를 생성하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
그리고, "A 또는 B 중 적어도 하나"이라는 용어는, "A만을 포함하는 경우", "B 만을 포함하는 경우", "A와 B의 구성으로 조합된 경우"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
당업자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있다. 다만, 그러한 구현의 결정들이 본 개시내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
본 개시에서 네트워크 함수와 인공 신경망 및 뉴럴 네트워크(neural network)는 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트를 분할하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 컴퓨팅 장치(100)의 구성은 간략화 하여 나타낸 예시일 뿐이다. 본 개시의 일 실시예에서 컴퓨팅 장치(100)는 컴퓨팅 장치(100)의 컴퓨팅 환경을 수행하기 위한 다른 구성들이 포함될 수 있고, 개시된 구성들 중 일부만이 컴퓨팅 장치(100)를 구성할 수도 있다.
컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(130), 네트워크부(150)를 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치 (GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 데이터 분석, 딥러닝을 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 개시의 일 실시예에 따른 기계 학습을 위한 데이터 처리를 수행할 수 있다. 본 개시의 일실시예에 따라 프로세서(110)는 신경망의 학습을 위한 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는 딥러닝(DL: deep learning)에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피처 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)의 CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 네트워크 함수의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서 복수의 컴퓨팅 장치의 프로세서를 함께 사용하여 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에서 수행되는 컴퓨터 프로그램은 CPU, GPGPU 또는 TPU 실행가능 프로그램일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 네트워크부(150)가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다.
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.
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.
또한, 본 명세서에서 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.
본 개시에서 네트워크부(150)는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(LAN: Local Area Network), 개인 통신망(PAN: Personal Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 네트워크는 공지의 월드와이드웹(WWW: World Wide Web)일 수 있으며, 적외선(IrDA: Infrared Data Association) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다.
본 명세서에서 설명된 기술들은 위에서 언급된 네트워크들뿐만 아니라, 다른 네트워크들에서도 사용될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망을 나타낸 개념도이다.
본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 신경망들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 링크에 의해 상호 연결될 수 있다.
신경망 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 상술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다.
하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드의 데이터는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 링크는 가중치(weight)를 가질 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 신경망은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호 연결되어 신경망 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 신경망 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 신경망의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들의 가중치 값이 상이한 두 신경망이 존재하는 경우, 두 개의 신경망들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.
신경망은 하나 이상의 노드들의 집합으로 구성될 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들의 부분 집합은 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 신경망 내에서 레이어의 차수는 상술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.
최초 입력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 신경망 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들을 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 신경망을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수와 동일할 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하다가 다시 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수 보다 적을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 상술한 신경망들의 조합된 형태의 신경망일 수 있다.
딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등)를 파악할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 오토 인코더(auto encoder), GAN(Generative Adversarial Networks), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크, 적대적 생성 네트워크(GAN: Generative Adversarial Network) 등을 포함할 수 있다. 전술한 딥 뉴럴 네트워크의 기재는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
본 개시의 일 실시예에서 네트워크 함수는 오토 인코더(autoencoder)를 포함할 수도 있다. 오토 인코더는 입력 데이터와 유사한 출력 데이터를 출력하기 위한 인공 신경망의 일종일 수 있다. 오토 인코더는 적어도 하나의 히든 레이어를 포함할 수 있으며, 홀수 개의 히든 레이어가 입출력 레이어 사이에 배치될 수 있다. 각각의 레이어의 노드의 수는 입력 레이어의 노드의 수에서 병목 레이어(인코딩)라는 중간 레이어로 축소되었다가, 병목 레이어에서 출력 레이어(입력 레이어와 대칭)로 축소와 대칭되어 확장될 수도 있다. 오토 인코더는 비선형 차원 감소를 수행할 수 있다. 입력 레이어 및 출력 레이어의 수는 입력 데이터의 전처리 이후에 차원과 대응될 수 있다. 오토 인코더 구조에서 인코더에 포함된 히든 레이어의 노드의 수는 입력 레이어에서 멀어질수록 감소하는 구조를 가질 수 있다. 병목 레이어(인코더와 디코더 사이에 위치하는 가장 적은 노드를 가진 레이어)의 노드의 수는 너무 작은 경우 충분한 양의 정보가 전달되지 않을 수 있으므로, 특정 수 이상(예를 들어, 입력 레이어의 절반 이상 등)으로 유지될 수도 있다.
뉴럴 네트워크는 교사(또는, 지도) 학습(supervised learning), 자기 교사(또는, 자기 지도) 학습(self-supervised learning), 비교사(또는, 비지도) 학습(unsupervised learning), 반교사(또는, 반지도)학습(semi supervised learning), 또는 강화학습(reinforcement learning) 중 적어도 하나의 방식으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습은 뉴럴 네트워크가 특정한 동작을 수행하기 위한 지식을 뉴럴 네트워크에 적용하는 과정일 수 있다.
뉴럴 네트워크는 출력의 오류를 최소화하는 방향으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습에서 반복적으로 학습 데이터를 뉴럴 네트워크에 입력시키고 학습 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 뉴럴 네트워크의 에러를 뉴럴 네트워크의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation)하여 뉴럴 네트워크의 각 노드의 가중치를 업데이트 하는 과정이다. 교사 학습의 경우 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링 되어있는 학습 데이터를 사용하며(즉, 라벨링된 학습 데이터), 비교사 학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 교사 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링 된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 뉴럴 네트워크에 입력되고, 뉴럴 네트워크의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다. 다른 예로, 데이터 분류에 관한 비교사 학습의 경우 입력인 학습 데이터가 뉴럴 네트워크 출력과 비교됨으로써 오류가 계산될 수 있다. 계산된 오류는 뉴럴 네트워크에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 뉴럴 네트워크의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 뉴럴 네트워크의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 뉴럴 네트워크가 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다.
뉴럴 네트워크의 학습에서 일반적으로 학습 데이터는 실제 데이터(즉, 학습된 뉴럴 네트워크를 이용하여 처리하고자 하는 데이터)의 부분집합일 수 있으며, 따라서, 학습 데이터에 대한 오류는 감소하나 실제 데이터에 대해서는 오류가 증가하는 학습 사이클이 존재할 수 있다. 과적합(overfitting)은 이와 같이 학습 데이터에 과하게 학습하여 실제 데이터에 대한 오류가 증가하는 현상이다. 예를 들어, 노란색 고양이를 보여 고양이를 학습한 뉴럴 네트워크가 노란색 이외의 고양이를 보고는 고양이임을 인식하지 못하는 현상이 과적합의 일종일 수 있다. 과적합은 머신러닝 알고리즘의 오류를 증가시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이러한 과적합을 막기 위하여 다양한 최적화 방법이 사용될 수 있다. 과적합을 막기 위해서는 학습 데이터를 증가시키거나, 레귤라이제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 비활성화하는 드롭아웃(dropout), 배치 정규화 레이어(batch normalization layer)의 활용 등의 방법이 적용될 수 있다.
본 개시는, 텍스트를 주제에 따라 구획 또는 분할(segment)하는 방법에 관한 것이다. 예시적으로, 본 개시는 입력 받은 문서의 텍스트 문장들에 대해 초차원 벡터(hyperdimensional vector, HDV)를 이용하여 단어 단위로 임베딩(embedding)을 생성하고, 단어 단위 임베딩을 이용해 문장 임베딩(sentence embedding)을 생성하고, 문장 임베딩을 기준으로 유사도를 비교함으로써 기존보다 효과적인 주제 분할(topic segmentation)을 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는, 기존 BOW(bag of words) 기반의 주제 분할(topic segmentation) 또는 SentenceBERT 기반의 주제 분할(topic segmentation)방법보다 정확하면서 10배 이상 빠르게 태스크(task)를 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 이하에서 언급되는, 주제 분할 및 요약(Topic segmentation & summarization)은 자연어처리(NLP) 태스크(task) 중 하나로, 주어진 글을 주제에 따라 분할 및 요약하는 태스크이다. 주제 분할은 일반적으로 문장 단위로 유사도를 비교하여 유사도가 임계치 미만인 부분을 검출함으로써 문단 구분에 활용될 수 있다. 일례로, 텍스트 요약(summary) 태스크의 성능 향상을 위해 요약(summarization) 이전에 주제 분할(topic segmentation)이 수행될 수도 있다.
기존의 주제 분할(topic segmentation) 방법은 BOW(bag of words) 방식을 이용한다. BOW(bag of words) 방식은 전체 글의 문장들을 각각 하나의 단어 가방(bag)으로 나타내고, 문장 간 겹치는 단어의 개수를 기준으로 유사도를 판단하여 유사도가 임계치 미만인 부분을 분할 지점(segment point)으로 검출하는 방법이다. 이러한 방법은 단순하여 구현이 간단하지만, 단순히 단어를 원-핫 인코딩(one-hot encoding) 방식으로 벡터화하기 때문에 단어 개수만큼 벡터의 차원이 커지고, 이로 인해 문장 간 유사도 계산 시 속도가 느리다는 단점이 있다.
또한, 신경망 모델의 발전 이후 비지도 주제 분할(Unsupervised topic segmentation)의 현재 최신 기술(SOTA, State-Of-The-Art)로는 BERTSeg, CohereSeg 등이 포함될 수 있다. 이들은 SentenceBERT를 이용하여 문장 임베딩(sentence embedding)을 표현한다. 다만, SentenceBERT 임베딩은 구획할 문서(document)의 도메인에 따라 의미를 표현하는 능력이 저하될 수 있으며, 랜덤 분할(random segmentation) 보다도 정확도가 떨어지는 경우가 있을 수 있다.
한편, 본 개시는, 문장 임베딩을 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing) 또는 초차원 벡터(Hyperdimensional Vector)를 이용하여 생성함으로써, 기존 최신 기술(SOTA, State-Of-The-Art) 보다 뛰어난 정확도와 훨씬 빠른 속도를 나타낼 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 이하에서 언급되는 "초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)" 또는 "초차원 벡터(Hyperdimensional Vector)를 활용하는 연산"은 10,000차원 이상의 초 고차원 벡터를 이용하여 계산하는 방법으로, 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)에 따른 랜덤 벡터(random vector)들은 모두 서로 직교(orthogonal)하다는 특징이 있다(즉, 두 초차원 벡터 간 코사인 유사도가 0에 수렴하는 특징이 있다). 또한, 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)은 단일 텍스트 토큰, 문장, 엔티티 클래스(entity class)와 같이 다양한 단위의 개념을 표현(represent)하기 위해 큰 차원의 벡터(n ≥ 10, 000)를 지정하는 데 사용될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 측정의 집중(concentration of measure)은 무작위로 초기화된 n차원 벡터 집합에서 발생하는 현상으로, 충분히 큰 n이 주어지면 각 벡터 간의 코사인 유사도가 0을 중심으로 크게 집중될 수 있다. 이러한 벡터 집합은 서로 의사 직교(pseudo-orthogonal)한다고 할 수 있다. 즉, 충분히 높은 차원으로 그려진 랜덤 벡터(random vector)는 이전에 그려진 벡터와 확률적으로 유사하지 않다. 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)은 초차원 공간에서 이러한 편리한 직교성을 활용하는 벡터 기호 아키텍처의 한 종류이다.
또한, 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)은 상징적 인공 지능(symbolic artificial intelligence)(예컨대: 에이전트 기반 모델링))과 분포적 인공 지능(distributional artificial intelligence)(예컨대, 신경망))의 중간 지점을 차지하며 양쪽의 단점을 보완할 수 있다. 상징적 아키텍처(symbolic architectures)에서 원-핫 엔티티(one-hot entity) 표현은 엔티티 유사성 계산을 불연속적으로 만들어 보간할 수 없게 만든다. 이와 반대로 분포적 의미론(distributional semantics)은 자연스러운 보간과 손실 전파를 위해 벡터 표현을 사용하지만 학습된 벡터를 순서와 차원을 보존하는 시퀀스로 통합할 수 없다(바인딩 문제). 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)은 분산 벡터 표현의 장점을 유지하면서 앞서 언급한 초차원에서 벡터의 의사 직교성을 활용하여 바인딩 문제에 대한 해결책을 제공할 수 있다. 매우 높은 벡터 공간에서 무작위로 구현된 벡터의 유사 직교성(pseudo-orthogonality)은 정확한 직교성(orthogonality)으로 수렴될 수 있다. 또한, 이 아키텍처는 매우 빠르고 병렬화가 가능한 표현 구성의 이점을 제공한다. 또한, 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)은 시간에 민감한 실시간 시스템에 채택되어 인공 신경망과 함께 사용될 수 있다. 이 프레임워크는 텍스트 처리 분야에서도 높은 정확도를 나타내며 매우 빠른 시간 내에 태스크를 처리할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는, 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)을 이용하여 단어(word) 임베딩을 생성하고 단어 임베딩(word embedding)을 바인딩(binding)하여 문장 임베딩(sentence embedding)을 생성할 수 있다. 이를 통해 본 개시는, 기존의 바인딩 문제(binding problem)를 해결하고 시맨틱 임베딩(semantic embedding)의 일관성을 높여 주제 분할(topic segmentation)의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 속도도 개선시킬 수 있다.
본 개시는, 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)을 활용하여 도메인(domain) 및 하이퍼파라미터(hyperparameter) 변경에 탄력적(resilient)이고 강인한(robust) 주제 분할(topic segmentation) 시스템을 구축할 수 있다. 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)은 고차원 공간에서 벡터 상호작용을 활용하여 확장 가능하고(scalable) 집계된(aggregated) 표현을 생성할 수 있다. 본 개시는, 문장의 각 토큰을 임의의 10,000차원 벡터로 초기화하고 이러한 토큰 표현을 바인딩하여 완전한 문장을 묘사할 수 있다. 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing)은 단일 패스 학습(single-pass learning)에 적합하기 때문에 본질적으로 도메인 시프트에 강하다. 신경망 접근 방식에 비해 초차원 컴퓨팅(Hyperdimensional Computing) 방식은 훨씬 짧은 처리 시간 내에 더 많은 대표 문장 임베딩을 생성할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트를 분할하기 위한 복수의 모듈들의 블록 구성도이고, 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 연산된 유사도를 고려하여 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 입력 모듈(10), 임베딩 생성 모듈(20), 유사도 연산 모듈(30), 분할 지점 결정 모듈(40), 분할 모듈(50) 및 요약 모듈(60)을 포함할 수 있다. 한편, 이러한 컴퓨팅 장치(100)에 포함될 수 있는 복수의 모듈들은, 프로세서(110)에 의해 제어되거나, 또는 프로세서(110)의 동작에 의해 구현될 수 있다. 또한, 텍스트를 분할과 관련하여 컴퓨팅 장치(100)에 포함될 수 있는 모듈들은, 이상에서 살핀 복수의 모듈들로 한정되는 것이 아니며, 추가적인 모듈들이 포함될 수 있다. 이하에서 텍스트를 분할하기 위한 예시적인 복수의 모듈들에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 입력 모듈(10)은 텍스트 정보를 획득할 수 있다. 입력 모듈(10)은 주제 분할(Topic segmentation)을 수행할 텍스트 정보(document)를 획득할 수 있다. 텍스트 정보에 포함된 텍스트의 종류는 대화 또는 비대화(dialogue or non-dialogue)의 형식을 포함할 수 있다. 일례로, 텍스트 정보는, 음성인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함할 수 있다. 예시적으로, 입력 모듈(10)은 음성 파일, 음성 신호 또는 멜스펙트로그램(melspectrogram)을 입력받아 음성 인식을 수행하는 STT 모듈로부터 상기 음성인식에 의해 생성된 텍스트 정보를 획득할 수 있다. STT 모듈은, VAD(voice activity detection), 화자분리, 노이즈 제거 및 음성 향상(speech enhancement) 등의 전처리 후 음성인식(STT)을 수행할 수 있다. 또한, STT 모듈은 음성인식(STT) 후에는 문장 부호 삽입, 간투어(예컨대, 음, 어, 아, ... 등) 제거 등 후처리를 수행할 수도 있다. 다만, 전처리나 후처리가 전술한 예시들로 제한되는 것은 아니고, 음성인식(STT) 성능 향상을 위한 다양한 처리들이 실시 예에 따라 음성인식(STT) 전이나 후, 또는 음성인식 과정 중에 수행될 수 있다. 또한, 텍스트 정보는, 음성인식(STT) 이외의 방법으로 생성된 텍스트 정보를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 입력 모듈(10)은 외부 시스템으로부터 텍스트 정보를 획득하거나, 사용자 인터페이스를 통한 입력에 기초하여 획득할 수도 있다. 외부 시스템은 텍스트 정보들을 저장하고 관리하는 서버, 데이터베이스 등을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 단어 단위로 제 1 임베딩(embedding)을 수행할 수 있다. 이하 본원 전체에 걸쳐 '임베딩을 수행한다' 또는 '임베딩을 생성한다'는 표현은, 텍스트의 특징(feature)(또는, 표현(representation))에 기초하여 벡터를 생성한다는 의미일 수 있다. 또한, 본원 전체에 걸쳐 임베딩(embedding)이라는 표현은 텍스트의 특징에 기초하여 생성된 벡터(vector)를 지칭할 수 있다. 또한, 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 텍스트 정보에 포함된 단어에 대하여, 제 1 임베딩 수행을 통해 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성할 수 있다. 일례로, 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 텍스트 정보에 포함된 단어들 중 불용어(stopword)에 해당하지 않는 단어에 대하여, 상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 생성할 수 있다. 참고로, 불용어(stopword)는 자주 등장하지만 실제 의미 분석을 하는 데는 거의 기여하는 바가 없는 단어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 불용어는, 조사, 접속사, 미리 불용어로 정의된 단어 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)는, 랜덤하게 결정되는 양극성 성분(bipolar element)을 갖는 초차원 양극성 벡터(bipolar vector)의 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 단어 초차원 벡터(w)의 각 성분(element)은 -1 또는 1일 수 있다. 예를 들어, 텍스트 정보에 포함된 단어들 중 불용어(stopword)에 해당하지 않는 단어에 대하여, 생성된 상기 단어 초차원 벡터(w)는 1번 성분(element), 2번 성분(element), ... 10,000번 성분(element)으로 표현될 수 있으며, 각 성분은 -1 또는 1로 랜덤하게 결정될 수 있다. 이때, 상기 텍스트 정보에 포함된 단어들 중 서로 동일한 단어들에 대해서는 서로 동일한 초차원 양극성 벡터가 형성될 수 있다. 달리 표현하자면, 상기 텍스트 정보에 포함된 단어들 중 서로 동일한 단어는 동일한 임베딩(embedding)으로 맵핑(mapping)될 수 있다. 일례로, 각각의 단어 초차원 벡터는 서로 직교(orthogonal)할 수 있다. 다만, 엄밀하게는 아니고, 대략적이게 직교(roughly orthogonal, 또는 의사 직교(pseudo-orthogonal))할 수 있다. 한편, 단어 초차원 벡터(w)는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
본 개시의 일 실시예에 따르면, 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 임베딩을 수행할 수 있다. 예시적으로, 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위는, 2문장 단위, 3문장 단위, 두 단어 단위 등 다양한 단위를 포함할 수 있다. 한편, 이하에서는, 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위를 "문장 단위"로 하여 제 2 임베딩을 수행하는 실시예를 중심으로 본 개시가 설명된다.
일 실시예에 따르면, 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장(sentence) 단위일 수 있다. 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 제 1 임베딩 수행을 통해 획득된 단어 초차원 벡터(HDV)를 기초로, 상기 텍스트 정보에 포함된 문장에 대하여, 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성할 수 있다. 여기서, 상기 단어 초차원 벡터(HDV) 및 상기 문장 초차원 벡터(HDV)는 서로 동일한 차원(예컨대, 10,000차원)의 벡터들일 수 있다. 또한, 임베딩 생성 모듈(20)은 문장에 포함된 단어들의 단어 초차원 벡터들에 대하여 순열 바인딩(permutation binding)을 수행할 수 있다. 또한, 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 순열 바인딩에 기초하여 상기 문장에 대한 상기 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성할 수 있다. 달리 표현하자면, 임베딩 생성 모듈(20)은 각각의 단어 초차원 벡터(HDV)인 단어 임베딩(word embedding)들에 대해 순열 바인딩(permutation binding)을 수행하여 문장 임베딩(sentence embedding)을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 문장에 포함된 단어들의 위치들을 기초로 상기 단어들의 단어 초차원 벡터(HDV)들을 변환하여, 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들을 생성할 수 있다. 또한, 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들에 기초하여, 상기 문장에 대한 상기 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성할 수 있다. 여기서, 상기 단어 초차원 벡터(HDV), 상기 문장 초차원 벡터(HDV) 및 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)는 서로 동일한 차원(예컨대, 10,000차원)의 벡터들일 수 있다. 보다 구체적으로, 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 단어들의 상기 문장 내 인덱스(index)들을 식별할 수 있다. 또한, 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 단어들의 상기 인덱스들을 기초로 상기 단어들의 단어 초차원 벡터(HDV)들의 성분(element)들을 시프트(shift)하여, 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 임베딩 생성 모듈(20)은, 상기 문장에 포함된 각각의 단어 초차원 벡터()의 성분(element)들에 대하여, 상기 각각의 단어 초차원 벡터()의 인덱스(i)를 기초로, 오른쪽-시프트()를 l - i - 1 회 적용하여, 상기 문장에 포함된 각각의 단어의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)를 생성할 수 있다. 참고로, 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터()는 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]
여기서 l은, 상기 문장에 포함된 단어들의 개수(또는, 불용어를 제외한 상기 문장에 포함된 단어들의 개수)일 수 있다. 또한, i는 문장 초차원 벡터 내의 단어들에 대해 0부터 시작하는 인덱스일 수 있다.
일 실시예에서, 임베딩 생성 모듈(20)은, 상기 문장에 포함된 상기 단어 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터()들에 요소-별 곱(element-wise product) 연산을 적용하여, 상기 문장 초차원 벡터(u)를 생성할 수 있다. 이러한 방식으로 생성되는 문장 초차원 벡터(u)는 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]
대안적으로, 임베딩 생성 모듈(20)은 상기 문장에 포함된 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터()들에 다수결(Majority vote) 방법을 적용하여, 상기 문장 초차원 벡터(u)를 생성할 수도 있다. 일 실시예에서, 임베딩 생성 모듈(20)은, 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터()들의 N번째 성분들에 다수결(Majority vote) 방법을 적용하여, 상기 문장 초차원 벡터(HDV)의 N번째 성분을 생성할 수 있다. 이때, 상기 N은 상기 문장 초차원 벡터(u)의 차원 수 이하의 자연수 (예컨대, 10,000차원인 경우에는 1 ~ 10,000의 자연수)일 수 있다. 예를 들어, 다수결(Majority vote) 방법은, l개의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터()들의 성분들에 대하여, 1번째, 2번째, ... 10,000번째 성분(element) 별로 다수결을 적용하여, 각각의 성분 관점에서 1과 -1 중 더 많은 값을 식별할 수 있으며, 식별된 값을 상기 문장 초차원 벡터(u)의 각각의 성분 값으로 결정하는 방법이다. 구체적으로, 임베딩 생성 모듈(20)은 l개의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터()들의 1번 성분(element) 값들을 분석한 결과 1이 -1보다 더 많다고 분석된 경우, 상기 문장 초차원 벡터(u)의 1번 성분의 값을 1로 결정할 수 있다. 또한, 임베딩 생성 모듈(20)은 동일한 방식으로 2번째, 3번째, ... N번째(예컨대, 10,000번째) 성분까지 다수결 방법(M)으로 결정하고, 최종적인 상기 문장 초차원 벡터(u)를 생성할 수 있다. 이러한 방식으로 생성되는 문장 초차원 벡터(u)는 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 4]
본 개시의 일 실시예에 따르면, 유사도 연산 모듈(30)은 상기 제 2 임베딩 수행에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산할 수 있다. 예를 들어, 유사도 연산 모듈(30)은, 상기 제 2 임베딩이 문장 단위로 수행되는 경우, 상기 문장 벡터(u)들 사이에서 유사도를 연산할 수 있다. 일 실시예에서, 유사도 연산 모듈(30)은 인접하는 모든 문장 쌍(pair)들에 대하여 유사도들을 연산할 수 있다. 달리 표현하자면, 유사도 연산 모듈(30)은 인접하는 모든 문장 쌍(pair)들에 대하여 경계 유사성 점수(boundary similarity score)를 계산할 수 있다. 각각의 경계 점수(S)는 인접하는 발화 임베딩 간의 코사인 유사도 결과일 수 있다. 예를 들어, 유사도 연산 모듈(30)은 수학식 5에 기반하여 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 문장 벡터(u)들 사이에서 유사도를 연산할 수 있다.
[수학식 5]
본 개시의 일 실시예에 따르면, 분할 지점 결정 모듈(40)은 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점(segment point)을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 분할 지점 결정 모듈(40)은 상기 유사도들의 평균과 상기 유사도들의 표준 편차의 차이를 고려하여 상기 유사도들의 임계치를 결정할 수 있다. 예시적으로, 유사도들의 평균과 유사도들의 표준 편차의 차이는 수학식 6과 같이 표현될 수 있다. 여기서, T는 임계치이고, 는 유사도의 평균이고, 는 유사도의 표준 편차이다.
[수학식 6]
일 실시예에서, 분할 지점 결정 모듈(40)은 상기 임계치 미만의 유사도를 갖는 지점들의 집합을 결정할 수 있다. 예를 들어, 분할 지점 결정 모듈(40)은, 상기 임계치 미만의 유사도를 갖는 지점들을 식별한 뒤에, 식별된 지점들을 포함하는 제 1 집합을 결정할 수 있다.
대안적으로, 분할 지점 결정 모듈(40)은 상기 임계치 미만의 유사도를 갖고 그리고 상기 임계치 미만의 유사도가 극소점(local minimum)에 해당하는 지점들의 집합을 결정할 수 있다. 구체적으로, 분할 지점 결정 모듈(40)은, 상기 임계치 미만의 유사도를 갖고 그리고 상기 임계치 미만의 유사도가 극소점(local minimum)에 해당하는 지점들을 식별한 뒤에, 식별된 지점들을 포함하는 제 2 집합을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 임계치 미만의 유사도가 극소점(local minimum)에 해당하는 지점들의 제 2 집합(B)은 수학식 7과 같이 표현될 수 있다. 여기서, j는 문장 경계 인덱스(sentence boundary index)이고, S는 상기 수학식 5에서 도출된 경계 점수이고, T는 수학식 6에서 도출된 임계치이다. 도 4를 참조하면, 분할 지점 결정 모듈(40)은 상기 임계치 미만의 유사도를 갖고 그리고 상기 임계치 미만의 유사도가 극소점(local minimum)에 해당하는 지점들이 상기 제 2 집합(B)으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 도 4는 Doc2Dial의 정규화된 유사도 점수이다. 상기 임계치 미만의 유사도를 갖고 그리고 상기 임계치 미만의 유사도가 극소점(local minimum)에 해당하는 지점들이 상기 분할 지점으로 결정될 수 있다.
[수학식 7]
참고로, 상기 제 2 집합(B)을 구성할 때, 유사도의 평균 는 전역적인(global) 정보를, 극소점(local minimum)만 추리는 단계는 지역적인(local) 정보를 제공할 수 있다. 이로 인해, 전역적인(global) 통계와 지역적인(local) 통계를 모두 활용하여 분할 지점(segment point)이 결정된다는 효과가 있다.
일 실시예에 따르면, 분할 지점 결정 모듈(40)은 상기 결정된 집합의 전체 개수를 고려하여 상기 분할 지점의 개수를 결정할 수도 있다. 달리 표현하자면, 분할 지점 결정 모듈(40)은 상기 제 1 집합에 포함된 모든 지점들을 상기 분할 지점(segment point)으로 결정하거나, 상기 제 2 집합에 포함된 모든 지점들을 상기 분할 지점으로 결정할 수 있다.
대안적으로, 분할 지점 결정 모듈(40)은 분할 지점(segment point)을 줄이기 위한 연산을 추가로 수행할 수도 있다. 예를 들어, 상기 제 1 집합에 기초하여 분할 지점들이 결정되는 경우, 분할 지점 결정 모듈(40)은 아래와 같은 수학식 8을 활용하여 분할 지점의 개수(N)를 추가로 조정할 수 있다.
[수학식 8]
달리 말해, 분할 지점 결정 모듈(40)은 분할 지점의 개수가 로그 필터(logarithm filter)로 제한되는 댐프 모드(damp mode)에서 선택적으로 작동할 수도 있다. 일례로, 유사도 점수(score)가 임계치 미만인 인덱스 i의 개수에 로그를 취한 값의 제곱에 대해서 가우스 함수(floor 함수)를 취해 분할 지점 개수(N)를 결정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 분할 모듈(50)은 상기 결정된 분할 지점에 기초하여 상기 획득된 텍스트 정보를 분할하여, 복수의 텍스트 부분들을 생성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 요약 모듈(60)은 상기 복수의 텍스트 부분들 각각에 대하여 요약(Summarization)을 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 결정된 분할 지점을 기초로 상기 획득된 텍스트 정보를 분할하여, 복수의 텍스트 부분들을 생성하고, 상기 복수의 텍스트 부분들 각각에 대하여 요약(Summarization)을 수행함으로써 주제 분할 모델(topic segmentation model)의 성능을 향상시킬 수 있다.
구체적으로는, ① 분할(segmentation)을 수행하지 않은 경우, ② 동일한 분할(segmentation) 길이로 기존의 분할(segmentation)을 수행한 경우, ③ 무작위로 분할(segmentation)을 수행한 경우 그 어떤 경우보다도, 상기 결정된 분할 지점에 기초하여 상기 획득된 텍스트 정보를 분할하여, 복수의 텍스트 부분들을 생성하고, 상기 복수의 텍스트 부분들 각각에 대하여 요약(Summarization)을 수행했을 경우에 요약(Summarization)의 정확도가 더 높은 것을 확인할 수 있다.
한편, 이하에서는, 컴퓨팅 장치(100)에 의해 발생하는 효과에 대해 설명하고자 한다. 이하에서 본 개시의 일 실시예에 따른 초차원 컴퓨팅을 활용하는 텍스트 분할 방식이 "HyperSeg"로 표현될 수 있다.
본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)과 기존 텍스트 분할 기술들(예컨대, Random, GraphSeg, BERTSeg, CohereSeg 등)의 정확도는 AMI, ICSI, Doc2Dial, VTSSum, Wiki-727k 5가지 벤치마크에서 테스트 될 수 있다. Wiki-727k를 제외한 모든 데이터 세트는 대화 녹취록(dialogue transcripts)으로 구성될 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)의 견고성이 대화형 텍스트뿐만 아니라, 서면 텍스트(Written text) 등의 비-대화형 텍스트의 분할까지 확장된다는 것을 입증하기 위해, Wiki-727k가 활용될 수 있다. 선택된 벤치마크(benchmarks)는 회의, 고객 서비스, 강의 등 다양한 도메인을 포함할 수 있다. 표 1은 벤치마크 데이터 셋 요약(Summary of benchmark datasets)이다. 표1에서 "Utts"와 "Uttlen"은 평균 발화 수와 평균 발화 길이이다. 참고로, 표 1을 참조하면 각 데이터 세트에 대한 통계를 확인할 수 있다.
[표 1]
선형 세그멘테이션(Linear segmentation)은 가능한 각 발화 경계에 대해 이진 분류 문제로 평가될 수 있다. 텍스트 분할의 정확도는 분류 F1 점수와 경계 유사도(BS; Boundary Similarity)로 측정될 수 있다. 다운스트림 요약 정확도는 해당 기술에 의한 요약이 정답 요약(ground-truth summary)과 얼마나 중복되는지(overlap)에 기초하여 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 요약들 사이에서 ROUGE-1(R1), ROUGE-2(R2), ROUGE-L(RL) 등이 측정될 수 있다. 표준 CNN/Daily Mail 데이터세트로 훈련된 기존의 BART 모델이 다운스트림 요약기로 사용될 수 있다.
본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)은 초차원 단어 임베딩을 기반으로 문장 임베딩을 생성함으로써, 시맨틱 임베딩(semantic embedding)의 일관성을 높여 주제 분할(topic segmentation)의 정확도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)은, 기존의 텍스트 분할 기술들이 가장 최적의 하이퍼파라미터를 사용하는 경우에도, ICSI를 제외한 모든 데이터 세트에서 기존의 텍스트 분할 기술들보다 우수한 성능을 나타낸다(표 2 참조). 기존의 텍스트 분할 기술들(GraphSeg, BERTSeg, CohereSeg)은, 정답 분할들(ground-truth segments)의 실제 수를 하이퍼파라미터(hyperparameter)로 제공되어야만 어느 정도 성능이 발휘되었고, 무작위 분할(random segmentation) 방식 보다도 좋지 못한 성능을 나타내었다. 대조적으로, 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)은 무작위 세그먼테이션보다 일관되게 우수한 성능을 나타내었으며, 정답 분할들(ground-truth segments)에 대한 정보 없이도, 기존의 텍스트 분할 기술들보다 훨씬 우수한 성능을 나타내었다. 구체적으로, 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)은 기존의 텍스트 분할 기술들보다 4~5배 우수한 성능을 발휘하였다.
[표 2]
참고로, 표 2는 서로 다른 무작위 시드(seeds)를 사용하여 5회 실행에 걸쳐 평균을 낸 결과이다. 또한, 두 지표(F1, BS) 모두 높을수록 좋다.
본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)은 주제 분할(Topic segmentation)의 속도를 향상시킬 수 있다(표 3 참조). 예컨대, 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)은 기존의 분할 기술들보다 10배 이상 빠르게 주제 분할 태스크(task)를 수행할 수 있다. 예시적으로, 원시(raw) 분할 성능(정확도 및 속도)과 분할된 텍스트의 다운스트림 요약 개선이라는 두 가지 접근 방식을 통해, 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)의 효과가 측정될 수 있다. 또한, 단순한 단어 및 n-그램(n-gram) 카운팅을 통해 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)이 단순한 표면 수준의 어휘 일치를 넘어서는 성능을 발휘하는 것을 확인할 수 있다.
표 3을 참조하면, 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)은, 종래 분할 기술들 중에 가장 빠른 GraphSeg보다 발화 당 10배 더 빠른 것을 확인할 수 있다. 분할 속도(segmentation speeds)는 AMD EPYC 7742 CPU와 4개의 80GB A100 GPU에서 측정되었다. 모든 기준 실행은 GPU에서 수행된 반면, HyperSeg는 오로지(entirely) CPU에서 실행되었다.
[표 3]
본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)은, 종래 분할 기술들에 비해, 요약 성능(Summarization)을 더욱 향상시킬 수 있다. 정확한 주제 분할(topic segmentation)이 다운스트림 요약에 미치는 영향을 입증하기 위해, 트랜스크립트(transcripts)를 요약하기 전에, 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)을 AMI와 ISCI에 적용한다. 분할(segmentation)이 없는 경우, 분할(segmentation) 길이가 동일한 나이브한 분할(naive segmentation)의 경우, 및 랜덤 분할(random segmentation)의 경우와 비교했을 때, 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)은 항상 ROUGE 점수 측면에서 요약 성능을 향상시킨다(표 4 참조).
표 4는 다운스트림 요약 정확도를 나타낸다. 표 4를 참조하면, 무작위 또는 나이브 기준선(random or nave baselines)보다 일관되게 더 나은 ROUGE 점수를 산출하는 것은, 본 개시에 따른 텍스트 분할 방법(HyperSeg)뿐인 것을 확인할 수 있다.
[표 4]
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트를 분할하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5에 도시된 텍스트를 분할하는 방법은 앞서 설명된 컴퓨팅 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 컴퓨팅 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 텍스트를 분할하는 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 텍스트를 분할하는 방법은, 텍스트 정보를 획득하는 단계(S110), 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 단어 단위로 제 1 임베딩(embedding)을 수행하는 단계(S120), 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 임베딩을 수행하는 단계(S130), 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계(S140) 및 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점(segment point)을 결정하는 단계(S150) 등을 포함할 수 있다.
단계 S110은 텍스트 정보를 획득하는 단계이다. 여기서, 상기 텍스트 정보는, 음성 인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함할 수 있다.
단계 S120은 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 단어 단위로 제 1 임베딩(embedding)을 수행하는 단계이다. 상기 단계 S120은, 상기 텍스트 정보에 포함된 단어에 대하여, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 S130은 상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 임베딩을 수행하는 단계이다. 여기서, 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장(sentence) 단위일 수 있다. 이때, 단계 S130은, 상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 기초로, 상기 텍스트 정보에 포함된 문장에 대하여, 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 S140은 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계이다. 여기서, 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장 단위일 수 있다. 상기 단계 S140은, 인접하는 모든 문장 쌍(pair)들에 대하여 유사도들을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 S150은 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점(segment point)을 결정하는 단계이다. 상기 단계 S150은 상기 결정된 집합의 전체 개수를 고려하여 상기 분할 지점의 개수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S110 내지 S150은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 주제 분할 모델의 학습 데이터를 생성하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6에 도시된 주제 분할 모델의 학습 데이터를 생성하는 방법은 앞서 설명된 컴퓨팅 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 컴퓨팅 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 주제 분할 모델의 학습 데이터를 생성하는 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 주제 분할 모델의 학습 데이터를 생성하는 방법은, 텍스트 정보에 대하여 단어 단위로 제 1 임베딩을 수행하는 단계(S210), 상기 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 임베딩을 수행하는 단계(S220), 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계(S230), 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 단계(S240) 및 상기 분할 지점을 정답(GT; ground truth)으로 라벨링(labeling)하여 상기 학습 데이터를 생성하는 단계(S250) 등을 포함할 수 있다.
단계 S210은 텍스트 정보에 대하여 단어 단위로 제 1 임베딩을 수행하는 단계이다. 여기서, 상기 텍스트 정보는, 음성 인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함할 수 있다. 상기 단계 S210은 상기 텍스트 정보에 포함된 단어에 대하여, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)는 상기 텍스트 정보에 포함된 단어들 중 불용어(stopword)에 해당하지 않는 단어에 대하여 생성되는 벡터일 수 있다. 또한, 상기 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)는, 랜덤하게 결정되는 양극성 성분(bipolar element)을 갖는 초차원 양극성 벡터(bipolar vector)의 형태로 형성될 수 있다. 한편, 상기 텍스트 정보에 포함된 단어들 중 서로 동일한 단어들에 대해서는 서로 동일한 초차원 양극성 벡터가 형성될 수 있다.
단계 S220은 상기 텍스트 정보에 대하여 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 임베딩을 수행하는 단계이다. 일례로, 상기 단어 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장(sentence) 단위일 수 있다. 상기 단계 S220은 상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 기초로, 상기 텍스트 정보에 포함된 문장에 대하여, 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 단어 초차원 벡터(HDV) 및 상기 문장 초차원 벡터(HDV)는 서로 동일한 차원의 벡터들일 수 있다.
단계 S230은 상기 제 2 임베딩에 의해 생성된 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계이다. 상기 단계 S230은, 인접하는 모든 문장 쌍(pair)들에 대하여 유사도들을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 S240은 상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 단계이다. 상기 단계 S240은, 상기 유사도들의 평균과 상기 유사도들의 표준 편차의 차이를 고려하여 상기 유사도들의 임계치를 결정하는 단계 및 상기 임계치 미만의 유사도를 갖는 지점들의 집합을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 S250은 상기 분할 지점을 정답(GT; ground truth)으로 라벨링(labeling)하여 상기 학습 데이터를 생성하는 단계이다. 상기 단계 S250은, 상기 결정된 분할 지점을 상기 텍스트 정보에 대한 주제 분할 태스크(topic segmentation task)의 정답으로 의사-라벨링(pseudo-labeling)하는 단계; 및 상기 분할된 텍스트 정보 및 상기 의사-라벨링의 쌍을 상기 학습 데이터로 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S210 내지 S250은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라 데이터 구조를 저장한 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다.
데이터 구조는 데이터에 효율적인 접근 및 수정을 가능하게 하는 데이터의 조직, 관리, 저장을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정 문제(예를 들어, 최단 시간으로 데이터 검색, 데이터 저장, 데이터 수정) 해결을 위한 데이터의 조직을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정한 데이터 처리 기능을 지원하도록 설계된, 데이터 요소들 간의 물리적이거나 논리적인 관계로 정의될 수도 있다. 데이터 요소들 간의 논리적인 관계는 사용자 정의 데이터 요소들 간의 연결관계를 포함할 수 있다. 데이터 요소들 간의 물리적인 관계는 컴퓨터 판독가능 저장매체(예를 들어, 영구 저장 장치)에 물리적으로 저장되어 있는 데이터 요소들 간의 실제 관계를 포함할 수 있다. 데이터 구조는 구체적으로 데이터의 집합, 데이터 간의 관계, 데이터에 적용할 수 있는 함수 또는 명령어를 포함할 수 있다. 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 컴퓨팅 장치는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산을 수행할 수 있다. 구체적으로 컴퓨팅 장치는 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 연산, 읽기, 삽입, 삭제, 비교, 교환, 검색의 효율성을 높일 수 있다.
데이터 구조는 데이터 구조의 형태에 따라 선형 데이터 구조와 비선형 데이터 구조로 구분될 수 있다. 선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 하나의 데이터만이 연결되는 구조일 수 있다. 선형 데이터 구조는 리스트(List), 스택(Stack), 큐(Queue), 데크(Deque)를 포함할 수 있다. 리스트는 내부적으로 순서가 존재하는 일련의 데이터 집합을 의미할 수 있다. 리스트는 연결 리스트(Linked List)를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 각각의 데이터가 포인터를 가지고 한 줄로 연결되어 있는 방식으로 데이터가 연결된 데이터 구조일 수 있다. 연결 리스트에서 포인터는 다음이나 이전 데이터와의 연결 정보를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 형태에 따라 단일 연결 리스트, 이중 연결 리스트, 원형 연결 리스트로 표현될 수 있다. 스택은 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조일 수 있다. 스택은 데이터 구조의 한 쪽 끝에서만 데이터를 처리(예를 들어, 삽입 또는 삭제)할 수 있는 선형 데이터 구조일 수 있다. 스택에 저장된 데이터는 늦게 들어갈수록 빨리 나오는 데이터 구조(LIFO-Last in First Out)일 수 있다. 큐는 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조로서, 스택과 달리 늦게 저장된 데이터일수록 늦게 나오는 데이터 구조(FIFO-First in First Out)일 수 있다. 데크는 데이터 구조의 양 쪽 끝에서 데이터를 처리할 수 있는 데이터 구조일 수 있다.
비선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 복수개의 데이터가 연결되는 구조일 수 있다. 비선형 데이터 구조는 그래프(Graph) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조는 정점(Vertex)과 간선(Edge)으로 정의될 수 있으며 간선은 서로 다른 두개의 정점을 연결하는 선을 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조 트리(Tree) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 트리 데이터 구조는 트리에 포함된 복수개의 정점 중에서 서로 다른 두개의 정점을 연결시키는 경로가 하나인 데이터 구조일 수 있다. 즉 그래프 데이터 구조에서 루프(loop)를 형성하지 않는 데이터 구조일 수 있다.
본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 이하에서는 신경망으로 통일하여 기술한다. 데이터 구조는 신경망을 포함할 수 있다. 그리고 신경망을 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 또한 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수 등을 포함할 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 상기 개시된 구성들 중 임의의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 즉 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실 함수 등 전부 또는 이들의 임의의 조합을 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 구성들 이외에도, 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망의 특성을 결정하는 임의의 다른 정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 구조는 신경망의 연산 과정에 사용되거나 발생되는 모든 형태의 데이터를 포함할 수 있으며 전술한 사항에 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 기록 매체 및/또는 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다.
데이터 구조는 신경망에 입력되는 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터를 포함하는 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 신경망 학습 과정에서 입력되는 학습 데이터 및/또는 학습이 완료된 신경망에 입력되는 입력 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 전처리(pre-processing)를 거친 데이터 및/또는 전처리 대상이 되는 데이터를 포함할 수 있다. 전처리는 데이터를 신경망에 입력시키기 위한 데이터 처리 과정을 포함할 수 있다. 따라서 데이터 구조는 전처리 대상이 되는 데이터 및 전처리로 발생되는 데이터를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
데이터 구조는 신경망의 가중치를 포함할 수 있다. (본 명세서에서 가중치, 파라미터는 동일한 의미로 사용될 수 있다.) 그리고 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망은 복수개의 가중치를 포함할 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드에서 출력되는 데이터 값을 결정할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
제한이 아닌 예로서, 가중치는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치는 학습 사이클이 시작되는 시점의 가중치 및/또는 학습 사이클 동안 가변되는 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습이 완료된 가중치는 학습 사이클이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 따라서 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함한 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그러므로 상술한 가중치 및/또는 각 가중치의 조합은 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조에 포함되는 것으로 한다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화(serialization) 과정을 거친 후 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 메모리, 하드 디스크)에 저장될 수 있다. 직렬화는 데이터 구조를 동일하거나 다른 컴퓨팅 장치에 저장하고 나중에 다시 재구성하여 사용할 수 있는 형태로 변환하는 과정일 수 있다. 컴퓨팅 장치는 데이터 구조를 직렬화하여 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 직렬화된 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 역직렬화(deserialization)를 통해 동일한 컴퓨팅 장치 또는 다른 컴퓨팅 장치에서 재구성될 수 있다. 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화에 한정되는 것은 아니다. 나아가 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산의 효율을 높이기 위한 데이터 구조(예를 들어, 비선형 데이터 구조에서 B-Tree, Trie, m-way search tree, AVL tree, Red-Black Tree)를 포함할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
데이터 구조는 신경망의 하이퍼 파라미터(Hyper-parameter)를 포함할 수 있다. 그리고 신경망의 하이퍼 파라미터를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 하이퍼 파라미터는 사용자에 의해 가변되는 변수일 수 있다. 하이퍼 파라미터는 예를 들어, 학습률(learning rate), 비용 함수(cost function), 학습 사이클 반복 횟수, 가중치 초기화(Weight initialization)(예를 들어, 가중치 초기화 대상이 되는 가중치 값의 범위 설정), Hidden Unit 개수(예를 들어, 히든 레이어의 개수, 히든 레이어의 노드 수)를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
도 7은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.
본 개시가 일반적으로 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있는 것으로 전술되었지만, 당업자라면 본 개시가 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 실행가능 명령어 및/또는 기타 프로그램 모듈들과 결합되어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로써 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
일반적으로, 프로그램 모듈은 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조, 기타 등등을 포함한다. 또한, 당업자라면 본 개시의 방법이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드(handheld) 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
본 개시의 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘 다에 위치할 수 있다.
컴퓨터는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적(transitory) 및 비일시적(non-transitory) 매체, 이동식 및 비-이동식 매체를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적 및 비-일시적 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
컴퓨터 판독가능 전송 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 전송 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 전송 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.
컴퓨터(1102)를 포함하는 본 개시의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(1100)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(1102)는 처리 장치(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(1104)에 연결시킨다. 처리 장치(1104)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(1104)로서 이용될 수 있다.
시스템 버스(1108)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇 가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 판독 전용 메모리(ROM)(1110) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1112)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(1110)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(1102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.
컴퓨터(1102)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(1114)(예를 들어, EIDE, SATA)-이 내장형 하드 디스크 드라이브(1114)는 또한 적당한 섀시(도시 생략) 내에서 외장형 용도로 구성될 수 있음-, 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(1116)(예를 들어, 이동식 디스켓(1118)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광 드라이브 인터페이스(1128)에 의해 시스템 버스(1108)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(1124)는 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘 다를 포함한다.
이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 당업자라면 집 드라이브(zip drive), 자기 카세트, 플래쉬 메모리 카드, 카트리지, 기타 등등의 컴퓨터에 의해 판독가능한 다른 유형의 매체도 역시 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있으며 또 임의의 이러한 매체가 본 개시의 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
운영 체제(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(1132), 기타 프로그램 모듈(1134) 및 프로그램 데이터(1136)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 애플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(1112)에 캐싱될 수 있다. 본 개시가 여러가지 상업적으로 이용가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(1138) 및 마우스(1140) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(1102)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(1108)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(1142)를 통해 처리 장치(1104)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.
모니터(1144) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(1146) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 모니터(1144)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.
컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(1148) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는 워크스테이션, 컴퓨팅 디바이스 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(1102)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(1150)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(1154)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 연결될 수 있다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 로컬 네트워크(1152)에 연결된다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(1152)은 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나, WAN(1154) 상의 통신 컴퓨팅 디바이스에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(1154)을 통해 통신을 설정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 직렬 포트 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(1102)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
컴퓨터(1102)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소, 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다.
Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 유선 없이도 인터넷 등으로의 연결을 가능하게 해준다. Wi-Fi는 이러한 장치, 예를 들어, 컴퓨터가 실내에서 및 실외에서, 즉 기지국의 통화권 내의 아무 곳에서나 데이터를 전송 및 수신할 수 있게 해주는 셀 전화와 같은 무선 기술이다. Wi-Fi 네트워크는 안전하고 신뢰성 있으며 고속인 무선 연결을 제공하기 위해 IEEE 802.11(a, b, g, 기타)이라고 하는 무선 기술을 사용한다. 컴퓨터를 서로에, 인터넷에 및 유선 네트워크(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용함)에 연결시키기 위해 Wi-Fi가 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크는 비인가 2.4 및 5GHz 무선 대역에서, 예를 들어, 11Mbps(802.11a) 또는 54 Mbps(802.11b) 데이터 레이트로 동작하거나, 양 대역(듀얼 대역)을 포함하는 제품에서 동작할 수 있다.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 소프트웨어로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.
여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 제조 물품은 임의의 컴퓨터-판독가능 저장장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 저장매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다.
제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
Claims (30)
- 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 텍스트를 분할(Segmentation)하는 방법으로서,
텍스트 정보를 획득하는 단계;
상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 사전 결정된 문자 단위로 제 1 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하는 단계;
상기 제 1 초차원 벡터를 기초로, 상기 사전 결정된 문자 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 초차원 벡터를 생성하는 단계;
상기 제 2 초차원 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계; 및
상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점(segment point)을 결정하는 단계
를 포함하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 텍스트 정보는,
음성 인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 사전 결정된 문자 단위로 제 1 초차원 벡터를 생성하는 단계는,
상기 텍스트 정보에 포함된 단어 단위로, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하는 단계를 포함하는,
방법.
- 제 3 항에 있어서,
상기 텍스트 정보에 포함된 단어에 대하여, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하는 단계는,
상기 텍스트 정보에 포함된 단어들 중 불용어(stopword)에 해당하지 않는 단어에 대하여, 상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계
를 포함하는,
방법.
- 제 3 항에 있어서,
상기 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)는, 랜덤하게 결정되는 양극성 성분(bipolar element)을 갖는 초차원 양극성 벡터(bipolar vector)의 형태로 형성되는,
방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 텍스트 정보에 포함된 단어들 중 서로 동일한 단어들에 대해서는 서로 동일한 초차원 양극성 벡터가 형성되는,
방법.
- 제 3 항에 있어서,
상기 사전 결정된 문자 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장(sentence) 단위이고,
상기 제1 초차원 벡터를 기초로, 상기 사전 결정된 문자 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 초차원 벡터를 생성하는 단계는,
상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 기초로, 상기 텍스트 정보에 포함된 문장에 대하여, 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계
를 포함하는,
방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 단어 초차원 벡터(HDV) 및 상기 문장 초차원 벡터(HDV)는 서로 동일한 차원의 벡터들인,
방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 기초로, 상기 텍스트 정보에 포함된 문장에 대하여, 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계는,
상기 문장에 포함된 단어들의 단어 초차원 벡터들에 대하여 순열 바인딩(permutation binding)을 수행하는 단계; 및
상기 순열 바인딩에 기초하여 상기 문장에 대한 상기 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계
를 포함하는,
방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 단어 초차원 벡터(HDV)를 기초로, 상기 텍스트 정보에 포함된 문장에 대하여, 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계는,
상기 문장에 포함된 단어들의 위치들을 기초로 상기 단어들의 단어 초차원 벡터(HDV)들을 변환하여, 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들을 생성하는 단계; 및
상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들에 기초하여, 상기 문장에 대한 상기 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계
를 포함하는,
방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들을 생성하는 단계는,
상기 단어들의 상기 문장 내 인덱스(index)들을 식별하는 단계; 및
상기 단어들의 상기 인덱스들을 기초로 상기 단어들의 단어 초차원 벡터(HDV)들의 성분들을 시프트(shift)하여, 상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들을 생성하는 단계
를 포함하는,
방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들에 기초하여, 상기 문장에 대한 상기 문장 초차원 벡터(HDV)를 생성하는 단계는,
상기 단어들의 위치-인코딩된 단어 초차원 벡터(position-encoded HDV)들의 N번째 성분들에 다수결(Majority vote) 방법을 적용하여, 상기 문장 초차원 벡터(HDV)의 N번째 성분을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 N은 상기 문장 초차원 벡터(HDV)의 차원수 이하의 자연수인,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 사전 결정된 문자 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장 단위이고,
상기 제 2 초차원 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계는,
인접하는 모든 문장 쌍(pair)들에 대하여 유사도들을 연산하는 단계를 포함하는,
방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 단계는,
상기 유사도들의 평균과 상기 유사도들의 표준 편차의 차이를 고려하여 상기 유사도들의 임계치를 결정하는 단계; 및
상기 임계치 미만의 유사도를 갖는 지점들의 집합을 결정하는 단계
를 포함하는,
방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 임계치 미만의 유사도를 갖는 지점들의 집합을 결정하는 단계는,
상기 임계치 미만의 유사도를 갖고 그리고 상기 임계치 미만의 유사도가 극소점(local minimum)에 해당하는 지점들의 집합을 결정하는 단계를 포함하는,
방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 단계는,
상기 결정된 집합의 전체 개수를 고려하여 상기 분할 지점의 개수를 결정하는 단계
를 포함하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 결정된 분할 지점에 기초하여 상기 획득된 텍스트 정보를 분할하여, 복수의 텍스트 부분들을 생성하는 단계; 및
상기 복수의 텍스트 부분들 각각에 대하여 요약(Summarization)을 수행하는 단계
를 더 포함하는,
방법.
- 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는, 주제 분할 모델(topic segmentation model)의 학습 데이터를 생성하는 방법으로서,
텍스트 정보에 대하여 사전 결정된 문자 단위로 제 1 초차원 벡터를 생성하는 단계;
상기 제 1 초차원 벡터를 기초로, 상기 사전 결정된 문자 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 초차원 벡터를 생성하는 단계;
상기 제 2 초차원 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 단계;
상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 텍스트 정보에서 분할 지점을 결정하는 단계; 및
상기 분할 지점을 정답(GT; ground truth)으로 라벨링(labeling)하여 상기 학습 데이터를 생성하는 단계
를 포함하는,
방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 학습 데이터를 생성하는 단계는,
상기 결정된 분할 지점을 상기 텍스트 정보에 대한 주제 분할 태스크(topic segmentation task)의 정답으로 의사-라벨링(pseudo-labeling)하는 단계; 및
상기 분할된 텍스트 정보 및 상기 의사-라벨링의 쌍을 상기 학습 데이터로 생성하는 단계
를 포함하는,
방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 텍스트 정보는, 음성 인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함하는,
방법.
- 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금 텍스트를 분할(Segmentation)하기 위한 이하의 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은:
텍스트 정보를 획득하는 동작;
상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 사전 결정된 문자 단위로 제 1 초차원 벡터를 생성하는 동작;
상기 제 1 초차원 벡터를 기초로, 상기 사전 결정된 문자 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 초차원 벡터를 생성하는 동작;
상기 제 2 초차원 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 동작; 및
상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점(segment point)을 결정하는 동작
을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- 제 21 항에 있어서,
상기 텍스트 정보는,
음성 인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- 제 21 항에 있어서,
상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 사전 결정된 문자 단위로 제 1 초차원 벡터를 생성하는 동작은,
상기 텍스트 정보에 포함된 단어 단위로, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하는 동작을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- 제 21 항에 있어서,
상기 사전 결정된 문자 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장 단위이고,
상기 제 2 초차원 벡터들 사이에서 유사도를 연산하는 동작은,
인접하는 모든 문장 쌍(pair)들에 대하여 유사도들을 연산하는 동작을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- 제 21 항에 있어서,
상기 결정된 분할 지점에 기초하여 상기 획득된 텍스트 정보를 분할하여, 복수의 텍스트 부분들을 생성하는 동작; 및
상기 복수의 텍스트 부분들 각각에 대하여 요약(Summarization)을 수행하는 동작
을 더 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- 컴퓨팅 장치로서,
적어도 하나의 프로세서; 및
메모리
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
텍스트 정보를 획득하고;
상기 획득된 텍스트 정보에 대하여 사전 결정된 문자 단위로 제 1 초차원 벡터를 생성하고;
상기 제 1 초차원 벡터를 기초로, 상기 사전 결정된 문자 단위보다 더 큰 문자 단위로 제 2 초차원 벡터를 생성하고;
상기 제 2 초차원 벡터들 사이에서 유사도를 연산하고; 그리고
상기 연산된 유사도를 고려하여 상기 획득된 텍스트 정보에서 분할 지점(segment point)을 결정하도록 구성되는,
장치.
- 제 26 항에 있어서,
상기 텍스트 정보는,
음성 인식(STT; Speech-to-text)에 의해 생성된 텍스트 정보를 포함하는,
장치.
- 제 26 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 텍스트 정보에 포함된 단어에 대하여, 단어 초차원 벡터(HDV; Hyper Dimensional Vector)를 생성하도록 구성되는,
장치.
- 제 26 항에 있어서,
상기 사전 결정된 문자 단위보다 더 큰 문자 단위는, 문장 단위이고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
인접하는 모든 문장 쌍(pair)들에 대하여 유사도들을 연산하도록 구성되는,
장치.
- 제 26 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 결정된 분할 지점에 기초하여 상기 획득된 텍스트 정보를 분할하여, 복수의 텍스트 부분들을 생성하고; 그리고
상기 복수의 텍스트 부분들 각각에 대하여 요약(Summarization)을 수행하도록 추가로 구성되는,
장치.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020230101406A KR102647510B1 (ko) | 2023-08-03 | 2023-08-03 | 초차원 컴퓨팅을 이용하여 텍스트를 분할하는 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020230101406A KR102647510B1 (ko) | 2023-08-03 | 2023-08-03 | 초차원 컴퓨팅을 이용하여 텍스트를 분할하는 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102647510B1 true KR102647510B1 (ko) | 2024-03-15 |
Family
ID=90272608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020230101406A KR102647510B1 (ko) | 2023-08-03 | 2023-08-03 | 초차원 컴퓨팅을 이용하여 텍스트를 분할하는 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102647510B1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118194831A (zh) * | 2024-05-14 | 2024-06-14 | 深圳市伊登软件有限公司 | 一种基于人工智能的大数据挖掘方法、系统和计算机设备 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180077690A (ko) * | 2016-12-29 | 2018-07-09 | 주식회사 엔씨소프트 | 문서의 내러티브 학습 장치 및 방법, 문서의 내러티브 생성 장치 및 방법 |
KR20180114781A (ko) * | 2017-04-11 | 2018-10-19 | 삼성전자주식회사 | 방언을 표준어로 변환하는 방법 및 장치 |
KR20190064181A (ko) * | 2017-11-30 | 2019-06-10 | 삼성전자주식회사 | 언어 모델 학습 방법 및 이를 사용하는 장치 |
KR20220002068A (ko) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 베이징 바이두 넷컴 사이언스 앤 테크놀로지 코., 엘티디. | 회의 요록 생성 방법, 장치, 전자 장치 및 판독 가능 저장 매체 |
KR20230013793A (ko) * | 2021-07-20 | 2023-01-27 | 현대모비스 주식회사 | 어텐션 메카니즘 및 의미분석 기반 문서 분류장치 및 방법 |
-
2023
- 2023-08-03 KR KR1020230101406A patent/KR102647510B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180077690A (ko) * | 2016-12-29 | 2018-07-09 | 주식회사 엔씨소프트 | 문서의 내러티브 학습 장치 및 방법, 문서의 내러티브 생성 장치 및 방법 |
KR20180114781A (ko) * | 2017-04-11 | 2018-10-19 | 삼성전자주식회사 | 방언을 표준어로 변환하는 방법 및 장치 |
KR20190064181A (ko) * | 2017-11-30 | 2019-06-10 | 삼성전자주식회사 | 언어 모델 학습 방법 및 이를 사용하는 장치 |
KR20220002068A (ko) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 베이징 바이두 넷컴 사이언스 앤 테크놀로지 코., 엘티디. | 회의 요록 생성 방법, 장치, 전자 장치 및 판독 가능 저장 매체 |
KR20230013793A (ko) * | 2021-07-20 | 2023-01-27 | 현대모비스 주식회사 | 어텐션 메카니즘 및 의미분석 기반 문서 분류장치 및 방법 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118194831A (zh) * | 2024-05-14 | 2024-06-14 | 深圳市伊登软件有限公司 | 一种基于人工智能的大数据挖掘方法、系统和计算机设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102444457B1 (ko) | 단어 그래프를 이용한 대화의 요약 생성 방법 | |
KR102588332B1 (ko) | 대본 텍스트로부터 스토리보드를 생성하는 방법 | |
KR102478076B1 (ko) | 음성 인식 오류 검출을 위해 학습 데이터를 생성하기 위한 방법 | |
KR102647511B1 (ko) | 대규모 언어 모델의 강화 학습 방법 | |
KR102465571B1 (ko) | 문서 데이터의 주제어 분류를 수행하는 기법 | |
KR102647510B1 (ko) | 초차원 컴퓨팅을 이용하여 텍스트를 분할하는 방법 | |
KR102517661B1 (ko) | 텍스트 정보에서 타겟 단어에 대응하는 단어를 식별하는 방법 | |
KR102665707B1 (ko) | 확산 모델을 이용한 얼굴 이미지 변환 방법 | |
KR102648689B1 (ko) | 텍스트 오류를 검출하는 방법 | |
KR102492277B1 (ko) | 멀티모달 정보를 이용한 질의응답 수행 방법 | |
KR102509007B1 (ko) | 문장 내 토큰들의 중요도에 기초하여 음성 인식 모델을 학습시키는 방법 | |
KR102552401B1 (ko) | Asr 기반의 질의응답 방법 | |
KR102621021B1 (ko) | 감정 중립적인 음성을 생성하는 음성 변환 모델을 학습시키는 방법 | |
KR102497436B1 (ko) | 음성 신호를 포함하는 컨텐츠를 기반으로 타겟 단어와 관련된 정보를 획득하는 방법 | |
KR102684665B1 (ko) | 데이터의 종류에 기초하여 확산 모델을 학습시키기 위한 방법 | |
KR102520167B1 (ko) | 비-대화형 텍스트 정보를 활용하여 대화 요약을 위한 학습 데이터를 생성하는 방법 | |
KR102486120B1 (ko) | 음성 신호와 연관된 컨텐츠를 결정하는 방법 | |
KR102596190B1 (ko) | 텍스트 정보를 수정하는 방법 | |
KR102674067B1 (ko) | 각도 변화에 대한 이미지 변환 품질 향상 방법 | |
KR102724604B1 (ko) | 수학 지식을 저장하기 위한 방법 및 장치 | |
KR102603635B1 (ko) | 시각적 질의응답 모델의 학습 데이터 증강 방법 | |
KR102596192B1 (ko) | 인공지능 기반으로 사용자가 텍스트를 읽는 시간을 예측하는 방법 | |
KR102670850B1 (ko) | 비디오 분할에 기초하여 비디오를 검색하는 방법 | |
KR102649301B1 (ko) | 발화영상의 품질을 향상시키기 위한 모델의 학습 방법 | |
KR102669806B1 (ko) | 수학 문제의 풀이를 보조하기 위한 방법 및 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |