KR102665707B1 - Face image conversion method using diffusion model - Google Patents

Face image conversion method using diffusion model Download PDF

Info

Publication number
KR102665707B1
KR102665707B1 KR1020230092406A KR20230092406A KR102665707B1 KR 102665707 B1 KR102665707 B1 KR 102665707B1 KR 1020230092406 A KR1020230092406 A KR 1020230092406A KR 20230092406 A KR20230092406 A KR 20230092406A KR 102665707 B1 KR102665707 B1 KR 102665707B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
loss function
neural network
information
network model
Prior art date
Application number
KR1020230092406A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김기홍
김윤호
이광희
Original Assignee
주식회사 비브스튜디오스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 비브스튜디오스 filed Critical 주식회사 비브스튜디오스
Priority to KR1020230092406A priority Critical patent/KR102665707B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102665707B1 publication Critical patent/KR102665707B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/10Selection of transformation methods according to the characteristics of the input images
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/04Context-preserving transformations, e.g. by using an importance map
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4046Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting using neural networks
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • G06T5/20Image enhancement or restoration using local operators
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • G06T5/70Denoising; Smoothing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/10Segmentation; Edge detection
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/74Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
    • G06V10/761Proximity, similarity or dissimilarity measures
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20081Training; Learning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20084Artificial neural networks [ANN]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는, 이미지를 변환하기 위한 신경망 모델을 학습시키기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 목표 이미지 및 원본 이미지를 수신하는 단계; 신경망 모델을 활용하여, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하고, 제 2 이미지 정보를 획득하는 단계; 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하는 단계; 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 구조 손실 함수를 계산하는 단계; 및 상기 특징 손실 함수 또는 상기 구조 손실 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시키는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, a method for training a neural network model for transforming an image is disclosed, which is performed by one or more processors of a computing device. The method includes receiving a target image and an original image; Using a neural network model, removing part or all of first image information containing noise and obtaining second image information; Comparing the second image information and the target image to calculate a feature loss function; Comparing the second image information and the original image to calculate a structure loss function; and training the neural network model based on at least one of the feature loss function or the structure loss function.

Description

확산 모델을 이용한 얼굴 이미지 변환 방법 {FACE IMAGE CONVERSION METHOD USING DIFFUSION MODEL}Face image conversion method using diffusion model {FACE IMAGE CONVERSION METHOD USING DIFFUSION MODEL}

본 개시는 확산 모델을 이용한 얼굴 이미지 변환 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 확산 모델을 이용하여 두 인물 간의 신원 특성(identity)를 교환함으로써 한 사람의 얼굴이 가진 특성이 다른 사람의 사진에 옮겨지도록 변환된 얼굴 이미지를 제공하는 방법에 관한 것이다.This disclosure relates to a facial image conversion method using a diffusion model, and more specifically, by exchanging identity characteristics between two people using a diffusion model, so that the characteristics of one person's face are transferred to a photo of another person. It relates to a method of providing a face image.

기존 이미지 변환 모델로 넓게 이용되었던 GAN(Generative Adversarial Network)기반 모델의 경우, 상반되는 손실 함수를 기반으로 학습을 진행하기 때문에 모델 학습이 까다롭고 외부 파라미터에 민감한 문제가 있었다. In the case of GAN (Generative Adversarial Network)-based models, which were widely used as existing image transformation models, model learning was difficult and sensitive to external parameters because learning was performed based on conflicting loss functions.

이와 달리, 확산 모델(Diffusion Model)의 경우, 데이터의 유사도(likelihood)를 최대화(maximize)하는 방향으로 학습이 진행되기 때문에 안정적이며 학습된 모델을 가지고서 원하는 이미지에 대한 방향성(guidance)를 주어 특정 조건을 만족하는 이미지를 조건적으로(conditional) 생성할 수 있게 되었다.On the other hand, in the case of the Diffusion Model, learning is carried out in the direction of maximizing the similarity of the data, so it is stable and provides guidance for the desired image using the learned model under specific conditions. It is now possible to conditionally create images that satisfy .

다만, 기존의 확산 모델을 이용한 얼굴 이미지 생성의 경우, 단순한 이미지를 생성(unconditional generation)하거나, 데이터가 풍부한 유명한 인물의 이미지의 특징을 반영하는데 그쳐 학습 데이터가 부족한 일반인의 경우에 적용이 어려운 문제가 존재하였다.However, in the case of face image generation using the existing diffusion model, it generates a simple image (unconditional generation) or only reflects the characteristics of the image of a famous person with abundant data, making it difficult to apply to the general public with insufficient learning data. It existed.

또한, 이미지마다 합성 과정이 다르므로 합성을 원하는 두 대상 간의 포즈에 차이가 존재하는 경우 합성이 어려운 문제가 존재하였다. In addition, since the synthesis process is different for each image, there was a problem in that synthesis was difficult when there was a difference in pose between the two objects for which synthesis was desired.

따라서, 이미지에 대해 원하는 신원 특성을 적용하고, 합성되는 인물의 이목구비가 올바른 위치에서 합성되며, 인물의 시선을 올바르게 처리하여 자연스럽게 얼굴 이미지를 변환하는 방법에 대한 필요성이 대두되고 있다.Accordingly, there is an emerging need for a method to naturally transform facial images by applying desired identity characteristics to the image, synthesizing the facial features of the person being synthesized at the correct location, and processing the person's gaze correctly.

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.Meanwhile, the present disclosure has been derived based at least on the technical background examined above, but the technical problem or purpose of the present disclosure is not limited to solving the problems or shortcomings examined above. In other words, in addition to the technical issues discussed above, the present disclosure can cover various technical issues related to the content to be described below.

본 개시는 확산 모델을 이용하여 두 인물 간의 신원 특성(identity)를 교환함으로써 한 사람의 얼굴이 가진 특성이 다른 사람의 사진에 옮겨지도록 변환된 얼굴 이미지를 제공하는 것을 해결 과제로 한다.The problem of this disclosure is to provide a face image transformed so that the characteristics of one person's face are transferred to a photo of another person by exchanging identity characteristics between two people using a diffusion model.

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.Meanwhile, the technical problem to be achieved by the present disclosure is not limited to the technical problems mentioned above, and may include various technical problems within the scope of what is apparent to those skilled in the art from the contents described below.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 목표 이미지 및 원본 이미지를 수신하는 단계; 신경망 모델을 활용하여, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하고, 제 2 이미지 정보를 획득하는 단계; 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하는 단계; 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 구조 손실 함수를 계산하는 단계; 및 상기 특징 손실 함수 또는 상기 구조 손실 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시키는 단계를 포함할 수 있다.A method performed by a computing device according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem is disclosed. The method includes receiving a target image and an original image; Using a neural network model, removing part or all of first image information containing noise and obtaining second image information; Comparing the second image information and the target image to calculate a feature loss function; Comparing the second image information and the original image to calculate a structure loss function; and training the neural network model based on at least one of the feature loss function or the structure loss function.

대안적으로, 상기 신경망 모델은, 가우시안 분포 노이즈(Gaussian distributed noise)에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하여, 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 이미지를 획득하도록 학습된 신경망 모델을 포함하고, 상기 신경망 모델에 상기 원본 이미지와 마스크 조건(masked condition)이 입력되는 경우, 상기 원본 이미지 및 상기 마스크 조건에 기초하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 상기 제 2 이미지 정보가 획득되도록 학습된 신경망 모델을 포함할 수 있다.Alternatively, the neural network model includes a neural network model learned to obtain an image from which part or all of the noise has been removed by removing part or all of the noise for Gaussian distributed noise, A neural network model learned to obtain the second image information from which part or all of the noise is removed based on the original image and the mask condition when the original image and the mask condition are input to the neural network model. may include.

대안적으로, 상기 마스크 조건은, 상기 원본 이미지의 변환을 원하는 부분에 대하여 마스킹 영역을 생성하고, 상기 생성된 마스킹 영역에 기초하여 결정될 수 있다.Alternatively, the mask condition may be determined by creating a masking area for a portion of the original image where conversion is desired and based on the created masking area.

대안적으로, 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하는 단계는, 상기 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 신원(identity) 특징 벡터를 추출하고, 목표 이미지에 기초하여 목표 신원(identity) 특징 벡터를 추출하고, 상기 추출된 제 1 신원 특징 벡터 및 상기 목표 신원 특징 벡터에 기초하여 상기 특징 손실 함수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, calculating a feature loss function by comparing the second image information and the target image may include extracting a first identity feature vector based on the second image information, and extracting a first identity feature vector based on the target image. It may include extracting a target identity feature vector and calculating the feature loss function based on the extracted first identity feature vector and the target identity feature vector.

대안적으로, 상기 구조 손실 함수는, 영역 손실 함수 또는 시선 방향(gaze) 손실 함수를 포함하고, 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 구조 손실 함수를 계산하는 단계는, 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 영역 손실 함수를 계산하는 단계; 및 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 시선 방향(gaze) 손실 함수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the structure loss function includes a region loss function or a gaze loss function, and calculating the structure loss function by comparing the second image information and the original image comprises: Comparing information and the original image to calculate a region loss function; And it may include calculating a gaze loss function by comparing the second image information and the original image.

대안적으로, 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 영역 손실 함수를 계산하는 단계는, 상기 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 분할(Segmentation) 영역 정보를 추출하고, 상기 원본 이미지에 기초하여 원본 분할(Segmentation) 영역 정보를 추출하고, 상기 추출된 제 1 분할 영역 정보 및 상기 원본 분할 영역 정보에 기초하여 상기 영역 손실 함수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the step of calculating a region loss function by comparing the second image information and the original image includes extracting first segmentation region information based on the second image information, and extracting first segmentation region information based on the original image. It may include extracting original segmentation area information and calculating the area loss function based on the extracted first segmentation area information and the original segmentation area information.

대안적으로, 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 시선 방향(gaze) 손실 함수를 계산하는 단계는, 상기 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 시선 방향(gaze) 정보를 추출하고, 상기 원본 이미지에 기초하여 원본 시선 방향 정보를 추출하고, 상기 추출된 제 1 시선 방향 정보 및 상기 원본 시선 방향 정보에 기초하여 상기 시선 방향 손실 함수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the step of calculating a gaze loss function by comparing the second image information and the original image may include extracting first gaze direction information based on the second image information, and It may include extracting original gaze direction information based on the original image, and calculating the gaze direction loss function based on the extracted first gaze direction information and the original gaze direction information.

대안적으로, 상기 구조 손실 함수는, 영역 손실 함수 또는 시선 방향(gaze) 손실 함수를 포함하고, 상기 특징 손실 함수 또는 상기 구조 손실 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시키는 단계는, 상기 특징 손실 함수 및 상기 구조 손실 함수에 기초하여, 변환 손실 함수를 계산하는 단계; 및 상기 변환 손실 함수에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시키는 단계를 포함하고, 상기 변환 손실 함수는, 상기 특징 손실 함수, 상기 영역 손실 함수 및 상기 시선 방향(gaze) 손실 함수의 가중합(weighted sum)으로 계산될 수 있다.Alternatively, the structure loss function includes a region loss function or a gaze loss function, and training the neural network model based on at least one of the feature loss function or the structure loss function includes: calculating a transformation loss function based on the feature loss function and the structure loss function; and training the neural network model based on the transformation loss function, wherein the transformation loss function is a weighted sum of the feature loss function, the region loss function, and the gaze loss function. It can be calculated as

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 이미지를 변환하기 위한 신경망 모델을 학습시키기 위한 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은: 목표 이미지 및 원본 이미지를 수신하는 동작;According to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described object, a computer program stored in a computer-readable storage medium is disclosed. When executed on one or more processors, the computer program causes the one or more processors to perform operations for learning a neural network model for converting an image, the operations comprising: receiving a target image and an original image;

신경망 모델을 활용하여, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하고, 제 2 이미지 정보를 획득하는 동작; 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하는 동작; 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 구조 손실 함수를 계산하는 동작; 및 상기 특징 손실 함수 또는 상기 구조 손실 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시키는 동작을 포함할 수 있다.Using a neural network model, removing part or all of first image information containing noise and obtaining second image information; Comparing the second image information and the target image to calculate a feature loss function; Comparing the second image information and the original image to calculate a structure loss function; and training the neural network model based on at least one of the feature loss function or the structure loss function.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치가 개시된다. 상기 장치는, 적어도 하나의 프로세서; 및 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는, 목표 이미지 및 원본 이미지를 수신하고; 신경망 모델을 활용하여, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하고, 제 2 이미지 정보를 획득하고; 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하고; 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 구조 손실 함수를 계산하고; 그리고 상기 특징 손실 함수 또는 상기 구조 손실 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시키도록 구성될 수 있다.A computing device according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem is disclosed. The device includes at least one processor; and a memory, wherein the processor receives a target image and an original image; Using a neural network model, remove part or all of first image information containing noise and obtain second image information; Compare the second image information and the target image to calculate a feature loss function; Compare the second image information and the original image to calculate a structure loss function; And may be configured to learn the neural network model based on at least one of the feature loss function or the structure loss function.

본 개시는 이미지에 대해 원하는 신원 특성을 적용하고, 합성되는 인물의 이목구비가 올바른 위치에서 합성되며, 인물의 시선을 올바르게 처리하여 자연스럽게 얼굴 이미지를 변환할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. The present disclosure can achieve the effect of naturally converting a face image by applying desired identity characteristics to the image, synthesizing the facial features of the person being synthesized at the correct position, and processing the person's gaze correctly.

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

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 확산 모델을 이용하여 얼굴 이미지를 변환하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지를 변환하기 위한 신경망 모델을 학습시키기 위한 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 가우시안 분포 노이즈(Gaussian distributed noise)에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하여, 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 이미지를 획득하도록 신경망 모델이 학습되는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따라 신경망 모델에 원본 이미지, 목표 이미지 및 마스크 조건(masked condition)이 입력되는 경우, 원본 이미지, 목표 이미지 및 마스크 조건에 기초하여 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 제 2 이미지 정보가 획득되도록 신경망 모델이 학습되는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 6a는 본 개시의 일 실시예에 따른 제 2 이미지 정보 및 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른 제 2 이미지 정보 및 원본 이미지를 비교하여 영역 손실 함수를 계산하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 6c는 본 개시의 일 실시예에 따른 제 2 이미지 정보 및 원본 이미지를 비교하여 시선 방향 손실 함수를 계산하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.
1 is a block diagram of a computing device for converting a face image using a diffusion model according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 2 is a schematic diagram showing a network function according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 3 is a flowchart showing a method for learning a neural network model for converting an image according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 4 shows a process in which a neural network model is learned to obtain an image from which part or all of the noise has been removed by removing part or all of the Gaussian distributed noise according to an embodiment of the present disclosure. This is a schematic diagram to explain.
5 is a diagram in which part or all of the noise is removed based on the original image, target image, and mask condition when the original image, target image, and mask condition are input to the neural network model according to an embodiment of the present disclosure. 2 This is a schematic diagram showing the process by which a neural network model is learned to acquire image information.
FIG. 6A is a schematic diagram illustrating a process for calculating a feature loss function by comparing second image information and a target image according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 6B is a schematic diagram illustrating a process of calculating a region loss function by comparing second image information and an original image according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 6C is a schematic diagram illustrating a process of calculating a gaze direction loss function by comparing second image information and an original image according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a brief, general schematic diagram of an example 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 disclosure. However, it is clear that these embodiments may be practiced without these specific descriptions.

본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.As used herein, the terms “component,” “module,” “system,” and the like refer to a computer-related entity, hardware, firmware, software, a combination of software and hardware, or an implementation of software. For example, a component may be, but is not limited to, a process running on a processor, a processor, an object, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, both an application running on a computing device and the computing device can be a component. One or more components may reside within a processor and/or thread of execution. A component may be localized within one computer. A component may be distributed between two or more computers. Additionally, these components can execute from various computer-readable media having various data structures stored thereon. Components may transmit signals, for example, with one or more data packets (e.g., data and/or signals from one component interacting with other components in a local system, a distributed system, to other systems and over a network such as the Internet). Depending on the data being transmitted, they may communicate through 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.Additionally, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” and not an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified or clear from context, “X utilizes A or B” is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, either X uses A; X uses B; Or, if X uses both A and B, “X uses A or B” can apply to either of these cases. Additionally, the term “and/or” as used herein should be understood to refer to and include all possible combinations of one or more of the related listed 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.Additionally, the terms “comprise” and/or “comprising” should be understood to mean that the corresponding feature and/or element is present. However, the terms “comprise” and/or “comprising” should be understood as not excluding the presence or addition of one or more other features, elements and/or groups thereof. Additionally, unless otherwise specified or the context is clear to indicate a singular form, the singular terms herein and in the 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. And, the term “at least one of A or B” should be interpreted to mean “a case containing only A,” “a case containing only B,” and “a case of combining A and B.”

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.Those skilled in the art will additionally understand that the various illustrative logical blocks, configurations, modules, circuits, means, logic, 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 software will depend on the specific application and design constraints imposed on the overall system. A skilled technician can implement the described functionality in a variety of ways for each specific application. However, such implementation decisions should not be construed as causing a departure from the scope of the present disclosure.

제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the presented embodiments is provided to enable anyone 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. The general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the disclosure. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments presented herein. The present invention is to be interpreted in the broadest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

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

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 확산 모델을 이용하여 얼굴 이미지를 변환하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a computing device for converting a face image using a diffusion model 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 different components for performing the computing environment of the computing device 100, and only some of the disclosed components may configure 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 be composed of one or more cores, and may include a central processing unit (CPU), a general purpose graphics processing unit (GPGPU), and a tensor processing unit (TPU) of a computing device. unit) may include a processor for data analysis and deep learning. The processor 110 may read a computer program stored in the memory 130 and perform data processing 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 errors, and learns neural network models such as updating the weights 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 work together to process neural network model learning and data classification using the neural network model. Additionally, in one embodiment of the present disclosure, the processors of a plurality of computing devices can be used together to process learning of a neural network model and data classification using the neural network model. Additionally, 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, hard disk type, multimedia card micro type, or card type memory (e.g. (e.g. SD or -Only Memory), and may include at least one type of storage medium among magnetic memory, magnetic disk, and optical disk. The computing device 100 may operate in connection with web storage that performs a storage function of the memory 130 on the Internet. The description of the memory described above is merely 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 Public Switched Telephone Network (PSTN), x Digital Subscriber Line (xDSL), Rate Adaptive DSL (RADSL), Multi Rate DSL (MDSL), and VDSL ( A variety of wired communication systems can be used, such as Very High Speed DSL), Universal Asymmetric DSL (UADSL), High Bit Rate DSL (HDSL), and Local Area Network (LAN).

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), and SC-FDMA ( A variety of wireless communication systems can be used, such as 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 the communication mode, such as wired or wireless, and may be composed of various communication networks such as a personal area network (PAN) and a wide area network (WAN). You can. Additionally, the network may be the well-known World Wide Web (WWW), and may also use wireless transmission technology used for short-distance communication, such as Infrared Data Association (IrDA) or Bluetooth. The techniques described in this disclosure can also be used in other networks mentioned above.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing 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 can generally consist of a set of interconnected computational units, which can be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network consists of at least one node. Nodes (or neurons) that make up 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. Within a neural network, one or more nodes connected through a link may form a relative input node and output node relationship. The concepts of input node and output node are relative, and any node in an output node relationship with one node may be in an input node relationship with another node, and vice versa. As described above, input node to output node relationships can be created around links. One or more output nodes 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 the data of the output node may be determined based on the data input to the input node. Here, the link connecting the input node and the output node may have a weight. Weights may be variable and may be varied by the user or algorithm in order for the neural network to perform the desired function. For example, when one or more input nodes are connected to one output node by respective links, the output node is set to the values input to the input nodes connected to the output node and the links corresponding to each input node. The output node value can be determined based on the weight.

상술한 바와 같이, 신경망은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호 연결되어 신경망 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 신경망 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 신경망의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들의 가중치 값이 상이한 두 신경망이 존재하는 경우, 두 개의 신경망들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.As described above, in a neural network, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and output node relationship within the neural network. The characteristics of the neural network may be determined according to the number of nodes and links within the neural network, the correlation between the nodes and links, and the value of the weight assigned to each link. For example, if the same number of nodes and links exist and two neural networks with different weight values of the links exist, 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 consist of a set of one or more nodes. A subset of nodes that make up a neural network can form a layer. Some of the nodes constituting the neural network may form one layer based on the distances from the first input node. For example, a set of nodes with a distance n from the initial input node may constitute n layers. The distance from the initial input node can be defined by the minimum number of links that must be passed to reach the node from the initial input node. However, this definition of a layer is arbitrary for explanation purposes, and the order of a layer within a neural network may be defined in a different way than described above. For example, a layer of nodes may be defined by distance from the final output node.

최초 입력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 신경망 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들을 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 신경망을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다. The initial input node may refer to one or more nodes in the neural network through which data is directly input without going through links in relationships with other nodes. Alternatively, in the relationship between nodes based on links within a neural network, it may refer to nodes that do not have other input nodes connected by links. Similarly, the final output node may refer to one or more nodes that do not have an output node in their relationship with other nodes among the nodes in the neural network. Additionally, hidden nodes may refer to nodes constituting a neural network other than the first input node and the last output node.

본 개시의 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수와 동일할 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하다가 다시 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수 보다 적을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 상술한 신경망들의 조합된 형태의 신경망일 수 있다.The neural network according to an embodiment of the present disclosure is a neural network in which the number of nodes in the input layer may be the same as the number of nodes in the output layer, and the number of nodes decreases and then increases again as it progresses from the input layer to the hidden layer. You can. In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be less than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes decreases as it progresses from the input layer to the hidden layer. there is. In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be greater than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes increases as it progresses from the input layer to the hidden layer. You can. A neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network that is a combination of the above-described 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 that includes multiple hidden layers in addition to the input layer and output layer. Deep neural networks allow you to identify latent structures in data. In other words, it is possible to identify the potential structure of a photo, text, video, voice, or music (e.g., what object is in the photo, what the content and emotion of the text are, what the content and emotion of the voice are, etc.) . Deep neural networks include convolutional neural networks (CNN), recurrent neural networks (RNN), auto encoders, generative adversarial networks (GAN), and restricted Boltzmann machines (RBM). machine), deep belief network (DBN), Q network, U network, Siamese network, Generative Adversarial Network (GAN), etc. 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 to output output data similar to input data. The autoencoder may include at least one hidden layer, and an odd number of hidden layers may be placed between input and output layers. The number of nodes in each layer may be reduced from the number of nodes in the input layer to an intermediate layer called the bottleneck layer (encoding), and then expanded symmetrically and reduced from the bottleneck layer to the output layer (symmetrical to the input layer). Autoencoders can perform nonlinear dimensionality reduction. The number of input layers and output layers can be corresponded to the dimension after preprocessing of the input data. In an auto-encoder structure, the number of nodes in the hidden layer included in the encoder may have a structure that decreases as the distance from the input layer increases. If the number of nodes in the bottleneck layer (the layer with the fewest nodes located between the encoder and decoder) is too small, not enough information may be conveyed, so if it is higher than a certain number (e.g., more than half of the input layers, 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. A neural network may be trained in at least one of supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning. Learning of a 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.Neural networks can be trained to minimize output errors. In neural network learning, learning data is repeatedly input into the neural network, the output of the neural network and the error of the target for the learning data 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. This is the process of updating the weight of each node in the neural network through backpropagation. In the case of teacher learning, learning data in which the correct answer is labeled in each learning data is used (i.e., labeled learning data), and in the case of non-teacher learning, the correct answer may not be labeled in each learning data. That is, for example, in the case of teacher learning regarding data classification, the learning data may be data in which each learning data is labeled with a category. Labeled training data is input to the neural network, and the error can be calculated by comparing the output (category) of the neural network with the label of the training data. As another example, in the case of non-teachable learning for data classification, the error can be calculated by comparing the input training data with the neural network output. The calculated error is backpropagated in the reverse direction (i.e., from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node in each layer of the neural network can be updated according to backpropagation. The amount of change in the connection weight of each updated node may be determined according to the learning rate. The neural network's calculation of input data and backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently depending on the number of repetitions of the learning cycle of the neural network. For example, in the early stages of neural network training, a high learning rate can be used to increase efficiency by allowing the neural network to quickly achieve a certain level of performance, and in the later stages of training, a low learning rate can be used 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 the learning of neural networks, the training data can generally be a subset of real data (i.e., the data to be processed using the learned neural network), and thus the error for the training data is reduced, but the error for the real data is reduced. There may be an incremental learning cycle. Overfitting is a phenomenon in which errors in actual data increase due to excessive learning on training data. For example, a phenomenon in which a neural network that learned a cat by showing a yellow cat fails to recognize that it is a cat when it sees a non-yellow cat may be a type of overfitting. Overfitting can cause errors in machine learning algorithms to increase. To prevent such overfitting, various optimization methods can be used. To prevent overfitting, methods such as increasing the learning data, regularization, dropout to disable some of the network nodes during the learning process, and use of a batch normalization layer can be applied. You can.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지를 변환하기 위한 신경망 모델을 학습시키기 위한 방법을 나타낸 순서도이다.Figure 3 is a flowchart showing a method for learning a neural network model for converting an image according to an embodiment of the present disclosure.

본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 "확산 모델을 이용하여 변환하기 위한 이미지"를 직접 획득하거나 또는 외부 시스템으로부터 수신할 수 있다. 외부 시스템은 후처리를 수행하기 위한 영상을 저장하고 관리하는 서버, 데이터베이스 등일 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 직접 획득하거나 외부 시스템으로부터 수신된 이미지를 "확산 모델을 이용하여 얼굴 이미지를 변환하기 위한 입력 데이터"로서 사용할 수 있다.The computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may directly acquire an “image for conversion using a diffusion model” or receive it from an external system. The external system may be a server, database, etc. that stores and manages images for post-processing. The computing device 100 may use an image directly acquired or received from an external system as “input data for converting a facial image using a diffusion model.”

컴퓨팅 장치(100)는 목표 이미지 및 원본 이미지를 수신할 수 있다(S110). 예를 들어, 원본 이미지는 변환의 대상이 되는 이미지를 포함할 수 있고, 목표 이미지는 원본 이미지에 반영될 특성을 가진 이미지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 이미지에 포함된 얼굴을 변환하는 경우 원본 이미지는 자세, 이목구비의 배치, 시선 방향 등을 유지한 채로 얼굴의 신원 특성(identity)만 변환의 대상이 되는 이미지를 포함할 수 있고, 목표 이미지는 원본 이미지에 반영될 얼굴의 신원 특성을 포함하고 있는 이미지를 포함할 수 있다. 한편, 예시로 얼굴 이미지를 들었을 뿐, 목표 이미지 및 원본 이미지는 얼굴 이미지에 한정되지 않고, 다양한 이미지들이 포함될 수 있다. The computing device 100 may receive the target image and the original image (S110). For example, the original image may include an image that is the target of conversion, and the target image may include an image with characteristics to be reflected in the original image. Specifically, when converting a face included in an image, the original image may include an image in which only the identity of the face is subject to conversion while maintaining the posture, placement of facial features, gaze direction, etc., and the target image may be may include an image containing the identity characteristics of the face to be reflected in the original image. Meanwhile, although a face image is used as an example, the target image and original image are not limited to face images and may include various images.

컴퓨팅 장치(100)는 신경망 모델을 활용하여, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보에 대하여 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하고, 제 2 이미지 정보를 획득할 수 있다(S120). 이때, 제 1 이미지 정보, 및 제 2 이미지 정보의 용어는 노이즈가 포함된 이미지에서 부분 또는 전부의 노이즈가 제거된 이미지를 구별하기 위해 사용되었을 뿐, 특정한 하나의 이미지를 의미하는 것으로 한정되는 것 아니다. The computing device 100 may use a neural network model to remove part or all of the noise from first image information containing noise and obtain second image information (S120). At this time, the terms first image information and second image information are only used to distinguish an image from which noise is partially or completely removed from an image containing noise, and are not limited to referring to a specific image. .

예를 들어, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보는 등방성 가우시안 분포 노이즈(isotropic aussian distributed noise)를 포함할 수 있고, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 신경망 모델을 활용하여 가우시안 분포 노이즈에서 부분적으로 노이즈를 제거한 이미지를 제 2 이미지 정보로 획득할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 신경망 모델을 활용하여 상기 노이즈를 제거하는 과정을 반복함으로써 노이즈가 완전히 제거된 이미지를 획득할 수 있고, 이때 노이즈가 완전히 제거된 이미지는 상기 제 2 이미지 정보에 포함될 수 있으며, 노이즈가 완전히 제거된 이미지가 획득되기 바로 전 단계의 노이즈가 포함된 이미지는 상기 제 1 이미지 정보에 포함될 수 있다. 이와 관련하여, 신경망 모델이 활용되어 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보에 대하여 노이즈의 부분 또는 전부가 제거되고, 제 2 이미지 정보가 획득되는 구체적인 과정은 이하 도 5를 통해 후술된다. 한편, 상기 신경망 모델은 가우시안 분포 노이즈(Gaussian distributed noise)에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하여, 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 이미지를 획득하도록 학습된 신경망 모델을 포함하고, 상기 신경망 모델에 상기 원본 이미지와 마스크 조건(masked condition)이 입력되는 경우, 상기 원본 이미지 및 상기 마스크 조건에 기초하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 상기 제 2 이미지 정보가 획득되도록 학습된 신경망 모델을 포함할 수 있다. 상기 신경망 모델이 가우시안 분포 노이즈(Gaussian distributed noise)에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하여, 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 이미지를 획득하도록 학습되는 구체적인 과정은 이하 도 4를 통해 후술된다. 한편, 상기 마스크 조건은 상기 S110 단계를 통해 수신된 원본 이미지의 변환을 원하는 부분에 대하여 마스킹 영역을 생성하고, 상기 생성된 마스킹 영역에 기초하여 결정될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 과정은 이하 도 5를 통해 후술된다.For example, the first image information containing noise may include isotropic Gaussian distributed noise, and the computing device 100 may partially remove noise from the Gaussian distributed noise using the neural network model. The image can be acquired as second image information. Additionally, the computing device 100 may obtain an image from which the noise has been completely removed by repeating the process of removing the noise using the neural network model, and in this case, the image from which the noise has been completely removed will be included in the second image information. An image containing noise immediately before an image from which noise has been completely removed may be included in the first image information. In this regard, the specific process in which part or all of the noise is removed from the first image information containing noise by using a neural network model and the second image information is acquired will be described later with reference to FIG. 5. Meanwhile, the neural network model includes a neural network model learned to obtain an image from which part or all of the noise has been removed by removing part or all of the noise with respect to Gaussian distributed noise, and the neural network model When the original image and the mask condition are input, it may include a neural network model learned to obtain the second image information from which part or all of the noise is removed based on the original image and the mask condition. You can. The specific process by which the neural network model is trained to remove part or all of the Gaussian distributed noise to obtain an image from which part or all of the noise has been removed will be described later with reference to FIG. 4. Meanwhile, the mask condition can be determined by creating a masking area for the part of the original image received through step S110 for which conversion is desired and based on the created masking area. The specific process for this is shown in FIG. 5 below. It is described later.

컴퓨팅 장치(100)는 S110 단계를 통해 수신된 목표 이미지 및 S120 단계를 통해 획득된 제 2 이미지 정보를 비교하여 특징 손실 함수를 계산할 수 있다(S130-1). 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 S110 단계를 통해 수신된 목표 이미지에 기초하여 목표 신원(identity) 특징 벡터를 추출하고, S120 단계를 통해 획득된 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 신원(identity) 특징 벡터를 추출하고, 상기 추출된 제 1 신원 특징 벡터 및 상기 목표 신원 특징 벡터에 기초하여 상기 특징 손실 함수를 계산할 수 있다. 상기 계산된 특징 손실 함수는 이미지를 변환하기 위한 신경망 모델을 학습시키는 과정에서 이용될 수 있으며, 구체적인 과정은 이하 도 5 및 도 6a를 통해 후술된다. 한편, 상기 특징 손실 함수는 상기 신원(identity) 특징 벡터들(제 1 및 목표)의 비교 등을 통해 획득될 수 있으나, 상기 예시들에 한정되지 않고, 다양한 방법을 통해 획득될 수 있다. The computing device 100 may calculate a feature loss function by comparing the target image received through step S110 and the second image information obtained through step S120 (S130-1). Specifically, the computing device 100 extracts a target identity feature vector based on the target image received through step S110, and extracts a first identity feature vector based on the second image information obtained through step S120. A feature vector may be extracted, and the feature loss function may be calculated based on the extracted first identity feature vector and the target identity feature vector. The calculated feature loss function can be used in the process of learning a neural network model for image conversion, and the specific process will be described later with reference to FIGS. 5 and 6A. Meanwhile, the feature loss function may be obtained through comparison of the identity feature vectors (first and target), but is not limited to the above examples and may be obtained through various methods.

컴퓨팅 장치(100)는 S110 단계를 통해 수신된 원본 이미지 및 S120 단계를 통해 획득된 제 2 이미지 정보를 비교하여 구조 손실 함수를 계산할 수 있다(S130-2). 이때, 상기 구조 손실 함수는 영역 손실 함수 또는 시선 방향(gaze) 손실 함수를 포함할 수 있고, S110 단계를 통해 수신된 원본 이미지 및 S120 단계를 통해 획득된 제 2 이미지 정보를 비교하여 구조 손실 함수를 계산하는 단계는 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 영역 손실 함수를 계산하는 단계; 및 상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 시선 방향(gaze) 손실 함수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 분할(Segmentation) 영역 정보를 추출하고, 상기 원본 이미지에 기초하여 원본 분할(Segmentation) 영역 정보를 추출하고, 상기 추출된 제 1 분할 영역 정보 및 상기 원본 분할 영역 정보에 기초하여 상기 영역 손실 함수를 계산할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 시선 방향(gaze) 정보를 추출하고, 상기 원본 이미지에 기초하여 원본 시선 방향 정보를 추출하고, 상기 추출된 제 1 시선 방향 정보 및 상기 원본 시선 방향 정보에 기초하여 상기 시선 방향 손실 함수를 계산할 수 있다. 상기 계산된 구조 손실 함수는 이미지를 변환하기 위한 신경망 모델을 학습시키는 과정에서 이용될 수 있으며, 구체적인 과정은 이하 도 5, 도 6b, 및 도 6c를 통해 후술된다. 한편, 상기 구조 손실 함수는 상기 분할(Segmentation) 영역 정보들(제 1 및 원본)의 비교 및 상기 시선 방향(gaze) 정보들(제 1 및 원본)의 비교 등을 통해 획득될 수 있으나, 상기 예시들에 한정되지 않고, 다양한 방법을 통해 획득될 수 있다.The computing device 100 may calculate a structure loss function by comparing the original image received through step S110 and the second image information obtained through step S120 (S130-2). At this time, the structure loss function may include a region loss function or a gaze loss function, and the structure loss function is calculated by comparing the original image received through step S110 and the second image information obtained through step S120. The calculating step includes calculating a region loss function by comparing the second image information and the original image; And it may include calculating a gaze loss function by comparing the second image information and the original image. Specifically, the computing device 100 extracts first segmentation area information based on the second image information, extracts original segmentation area information based on the original image, and extracts the extracted first segmentation area information. 1 The region loss function can be calculated based on the division region information and the original division region information. Additionally, the computing device 100 extracts first gaze direction information based on the second image information, extracts original gaze direction information based on the original image, and extracts the extracted first gaze direction information. And the gaze direction loss function may be calculated based on the original gaze direction information. The calculated structure loss function can be used in the process of learning a neural network model for image conversion, and the specific process will be described later with reference to FIGS. 5, 6B, and 6C. Meanwhile, the structure loss function may be obtained through comparison of the segmentation area information (first and original) and comparison of the gaze direction information (first and original), but in the above example It is not limited to these and can be obtained through various methods.

컴퓨팅 장치(100)는 S130-1 단계를 통해 계산된 특징 손실 함수 또는 S130-2 단계를 통해 계산된 구조 손실 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시킬 수 있다(S140).The computing device 100 may train the neural network model based on at least one of the feature loss function calculated through step S130-1 or the structure loss function calculated through step S130-2 (S140).

예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 특징 손실 함수 및 상기 구조 손실 함수에 기초하여, 변환 손실 함수를 계산하고, 상기 변환 손실 함수에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 변환 손실 함수는 상기 특징 손실 함수, 상기 영역 손실 함수 및 상기 시선 방향(gaze) 손실 함수의 가중합(weighted sum)으로 계산될 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 특징 손실 함수, 상기 영역 손실 함수, 및 상기 시선 방향 손실 함수의 가중치를 조절하여 변환 손실 함수를 계산하고, 상기 변환 손실 함수에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시킴으로써, 상기 신경망 모델을 활용하여 이미지 변환을 수행할 때 원하는 특성을 중점적으로 반영할 수 있는 기술적 효과를 얻을 수 있다. 한편, 상기 변환 손실 함수가 계산되고, 이에 기초하여 상기 신경망 모델이 학습되는 구체적인 과정은 이하 도 5를 통해 후술된다. For example, the computing device 100 may calculate a transformation loss function based on the feature loss function and the structure loss function, and train the neural network model based on the transformation loss function. Specifically, the transformation loss function may be calculated as a weighted sum of the feature loss function, the region loss function, and the gaze loss function. At this time, the computing device 100 calculates a transformation loss function by adjusting the weights of the feature loss function, the region loss function, and the gaze direction loss function, and learns the neural network model based on the transformation loss function, When performing image conversion using the neural network model, a technical effect can be obtained that can focus on reflecting desired characteristics. Meanwhile, the specific process in which the transformation loss function is calculated and the neural network model is learned based on it will be described later with reference to FIG. 5.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 가우시안 분포 노이즈(Gaussian distributed noise)에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하여, 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 이미지를 획득하도록 신경망 모델이 학습되는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.Figure 4 shows a process in which a neural network model is learned to obtain an image from which part or all of the noise has been removed by removing part or all of the Gaussian distributed noise according to an embodiment of the present disclosure. This is a schematic diagram to explain.

도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 등방성 가우시안 분포 노이즈(isotropic gaussian distributed noise)(10-4)에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하여, 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 이미지(10-1, 10-2, 또는 10-3)를 획득하도록 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 이때, 상기 신경망 모델은 조건부(conditional) 노이즈 예측 모델을 포함할 수 있다. 또한, 상기 조건부 노이즈 예측 모델은 입력과 출력이 동일한 크기를 가지는 U-Net 구조를 포함할 수 있고, 노이즈가 포함된 이미지 x(t)와 확산(diffusion) 타임 스텝(time step) t를 입력으로 하고, 상기 노이즈가 포함된 이미지 x(t)에 포함된 확산 노이즈(diffusion noise)를 예측하여 출력할 수 있다.Referring to FIG. 4, the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure removes part or all of the isotropic Gaussian distributed noise 10-4, thereby reducing the noise to A neural network model can be trained to obtain an image (10-1, 10-2, or 10-3) from which part or all of the image has been removed. At this time, the neural network model may include a conditional noise prediction model. In addition, the conditional noise prediction model may include a U-Net structure where the input and output have the same size, and the noise-containing image x(t) and the diffusion time step t are used as input. And, diffusion noise included in the noise-containing image x(t) can be predicted and output.

컴퓨팅 장치(100)는 노이즈가 포함되지 않은 이미지 x(0)(10-1)에 대하여 T번의 타입 스텝(time step)에 걸쳐 조금씩 랜덤 가우시안 분포 노이즈를 추가하는 과정을 반복하고(10-2로부터 10-3의 방향), 결과적으로 등방성 가우시안 분포 노이즈x(T)(isotropic gaussian distributed noise)(10-4)를 획득하는 정방향 과정을 수행할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 정방향 과정은 다음과 같은 수식을 통해 수행될 수 있다.The computing device 100 repeats the process of gradually adding random Gaussian distribution noise over T number of type steps (time steps) to the image x(0)(10-1) that does not contain noise (from 10-2). direction of 10-3), and as a result, a forward process can be performed to obtain isotropic Gaussian distributed noise x(T) (isotropic gaussian distributed noise) (10-4). The forward process according to an embodiment of the present disclosure can be performed using the following equation.

상기 수학식 1에서 는 하이퍼 파라미터로써 확산 계수를 계산하는 과정에서 이용될 수 있고, 는 임의의 값으로 설정될 수 있으며 0<<< … <<1의 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어 이 0.0001의 값을 가지고 가 0.02의 값을 가질 수 있고, 부터 까지 의 값은 선형적으로(linear) 증가할 수 있고, 코사인 함수를 따라 증가할 수 있으며, 총 확산 스텝 수를 의미하는 T는 1000으로 설정될 수 있다. 다만, 가 선형적으로 또는 코사인 함수를 따라 증가되는 것은 예시에 불과할 뿐, 다양한 방식을 통해 의 증가량이 결정될 수 있다. 또한, 은 랜덤 가우시안 분포 노이즈를 의미할 수 있다. 타임 스텝 t에서 상기 노이즈가 포함된 이미지 x(t)(10-3)을 노이즈가 포함되지 않은 이미지 x(0)(10-1)와 포함된 확산 노이즈(diffusion noise)에 관한 식으로 나타낸 일반식은 다음과 같이 표현될 수 있다.In Equation 1 above, can be used as a hyperparameter in the process of calculating the diffusion coefficient, can be set to any value, 0< < < … < It can be set to a value of <1. for example This has a value of 0.0001 can have a value of 0.02, from until The value of may increase linearly or according to a cosine function, and T, which means the total number of diffusion steps, may be set to 1000. but, It is only an example that increases linearly or according to a cosine function, and can be increased in various ways. The amount of increase can be determined. also, may mean random Gaussian distributed noise. A general representation of the noise-containing image x(t)(10-3) at time step t relative to the noise-free image x(0)(10-1) and the diffusion noise included. The equation can be expressed as follows.

본 개시의 일 실시예에 따라 상기 수학식 2에서 (1)번 식과 (2)번 식은 확산 계수 의 구체적인 의미를 표현하는 식이다. 구체적으로, 상기 수학식 2의 (1)번 식에서 특정 타임 스텝 t에서 확산 계수는 1에서 상기 하이퍼 파라미터 를 뺀 값으로 계산될 수 있으며, 상기 수학식 2의 (2)번 식에서 확산 계수 는 타임 스텝 1부터 t까지 순차적으로 누적된 확산 계수를 의미할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, equations (1) and (2) in Equation 2 are the diffusion coefficient It is a way to express the specific meaning of . Specifically, in equation (1) of Equation 2 above, the diffusion coefficient at a specific time step t The hyperparameters above are 1 It can be calculated by subtracting the diffusion coefficient in equation (2) of Equation 2 above. may mean the diffusion coefficient sequentially accumulated from time step 1 to t.

또한, 상기 수학식 2에서 (3)번 식은 타임 스텝 t에서 상기 노이즈가 포함된 이미지 x(t)(10-3)를 노이즈가 포함되지 않은 이미지 x(0)(10-1)와 확산 계수()와 랜덤 가우시안 분포 노이즈()에 관한 수식으로 나타낸 것이다. In addition, equation (3) in Equation 2 is the diffusion coefficient of the image x(t)(10-3) containing the noise and the image x(0)(10-1) containing the noise at time step t. ( ) and random Gaussian distributed noise ( ) is expressed as a formula for .

이를 통해, 컴퓨팅 장치(100)는 노이즈가 포함되지 않은 이미지 x(0)(10-1)에 대하여 T번의 타입 스텝(time step)에 걸쳐 조금씩 랜덤 가우시안 분포 노이즈를 추가하는 과정을 반복하고(10-2로부터 10-3의 방향), 결과적으로 등방성 가우시안 분포 노이즈x(T)(isotropic gaussian distributed noise)(10-4)를 획득하는 정방향 과정을 수행할 수 있다. 다만, 상기 정방향 과정은 상기 수학식 2의 예시에 한정되지 않고, 데이터에 노이즈를 추가하는 다양한 과정들이 정방향 과정에 포함될 수 있다.Through this, the computing device 100 repeats the process of gradually adding random Gaussian distribution noise over T type steps (time steps) to the image x(0)(10-1) that does not contain noise (10 direction from -2 to 10-3), and as a result, a forward process can be performed to obtain isotropic Gaussian distributed noise x(T) (10-4). However, the forward process is not limited to the example of Equation 2 above, and various processes that add noise to data may be included in the forward process.

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 정방향 과정과 반대 방향으로 등방성 가우시안 분포 노이즈x(T)(isotropic gaussian distributed noise)(10-4)에 대하여 T번의 타입 스텝(time step)에 걸쳐 조금씩 랜덤 가우시안 분포 노이즈를 제거하는 과정을 반복하고(10-3으로부터 10-2의 방향), 결과적으로 노이즈가 포함되지 않은 이미지 x(0)(10-1)를 획득하는 역방향 과정을 수행하도록 상기 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 이와 관련하여, 상기 역방향 수행 과정을 나타낸 수식은 다음과 같이 표현될 수 있다.In addition, the computing device 100 generates a random Gaussian distribution little by little over T type steps (time steps) for the isotropic Gaussian distributed noise x(T) (10-4) in the opposite direction to the forward process. Learn the neural network model to repeat the process of removing noise (in the direction from 10-3 to 10-2) and perform the reverse process to obtain an image x(0)(10-1) that does not contain noise as a result. You can do it. In this regard, the formula representing the reverse execution process can be expressed as follows.

상기 수학식 3에서 (1)번 식은 “상기 노이즈가 포함된 이미지 x(t)(10-3)”에 대하여 상기 조건부 노이즈 예측 모델이 예측한 노이즈 예측 결과()를 제거하여 “상기 노이즈가 일부 제거된 전 단계의 이미지 x(t-1)(10-2)”를 획득하는 역방향 과정을 나타내는 수식이다. 또한, 상기 수학식 3에서 (2)번 식은 현재 타임 스텝 t에서의 확산 계수를 의미하고, 상기 수학식 3에서 (3)번 식에서 는 분산 파라미터를 의미하고, 확산 계수에 기초하여 계산될 수 있다. 다만, 상기 역방향 과정은 상기 수학식 3에 한정되지 않고, 노이즈가 포함된 데이터에 대해 노이즈를 제거하는 다양한 과정들이 역방향 과정에 포함될 수 있다.In Equation 3, equation (1) is the noise prediction result predicted by the conditional noise prediction model for “the image containing the noise x(t)(10-3)” ( ) is a formula that represents the reverse process of obtaining “the previous image x(t-1)(10-2) from which some of the noise has been removed.” In addition, equation (2) in Equation 3 above is the diffusion coefficient at the current time step t means, and in equation (3) in equation 3 above, means the dispersion parameter, diffusion coefficient It can be calculated based on . However, the reverse process is not limited to Equation 3 above, and various processes for removing noise from data containing noise may be included in the reverse process.

구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 조건부 노이즈 예측 모델에 노이즈가 포함된 이미지 x(t)(10-3)와 타임 스텝 t를 입력하고, 상기 조건부 노이즈 예측 모델이 예측한 노이즈 예측 결과와 실제로 포함된 확산 노이즈(diffusion noise)를 비교하여 노이즈 예측 손실을 계산하고, 상기 노이즈 예측 손실에 따라 경사 하강(gradient down)을 수행하여 상기 조건부 노이즈 예측 모델을 학습시킬 수 있다.Specifically, the computing device 100 inputs an image x(t)(10-3) containing noise and a time step t to the conditional noise prediction model, and matches the noise prediction result predicted by the conditional noise prediction model with the actual noise prediction result. The noise prediction loss can be calculated by comparing the included diffusion noise, and the conditional noise prediction model can be trained by performing gradient down according to the noise prediction loss.

예를 들어, 상기 조건부 노이즈 예측 모델이 예측한 노이즈 예측 결과와 실제로 포함된 확산 노이즈(diffusion noise)를 비교하여 계산되는 노이즈 예측 손실은 다음과 같은 수식으로 표현될 수 있다.For example, the noise prediction loss calculated by comparing the noise prediction result predicted by the conditional noise prediction model with the diffusion noise actually included can be expressed by the following formula.

상기 수학식 4에서 노이즈 예측 손실은 실제로 포함된 확산 노이즈(diffusion noise) ()과 상기 조건부 노이즈 예측 모델이 예측한 노이즈 예측 결과()를 비교하여 계산될 수 있다. 다만, 상기 노이즈 예측 손실은 수학식4의 예시에 한정되지 않고, 노이즈 예측 결과와 실제로 포함된 확산 노이즈를 비교하여 계산된 다양한 손실 함수들이 노이즈 예측 손실에 포함될 수 있다.In Equation 4 above, the noise prediction loss is the diffusion noise actually included ( ) and the noise prediction result predicted by the conditional noise prediction model ( ) can be calculated by comparing. However, the noise prediction loss is not limited to the example of Equation 4, and various loss functions calculated by comparing the noise prediction result and the actually included diffusion noise may be included in the noise prediction loss.

추가적으로, 상기 신경망 모델은 학습된 상기 조건부 노이즈 예측 모델을 활용하여 상기 노이즈가 포함된 이미지 x(t)(10-3)에 포함된 확산 노이즈를 예측하고, 상기 예측된 확산 노이즈를 부분적으로 제거함으로써 “노이즈가 일부 제거된 이미지x(t-1)(10-2)”를 획득하도록 학습될 수 있다. 또한, 상기 신경망 모델은 “상기 노이즈가 포함된 이미지 x(t)(10-3)”에 포함된 확산 노이즈를 예측하고, 상기 예측된 확산 노이즈를 제거하는 과정을 한번 이상 반복하여, “상기 노이즈가 포함된 이미지 x(t)(10-3)”에 포함된 확산 노이즈를 전부 제거함으로써, 노이즈가 전부 제거된 이미지 x(0)(10-1)를 획득하도록 학습될 수 있다. 한편, 상기 신경망 모델을 활용하여 노이즈가 포함된 이미지에 대하여 확산 노이즈를 제거하는 과정에서 추가적인 방법을 이용함으로써, 변환된 이미지가 생성되도록 상기 신경망 모델을 학습시킬 수 있으며, 이에 대한 구체적인 과정은 이하 도 5를 통해 후술된다.Additionally, the neural network model predicts the diffuse noise included in the noise-containing image x(t)(10-3) using the learned conditional noise prediction model, and partially removes the predicted diffuse noise. It can be learned to obtain “image x(t-1)(10-2) with some of the noise removed.” In addition, the neural network model predicts the diffusion noise included in the “image x(t)(10-3) containing the noise” and repeats the process of removing the predicted diffusion noise one or more times, “the noise By removing all the diffusion noise included in the image x(t)(10-3), it can be learned to obtain an image x(0)(10-1) from which all the noise has been removed. Meanwhile, by using an additional method in the process of removing diffusion noise from an image containing noise using the neural network model, the neural network model can be trained to generate a converted image. The specific process for this is shown in the figure below. This is explained later in Section 5.

도 5는 본 개시의 실시예에 따라 신경망 모델에 원본 이미지, 목표 이미지 및 마스크 조건(masked condition)이 입력되는 경우, 원본 이미지, 목표 이미지 및 마스크 조건에 기초하여 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 제 2 이미지 정보가 획득되도록 신경망 모델이 학습되는 과정을 나타낸 개략도이다. 이때, 상기 제 1 이미지 정보, 및 상기 제 2 이미지 정보의 용어는 노이즈가 포함된 이미지(예시적으로, x(1)'의 이미지(22-3))에서 부분 또는 전부의 노이즈가 제거된 이미지(예시적으로, x(0)'의 이미지(22-4))를 구별하기 위해 사용되었을 뿐, 특정한 하나의 이미지를 의미하는 것으로 한정되는 것 아니다. 예를 들어, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보는 등방성 가우시안 분포 노이즈(isotropic aussian distributed noise)(22-1)를 포함할 수 있고, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 신경망 모델을 활용하여 상기 등방성 가우시안 분포 노이즈에서 부분적으로 노이즈를 제거한 이미지인 x(T-1)' (22-2)을 제 2 이미지 정보로 획득할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 신경망 모델을 활용하여 상기 노이즈를 제거하는 과정을 반복함으로써 노이즈가 완전히 제거된 이미지 x(0)'(22-4)를 획득할 수 있고, 이때 노이즈가 완전히 제거된 이미지 x(0)'(22-4)은 상기 제 2 이미지 정보에 포함될 수 있으며, 상기 노이즈가 완전히 제거된 이미지 x(0)'(22-4)가 획득되기 바로 전 단계의 노이즈가 포함된 이미지 이미지 x(1)'(22-3)은 상기 제 1 이미지 정보에 포함될 수 있다.5 is a diagram in which part or all of the noise is removed based on the original image, target image, and mask condition when the original image, target image, and masked condition are input to the neural network model according to an embodiment of the present disclosure. 2 This is a schematic diagram showing the process by which a neural network model is learned to acquire image information. At this time, the terms of the first image information and the second image information refer to an image in which some or all of the noise has been removed from an image containing noise (for example, the image 22-3 of x(1)'). (Example, image (22-4) of 'x(0)') is used to distinguish) and is not limited to meaning one specific image. For example, the first image information containing noise may include isotropic Gaussian distributed noise 22-1, and the computing device 100 may use the neural network model to generate the isotropic Gaussian distributed noise 22-1. x(T-1)' (22-2), an image from which noise has been partially removed, can be obtained as second image information. In addition, the computing device 100 can obtain an image x(0)'(22-4) from which the noise has been completely removed by repeating the process of removing the noise using the neural network model, and in this case, the noise has been completely removed. The obtained image x(0)'(22-4) may be included in the second image information, and includes noise at a stage immediately before the image x(0)'(22-4) from which the noise has been completely removed is acquired. The image x(1)'(22-3) may be included in the first image information.

본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 직접 획득하거나, 외부 시스템으로부터 수신한 원본 이미지(11) 및 목표 이미지(21)에 기초하여 확산 모델을 이용한 얼굴 이미지 변환을 수행할 수 있다. 이때, 상기 목표 이미지(21)는 원본 이미지(11)를 변환할 때 입력하고 싶은 신원 (identity) 특징을 가진 이미지일 수 있다. 예를 들어, 특정 인물(도 5의 예시로는 회색 정장을 입은 인물)의 이미지에서 얼굴의 신원 특징을 원본 이미지(11) 변환 시에 입력하고 싶은 경우 신원 특징이 추출될 특정 인물의 이미지는 상기 목표 이미지(21)에 포함될 수 있다. 또한, 원본 이미지(11)는 이미지 변환 시에 보존하고 싶은 특징을 가진 이미지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면 상기 원본 이미지(11)는 이미지 변환 시에 적용될 수 있는 눈, 코, 입, 하관의 얼굴 윤곽 등의 신원 특징들을 제외한 자세, 표정, 배경, 시선 방향 등을 가진 인물의 이미지를 포함할 수 있다. 다만, 인물 이미지는 예시에 불과할 뿐, 인물 이미지 이외에도 다양한 이미지가 포함될 수 있다.The computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may perform facial image conversion using a diffusion model based on the original image 11 and the target image 21 directly acquired or received from an external system. At this time, the target image 21 may be an image with identity characteristics to be input when converting the original image 11. For example, if you want to input the identity features of the face in the image of a specific person (in the example of FIG. 5, a person wearing a gray suit) when converting the original image 11, the image of the specific person from which the identity features are to be extracted is as above. It may be included in the target image 21. Additionally, the original image 11 may include an image with features desired to be preserved during image conversion. For example, referring to FIG. 5, the original image 11 has posture, facial expression, background, gaze direction, etc. excluding identity features such as the facial outline of the eyes, nose, mouth, and lower jaw that can be applied when converting the image. May include images of people. However, the person image is only an example, and various images other than the person image may be included.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 상기 신경망 모델에 상기 원본 이미지(11)와 마스크 조건(masked condition)(12-1, 12-2)을 입력할 수 있고, 상기 원본 이미지(11) 및 상기 마스크 조건(12-1, 12-2)에 기초하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 상기 제 2 이미지 정보가 획득되도록 신경망 모델이 학습될 수 있다. 이때, 상기 마스크 조건(masked condition)(12-1, 12-2)은 원본 이미지(11)의 변환을 원하는 부분에 대하여 마스킹 영역(12-1)이 생성되고, 상기 생성된 마스킹 영역(12-1)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 원본 이미지(11)의 얼굴 부분에 대해서 변환을 원하는 경우 얼굴 부분에 대한 마스킹 영역(12-1)을 생성하기 위해 딥러닝을 기반으로한 segmentation 기술이 활용될 수 있으며, 이때 활용되는 딥러닝 기반 segmentation 기술은 Fully Convolutional Network(FCN), U-Net, DeepLab, Mask RCNN 등이 활용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 원본 이미지의 변환을 원하는 부분에 대하여 마스킹 영역(12-1)을 생성하는 과정에서 다양한 예시들이 활용될 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 딥러닝을 기반으로한 segmentation 기술을 활용하여 상기 원본 이미지(11)에서 변환을 원하는 얼굴 부분에 대한 마스킹 영역(12-1)을 생성할 수 있고, 생성된 마스킹 영역(12-1)에 기초하여 반전된 마스킹 영역(12-2)을 생성할 수 있다. 상기 반전된 마스킹 영역(12-2)은 등방성 가우시안 분포 노이즈x(T)(isotropic gaussian distributed noise)(22-1)에 대하여 T번의 타입 스텝(time step)에 걸쳐 조금씩 랜덤 가우시안 분포 노이즈가 제거되는 과정이 반복되고(22-2으로부터 22-3의 방향), 결과적으로 노이즈가 포함되지 않은 변환된 이미지 x(0)'(22-4)가 획득되는 과정에서 상기 원본 이미지(11) 변환 시에 보존하고 싶은 특징들을 가진 정보를 유지하기 위해 활용될 수 있다. (예컨대, 도 5를 참조하면 상기 반전된 마스킹 영역(12-2)에서 검은색 부분은 상기 원본 이미지(11) 변환 시에 보존하고 싶은 특징들을 가진 정보를 포함할 수 있고, “눈, 코, 입, 하관의 얼굴 윤곽 등의 신원 특징들을 제외한 나머지 특징들”을 포함할 수 있다.) In addition, the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may input the original image 11 and masked conditions 12-1 and 12-2 into the neural network model, and A neural network model may be learned to obtain the second image information from which part or all of the noise has been removed based on the image 11 and the mask conditions 12-1 and 12-2. At this time, the masked condition (12-1, 12-2) is such that a masking area (12-1) is created for the part of the original image (11) where conversion is desired, and the created masking area (12-12-1) is It can be decided based on 1). For example, if you want to transform the face part of the original image 11, segmentation technology based on deep learning can be used to create a masking area 12-1 for the face part. Deep learning-based segmentation technologies such as Fully Convolutional Network (FCN), U-Net, DeepLab, and Mask RCNN can be used, but are not limited to this and can be used to create a masking area (12-1) for the part where conversion of the original image is desired. Various examples can be used in the creation process. Specifically, the computing device 100 may utilize segmentation technology based on deep learning to create a masking area 12-1 for the facial part desired to be converted in the original image 11, and the generated masking An inverted masking area 12-2 can be created based on the area 12-1. The inverted masking area 12-2 is where random Gaussian distributed noise is gradually removed over T number of type steps (time step) with respect to isotropic Gaussian distributed noise x(T) (22-1). The process is repeated (in the direction from 22-2 to 22-3), and as a result, a converted image x(0)'(22-4) containing no noise is obtained, when converting the original image 11. It can be used to maintain information with characteristics you want to preserve. (For example, referring to FIG. 5, the black portion in the inverted masking area 12-2 may include information with features desired to be preserved when converting the original image 11, such as “eyes, nose, It may include “features other than identity features such as the facial outline of the mouth and lower diaphragm.”)

구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 생성된 마스킹 영역(12-1)과 상기 원본 이미지 정보(10) 간 element-wise 곱을 통해 원본 배경 정보를 추출하고, 상기 추출된 원본 배경 정보를 상기 신경망 모델에 입력함으로써 랜덤 가우시안 분포 노이즈가 제거되고(22-2으로부터 22-3의 방향), 결과적으로 노이즈가 포함되지 않은 변환된 이미지 x(0)'(22-4)가 획득되는 과정에서 상기 원본 이미지(11) 중 원본 배경 정보는 유지된 상태의 변환된 이미지 x(0)'(22-4)가 획득될 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 반전된 마스킹 영역(12-2)과 등방성 가우시안 분포 노이즈x(T)(isotropic gaussian distributed noise)(22-1) 간 element-wise 곱을 통해 변환을 원하는 부분에 대한 정보를 추출하고, 상기 추출된 변환을 원하는 부분에 대한 정보를 상기 신경망 모델에 입력함으로써 랜덤 가우시안 분포 노이즈가 제거되고(22-2으로부터 22-3의 방향), 결과적으로 노이즈가 포함되지 않은 변환된 이미지 x(0)'(22-4)가 획득되는 과정에서 상기 원본 이미지(11) 중 변환을 원하는 부분이 변환된 이미지 x(0)'(22-4)가 획득될 수 있다. 따라서, 이미지를 변환하기 위한 상기 신경망 모델이 학습될 때, 상기 마스크 조건(12-1, 12-2)이 입력됨으로써 변환할 이미지에서 변환하고자 하는 부분만 선택하여 변환이 수행되도록 상기 신경망 모델이 학습될 수 있다. 한편, 상기 원본 배경 정보 또는 변환을 원하는 부분에 대한 정보를 추출할 때, element-wise 곱 이외에도 통상의 기술자가 이용할 수 있는 다양한 연산 방법이 활용될 수 있다.Specifically, the computing device 100 extracts original background information through element-wise product between the generated masking area 12-1 and the original image information 10, and applies the extracted original background information to the neural network model. By inputting the random Gaussian distribution noise (direction from 22-2 to 22-3), the original image is obtained in the process of obtaining a converted image x(0)'(22-4) that does not contain noise. In (11), the converted image x(0)'(22-4) with the original background information maintained can be obtained. In addition, the computing device 100 performs an element-wise product between the inverted masking area 12-2 and an isotropic Gaussian distributed noise x(T) 22-1 for the part desired to be transformed. By extracting information and inputting the extracted information about the part for which transformation is desired into the neural network model, random Gaussian distribution noise is removed (direction from 22-2 to 22-3), and as a result, the transformed noise does not contain noise. In the process of acquiring image x(0)'(22-4), image x(0)'(22-4) in which the portion of the original image 11 that is desired to be converted may be converted. Therefore, when the neural network model for converting an image is learned, the mask conditions (12-1, 12-2) are input so that the neural network model is learned to perform conversion by selecting only the part to be converted from the image to be converted. It can be. Meanwhile, when extracting the original background information or information about the part for which conversion is desired, various computational methods available to those skilled in the art can be used in addition to element-wise multiplication.

도 5를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따라 상기 신경망 모델은 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보(예시적으로, 상기 22-1의 이미지)에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거되고, 제 2 이미지 정보(예시적으로, 상기 22-2의 이미지)가 획득되는 과정에서 변환 손실 함수(31)에 기초하여 상기 신경망 모델이 학습됨으로써 결과적으로 노이즈가 포함되지 않은 변환된 이미지 x(0)'(22-4)가 획득되도록 학습될 수 있다. 이때, 상기 변환 손실 함수(31)는 상기 특징 손실 함수 및 상기 구조 손실 함수에 기초하여 계산될 수 있고, 상기 구조 손실 함수는 영역 손실 함수 또는 시선 방향(gaze) 손실 함수를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 변환 손실 함수(31)는 다음과 같은 수식으로 계산될 수 있다.Referring to FIG. 5, according to an embodiment of the present disclosure, the neural network model removes part or all of the noise from the first image information (eg, the image of 22-1) containing noise, In the process of acquiring the second image information (eg, the image of 22-2), the neural network model is learned based on the transformation loss function 31, resulting in a transformed image x(0) that does not contain noise. '(22-4) can be learned to obtain. At this time, the transformation loss function 31 may be calculated based on the feature loss function and the structure loss function, and the structure loss function may include a region loss function or a gaze loss function. Specifically, the conversion loss function 31 can be calculated using the following formula.

상기 수학식 5에서 상기 변환 손실 함수(31)는 “원본 이미지(11)에 목표 이미지(21)의 원하는 신원 특징(identity)를 반영하기 위한 특징 손실 함수”, “변환된 이미지가 원본 이미지(11)의 신원 특징들을 제외한 자세, 표정 등을 가지도록 하기 위한 영역 손실 함수”, 및 “변환된 이미지가 원본 이미지(11)의 시선 방향을 가지도록 하기 위한 시선 방향 손실 함수”의 가중합으로 계산될 수 있다. 또한, 상기 신경망 모델은 상기 변환 손실 함수(31)에 기초하여 학습됨으로써 “원본 이미지(11)에 대하여 목표 이미지(21)의 원하는 신원 특징(identity)를 반영되고, 원본 이미지(11)의 신원 특징들을 제외한 자세, 표정, 시선 방향을 가지는 이미지 x(0)'(22-4)"가 획득되도록 학습될 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 컴퓨팅 장치(100)는 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보 x(T)(22-1)에 대하여 부분 또는 전부의 랜덤 가우시안 분포 노이즈를 제거하고 제 2 이미지 정보 x(T-1)'을 획득할 수 있다. 이때, 상기 신경망 모델이 변환 손실 함수에 기초하여 학습되지 않은 경우 "노이즈가 포함되지 않은 이미지 x(0)'(22-4)"가 원본 이미지(11)와 동일하도록 상기 신경망 모델의 노이즈 제거 과정이 진행될 수 있다. 하지만, 상기 변환 손실 함수(31)에 기초하여 상기 신경망 모델이 학습되는 경우, 원본 이미지(11)와 완전히 동일하지 않고 원하는 부분이 변환된 상기 이미지 x(0)'(22-4)가 획득되도록 상기 신경망 모델의 노이즈 제거 과정이 진행될 수 있다. 결과적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 상기 도 5에서 상술한 예시(즉, 마스크 조건 또는 변환 손실 함수)를 통해 학습된 신경망 모델을 활용하여 등방성 가우시안 분포 노이즈x(T)(isotropic gaussian distributed noise)(22-1)에 대하여 부분 또는 전부의 랜덤 가우시안 분포 노이즈를 제거하고(22-2으로부터 22-3의 방향), 노이즈가 포함되지 않은 변환된 이미지 x(0)'(22-4)를 획득할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치(100)는 상기 신경망 모델을 활용하여 원본 이미지 변환을 수행함으로써 목표 이미지의 원하는 특성을 중점적으로 반영할 수 있고, 상기 원본 이미지에서 보존하고 싶은 특징들을 유지한 채로 변환하고자 하는 부분만 선택하여 변환할 수 있는 기술적 효과를 얻을 수 있다. 한편, 상기 특징 손실 함수, 영역 손실 함수, 및 시선 방향 손실 함수를 계산하는 구체적인 과정은 이하 도 6a 내지 도 6c를 통해 후술된다.In Equation 5, the conversion loss function 31 is “a feature loss function for reflecting the desired identity of the target image 21 in the original image 11,” and “the converted image is the original image 11.” ) is calculated as a weighted sum of “region loss function for ensuring that the converted image has posture, facial expression, etc. excluding the identity features of )” and “gaze direction loss function for ensuring that the converted image has the gaze direction of the original image (11).” You can. In addition, the neural network model is learned based on the transformation loss function 31 to “reflect the desired identity of the target image 21 with respect to the original image 11, and the identity features of the original image 11 may be learned to obtain an image x(0)'(22-4)" having posture, facial expression, and gaze direction excluding At this time, the second image information x(T-1)' can be obtained by removing part or all of the random Gaussian distribution noise from the information x(T)(22-1). However, if it is not learned based on the noise removal process of the neural network model, the conversion loss may be performed so that the “image x(0)’(22-4)” without noise is the same as the original image 11. When the neural network model is learned based on the function 31, the noise of the neural network model is obtained so that the image x(0)'(22-4), which is not completely identical to the original image 11 and has the desired portion converted As a result, the computing device 100 may use the neural network model learned through the example (i.e., mask condition or transformation loss function) described above in FIG. 5 to create an isotropic Gaussian distribution noise x(T). (isotropic gaussian distributed noise) For (22-1), remove part or all of the random Gaussian distributed noise (direction from 22-2 to 22-3), and obtain the transformed image x(0)'( 22-4), in addition, according to an embodiment of the present disclosure, the computing device 100 can focus on reflecting the desired characteristics of the target image by performing original image transformation using the neural network model. , it is possible to achieve the technical effect of selecting and converting only the part to be converted while maintaining the features that are desired to be preserved in the original image, while calculating the feature loss function, area loss function, and gaze direction loss function. The specific process will be described later with reference to FIGS. 6A to 6C.

도 6a 내지 도 6c는 본 개시의 실시예에 따라 변환 손실 함수를 계산하는 데 활용되는 3가지 손실 함수를 계산하는 과정을 나타낸 개략도이다. 본 개시의 도 6a 내지 도 6c에서 후술될 제 2 이미지 정보(23)의 용어는 노이즈가 포함된 이미지(예시적으로, 도 5의 x(1)'의 이미지(22-3))에서 부분 또는 전부의 노이즈가 제거된 이미지(예시적으로, 도 5의 x(0)'의 이미지(22-4))를 구별하기 위해 사용되었을 뿐, 특정한 하나의 이미지를 의미하는 것으로 한정되는 것 아니다.Figures 6A to 6C show the process of calculating three loss functions used to calculate the conversion loss function according to an embodiment of the present disclosure. This is a schematic diagram. The term second image information 23, which will be described later in FIGS. 6A to 6C of the present disclosure, refers to a portion or part of an image containing noise (eg, the image 22-3 of 'x(1)' in FIG. 5). It is only used to distinguish images from which all noise has been removed (eg, image 22-4 of x(0)' in FIG. 5), and is not limited to meaning a specific image.

첫번째로, 도 6a는 본 개시의 일 실시예에 따른 제 2 이미지 정보 및 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하는 과정을 나타낸 개략도이다.First, FIG. 6A is a schematic diagram showing a process for calculating a feature loss function by comparing second image information and a target image according to an embodiment of the present disclosure.

도 6a를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 목표 이미지(21)에 기초하여 목표 신원(identity) 특징 벡터(32-1)를 추출하고, 상기 제 2 이미지 정보(23)에 기초하여 제 1 신원(identity) 특징 벡터(32-2)를 추출할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 ID embedding network(예: ArcFace, ShphereFace, Smooth-Swap, Partial-fc 등)에 상기 목표 이미지(21) 및 상기 제 2 이미지 정보(23)를 입력하여 “이미지 변환 시에 적용될 수 있는 눈, 코, 입, 하관의 얼굴 윤곽 등의 신원 특징들이 포함된 상기 목표 신원(identity) 특징 벡터(32-1)” 및 상기 제 1 신원(identity) 특징 벡터(32-2)를 각각 추출할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 상기 추출된 목표 신원(identity) 특징 벡터(32-1) 및 상기 제 1 신원(identity) 특징 벡터(32-2)를 비교하여 특징 손실 함수를 계산(33)할 수 있으며, 상기 계산된 특징 손실 함수에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 추출된 목표 신원(identity) 특징 벡터(32-1) 및 상기 제 1 신원(identity) 특징 벡터(32-2) 간 cosine similarity 연산을 수행하여 특징 손실 함수를 계산할 수 있으며(33), 상기 계산된 특징 손실 함수를 상기 신경망 모델 학습 시 loss term으로 사용함으로써 상기 특징 손실 함수에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 다만, 상기 cosine similarity 연산에 한정되지 않고 상기 특징 손실 함수를 계산하는 과정에서 다양한 연산들이 사용될 수 있다. 또한, 상기 신경망 모델을 상기 특징 손실 함수에 기초하여 학습시킴으로써, 이미지 변환 시에 변환하고 싶은 부분에 대해서 목표 이미지의 신원 특징이 잘 반영되게 할 수 있는 기술적 효과를 얻을 수 있다. Referring to FIG. 6A, the computing device 100 extracts a target identity feature vector 32-1 based on the target image 21 and extracts a first identity feature vector 32-1 based on the second image information 23. (identity) feature vector (32-2) can be extracted. For example, the computing device 100 inputs the target image 21 and the second image information 23 into an ID embedding network (e.g. ArcFace, ShphereFace, Smooth-Swap, Partial-fc, etc.) to create an “image.” “The target identity feature vector (32-1)” and the first identity feature vector (32-1), which includes identity features such as eyes, nose, mouth, and facial outline of the lower body that can be applied during conversion. 2) can be extracted respectively. In addition, the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure compares the extracted target identity feature vector 32-1 and the first identity feature vector 32-2 to determine the feature. A loss function can be calculated (33), and the neural network model can be trained based on the calculated feature loss function. For example, a feature loss function can be calculated by performing a cosine similarity operation between the extracted target identity feature vector 32-1 and the first identity feature vector 32-2 (33) ), the neural network model can be trained based on the feature loss function by using the calculated feature loss function as a loss term when learning the neural network model. However, it is not limited to the cosine similarity operation, and various operations may be used in the process of calculating the feature loss function. In addition, by learning the neural network model based on the feature loss function, a technical effect can be obtained that allows the identity features of the target image to be well reflected in the part to be converted when converting the image.

두번째로, 도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른 제 2 이미지 정보 및 원본 이미지를 비교하여 영역 손실 함수를 계산하는 과정을 나타낸 개략도이다. Second, FIG. 6B is a schematic diagram showing a process of calculating a region loss function by comparing second image information and the original image according to an embodiment of the present disclosure.

도 6b를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 원본 이미지(11)에 기초하여 원본 분할(Segmentation) 영역 정보(42-1)를 추출하고, 상기 제 2 이미지 정보(23)에 기초하여 제 1 분할(Segmentation) 영역 정보(42-2)를 추출할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 딥러닝을 기반으로한 segmentation 네트워크(예: Face Parser 등)에 상기 원본 이미지(11) 및 상기 제 2 이미지 정보(23)를 입력하여 “상기 원본 이미지(11) 변환 시에 보존하고 싶은 특징들을 가진 정보(예를 들어, 자세, 이목구비의 배치)들이 포함된 상기 원본 분할(Segmentation) 영역 정보(42-1)” 및 제 1 분할(Segmentation) 영역 정보(42-2)를 각각 추출할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 상기 추출된 원본 분할(Segmentation) 영역 정보(42-1) 및 상기 제 1 분할(Segmentation) 영역 정보(42-2)를 비교하여 영역 손실 함수를 계산(43)할 수 있으며, 상기 계산된 영역 손실 함수에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 추출된 원본 분할(Segmentation) 영역 정보(42-1) 및 상기 제 1 분할(Segmentation) 영역 정보(42-2) 간 L1 loss를 계산하여 상기 영역 손실 함수를 계산할 수 있으며(43), 상기 계산된 영역 손실 함수를 상기 신경망 모델 학습 시 loss term으로 사용함으로써 상기 영역 손실 함수에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 다만, 상기 L1 loss 계산에 한정되지 않고 상기 영역 손실 함수를 계산하는 과정에서 다양한 연산들이 사용될 수 있다. 또한, 상기 신경망 모델을 상기 영역 손실 함수에 기초하여 학습시킴으로써, 이미지 변환 시에 보존하고 싶은 부분에 대해서 원래 이미지의 특징이 잘 유지되게 할 수 있는 기술적 효과를 얻을 수 있다.Referring to FIG. 6B, the computing device 100 extracts original segmentation area information 42-1 based on the original image 11 and performs first segmentation based on the second image information 23. (Segmentation) Area information (42-2) can be extracted. For example, the computing device 100 inputs the original image 11 and the second image information 23 into a deep learning-based segmentation network (e.g. Face Parser, etc.) to create “the original image 11.” ) “The original segmentation area information 42-1” and the first segmentation area information 42, which includes information with features that are desired to be preserved during conversion (e.g., posture, arrangement of facial features) -2) can be extracted respectively. In addition, the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure compares the extracted original segmentation area information 42-1 and the first segmentation area information 42-2 to determine the area. A loss function can be calculated (43), and the neural network model can be trained based on the calculated region loss function. For example, the region loss function can be calculated by calculating L1 loss between the extracted original segmentation region information 42-1 and the first segmentation region information 42-2 (43) ), the neural network model can be trained based on the region loss function by using the calculated region loss function as a loss term when learning the neural network model. However, it is not limited to the L1 loss calculation, and various operations may be used in the process of calculating the region loss function. In addition, by learning the neural network model based on the region loss function, a technical effect can be obtained that allows the features of the original image to be well maintained for the part that is desired to be preserved when converting the image.

마지막으로, 도 6c는 본 개시의 일 실시예에 따른 제 2 이미지 정보 및 원본 이미지를 비교하여 시선 방향 손실 함수를 계산하는 과정을 나타낸 개략도이다. Lastly, Figure 6C is a schematic diagram showing the process of calculating a gaze direction loss function by comparing second image information and the original image according to an embodiment of the present disclosure.

도 6c를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 원본 이미지(11)에 기초하여 원본 시선 방향(gaze) 정보(52-1)를 추출하고, 상기 제 2 이미지 정보(23)에 기초하여 제 1 시선 방향(gaze) 정보(52-2)를 추출할 수 있다(51). 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 딥러닝을 기반으로한 시선 방향 탐지 네트워크(예: GazeNet, HRNetGaze, keypoint estimator 등)에 상기 원본 이미지(11) 및 상기 제 2 이미지 정보(23)를 입력하여 “상기 원본 이미지(11) 변환 시에 보존하고 싶은 시선 방향 정보가 포함된 상기 원본 시선 방향(gaze) 정보(52-1)” 및 제 1 시선 방향(gaze) 정보(52-2)를 각각 추출할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 상기 추출된 원본 시선 방향(gaze) 정보(52-1) 및 제 1 시선 방향(gaze) 정보(52-2)를 비교하여 시선 방향 손실 함수를 계산(53)할 수 있으며, 상기 계산된 시선 방향 손실 함수에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 추출된 원본 시선 방향(gaze) 정보(52-1) 및 제 1 시선 방향(gaze) 정보(52-2) 간 L1 loss를 계산하여 상기 시선 방향 손실 함수를 계산할 수 있으며(53), 상기 계산된 시선 방향 손실 함수를 상기 신경망 모델 학습 시 loss term으로 사용함으로써 상기 시선 방향 손실 함수에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 다만, 상기 L1 loss 계산에 한정되지 않고 상기 시선 방향 손실 함수를 계산하는 과정에서 다양한 연산들이 사용될 수 있다. 또한, 상기 신경망 모델을 상기 시선 방향 손실 함수에 기초하여 학습시킴으로써, 이미지 변환 시에 보존하고 싶은 시선 방향에 대해서 원래 이미지의 시선 방향이 잘 유지되게 할 수 있는 기술적 효과를 얻을 수 있다.Referring to FIG. 6C, the computing device 100 extracts original gaze direction (gaze) information 52-1 based on the original image 11, and extracts first gaze information 52-1 based on the second image information 23. Direction (gaze) information (52-2) can be extracted (51). For example, the computing device 100 inputs the original image 11 and the second image information 23 into a gaze direction detection network based on deep learning (e.g. GazeNet, HRNetGaze, keypoint estimator, etc.) Extract “the original gaze direction information 52-1, which includes the gaze direction information to be preserved when converting the original image 11” and the first gaze direction information 52-2, respectively. can do. In addition, the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure compares the extracted original gaze direction (gaze) information 52-1 and the first gaze direction (gaze) information 52-2 to determine the gaze direction. A loss function can be calculated (53), and the neural network model can be trained based on the calculated gaze direction loss function. For example, the gaze direction loss function can be calculated by calculating L1 loss between the extracted original gaze direction (gaze) information 52-1 and the first gaze direction (gaze) information 52-2 (53) ), the neural network model can be trained based on the gaze direction loss function by using the calculated gaze direction loss function as a loss term when learning the neural network model. However, it is not limited to the L1 loss calculation, and various operations may be used in the process of calculating the gaze direction loss function. In addition, by learning the neural network model based on the gaze direction loss function, a technical effect can be obtained that allows the gaze direction of the original image to be well maintained with respect to the gaze direction desired to be preserved when converting the image.

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 to enable efficient access and modification of data. Data structure can refer to the organization of data to solve a specific problem (e.g., retrieving data, storing data, or modifying data in the shortest possible time). A data structure may be defined as a physical or logical relationship between data elements designed to support a specific data processing function. Logical relationships between data elements may include connection relationships between user-defined data elements. Physical relationships between data elements may include actual relationships between data elements that are physically stored in a computer-readable storage medium (e.g., a persistent storage device). A data structure may specifically include a set of data, relationships between data, and functions or instructions applicable to the data. Effectively designed data structures allow computing devices to perform computations while minimizing the use of the computing device's resources. Specifically, computing devices can increase the efficiency of operations, reading, insertion, deletion, comparison, exchange, and search through effectively designed data structures.

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.Data structures can be divided into linear data structures and non-linear data structures depending on the type of data structure. A linear data structure may be a structure in which only one piece of data is connected to another piece of data. Linear data structures may include List, Stack, Queue, and Deque. A list can refer to a set of data that has an internal order. The list may include a linked list. A linked list may be a data structure in which data is connected in such a way that each data is connected in a single line with a pointer. In a linked list, a pointer can contain connection information to the next or previous data. A linked list can be expressed as a singly linked list, doubly linked list, or circular linked list depending on its form. A stack may be a data listing structure that allows limited access to data. A stack can be a linear data structure in which data can be processed (for example, inserted or deleted) at only one end of the data structure. Data stored in the stack may have a data structure (LIFO-Last in First Out) where the later it enters, the sooner it comes out. A queue is a data listing structure that allows limited access to data. Unlike the stack, it can be a data structure (FIFO-First in First Out) where data stored later is released later. A deck can be a data structure that can process data at both ends 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.A non-linear data structure may be a structure in which multiple pieces of data are connected behind one piece of data. Nonlinear data structures may include graph data structures. A graph data structure can be defined by vertices and edges, and an edge can include a line connecting two different vertices. Graph data structure may include a tree data structure. A tree data structure may be a data structure in which there is only one path connecting two different vertices among a plurality of vertices included in the tree. In other words, it may be a data structure that does not form a loop in the 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. Below, it is described in a unified manner as a neural network. Data structures may include neural networks. And the data structure including the neural network may be stored in a computer-readable medium. Data structures including neural networks also include data preprocessed for processing by a neural network, data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data acquired from the neural network, activation functions associated with each node or layer of the neural network, neural network It may include a loss function for learning. A data structure containing a neural network may include any of the components disclosed above. In other words, 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 acquired from the neural network, activation functions associated with each node or layer of the neural network, neural network It may be configured to include all or any combination of the loss function for learning. In addition to the configurations described above, a data structure containing a neural network may include any other information that determines the characteristics of the neural network. Additionally, the data structure may include all types of data used or generated in the computational process of a neural network and is not limited to the above. Computer-readable media may include computer-readable recording media and/or computer-readable transmission media. A neural network can generally consist of a set of interconnected computational units, which can be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network consists of at least one node.

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 containing data input to a neural network may be stored in a computer-readable medium. Data input to the neural network may include learning data input during the neural network learning process and/or input data input to the neural network on which training has been completed. Data input to the neural network may include data that has undergone pre-processing and/or data subject to pre-processing. Preprocessing may include a data processing process to input data into a neural network. Therefore, the data structure may include data subject to preprocessing and data generated by preprocessing. The above-described 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 with the same meaning.) And the data structure including the weights of the neural network may be stored in a computer-readable medium. A neural network may include multiple weights. Weights may be variable and may be varied by the user or algorithm in order for the neural network to perform the desired function. For example, when one or more input nodes are connected to one output node by respective links, the output node is set to the values input to the input nodes connected to the output node and the links corresponding to each input node. Based on the weight, the data value output from the output node can be determined. The above-described 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 an example and not a limitation, the weights may include weights that are changed during the neural network learning process and/or weights for which neural network learning has been completed. Weights that change during the neural network learning process may include weights that change at the start of the learning cycle and/or weights that change during the learning cycle. Weights for which neural network training has been completed may include weights for which a learning cycle has been completed. Therefore, the data structure including the weights of the neural network may include weights that are changed during the neural network learning process and/or the data structure including the weights for which neural network learning has been completed. Therefore, the above-mentioned weights and/or combinations of each weight are included in the data structure including the weights of the neural network. The above-described 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 (e.g., memory, 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 a different computing device and later reorganized and used. Computing devices can transmit and receive data over a network by serializing data structures. Data structures containing the weights of a serialized neural network can be reconstructed on the same computing device or on a different 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 to increase computational efficiency while minimizing the use of computing device resources (e.g., in non-linear data structures, B-Tree, Trie, m-way search tree, AVL tree, Red-Black Tree) may be included. The foregoing is merely 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 a neural network. And the data structure including the hyperparameters of the neural network can be stored in a computer-readable medium. A hyperparameter may be a variable that can be changed by the user. Hyperparameters include, for example, learning rate, cost function, number of learning cycle repetitions, weight initialization (e.g., setting the range of weight values subject to weight initialization), Hidden Unit. It may include a number (e.g., number of hidden layers, number of nodes in hidden layers). The above-described data structure is only an example and the present disclosure is not limited thereto.

도 7은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.7 is a brief, general schematic diagram of an example 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 disclosure has generally been described above as being capable of being implemented by a computing device, those skilled in the art will understand that the disclosure can be implemented in combination with computer-executable instructions and/or other program modules that can be executed on one or more computers and/or hardware. It will be well known 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.Typically, program modules include routines, programs, components, data structures, etc. that perform specific tasks or implement specific abstract data types. Additionally, those skilled in the art will understand that the methods of the present disclosure can be used on single-processor or multiprocessor computer systems, minicomputers, mainframe computers, as well as personal computers, handheld computing devices, microprocessor-based or programmable consumer electronics, etc. It will be appreciated that other computer system configurations may be implemented, including, but not limited to, each of which may operate in connection with one or more associated devices.

본 개시의 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘 다에 위치할 수 있다.The described embodiments of the disclosure can 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, and such computer-readable media includes volatile and non-volatile 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 refers to volatile and non-volatile media, transient and non-transitory media, removable and non-removable, 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, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage or other magnetic storage. This includes, but is not limited to, a 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 implements computer-readable instructions, data structures, program modules, or other data on a modulated data signal, such as a carrier wave or other transport mechanism. Includes all information delivery media. The term modulated data signal refers to a signal in which one or more of the characteristics of the signal have been set or changed 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 example environment 1100 is shown that implements various aspects of the present disclosure, 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 processors and other multiprocessor architectures may also be used as 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 further be interconnected to a memory bus, peripheral bus, and 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. The basic input/output system (BIOS) is stored in non-volatile memory 1110, such as ROM, EPROM, and EEPROM, and is a basic input/output system that helps transfer information between components within the 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.Computer 1102 may also include an internal hard disk drive (HDD) 1114 (e.g., 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 the disk 1122 or reading from or writing to other high-capacity optical media such as DVDs). Hard disk drive 1114, magnetic disk drive 1116, and optical disk drive 1120 are connected to system bus 1108 by hard disk drive interface 1124, magnetic disk drive interface 1126, and optical drive interface 1128, respectively. ) can be connected to. The interface 1124 for implementing an external drive includes at least one or both of Universal Serial Bus (USB) 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. For computer 1102, drive and media correspond to storing any data in a suitable digital format. Although the description of computer-readable media above refers to removable optical media such as HDDs, removable magnetic disks, and CDs or DVDs, those of ordinary skill in the art would also recognize zip drives, magnetic cassettes, flash memory cards, and cartridges. It will be appreciated that other types of computer-readable media may also be used in the exemplary operating environment, and that any such media may contain 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 in 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 on various 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 computer 1102 through one or more wired/wireless input devices, such as a keyboard 1138 and a pointing device such as mouse 1140. Other input devices (not shown) may include microphones, IR remote controls, joysticks, game pads, stylus pens, touch screens, etc. These and other input devices are connected to the processing unit 1104 through an input device interface 1142, which is often connected to the system bus 1108, but may also include a parallel port, an IEEE 1394 serial port, a game port, a USB port, an IR interface, It can be connected by other interfaces, etc.

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 system bus 1108 through an interface, such as a video adapter 1146. In addition to monitor 1144, computers typically include other peripheral output devices (not shown) such as speakers, printers, etc.

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, portable computer, microprocessor-based entertainment device, peer device, or other conventional network node, and is generally connected to computer 1102. For simplicity, only memory storage device 1150 is shown, although it includes many or all of the components described. The logical connections depicted include wired/wireless connections to a local area network (LAN) 1152 and/or a larger network, such as a wide area network (WAN) 1154. These LAN and WAN networking environments are common in offices and companies and facilitate enterprise-wide computer networks, such as intranets, all of which can be connected to a worldwide computer network, 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 is connected to local network 1152 through wired and/or wireless communications network interfaces or adapters 1156. Adapter 1156 may facilitate wired or wireless communication to LAN 1152, which also includes a wireless access point installed thereon for communicating with wireless adapter 1156. When used in a WAN networking environment, the computer 1102 may include a modem 1158 or be connected to a communicating computing device on the WAN 1154 or to establish communications over the WAN 1154, such as via the Internet. Have other means. Modem 1158, which may be internal or external and a wired or wireless device, is coupled to system bus 1108 via serial port interface 1142. In a networked environment, program modules described for computer 1102, or portions thereof, may be stored in remote memory/storage device 1150. It will be appreciated that the network connections shown are exemplary and that other means of establishing a communications 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 may be associated with any wireless device or object deployed and operating in wireless communications, such as a printer, scanner, desktop and/or portable computer, portable data assistant (PDA), communications satellite, wirelessly detectable tag. Performs actions to communicate with any device or location and telephone. This includes at least Wi-Fi and Bluetooth wireless technologies. Accordingly, communication may be a predefined structure as in a conventional network or may simply be 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) enables connection to the Internet, etc. without wires. Wi-Fi is a wireless technology, like cell phones, that allows these devices, such as computers, to send and receive data indoors and outdoors, anywhere within the coverage area of a cell tower. Wi-Fi networks use wireless 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 wireless bands, for example, at data rates of 11 Mbps (802.11a) or 54 Mbps (802.11b), 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, commands, information, signals, bits, symbols and chips that may be referenced in the above description include voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or particles, optical fields. It can be expressed by particles or particles, or any combination thereof.

본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 소프트웨어로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.Those 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 may be used in electronic hardware, (for convenience) It will be understood that it may be implemented by various forms of program or design code (referred to herein as software) or a combination of both. To clearly illustrate this interoperability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits and steps have been described above generally with respect to their functionality. Whether this functionality is implemented as hardware or software depends on the specific application and design constraints imposed on the overall system. A person skilled in the art of this disclosure may implement the described functionality in various ways for each specific application, but such implementation decisions should not be construed as departing from the scope of this disclosure.

여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 제조 물품은 임의의 컴퓨터-판독가능 저장장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 저장매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다.The various embodiments presented herein may be implemented as 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 (e.g., hard disks, floppy disks, magnetic strips, etc.), optical disks (e.g., CDs, DVDs, etc.), smart cards, and flash. Includes, but is not limited to, memory devices (e.g., EEPROM, cards, sticks, key drives, etc.). 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 illustrative approaches. It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in processes may be rearranged within the scope of the present disclosure, based on design priorities. The appended method claims present elements of the various steps in a sample order but are not meant to be limited to the particular 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, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the disclosure. Thus, the present disclosure is not limited to the embodiments presented herein but is to be interpreted in the broadest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (8)

컴퓨팅 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는, 이미지를 변환하기 위한 신경망 모델을 학습시키기 위한 방법으로서,
목표 이미지 및 원본 이미지를 수신하는 단계;
신경망 모델을 활용하여, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하고, 제 2 이미지 정보를 획득하는 단계;
상기 제 2 이미지 정보 및 상기 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하는 단계;
상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 영역 손실 함수를 계산하는 단계;
상기 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 시선 방향(gaze) 정보를 추출하고, 상기 원본 이미지에 기초하여 원본 시선 방향 정보를 추출하고, 상기 추출된 제 1 시선 방향 정보 및 상기 원본 시선 방향 정보에 기초하여 시선(gaze) 방향 손실 함수를 계산하는 단계; 및
상기 특징 손실 함수, 영역 손실 함수, 또는 상기 시선 방향 손실 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시키는 단계;
를 포함하는,
방법.

1. A method for training a neural network model for transforming an image, performed by one or more processors of a computing device, comprising:
Receiving a target image and an original image;
Using a neural network model, removing part or all of first image information containing noise and obtaining second image information;
Comparing the second image information and the target image to calculate a feature loss function;
Comparing the second image information and the original image to calculate a region loss function;
Extract first gaze direction information based on the second image information, extract original gaze direction information based on the original image, and based on the extracted first gaze direction information and the original gaze direction information. calculating a gaze direction loss function; and
Learning the neural network model based on at least one of the feature loss function, the region loss function, or the gaze direction loss function;
Including,
method.

제 1 항에 있어서,
상기 신경망 모델은,
가우시안 분포 노이즈(Gaussian distributed noise)에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하여, 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 이미지를 획득하도록 학습된 신경망 모델을 포함하고,
상기 신경망 모델에 상기 원본 이미지와 마스크 조건(masked condition)이 입력되는 경우, 상기 원본 이미지 및 상기 마스크 조건에 기초하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부가 제거된 상기 제 2 이미지 정보가 획득되도록 학습된 신경망 모델을 포함하는,
방법.
According to claim 1,
The neural network model is,
With respect to Gaussian distributed noise, it includes a neural network model learned to obtain an image from which part or all of the noise has been removed by removing part or all of the noise,
A neural network model learned to obtain the second image information from which part or all of the noise is removed based on the original image and the mask condition when the original image and the mask condition are input to the neural network model. Including,
method.
제 2 항에 있어서,
상기 마스크 조건은,
상기 원본 이미지의 변환을 원하는 부분에 대하여 마스킹 영역을 생성하고, 상기 생성된 마스킹 영역에 기초하여 결정되는,
방법.
According to claim 2,
The mask conditions are,
A masking area is created for the part of the original image where conversion is desired, and is determined based on the created masking area,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 이미지 정보 및 상기 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하는 단계는,
상기 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 신원(identity) 특징 벡터를 추출하고, 목표 이미지에 기초하여 목표 신원(identity) 특징 벡터를 추출하고, 상기 추출된 제 1 신원 특징 벡터 및 상기 목표 신원 특징 벡터에 기초하여 상기 특징 손실 함수를 계산하는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
Comparing the second image information and the target image to calculate a feature loss function,
Extract a first identity feature vector based on the second image information, extract a target identity feature vector based on the target image, and extract the extracted first identity feature vector and the target identity feature vector. calculating the feature loss function based on
Including,
method.
컴퓨팅 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는, 이미지를 변환하기 위한 신경망 모델을 학습시키기 위한 방법으로서,
목표 이미지 및 원본 이미지를 수신하는 단계;
신경망 모델을 활용하여, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하고, 제 2 이미지 정보를 획득하는 단계;
상기 제 2 이미지 정보 및 상기 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하는 단계;
상기 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 분할(Segmentation) 영역 정보를 추출하고, 상기 원본 이미지에 기초하여 원본 분할(Segmentation) 영역 정보를 추출하고, 상기 추출된 제 1 분할 영역 정보 및 상기 원본 분할 영역 정보에 기초하여 영역 손실 함수를 계산하는 단계;
상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 시선 방향(gaze) 손실 함수를 계산하는 단계; 및
상기 특징 손실 함수, 영역 손실 함수, 또는 상기 시선 방향 손실 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시키는 단계;
를 포함하는,
방법.
1. A method for training a neural network model for transforming an image, performed by one or more processors of a computing device, comprising:
Receiving a target image and an original image;
Using a neural network model, removing part or all of first image information containing noise and obtaining second image information;
Comparing the second image information and the target image to calculate a feature loss function;
Extract first segmentation area information based on the second image information, extract original segmentation area information based on the original image, and extract the extracted first segmentation area information and the original segmentation area. calculating a region loss function based on the information;
Comparing the second image information and the original image to calculate a gaze loss function; and
Learning the neural network model based on at least one of the feature loss function, the region loss function, or the gaze direction loss function;
Including,
method.
삭제delete 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금 이미지를 변환하기 위한 신경망 모델을 학습시키기 위한 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은:
목표 이미지 및 원본 이미지를 수신하는 동작;
신경망 모델을 활용하여, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하고, 제 2 이미지 정보를 획득하는 동작;
상기 제 2 이미지 정보 및 상기 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하는 동작;
상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 영역 손실 함수를 계산하는 동작;
상기 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 시선 방향(gaze) 정보를 추출하고, 상기 원본 이미지에 기초하여 원본 시선 방향 정보를 추출하고, 상기 추출된 제 1 시선 방향 정보 및 상기 원본 시선 방향 정보에 기초하여 시선(gaze) 방향 손실 함수를 계산하는 동작; 및
상기 특징 손실 함수, 영역 손실 함수, 또는 상기 시선 방향 손실 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시키는 동작;
을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored in a computer-readable storage medium, wherein the computer program, when executed by one or more processors, causes the one or more processors to perform operations for training a neural network model for converting an image, the operations being :
Receiving a target image and a source image;
Using a neural network model, removing part or all of first image information containing noise and obtaining second image information;
Comparing the second image information and the target image to calculate a feature loss function;
Comparing the second image information and the original image to calculate a region loss function;
Extract first gaze direction information based on the second image information, extract original gaze direction information based on the original image, and based on the extracted first gaze direction information and the original gaze direction information. An operation of calculating a gaze direction loss function; and
An operation of training the neural network model based on at least one of the feature loss function, the region loss function, or the gaze direction loss function;
Including,
A computer program stored on a computer-readable storage medium.
컴퓨팅 장치로서,
적어도 하나의 프로세서; 및
메모리
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
목표 이미지 및 원본 이미지를 수신하고;
신경망 모델을 활용하여, 노이즈가 포함된 제 1 이미지 정보에 대하여 상기 노이즈의 부분 또는 전부를 제거하고, 제 2 이미지 정보를 획득하고;
상기 제 2 이미지 정보 및 상기 목표 이미지를 비교하여 특징 손실 함수를 계산하고;
상기 제 2 이미지 정보 및 상기 원본 이미지를 비교하여 영역 손실 함수를 계산하고;
상기 제 2 이미지 정보에 기초하여 제 1 시선 방향(gaze) 정보를 추출하고, 상기 원본 이미지에 기초하여 원본 시선 방향 정보를 추출하고, 상기 추출된 제 1 시선 방향 정보 및 상기 원본 시선 방향 정보에 기초하여 시선(gaze) 방향 손실 함수를 계산하고; 그리고
상기 특징 손실 함수, 영역 손실 함수, 또는 상기 시선 방향 손실 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신경망 모델을 학습시키도록 구성되는,
컴퓨팅 장치.
As a computing device,
at least one processor; and
Memory
Including,
The at least one processor,
receive a target image and a source image;
Using a neural network model, remove part or all of first image information containing noise and obtain second image information;
Compare the second image information and the target image to calculate a feature loss function;
Compare the second image information and the original image to calculate a region loss function;
Extract first gaze direction information based on the second image information, extract original gaze direction information based on the original image, and based on the extracted first gaze direction information and the original gaze direction information. Calculate the gaze direction loss function; and
Configured to train the neural network model based on at least one of the feature loss function, the region loss function, or the gaze direction loss function,
Computing device.
KR1020230092406A 2022-12-02 2023-07-17 Face image conversion method using diffusion model KR102665707B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230092406A KR102665707B1 (en) 2022-12-02 2023-07-17 Face image conversion method using diffusion model

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220166571A KR102615322B1 (en) 2022-12-02 2022-12-02 Face image conversion method using diffusion model
KR1020230092406A KR102665707B1 (en) 2022-12-02 2023-07-17 Face image conversion method using diffusion model

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220166571A Division KR102615322B1 (en) 2022-12-02 2022-12-02 Face image conversion method using diffusion model

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102665707B1 true KR102665707B1 (en) 2024-05-14

Family

ID=89385271

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220166571A KR102615322B1 (en) 2022-12-02 2022-12-02 Face image conversion method using diffusion model
KR1020230092406A KR102665707B1 (en) 2022-12-02 2023-07-17 Face image conversion method using diffusion model

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220166571A KR102615322B1 (en) 2022-12-02 2022-12-02 Face image conversion method using diffusion model

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102615322B1 (en)

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALEXANDER GROSHEV et al., ‘GHOSTA New Face Swap Approach for Image and Video Domains’, IEEE Access, Vol.10, 05 August 2022.*
Chao Xu et al., ‘Region-Aware Face Swapping’, arXiv:2203.04564v2 [cs.CV], 18 March 2022.*
Wei Jiang et al., ‘Facke: a Survey on Generative Models for Face Swapping’, arXiv:2206.11203v1 [cs.CV], 22 June 2022.*
Yangyang Xu et al., ‘High-resolution Face Swapping via Latent Semantics Disentanglement’, arXiv:2203.15958v1 [cs.CV], 30 March 2022.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR102615322B1 (en) 2023-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102583582B1 (en) Method for generating anoamlous data
KR102490060B1 (en) Method for restoring a masked face image by using the neural network model
KR102588332B1 (en) Method for generating storyboard based on script text
KR102478076B1 (en) Method for generating learning data for speech recognition errer detection
KR102480423B1 (en) Data generation using an neural network model with encoder-decoder structure
KR102665707B1 (en) Face image conversion method using diffusion model
KR102674067B1 (en) Method for improving image conversion quality for angle change
KR102627764B1 (en) Method for training the neural network model transforming images by using parial images
KR102649764B1 (en) Method for generating face swap image
KR102649436B1 (en) Method for creating predictive image for plastic surgery or procedure
KR102579686B1 (en) Method for transforming an image step by step taking into account angle changes
KR102647511B1 (en) Method for reinforce learning on large language model
KR102649301B1 (en) Method for learning of model that improves talking image quality
KR102579684B1 (en) Method for modeling a digital human by using the neural network trianing model
KR102606617B1 (en) Method for generating video by using diffusion model
KR102579685B1 (en) Method for constructing facial movement control parameters of digital human with control information
KR102606619B1 (en) Method for predicting the rate of recovery from trauma after surgery by using feedback information
KR102669806B1 (en) Method and apparatus to assist in solving mathematical problem
KR102546175B1 (en) Method for training neural network model performing face swap
KR102669679B1 (en) Method for generating sketch image from original image
KR20240009297A (en) Method and computer program for domain adaptation
KR102669801B1 (en) Method and apparatus for generating and mapping avatar textures
KR102647510B1 (en) Method for text segmentation using hyperdimensional computing
KR102547630B1 (en) Method for restoring a masked face image by using the neural network model
KR102492277B1 (en) Method for qa with multi-modal information

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant