KR20220073582A - Method for training and testing obfuscation network capable of performing distinct concealing processes for distinct parts of original medical image, and training device and testing device using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원본 의료 이미지의 각 영역들에 대응한 특징적 컨실링 프로세스들을 혼합하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하여 변조 의료 이미지를 생성함으로써 사람에게서는 변조 의료 이미지가 원본 의료 이미지와는 다른 것으로 인식되며 러닝 네트워크에서 변조 의료 이미지가 원본 의료 이미지로 인식될 수 있도록 하는 것이다.The present invention mixes characteristic concealing processes corresponding to respective regions of the original medical image to generate a tampered medical image by concealing the original medical image, so that the human being recognized that the tampered medical image is different from the original medical image It is to enable the tampered medical image to be recognized as the original medical image in the network.
Description
본 발명은 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크(obfuscation network)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원본 의료 이미지 상에서 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역과 그 외의 영역에 각각 다른 컨실링 프로세스를 적용하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습하는 방법 및 테스트하는 방법, 그리고 이를 이용한 학습 장치 및 테스트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an obfuscation network for concealing an original medical image, and more particularly, to an area including medical information used for medical condition determination on an original medical image and a different control to other areas. A method of learning and testing a modulation network that conceals an original medical image by applying a sealing process, and a learning apparatus and a testing apparatus using the same.
빅데이터(big data)란, 기존의 기업 환경이나 공공 기관에서 사용되는 정형화된 데이터는 물론, 전자 상거래 데이터, 메타 데이터, 웹 로그 데이터, 무선 식별(RFID: Radio Frequency Identification) 데이터, 센서 네트워크 데이터, 소셜 네트워크 데이터, 인터넷 텍스트와 문서에 관한 데이터, 인터넷 검색 인덱싱 데이터 등 기존에 미처 활용하지 못하던 비정형화 또는 반정형화된 데이터를 모두 포함하는 데이터로서, 이와 같은 데이터는 일반적으로 보통의 소프트웨어 툴 및 컴퓨터 시스템으로는 다루기 어려운 수준의 데이터 양을 갖게 된다는 의미에서 빅데이터라 칭하고 있다.Big data is not only standardized data used in the existing corporate environment or public institutions, but also e-commerce data, metadata, web log data, Radio Frequency Identification (RFID) data, sensor network data, Data that includes unstructured or semi-structured data that has not been utilized before, such as social network data, Internet text and document data, and Internet search indexing data. It is called big data in the sense that it will have a level of data that is difficult to handle.
이러한 빅데이터는 그 자체만으로는 의미가 없을 수 있으나, 패턴 등에 대한 기계 학습을 통해 다양한 분야에서 새로운 데이터를 만들어내거나 판단 또는 예측을 하는데 유용하게 사용될 수 있다.Such big data may have no meaning by itself, but it can be usefully used to create new data in various fields through machine learning on patterns, etc., or to make judgments or predictions.
대표적인 예로, 각 의료기관에서 생성되는 환자에 대한 진료정보를 빅데이터화한 의료 빅데이터는 분석 및 정제 과정을 거치면 의료기관, 연구소, 및 제약회사 등의 기업이 연구를 진행하거나 정부 및 보험사 등의 기업들이 통계를 생성하고 분석하는 데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.As a representative example, medical big data, which is generated by each medical institution into big data of patient information, is analyzed and refined. It is expected to greatly contribute to the creation and analysis of
그러나, 많은 분야가 빅데이터 분석 기반의 개방형 혁신으로 비약적인 발전을 이룩하고 있지만, 의료산업의 데이터는 많은 민감자료를 포함하고 있어 해당 데이터를 활용한 외부 협력에는 많은 어려움이 존재해 왔다. 근래에는 데이터 3법의 통과로 빅데이터 활용에 대한 기대가 더 높아지고 있지만 그만큼 익명화에 대한 요구도 비례하여 커졌다고 볼 수 있겠다.However, although many fields are making rapid progress through open innovation based on big data analysis, data in the medical industry contains many sensitive data, so there have been many difficulties in external cooperation using the data. In recent years, expectations for the use of big data have increased with the passage of the Data 3 Act, but it can be seen that the demand for anonymization has grown proportionally.
단순히 환자의 신상 정보를 삭제하는 것에서 더 나아간 고차원적인 익명화 방법이 의료 빅데이터의 활용가치를 더 높일 것으로 기대된다. 개인정보로 취급될 수 있는 의료영상: 환자 관찰 동영상, 환부 사진, 성형 전ㆍ후 사진, X-Ray, 초음파, CT 촬영 사진, PET(양전자 단층 촬영: Positron Emission Tomography), f-MRI(기능자기공명영상법: Functional Magnetic Resonance Imaging) 등이 해당하는 의료영상정보는 복잡다단한 상황이 많이 발생하기 때문에 특정 상황에서 개인임을 식별할 수 있는 개인영상정보가 될 수 있다. 실제로, 해외에서는 유출된 X-ray를 이용해 개인을 식별한 사례가 있었다. 따라서 의료영상을 개인정보와 저작권이 보호된 형태로 안전하게 사용할 수 있는 방안이 필요하다.A high-level anonymization method that goes beyond simply deleting the patient's personal information is expected to further increase the utilization value of medical big data. Medical images that can be treated as personal information: Patient observation videos, pictures of affected areas, pictures before and after plastic surgery, X-rays, ultrasound, CT scans, PET (Positron Emission Tomography), f-MRI (Functional Magnetics) Resonance imaging (Functional Magnetic Resonance Imaging), etc., can be personal image information that can identify an individual in a specific situation because many complex situations occur. In fact, there have been cases where individuals were identified using leaked X-rays overseas. Therefore, there is a need for a method that can safely use medical images in a form that protects personal information and copyright.
특히, 최근에는 원본 의료 데이터 상에 포함된 정보를 비가역적으로 변환하여 개인 식별이 가능한 식별 정보의 유출을 예방하는 다양한 방식의 컨실링 처리 방법이 제시되고 있다.In particular, in recent years, various types of concealing processing methods for preventing leakage of personally identifiable information by irreversibly converting information included in original medical data have been proposed.
일례로, 원본 의료 데이터 상에 포함된 모든 객체를 마스킹(masking) 또는 블러(blur) 처리하여 지우거나 가리는 방법은 비교적 간단하게 컨실링 처리가 가능하다는 장점이 있으나, 원본 의료 데이터에 포함된 모든 객체를 컨실링할 경우 병명을 판단하는데 필요한 유의미한 모든 데이터도 컨실링되므로 의료 빅데이터로서의 효용가치가 떨어진다는 단점이 있다.For example, a method of erasing or hiding all objects included in the original medical data by masking or blurring has the advantage of relatively simple concealing processing, but all objects included in the original medical data In the case of concealment, all meaningful data necessary to determine the disease name is also concealed, so there is a disadvantage in that the utility value as medical big data is lowered.
다른 예로, 원본 의료 데이터 상에 포함된 정보 중에 식별 정보를 포함하는 영역을 판단하여 해당 영역을 컨실링 처리하는 방법은 식별 정보 포함 영역을 제외한 다른 부분은 그대로 두어 데이터 활용에 유리하지만, 식별 정보 포함 영역을 판단하는 과정에서 누락이 발생하는 경우 개인 정보 누출에 취약하다는 한계가 존재한다.As another example, the method of determining the area including identification information among the information included in the original medical data and concealing the area is advantageous for data utilization by leaving the other parts except for the identification information included area, but If an omission occurs in the process of determining a domain, there is a limit to being vulnerable to personal information leakage.
또 다른 방법으로는, 공개특허 10-2020-0014396에 개시된 바와 같이, 원본 의료 데이터 상에서 병명 판단 등 데이터 분석에 필요한 중요 영역만을 그대로 두고 그 외의 영역은 비가역적으로 처리하는 방식이 존재한다. 구체적으로, 해당 공개특허에서 기술하고 있는 의료 영상 컨실링 시스템은 환자의 안면 영역을 포함하는 의료 영상에서 안면 영역을 분리하여, 분석에 필요한 영역을 제외한 나머지 안면 영역에 대한 컨실링을 수행한다.As another method, as disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2020-0014396, there is a method of irreversibly processing other areas while leaving only important areas necessary for data analysis such as disease name determination on original medical data. Specifically, the medical image concealing system described in the relevant patent application separates a facial region from a medical image including the patient's facial region and conceals the rest of the facial region except for a region necessary for analysis.
이와 같은 컨실링 기술은 개인 정보 누출을 방지하는 데에 더 적합할 수 있으나, 컨실링 처리되지 않은 영역은 사람의 눈으로 인식이 가능하므로 해당 영역에 개인 식별을 위한 중요한 식별 정보가 포함된 경우에는 여전히 개인 정보 누출에 대해 완전히 안전할 수 없다는 한계가 존재한다.Such concealing technology may be more suitable for preventing personal information leakage, but since the area that is not concealed is recognizable by the human eye, if the area contains important identification information for personal identification, There is still a limitation that it cannot be completely secure against leakage of personal information.
따라서, 상기 문제점들을 해결하기 위한 개선 방안이 요구되는 실정이다.Accordingly, there is a need for an improvement method to solve the above problems.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve all of the above problems.
또한, 본 발명은 원본 의료 이미지에 포함된 개인 식별 정보를 찾는 별도의 작업 대신 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스를 적용함으로써 비교적 간편하면서도 개인 정보 노출의 위험성을 최소화하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to minimize the risk of personal information exposure while being relatively simple by applying different concealing processes for each area of the original medical image instead of a separate task of finding personal identification information included in the original medical image.
또한, 본 발명은 원본 의료 이미지를 비가역적으로 컨실링 처리한 데이터를 생성함으로써, 원본 의료 이미지를 복구함으로써 발생할 수 있는 보안이나 프라이버시 관련 문제를 방지하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to prevent security or privacy-related problems that may occur by restoring the original medical image by generating data obtained by irreversibly concealing the original medical image.
또한, 본 발명은 원본 의료 이미지에 대해 충분한 컨실링 프로세서를 적용하되 머신 러닝 네트워크가 해석할 수 있는 중요 피쳐들을 보존함으로써, 인간은 변조 의료 이미지에서 원본 의료 이미지를 유추하는 것이 불가능하지만 머신 러닝 네트워크는 변조 의료 이미지로부터 원본 의료 이미지와 동일하거나 유사한 인식 결과를 생성하는 것이 가능하게 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention applies a sufficient concealing processor to the original medical image, but preserves important features that the machine learning network can interpret, so that it is impossible for humans to infer the original medical image from the tampered medical image, but the machine learning network Another object is to make it possible to generate a recognition result identical to or similar to the original medical image from a tampered medical image.
또한, 본 발명은 빅데이터 거래 시장을 보다 활성화시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to further activate the big data trading market.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.In order to achieve the object of the present invention as described above and to realize the characteristic effects of the present invention to be described later, the characteristic configuration of the present invention is as follows.
본 발명의 일 태양에 따르면, 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습하는 방법에 있어서, (a) 학습 장치가, 학습용 의료 이미지를 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역 각각에 대응되는 제1 컨실링 프로세스와 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 학습용 제1 영역과 상기 학습용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 학습용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하는 단계; (b) 상기 학습 장치가, (i) 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 제1 컨실링 프로세스를 진행한 제1 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제1 판별기와 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 제2 컨실링 프로세스를 진행한 제2 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제2 판별기 각각에 상기 학습용 변조 의료 이미지를 입력하여, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지가 진짜인지 가짜인지를 판단한 제1 변조 의료 이미지 스코어 내지 제2 변조 의료 이미지 스코어를 출력하도록 하는 프로세스, 및 (ii) 상기 학습용 변조 의료 이미지를 이미지 식별 네트워크에 입력하여, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지를 러닝 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지에 대응되는 학습용 의료 특징 정보를 출력하도록 하는 프로세스를 수행하는 단계; 및 (c) 상기 학습 장치가, 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 가중 합산한 합산 로스를 최대화하며, 상기 이미지 식별 네트워크의 상기 학습용 의료 특징 정보 또는 상기 학습용 의료 특징 정보를 이용하여 생성한 태스크 특정 출력과, 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 그라운드 트루스를 참조하여 생성한 정확도 로스를 최소화하도록 상기 변조 네트워크를 학습시키는 단계; 를 포함하는 방법이 개시된다.According to an aspect of the present invention, in a method for learning a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of an original medical image, (a) a learning apparatus includes: a medical image for training is input to the modulation network to cause the modulation network to perform the first and second concealing processes respectively corresponding to the first learning area and the second learning area of the training medical image, respectively, the first area for training and the second area for training. generating a modulated medical image for learning corresponding to the medical image for learning by performing in the second region; (b) the learning device, (i) a first discriminator for realizing a first reference medical image that has undergone the first concealing process on the entire region of the medical image for training and the entire region of the medical image for training By inputting the training modulated medical image to each of the second discriminators for judging the second reference medical image that has undergone the second concealing process to be genuine, the first discriminator and the second discriminator cause the training modulated medical image outputting a first modulated medical image score to a second modulated medical image score for determining whether an image is real or fake, and (ii) inputting the modulated medical image for training into an image identification network, causing the image identification network to , performing a process of performing a learning operation on the modulated medical image for learning and outputting medical feature information for learning corresponding to the modulated medical image for learning; and (c) maximizing a summation loss obtained by weighted summing, by the learning apparatus, a first_1 discriminant loss and a 2_1 discriminant loss generated by referring to the first modulated medical image score and the second modulated medical image score, and the image Training the modulation network to minimize an accuracy loss generated by referring to a task specific output generated using the medical feature information for training or the medical feature information for training of an identification network and a ground truth corresponding to the training medical image. ; A method comprising
일례로서, (d) 상기 학습 장치가, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기 각각이 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 상기 제1_1 판별 로스와 상기 제2_1 판별 로스를 각각 최소화하며, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기에 각각 입력된 상기 제1 참조 의료 이미지와 상기 제2 참조 의료 이미지 각각에 대응되는 제1 참조 의료 이미지 스코어와 제2 참조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_2 판별 로스와 제2_2 판별 로스를 각각 최대화하도록 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기 각각을 학습시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.As an example, (d) the learning device generates the first_1 discriminant loss and the first_1 discriminant loss generated by the first discriminator and the second discriminator with reference to the first modulated medical image score and the second modulated medical image score. The second_1 discrimination loss is minimized, respectively, and the first reference medical image score and the second reference medical image corresponding to the first and second reference medical images respectively input to the first discriminator and the second discriminator, respectively. training each of the first discriminator and the second discriminator to maximize a 1_2 discriminant loss and a 2_2 discriminant loss generated with reference to the image score, respectively; Disclosed is a method characterized in that it further comprises.
일례로서, (e) 상기 학습 장치가, 상기 정확도 로스를 최소화하도록 상기 이미지 식별 네트워크를 학습시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.As an example, (e) the training device training the image identification network to minimize the accuracy loss; Disclosed is a method characterized in that it further comprises.
일례로서, 상기 학습 장치가, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지를 인식하도록 학습시킨 상태인 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.As an example, a method is disclosed, wherein the learning device is in a state in which the image identification network has been trained to recognize the medical image for training.
일례로서, 상기 학습 장치는, 상기 합산 로스를 이용하여 상기 변조 네트워크의 학습을 진행할 때, (i) 상기 학습용 제1 영역에 대해서는, 상기 학습용 제1 영역에 대응되는 상기 제1_1 판별 로스에 상기 학습용 제2 영역에 대응되는 상기 제2_1 판별 로스보다 높은 가중치를 적용하여 학습을 진행하고, (ii) 상기 학습용 제2 영역에 대해서는, 상기 학습용 제2 영역에 대응되는 상기 제2_1 판별 로스에 상기 학습용 제1 영역에 대응되는 상기 제1_1 판별 로스보다 높은 가중치를 적용하여 학습을 진행하는 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다. As an example, when the learning apparatus performs learning of the modulation network using the summation loss, (i) for the first region for learning, the first_1 discrimination loss corresponding to the first region for learning is Learning is carried out by applying a higher weight than the second_1 discrimination loss corresponding to the second area, and (ii) for the second area for learning, the second_1 determination loss corresponding to the second area for learning is applied to the second_1 determination loss corresponding to the second area for learning. Disclosed is a method characterized in that the learning is performed by applying a weight higher than the first_1 discrimination loss corresponding to the first area.
일례로서, 상기 학습 장치는, 상기 변조 네트워크로 하여금, 상기 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 학습용 제1 영역을 컨실링 처리하도록 하며, 상기 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 학습용 제2 영역을 컨실링 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.As an example, the learning device causes the modulation network to conceal the first region for learning so as to have a relatively low noise density according to the degree of concealing through the first concealing process, and Disclosed is a method characterized in that the second area for learning is subjected to a concealing process to have a relatively high noise density according to a concealing degree through a concealing process.
일례로서, 상기 학습 장치는, 상기 학습용 의료 이미지의 영역들 중, 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역을 상기 학습용 제1 영역으로 설정하며, 상기 학습용 의료 이미지에서 상기 학습용 제1 영역을 제외한 영역을 상기 학습용 제2 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.As an example, the learning apparatus sets, among the areas of the medical image for learning, a region including medical information used for medical condition determination as the first region for learning, and selects the first region for learning from the medical image for learning. Disclosed is a method characterized in that the excluded area is set as the second area for learning.
일례로서, 상기 학습 장치는, 상기 학습용 의료 이미지에서의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역을 설정한 학습용 라벨링 정보로부터 상기 학습용 의료 이미지의 상기 학습용 제1 영역 정보와 상기 학습용 제2 영역 정보를 획득하여 상기 변조 네트워크로 입력하는 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다. As an example, the learning apparatus obtains the first area information for learning and the second area information for learning of the medical image for learning from labeling information for learning that sets a first area for learning and a second area for learning in the medical image for training A method characterized in that the input to the modulation network is disclosed.
일례로서, 상기 학습 장치는, 상기 학습용 의료 이미지를 상기 변조 네트워크로 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금, 인코더를 통해 상기 학습용 의료 이미지를 적어도 한번 컨볼루션 연산하여 학습용 피처맵을 생성하도록 하며, 디코더를 통해 상기 학습용 피처맵을 적어도 한번 디컨볼루션 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지를 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.As an example, the learning device inputs the medical image for training into the modulation network so that the modulation network performs a convolution operation on the medical image for training at least once through an encoder to generate a feature map for learning, through a decoder Disclosed is a method characterized in that the learning feature map is deconvolved at least once to output the modulated medical image for learning.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 테스트하는 방법에 있어서, (a) 학습 장치에 의해, (i) 학습용 의료 이미지를 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역 각각에 대응되는 학습용 제1 컨실링 프로세스와 학습용 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 학습용 제1 영역과 상기 학습용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 학습용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하고, (ii) (ii-1) 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 학습용 제1 컨실링 프로세스를 진행한 제1 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제1 판별기와 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 학습용 제2 컨실링 프로세스를 진행한 제2 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제2 판별기 각각에 상기 학습용 변조 의료 이미지를 입력하여, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지가 진짜인지 가짜인지를 판단한 제1 변조 의료 이미지 스코어 내지 제2 변조 의료 이미지 스코어를 출력하도록 하는 프로세스, 및 (ii-2) 상기 학습용 변조 의료 이미지를 이미지 식별 네트워크에 입력하여, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지를 러닝 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지에 대응되는 학습용 의료 특징 정보를 출력하도록 하는 프로세스를 수행하며, (iii) 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 가중 합산한 합산 로스를 최대화하며, 상기 이미지 식별 네트워크의 상기 학습용 의료 특징 정보 또는 상기 학습용 의료 특징 정보를 이용하여 생성한 태스크 특정 출력과, 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 그라운드 트루스를 참조하여 생성한 정확도 로스를 최소화하도록 상기 변조 네트워크를 학습시킨 상태에서, 테스트 장치가, 테스트용 의료 이미지를 획득하는 단계; 및 (b) 상기 테스트 장치가, 테스트용 의료 이미지를 상기 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 테스트용 의료 이미지의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역 각각에 대응되는 테스트용 제1 컨실링 프로세스와 테스트용 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 테스트용 제1 영역과 상기 테스트용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 테스트용 의료 이미지에 대응되는 테스트용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하는 단계; 를 포함하는 방법이 개시된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of testing a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image, (a) by a learning device, (i) ) input a medical image for training into a modulation network to cause the modulation network to perform each of the first and second learning concealing processes corresponding to each of the first learning region and the second learning region of the training medical image for the learning The first area and the second area for learning are performed to generate a modulated medical image for training corresponding to the medical image for training, and (ii) (ii-1) the entire area of the medical image for training is covered with the first control for training. A first discriminator for judging the first reference medical image that has undergone the sealing process as genuine, and a second discriminant that allows the entire area of the training medical image to be judged as genuine and a second reference medical image that has undergone the second concealing process for learning By inputting the modulated medical image for learning to each device, the first discriminator and the second discriminator generate a first modulated medical image score to a second modulated medical image score for judging whether the modulated medical image for training is real or fake and (ii-2) inputting the modulated medical image for training into an image identification network, causing the image identification network to perform a learning operation on the modulated medical image for training to correspond to the modulated medical image for training. performing a process to output feature information, and (iii) a summation loss obtained by weighted summing a first_1 discriminant loss and a 2_1 discriminant loss generated by referring to the first modulated medical image score and the second modulated medical image score. maximizing, and referring to the task specific output generated using the medical feature information for learning or the medical feature information for learning of the image identification network and the ground truth corresponding to the medical image for learning acquiring, by a test device, a medical image for testing in a state in which the modulation network is trained to minimize the generated accuracy loss; and (b) the test device inputs a medical image for testing into the modulation network to cause the modulation network to cause a first test area corresponding to each of the first area for testing and the second area for testing of the medical image for testing. generating a modulated medical image for testing corresponding to the medical image for testing by performing a concealing process and a second concealing process for testing on the first region for testing and the second region for testing, respectively; A method comprising
일례로서, 상기 (a) 단계에서,As an example, in step (a),
상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기는 각각, 상기 학습 장치에 의해, 상기 제1_1 판별 로스와 상기 제2_1 판별 로스를 각각 최소화하며, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기에 각각 입력된 상기 제1 참조 의료 이미지와 상기 제2 참조 의료 이미지 각각에 대응되는 제1 참조 의료 이미지 스코어와 제2 참조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_2 판별 로스와 제2_2 판별 로스를 각각 최대화하도록 학습된 상태인 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.The first discriminator and the second discriminator respectively minimize the first_1 discrimination loss and the second_1 discrimination loss by the learning device, and the first discriminator and the second discriminator respectively input to the first discriminator and the second discriminator that the first_2 discriminant loss and the second_2 discriminant loss generated by referring to the first reference medical image score and the second reference medical image score corresponding to the reference medical image and the second reference medical image, respectively, are respectively maximized A method of characterization is disclosed.
일례로서, 상기 이미지 식별 네트워크는, 상기 학습 장치에 의해, 상기 정확도 로스를 최소화하도록 학습되거나, 상기 학습용 의료 이미지를 인식하도록 학습된 상태인 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.As an example, a method is disclosed, wherein the image identification network is trained by the learning device to minimize the accuracy loss or is trained to recognize the medical image for training.
일례로서, 상기 테스트 장치는, 상기 변조 네트워크로 하여금, 상기 테스트용 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 테스트용 제1 영역을 컨실링 처리하도록 하며, 상기 테스트용 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 테스트용 제2 영역을 컨실링 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.As an example, the test device causes the modulation network to conceal the first region for the test to have a relatively low noise density according to the degree of concealing through the first concealing process for the test, Disclosed is a method characterized in that the second area for the test is subjected to a concealing process to have a relatively high noise density according to the degree of concealing through the second concealing process for the test.
일례로서, 상기 테스트 장치는, 상기 테스트용 의료 이미지의 영역들 중, 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역을 상기 테스트용 제1 영역으로 설정하며, 상기 테스트용 의료 이미지에서 상기 테스트용 제1 영역을 제외한 영역을 상기 테스트용 제2 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.As an example, the test apparatus sets, among the areas of the test medical image, an area including medical information used for medical condition determination as the first test area, and in the test medical image, the test area Disclosed is a method characterized in that an area other than the first area is set as the second area for the test.
일례로서, 상기 테스트 장치는, 상기 테스트용 의료 이미지에서의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역을 설정한 테스트용 라벨링 정보로부터 상기 테스트용 의료 이미지의 상기 테스트용 제1 영역 정보와 상기 테스트용 제2 영역 정보를 획득하여 상기 변조 네트워크에 입력하는 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다. As an example, the test device may include, from labeling information for testing in which a first region for testing and a second region for testing in the medical image for testing are set, the first region information for testing and the test in the medical image for testing. A method is disclosed, comprising obtaining second domain information for use and inputting it into the modulation network.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습하는 학습 장치에 있어서, 인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및 상기 인스트럭션들을 실행하기 위해 구성된 적어도 하나의 프로세서;를 포함하되, 상기 프로세서가, (I) 학습용 의료 이미지를 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역 각각에 대응되는 제1 컨실링 프로세스와 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 학습용 제1 영역과 상기 학습용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 학습용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하는 프로세스, (II) (i) 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 제1 컨실링 프로세스를 진행한 제1 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제1 판별기와 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 제2 컨실링 프로세스를 진행한 제2 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제2 판별기 각각에 상기 학습용 변조 의료 이미지를 입력하여, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지가 진짜인지 가짜인지를 판단한 제1 변조 의료 이미지 스코어 내지 제2 변조 의료 이미지 스코어를 출력하도록 하는 서브 프로세스, 및 (ii) 상기 학습용 변조 의료 이미지를 이미지 식별 네트워크에 입력하여, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지를 러닝 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지에 대응되는 학습용 의료 특징 정보를 출력하도록 하는 서브 프로세스를 수행하는 프로세스; 및 (III) 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 가중 합산한 합산 로스를 최대화하며, 상기 이미지 식별 네트워크의 상기 학습용 의료 특징 정보 또는 상기 학습용 의료 특징 정보를 이용하여 생성한 태스크 특정 출력과, 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 그라운드 트루스를 참조하여 생성한 정확도 로스를 최소화하도록 상기 변조 네트워크를 학습시키는 프로세스; 를 수행하는 학습 장치가 개시된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a learning apparatus for learning a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image, comprising: at least one memory for storing instructions; and at least one processor configured to execute the instructions, wherein the processor is configured to: (I) input a medical image for training into a modulation network to cause the modulation network to form a first region for training and a first region for training of the medical image for training. A process of generating a modulated medical image for training corresponding to the medical image for training by performing a first concealing process and a second concealing process corresponding to each of the two regions in the first region for learning and the second region for learning, respectively , (II) (i) a first discriminator for realizing a first reference medical image that has undergone the first concealing process on the entire region of the medical image for training, and a second control unit on the entire region of the medical image for training By inputting the training modulated medical image to each of the second discriminators for judging the second reference medical image that has undergone the sealing process to be genuine, the first discriminator and the second discriminator determine whether the training modulated medical image is genuine. a sub-process for outputting a first modulated medical image score to a second modulated medical image score for determining whether it is fake, and (ii) inputting the modulated medical image for training into an image identification network, causing the image identification network to: a process of performing a sub-process of performing a learning operation on a modulated medical image and outputting medical feature information for learning corresponding to the modulated medical image for learning; and (III) maximizing a summation loss obtained by weighted summing a first_1 discriminant loss and a 2_1 discriminant loss generated with reference to the first modulated medical image score and the second modulated medical image score, for the training of the image identification network a process of training the modulation network to minimize an accuracy loss generated by referring to a task specific output generated using the medical characteristic information or the medical characteristic information for training and a ground truth corresponding to the training medical image; A learning apparatus for performing is disclosed.
일례로서, (IV) 상기 프로세서가, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기 각각이 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 상기 제1_1 판별 로스와 상기 제2_1 판별 로스를 각각 최소화하며, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기에 각각 입력된 상기 제1 참조 의료 이미지와 상기 제2 참조 의료 이미지 각각에 대응되는 제1 참조 의료 이미지 스코어와 제2 참조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_2 판별 로스와 제2_2 판별 로스를 각각 최대화하도록 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기 각각을 학습시키는 프로세스; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 학습 장치가 개시된다.As an example, (IV) the processor generates the first_1 discriminant loss and the second discriminator generated by the first discriminator and the second discriminator with reference to the first modulated medical image score and the second modulated medical image score, respectively. 2_1 discrimination loss is minimized, respectively, and a first reference medical image score and a second reference medical image corresponding to the first and second reference medical images respectively input to the first discriminator and the second discriminator a process of training each of the first discriminator and the second discriminator to maximize the first_2 discriminant loss and the second_2 discriminant loss generated with reference to the score, respectively; Disclosed is a learning apparatus further comprising a.
일례로서, (V) 상기 프로세서가, 상기 정확도 로스를 최소화하도록 상기 이미지 식별 네트워크를 학습시키는 프로세스; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 학습 장치가 개시된다.As an example, (V) the processor trains the image identification network to minimize the accuracy loss; Disclosed is a learning apparatus further comprising a.
일례로서, 상기 프로세서가, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지를 인식하도록 학습시킨 상태인 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.As an example, a method is disclosed, wherein the processor is in a state in which the image identification network has been trained to recognize the medical image for training.
일례로서, 상기 프로세서는, 상기 합산 로스를 이용하여 상기 변조 네트워크의 학습을 진행할 때, (i) 상기 학습용 제1 영역에 대해서는, 상기 학습용 제1 영역에 대응되는 상기 제1_1 판별 로스에 상기 학습용 제2 영역에 대응되는 상기 제2_1 판별 로스보다 높은 가중치를 적용하여 학습을 진행하고, (ii) 상기 학습용 제2 영역에 대해서는, 상기 학습용 제2 영역에 대응되는 상기 제2_1 판별 로스에 상기 학습용 제1 영역에 대응되는 상기 제1_1 판별 로스보다 높은 가중치를 적용하여 학습을 진행하는 것을 특징으로 하는 학습 장치가 개시된다.As an example, when the processor performs learning of the modulation network using the summation loss, (i) for the first area for learning, the first_1 discrimination loss corresponding to the first area for learning is Learning is carried out by applying a higher weight than the second_1 discrimination loss corresponding to the second area, and (ii) for the second learning area, the second learning loss is applied to the second_1 determination loss corresponding to the second learning area. Disclosed is a learning apparatus characterized in that the learning is performed by applying a weight higher than the first_1 discrimination loss corresponding to the region.
일례로서, 상기 프로세서는, 상기 변조 네트워크로 하여금, 상기 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 학습용 제1 영역을 컨실링 처리하도록 하며, 상기 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 학습용 제2 영역을 컨실링 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 학습 장치가 개시된다.As an example, the processor causes the modulation network to conceal the first region for learning so as to have a relatively low noise density according to the degree of concealing through the first concealing process, and Disclosed is a learning apparatus characterized in that the second area for learning is subjected to a concealing process to have a relatively high noise density according to a degree of concealing through a sealing process.
일례로서, 상기 프로세서는, 상기 학습용 의료 이미지의 영역들 중, 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역을 상기 학습용 제1 영역으로 설정하며, 상기 학습용 의료 이미지에서 상기 학습용 제1 영역을 제외한 영역을 상기 학습용 제2 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 학습 장치가 개시된다.As an example, the processor sets, among the areas of the medical image for learning, an area including medical information used for medical condition determination as the first area for learning, except for the first area for learning in the medical image for learning. Disclosed is a learning apparatus characterized in that an area is set as the second area for learning.
일례로서, 상기 프로세서는, 상기 학습용 의료 이미지에서의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역을 설정한 학습용 라벨링 정보로부터 상기 학습용 의료 이미지의 상기 학습용 제1 영역 정보와 상기 학습용 제2 영역 정보를 획득하여 상기 변조 네트워크로 입력하는 것을 특징으로 하는 학습 장치가 개시된다.As an example, the processor obtains the first area information for learning and the second area information for learning of the medical image for learning from the labeling information for learning that sets the first area for learning and the second area for learning in the medical image for training. Disclosed is a learning apparatus, characterized in that the input to the modulation network.
일례로서, 상기 프로세서는, 상기 학습용 의료 이미지를 상기 변조 네트워크로 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금, 인코더를 통해 상기 학습용 의료 이미지를 적어도 한번 컨볼루션 연산하여 학습용 피처맵을 생성하도록 하며, 디코더를 통해 상기 학습용 피처맵을 적어도 한번 디컨볼루션 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지를 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 학습 장치가 개시된다.As an example, the processor inputs the medical image for training into the modulation network to cause the modulation network to perform a convolution operation on the medical image for training at least once through an encoder to generate a feature map for training, and via a decoder Disclosed is a learning apparatus characterized in that the learning feature map is deconvolved at least once to output the modulated medical image for learning.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 테스트하는 테스트 장치에 있어서, 인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및 상기 인스트럭션들을 실행하기 위해 구성된 적어도 하나의 프로세서;를 포함하되, 상기 프로세서가, (I) 학습 장치에 의해, (i) 학습용 의료 이미지를 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역 각각에 대응되는 학습용 제1 컨실링 프로세스와 학습용 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 학습용 제1 영역과 상기 학습용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 학습용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하고, (ii) (ii-1) 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 학습용 제1 컨실링 프로세스를 진행한 제1 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제1 판별기와 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 학습용 제2 컨실링 프로세스를 진행한 제2 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제2 판별기 각각에 상기 학습용 변조 의료 이미지를 입력하여, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지가 진짜인지 가짜인지를 판단한 제1 변조 의료 이미지 스코어 내지 제2 변조 의료 이미지 스코어를 출력하도록 하는 프로세스, 및 (ii-2) 상기 학습용 변조 의료 이미지를 이미지 식별 네트워크에 입력하여, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지를 러닝 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지에 대응되는 학습용 의료 특징 정보를 출력하도록 하는 프로세스를 수행하며, (iii) 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 가중 합산한 합산 로스를 최대화하며, 상기 이미지 식별 네트워크의 상기 학습용 의료 특징 정보 또는 상기 학습용 의료 특징 정보를 이용하여 생성한 태스크 특정 출력과, 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 그라운드 트루스를 참조하여 생성한 정확도 로스를 최소화하도록 상기 변조 네트워크를 학습시킨 상태에서, 테스트용 의료 이미지를 획득하는 프로세스; 및 (II) 테스트용 의료 이미지를 상기 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 테스트용 의료 이미지의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역 각각에 대응되는 테스트용 제1 컨실링 프로세스와 테스트용 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 테스트용 제1 영역과 상기 테스트용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 테스트용 의료 이미지에 대응되는 테스트용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하는 프로세스; 를 수행하는 테스트 장치가 개시된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a test apparatus for testing a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image, comprising: at least one memory for storing instructions; and at least one processor configured to execute the instructions, wherein the processor (I) by means of a learning device (i) inputs a medical image for training into a modulation network to cause the modulation network to cause the medical image for training. Corresponding to the medical image for learning by performing a first concealing process for learning and a second concealing process for learning corresponding to each of the first region for learning and the second region for learning, respectively, in the first region for learning and the second region for learning a first discriminator configured to generate a modulated medical image for learning, and (ii) (ii-1) to truly determine a first reference medical image that has undergone the first concealing process for learning on the entire area of the medical image for learning; By inputting the modulated medical image for training into each of the second discriminators for truly judging the second reference medical image that has undergone the second concealing process for learning in the entire area of the medical image for training, the first discriminator and the first discriminator 2 A process for causing a discriminator to output a first modulated medical image score to a second modulated medical image score for determining whether the modulated medical image for training is real or fake, and (ii-2) image identification of the modulated medical image for training input to a network, causing the image identification network to perform a learning operation on the modulated medical image for training and output medical feature information for training corresponding to the modulated medical image for training; (iii) the first modulated medical image; Maximizes the summation loss obtained by weighted summing the first_1 discriminant loss and the 2_1 discriminant loss generated by referring to the image score and the second modulated medical image score, and the medical feature information for learning or the medical feature information for learning of the image identification network In a state in which the modulation network is trained to minimize the accuracy loss generated by referring to the task specific output generated using a process of acquiring a medical image for and (II) inputting a medical image for testing into the modulation network to cause the modulation network to perform a first concealing process for testing and a test corresponding to each of the first region for testing and the second region for testing of the medical image for testing. a process of generating a modulated medical image for testing corresponding to the medical image for testing by performing a second concealing process on the first region for testing and the second region for testing, respectively; A test device for performing is disclosed.
일례로서, 상기 (I) 프로세스에서, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기는 각각, 상기 학습 장치에 의해, 상기 제1_1 판별 로스와 상기 제2_1 판별 로스를 각각 최소화하며, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기에 각각 입력된 상기 제1 참조 의료 이미지와 상기 제2 참조 의료 이미지 각각에 대응되는 제1 참조 의료 이미지 스코어와 제2 참조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_2 판별 로스와 제2_2 판별 로스를 각각 최대화하도록 학습된 상태인 것을 특징으로 하는 테스트 장치가 개시된다.As an example, in the process (I), the first discriminator and the second discriminator respectively minimize the first_1 discriminant loss and the second_1 discriminant loss by the learning apparatus, and the first discriminator and the second discriminator respectively The first_2 determination loss and the second_2 determination generated by referring to the first reference medical image score and the second reference medical image score corresponding to the first and second reference medical images respectively input to the second discriminator Disclosed is a test apparatus characterized in that the state is learned to maximize each loss.
일례로서, 상기 이미지 식별 네트워크는, 상기 학습 장치에 의해, 상기 정확도 로스를 최소화하도록 학습되거나, 상기 학습용 의료 이미지를 인식하도록 학습된 상태인 것을 특징으로 하는 테스트 장치가 개시된다.As an example, the image identification network is trained by the learning device to minimize the accuracy loss, or a test device is disclosed, characterized in that it is trained to recognize the training medical image.
일례로서, 상기 프로세서는, 상기 변조 네트워크로 하여금, 상기 테스트용 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 테스트용 제1 영역을 컨실링 처리하도록 하며, 상기 테스트용 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 테스트용 제2 영역을 컨실링 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 테스트 장치가 개시된다.As an example, the processor causes the modulation network to conceal the first region for the test to have a relatively low noise density according to the degree of concealing through the first concealing process for the test, Disclosed is a test apparatus characterized in that the second area for testing is subjected to a concealing process to have a relatively high noise density according to a degree of concealing through a second concealing process for testing.
일례로서, 상기 프로세서는, 상기 테스트용 의료 이미지의 영역들 중, 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역을 상기 테스트용 제1 영역으로 설정하며, 상기 테스트용 의료 이미지에서 상기 테스트용 제1 영역을 제외한 영역을 상기 테스트용 제2 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 테스트 장치가 개시된다.As an example, the processor sets, among the regions of the test medical image, a region including medical information used for determining a medical condition as the first region for the test, and in the test medical image, Disclosed is a test apparatus characterized in that an area other than the first area is set as the second area for the test.
일례로서, 상기 프로세서는, 상기 테스트용 의료 이미지에서의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역을 설정한 테스트용 라벨링 정보로부터 상기 테스트용 의료 이미지의 상기 테스트용 제1 영역 정보와 상기 테스트용 제2 영역 정보를 획득하여 상기 변조 네트워크에 입력하는 것을 특징으로 하는 테스트 장치가 개시된다.As an example, the processor may include, from labeling information for testing in which a first area for testing and a second area for testing in the medical image for testing are set, the first area information for testing and the test area of the medical image for testing. A test apparatus is disclosed, characterized in that the second area information is obtained and input to the modulation network.
이 외에도, 본 발명의 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.In addition to this, a computer-readable recording medium for recording a computer program for executing the method of the present invention is further provided.
본 발명은 원본 의료 이미지에 포함된 개인 식별 정보를 찾는 별도의 작업 대신 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스를 적용함으로써 비교적 간편하면서도 개인 정보 노출의 위험성을 줄이는 효과가 있다.The present invention is relatively simple and effective in reducing the risk of personal information exposure by applying different concealing processes for each area of the original medical image instead of a separate task of finding personal identification information included in the original medical image.
또한, 본 발명은 원본 의료 이미지를 비가역적으로 컨실링 처리된 데이터를 생성함으로써, 원본 의료 이미지를 복구함으로써 발생할 수 있는 보안이나 프라이버시 관련 문제를 방지하는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of preventing security or privacy-related problems that may occur when the original medical image is restored by generating data obtained by irreversibly concealing the original medical image.
또한, 본 발명은 원본 의료 이미지에 대해 충분한 컨실링 프로세서를 적용하되 머신 러닝 네트워크가 해석할 수 있는 중요 피쳐들을 보존함으로써, 인간은 변조 의료 이미지에서 원본 의료 이미지를 유추하는 것이 불가능하지만 머신 러닝 네트워크는 변조 의료 이미지로부터 원본 의료 이미지와 동일하거나 유사한 인식 결과를 생성하는 것이 가능하게 효과가 있다.In addition, the present invention applies a sufficient concealing processor to the original medical image, but preserves important features that the machine learning network can interpret, so that it is impossible for humans to infer the original medical image from the tampered medical image, but the machine learning network It is possible to generate a recognition result identical to or similar to the original medical image from the tampered medical image.
또한, 본 발명은 빅데이터 거래 시장을 보다 활성화시키는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of activating the big data trading market more.
본 발명의 실시예의 설명에 이용되기 위하여 첨부된 아래 도면들은 본 발명의 실시예들 중 단지 일부일 뿐이며, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 "통상의 기술자")에게 있어서는 발명적 작업이 이루어짐 없이 이 도면들에 기초하여 다른 도면들이 얻어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 하는 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크(obfuscation network)를 학습시키는 학습 장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습시키는 방법을 개략적으로 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습시키는 방법에서 사용되는 학습용 의료 이미지, 학습용 라벨링 정보, 컨실링 프로세스 기준값을 예시적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습시키는 방법에서 컨실링이 적용된 학습용 변조 의료 이미지를 예시적으로 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습시키는 방법에서 판별기(discriminator)를 학습시키는 방법을 개략적으로 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습시키는 방법에서 이미지 인식 네트워크(image recognition network)를 학습시키는 방법을 개략적으로 도시한 것이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 테스트하는 테스트 장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 테스트하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.The accompanying drawings for use in the description of the embodiments of the present invention are only a part of the embodiments of the present invention, and for those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains (hereinafter, "those of ordinary skill in the art"), the invention Other drawings may be obtained based on these drawings without any work being done.
1 schematically shows a learning apparatus for learning an obfuscation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of an original medical image according to an embodiment of the present invention; did it,
2 schematically illustrates a method for learning a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image according to an embodiment of the present invention;
3 is a medical image for training and labeling information for learning used in a method for learning a modulation network that conceals an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image according to an embodiment of the present invention; , which shows the concealing process reference value by way of example,
4 is a modulated medical image for learning to which concealing is applied in a method for learning a modulation network that conceals the original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image according to an embodiment of the present invention; It is shown as an example,
5 is a method for learning a discriminator in a method for learning a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image according to an embodiment of the present invention; is schematically shown,
6 is an image recognition network in a method for learning a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image according to an embodiment of the present invention; It schematically shows how to learn
7 schematically shows a test apparatus for testing a modulation network that conceals an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image according to an embodiment of the present invention;
8 schematically illustrates a method of testing a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명의 목적들, 기술적 해법들 및 장점들을 분명하게 하기 위하여 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description of the present invention refers to the accompanying drawings, which show by way of illustration a specific embodiment in which the present invention may be practiced, in order to clarify the objects, technical solutions and advantages of the present invention. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention.
또한, 본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐, "포함하다"라는 단어 및 그것의 변형은 다른 기술적 특징들, 부가물들, 구성요소들 또는 단계들을 제외하는 것으로 의도된 것이 아니다. 통상의 기술자에게 본 발명의 다른 목적들, 장점들 및 특성들이 일부는 본 설명서로부터, 그리고 일부는 본 발명의 실시로부터 드러날 것이다. 아래의 예시 및 도면은 실례로서 제공되며, 본 발명을 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다.Also, throughout this description and claims, the word "comprises" and variations thereof are not intended to exclude other technical features, additions, components or steps. Other objects, advantages and characteristics of the present invention will become apparent to a person skilled in the art in part from this description and in part from practice of the present invention. The following illustrations and drawings are provided by way of illustration and are not intended to limit the invention.
더욱이 본 발명은 본 명세서에 표시된 실시예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Moreover, the invention encompasses all possible combinations of the embodiments indicated herein. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scope equivalents as those claimed. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various aspects.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those of ordinary skill in the art to easily practice the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 하는 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크(obfuscation network)를 학습시키는 학습 장치(1000)를 개략적으로 도시한 것이다.1 is a
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 학습 장치(1000)는 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습시키기 위한 인스트럭션들을 저장하는 메모리(1001)와 메모리(1001)에 저장된 인스트럭션들에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습시키는 동작을 수행하는 프로세서(1002)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
구체적으로, 학습 장치(1000)는 전형적으로 컴퓨팅 장치(예컨대, 컴퓨터 프로세서, 메모리, 스토리지, 입력 장치 및 출력 장치, 기타 기존의 컴퓨팅 장치의 구성요소들을 포함할 수 있는 장치; 라우터, 스위치 등과 같은 전자 통신 장치; 네트워크 부착 스토리지(NAS) 및 스토리지 영역 네트워크(SAN)와 같은 전자 정보 스토리지 시스템)와 컴퓨터 소프트웨어(즉, 컴퓨팅 장치로 하여금 특정의 방식으로 기능하게 하는 인스트럭션들)의 조합을 이용하여 원하는 시스템 성능을 달성하는 것일 수 있다.Specifically, the
또한, 컴퓨팅 장치의 프로세서는 MPU(Micro Processing Unit) 또는 CPU(Central Processing Unit), 캐쉬 메모리(Cache Memory), 데이터 버스(Data Bus) 등의 하드웨어 구성을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치는 운영체제, 특정 목적을 수행하는 애플리케이션의 소프트웨어 구성을 더 포함할 수도 있다.In addition, the processor of the computing device may include a hardware configuration such as a micro processing unit (MPU) or a central processing unit (CPU), a cache memory, and a data bus. In addition, the computing device may further include an operating system and a software configuration of an application for performing a specific purpose.
그러나, 컴퓨팅 장치가 본 발명을 실시하기 위한 미디엄, 프로세서 및 메모리가 통합된 형태인 integrated 프로세서를 포함하는 경우를 배제하는 것은 아니다.However, a case in which the computing device includes an integrated processor in which a medium, a processor, and a memory are integrated for implementing the present invention is not excluded.
한편, 학습 장치(1000)는 원본 의료 이미지에 대한 컨실링 프로세스를 진행하기 위한 장치이거나 서버일 수 있으며, 원본 의료 이미지를 생산하는 의료 기구 및 이와 연동된 컴퓨터 장치에 탑재되어 획득된 원본 의료 이미지에 대한 컨실링 프로세스를 수행할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 학습 장치(1000)를 이용하여 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습시키는 방법을 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of learning a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image using the
먼저, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 학습시키는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.First, FIG. 2 schematically illustrates a method for learning a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 학습 장치(1000)는, 학습용 의료 이미지(x)가 획득되면, 획득된 학습용 의료 이미지(x)를 변조 네트워크(100)에 입력하여, 변조 네트워크(100)로 하여금 학습용 의료 이미지(x)의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역 각각에 대응되는 제1 컨실링 프로세스와 제2 컨실링 프로세스 각각을 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역에 수행하도록 하여 학습용 의료 이미지(x)에 대응되는 학습용 변조 의료 이미지(x')를 생성하도록 할 수 있다.Referring to FIG. 2 , when a training medical image (x) is acquired, the
이 때, 변조 네트워크(100)는 학습용 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 학습용 의료 이미지(x)를 학습용 변조 의료 이미지(x')로 컨실링할 수 있으며, 일 예로, 변조 네트워크(100)는 학습용 의료 이미지(x)의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역 별로 컨실링 정도가 다르게 수행된 학습용 변조 의료 이미지(x')를 생성할 수 있다. 그리고, 변조 네트워크(100)는 제1 컨실링 프로세스와 제2 컨실링 프로세스를 동시에 수행하여, 학습용 제1 영역은 제1 컨실링 프로세스에 의해 컨실링되도록 하며 학습용 제2 영역은 제2 컨실링 프로세스에 의해 컨실링되도록 할 수 있다. 즉, 변조 네트워크(100)는 제1 컨실링 프로세스와 제2 컨실링 프로세스를 혼합하여 학습용 의료 이미지(x)를 컨실링 처리함으로써 학습용 의료 이미지(x)에서의 학습용 제1 영역은 제1 컨실링 프로세스에 의해 컨실링되도록 하며 학습용 제2 영역은 제2 컨실링 프로세스에 의해 컨실링되도록 할 수 있다.At this time, the
이를 위해, 학습 장치(1000)는, 학습용 의료 이미지(x)의 영역들 중, 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역을 학습용 제1 영역으로 설정하며, 학습용 의료 이미지에서 학습용 제1 영역을 제외한 영역을 학습용 제2 영역으로 설정하고, 변조 네트워크(100)로 하여금, 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 학습용 제1 영역을 컨실링 처리하도록 하며, 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 학습용 제2 영역을 컨실링 처리하도록 할 수 있다.To this end, the
여기서, 학습 장치(1000)는, 학습용 의료 이미지(x)에서의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역을 설정한 학습용 라벨링 정보로부터 학습용 의료 이미지(x)의 학습용 제1 영역 정보와 학습용 제2 영역 정보를 획득할 수 있다.Here, the
이때, 학습용 의료 이미지(x)에서의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역에 대한 학습용 라벨링 정보는, 휴먼 라벨러가 학습용 의료 이미지(x)에서 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역을 설정함으로써 생성되거나, 머신 러닝 기반의 세그먼테이션 네트워크를 통해 학습용 의료 이미지(x)를 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역으로 세그먼테이션함으로써 생성될 수 있다.In this case, the labeling information for learning on the first area for learning and the second area for learning in the medical image for learning (x) is generated by the human labeler setting the first area for learning and the second area for learning in the medical image for learning (x) or , may be generated by segmenting the medical image (x) for training into a first region for learning and a second region for learning through a machine learning-based segmentation network.
이에 따라, 학습 장치(1000)는, 학습용 의료 이미지(x)의 학습용 제1 영역 정보와 학습용 제2 영역 정보를 획득하면, 학습용 제1 영역 정보와 학습용 제2 영역 정보를 변조 네트워크(100)로 입력하여 변조 네트워크(100)로 하여금 학습용 제1 영역 정보와 학습용 제2 영역 정보를 참조하여 학습용 제1 영역에는 제1 컨실링 프로세스를 수행하도록 하며 학습용 제2 영역에는 제2 컨실링 프로세스를 수행하도록 할 수 있다.Accordingly, when the
위와 같은 과정을 통해 생성된 학습용 변조 의료 이미지(x')는 사람에게는 학습용 의료 이미지(x)와 다르게 인식되나, 러닝 네트워크에서는 학습용 의료 이미지(x)와 동일하거나 유사한 것으로 인식될 수 있다.The training modulated medical image (x') generated through the above process is recognized differently from the training medical image (x) by humans, but in a learning network, it may be recognized as the same or similar to the training medical image (x).
일 예로, 도 3이 본 발명의 일 실시예에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크(100)를 학습시키는 방법에서 사용되는 학습용 의료 이미지, 학습용 라벨링 정보, 컨실링 프로세스 기준값을 예시적으로 도시한 것이라고 하면, 컨실링이 적용된 학습용 변조 의료 이미지(x')는 도 4와 같이 생성될 수 있다.As an example, FIG. 3 shows a method for learning a
여기서, 도 4의 학습용 변조 의료 이미지(x')의 A1으로 표시된 영역은 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 것으로 판단되어 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 처리한 학습용 제1 영역일 수 있으며, A2로 표시된 영역은 학습용 제1 영역을 제외한 영역에 대해 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 처리한 학습용 제2 영역일 수 있다.Here, the area indicated by A1 of the modulated medical image (x') for training in FIG. 4 is determined to include medical information used for medical condition determination and is concealed through a first concealing process to have a relatively low noise density. It may be a processed first area for learning, and the area marked A2 may be a second area for learning that has been concealed through a second concealing process to have a relatively high noise density with respect to an area other than the first area for learning .
한편, 변조 네트워크(100)는 일 예로, 입력되는 학습용 의료 이미지(x)를 컨볼루션 연산하는 다수의 컨볼루션 레이어들을 포함하는 인코더(encoder)와, 인코더에서 출력되는 피처맵을 디컨볼루션하여 학습용 변조 의료 이미지(x')를 출력하는 다수의 디컨볼루션 레이어들을 포함하는 디코더(decoder)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 입력되는 학습용 의료 이미지(x)를 학습용 변조 의료 이미지(x')로 변조하는 다양한 구조의 러닝 네트워크를 포함할 수 있다.On the other hand, the
다음으로, 다시 도 2를 참조하면, 학습 장치(1000)는, 학습용 의료 이미지(x)의 전체 영역에 제1 컨실링 프로세스를 진행한 제1 참조 의료 이미지(x + noise_1)를 진짜로 판단하도록 하는 제1 판별기(200_1)와 학습용 의료 이미지(x)의 전체 영역에 제2 컨실링 프로세스를 진행한 제2 참조 의료 이미지(x + noise_2)를 진짜로 판단하도록 하는 제2 판별기(200_2) 각각에 학습용 변조 의료 이미지(x')를 입력하여, 제1 판별기(200_1)와 제2 판별기(200_2) 각각으로 하여금, 학습용 변조 의료 이미지(x')가 진짜인지 가짜인지를 판단한 제1 변조 의료 이미지 스코어와 제2 변조 의료 이미지 스코어를 출력하도록 하는 프로세스를 수행할 수 있다.Next, referring back to FIG. 2 , the
이때, 입력되는 이미지에 대해 판별기가 생성하는 이미지 스코어의 최대값은 입력되는 이미지를 진짜로 판단하는 1이며, 이미지 스코어의 최소값은 입력되는 이미지를 가짜로 판단하는 0일 수 있다. In this case, the maximum value of the image score generated by the discriminator for the input image may be 1, which determines the input image as real, and the minimum value of the image score may be 0, which determines the input image as fake.
또한, 학습 장치(1000)는, 학습용 변조 의료 이미지(x')를 이미지 식별 네트워크(300)에 입력하여, 이미지 식별 네트워크(300)로 하여금, 학습용 변조 의료 이미지(x')를 러닝 연산하여 학습용 변조 의료 이미지(x')에 대응되는 학습용 의료 특징 정보를 출력하도록 하는 프로세스를 수행할 수 있다.In addition, the
이때, 이미지 식별 네트워크(300)는 머신 러닝 네트워크를 포함할 수 있으며, 머신 러닝 네트워크는 K-최근접 이웃(k-Nearest Neighbors), 선형 회귀(Linear Regression), 로지스틱 회귀(Logistic Regression), 서포트 벡터 머신(SVM, Support Vector Machine), 결정 트리(Decision Tree)와 랜덤 포레스트(Random Forest), 신경망(Neural Network), 군집(Clustering), 시각화(Visualization)와 차원 축소(Dimensionality Reduction), 연관 규칙 학습(Association Rule Learning), 심층 신뢰 신경망(Deep Belief Network), 강화 학습(Reinforcement Learning), 및 Deep learning 알고리즘 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 머신 러닝 네트워크는 이에 한정되지 않으며 다양한 러닝 알고리즘을 포함할 수 있다.In this case, the
그리고, 학습용 의료 특징 정보는 학습용 변조 의료 이미지(x')에 대한 피처(feature) 또는 로짓(logits) 일 수 있다. 또한, 학습용 의료 특징 정보는 학습용 변조 의료 이미지(x') 내 소정 특징과 관련된 피처 값, 또는 소정 특징과 관련한 벡터(vector), 행렬(matrix) 및 좌표(coordinate) 중 적어도 하나에 관한 값을 포함하는 로짓일 수 있다. 예를 들어, 암 판단을 위한 클래스, 암과 관련한 특징, 일 예로, 암의 전이 상태, 암의 위치에 관한 좌표일 수 있다.In addition, the medical feature information for learning may be a feature or logits of the modulated medical image (x') for learning. In addition, the medical feature information for training includes a feature value related to a predetermined feature in the modulated medical image for training x', or a value related to at least one of a vector, a matrix, and a coordinate related to the predetermined feature. It can be a logit that For example, it may be a class for determining cancer, a characteristic related to cancer, for example, a metastasis state of cancer, and coordinates regarding a location of the cancer.
이어서, 학습 장치(1000)는 제1 판별기(200_1), 제2 판별기(200_2), 및 이미지 식별 네트워크(300)으로부터 생성된 각각의 로스들을 이용하여 변조 네트워크(100), 제1 판별기(200_1), 제2 판별기(200_2), 및 이미지 식별 네트워크(300) 각각을 학습시킬 수 있다.Next, the
먼저, 학습 장치(1000)는, 제1 판별기(200_1)로부터 제1 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 제1_1 판별 로스를 생성할 수 있고, 제2 판별기(200_2)로부터 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 제2_1 판별 로스를 생성하도록 할 수 있으며, 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 가중 합산하여 합산 로스를 생성할 수 있다.First, the
여기서, 학습 장치(1000)는, 학습용 제1 영역 정보와 학습용 제2 영역 정보를 참조한 가중치에 대응하여 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 가중 합산하여 합산 로스를 획득할 수 있다. 여기서, 학습용 제1 영역 정보와 학습용 제2 영역 정보를 참조한 가중치는 학습된 변조 네트워크(100)의 성능에 따라 추가로 조정될 수 있다.Here, the
또한, 학습 장치(1000)는, 이미지 식별 네트워크(300)로부터 이미지 식별 네트워크(300)의 학습용 의료 특징 정보 또는 학습용 의료 특징 정보를 이용하여 생성한 태스크 특정 출력과, 학습용 의료 이미지에 대응되는 그라운드 트루스(ground truth)를 참조하여 생성한 정확도 로스를 생성하도록 할 수 있다. 여기서, 태스크 특정 출력은 학습용 의료 특징 정보를 클래스별로 맵핑한 학습용 변조 의료 이미지(x')에 대한 확률분포일 수 있으며, 태스크 특정 출력을 이용하여 학습용 의료 이미지 상의 학습용 제1 영역에 대응되는 분류 정보 및 위치 정보 등을 파악할 수 있을 것이다.In addition, the
이에 따라, 학습 장치(1000)는, 합산 로스를 최대화하며, 정확도 로스를 최소화하도록 변조 네트워크(100)를 학습시킬 수 있다. 여기서, 변조 네트워크(100)에 대한 학습을 진행할 때, 변조 네트워크(100)의 파라미터를 위한 일반화 로스(regularization loss)를 더 포함하여 변조 네트워크(100)를 학습시킴으로써, 과적합(overfitting)을 예방하고 일반화(generalization) 성능을 높이도록 할 수 있다. Accordingly, the
이때, 학습 장치(1000)는, 합산 로스를 이용하여 변조 네트워크(100)의 학습을 진행할 때, 학습용 제1 영역에 대해서는, 학습용 제1 영역에 대응되는 제1_1 판별 로스에 학습용 제2 영역에 대응되는 제2_1 판별 로스보다 높은 가중치를 적용하여 학습을 진행하고, 학습용 제2 영역에 대해서는, 학습용 제2 영역에 대응되는 제2_1 판별 로스에 학습용 제1 영역에 대응되는 제1_1 판별 로스보다 높은 가중치를 적용하여 학습을 진행할 수 있다. 즉, 학습용 제1 영역을 컨실링하는 제1 컨실링 프로세스에 대응되는 변조 네트워크(100)의 파라미터는 제1_1 판별 로스에 가중치를 높게 적용한 합산 로스를 이용한 백프로파게이션(backpropagation)에 의해 업데이트될 수 있으며, 학습용 제2 영역을 컨실링하는 제2 컨실링 프로세스에 대응되는 변조 네트워크(100)의 파라미터는 제2_1 판별 로스에 가중치를 높게 적용한 합산 로스를 이용한 백프로파게이션에 의해 업데이트될 수 있다. 이에 따라, 학습용 변조 의료 이미지(x')가 제1 판별기(200_1) 및 제2 판별기(200_2)에 의해 진짜인 것으로 인식될 수 있게 될 것이다.At this time, when the
위와 같이 변조 네트워크(100)를 학습시키는 한편, 도 5를 참조하면, 학습 장치(1000)는, 제1 판별기(200_1)와 제2 판별기(200_2)에 각각이 제1 변조 의료 이미지 스코어와 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 최소화하며, 제1 판별기(200_1)와 제2 판별기(200_2)에 각각 입력된 제1 참조 의료 이미지(x + noise_1)와 제2 참조 의료 이미지(x + noise_2) 각각에 대응되는 제1 참조 의료 이미지 스코어와 제2 참조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_2 판별 로스와 제2_2 판별 로스를 최대화하도록 제1 판별기(200_1)와 제2 판별기(200_2) 각각을 학습킬 수 있다. 즉, 학습 장치(100)는 제1_1 판별 로스를 최소화하고 제1_2 판별 로스를 최대화하도록 제1 판별기(200_1)를 학습시키며, 제2_1 판별 로스를 최소화하고 제2_2 판별 로스를 최대화하도록 제2 판별기(200_2)를 학습시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 참조 의료 이미지(x + noise_1)와 제2 참조 의료 이미지(x + noise_2)는 진짜로 판단할 수 있게 되고, 학습용 변조 의료 이미지(x')는 가짜로 판단할 수 있게 될 것이다.While learning the
또한, 도 6을 참조하면, 학습 장치(1000)는, 정확도 로스를 최소화하도록 이미지 식별 네트워크(300)를 학습시킬 수 있다. 한편, 이미지 식별 네트워크(300)는, 정확도 로스를 이용하여 학습시키는 것과는 달리, 학습용 의료 이미지(x)를 이용하여 미리 학습시킬 수도 있다.
Also, referring to FIG. 6 , the
이와 같은 학습 방법에 의해, 각 에포크(epoch)에서 각각의 배치(batch)에 대하여, 변조 네트워크(100), 제1 판별기(200_1), 제2 판별기(200_2) 및 이미지 식별 네트워크(300)를 각각 업데이트할 수 있다.By this learning method, for each batch in each epoch, the
그리고, 위와 같이 변조 네트워크(100)가 학습된 상태에서, 테스트 장치는 테스트용 의료 이미지를 학습이 완료된 변조 네트워크(100)에 입력하여 변조 네트워크(100)로 하여금 테스트 의료 이미지를 변조하여, 사람에게는 테스트용 의료 이미지로 인식되지 않도록 하며, 이미지 식별 네트워크(300)는 테스트용 의료 이미지와 동일하거나 유사한 인식 결과를 출력할 수 있도록 하는 테스트용 변조 의료 이미지를 생성하도록 할 수 있다.And, in the state in which the
이에 따라, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 하는 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크(100)를 테스트하는 테스트 장치(2000)를 개략적으로 도시한 것이다.Accordingly, FIG. 7 shows a
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치(2000)는 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크(100)를 테스트하기 위한 인스트럭션들을 저장하는 메모리(1001)와 메모리(1001)에 저장된 인스트럭션들에 따라 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크(100)를 테스트하는 동작을 수행하는 프로세서(1002)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
구체적으로, 테스트 장치(2000)는 전형적으로 컴퓨팅 장치(예컨대, 컴퓨터 프로세서, 메모리, 스토리지, 입력 장치 및 출력 장치, 기타 기존의 컴퓨팅 장치의 구성요소들을 포함할 수 있는 장치; 라우터, 스위치 등과 같은 전자 통신 장치; 네트워크 부착 스토리지(NAS) 및 스토리지 영역 네트워크(SAN)와 같은 전자 정보 스토리지 시스템)와 컴퓨터 소프트웨어(즉, 컴퓨팅 장치로 하여금 특정의 방식으로 기능하게 하는 인스트럭션들)의 조합을 이용하여 원하는 시스템 성능을 달성하는 것일 수 있다.Specifically,
또한, 컴퓨팅 장치의 프로세서는 MPU(Micro Processing Unit) 또는 CPU(Central Processing Unit), 캐쉬 메모리(Cache Memory), 데이터 버스(Data Bus) 등의 하드웨어 구성을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치는 운영체제, 특정 목적을 수행하는 애플리케이션의 소프트웨어 구성을 더 포함할 수도 있다.In addition, the processor of the computing device may include a hardware configuration such as a micro processing unit (MPU) or a central processing unit (CPU), a cache memory, and a data bus. In addition, the computing device may further include an operating system and a software configuration of an application for performing a specific purpose.
그러나, 컴퓨팅 장치가 본 발명을 실시하기 위한 미디엄, 프로세서 및 메모리가 통합된 형태인 integrated 프로세서를 포함하는 경우를 배제하는 것은 아니다.However, a case in which the computing device includes an integrated processor in which a medium, a processor, and a memory are integrated for implementing the present invention is not excluded.
한편, 테스트 장치(2000)는 원본 의료 이미지에 대한 컨실링 프로세스를 진행하기 위한 장치이거나 서버일 수 있으며, 원본 의료 이미지를 생산하는 의료 기구 및 이와 연동된 컴퓨터 장치에 탑재되어 획득된 원본 의료 이미지에 대한 컨실링 프로세스를 수행할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치(2000)를 이용하여 원본 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 원본 의료 이미지를 컨실링 처리하는 변조 네트워크를 테스트하는 방법을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하에서는 도 2 내지 도 6을 참조한 설명으로부터 용이하게 이해 가능한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.A method of testing a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image using the
도 2 내지 도 6을 참조한 학습 방법에 의해 변조 네트워크(100)가 학습된 상태에서, 테스트 장치(2000)는, 테스트용 의료 이미지(x)가 획득되면, 획득된 테스트용 의료 이미지(x)를 변조 네트워크(100)에 입력하여, 변조 네트워크(100)로 하여금, 테스트용 의료 이미지(x)의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역 각각에 대응되는 제1 컨실링 프로세스와 제2 컨실링 프로세스 각각을 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역에 수행하도록 하여 테스트용 의료 이미지(x)에 대응되는 테스트용 변조 의료 이미지(x')를 생성하도록 할 수 있다.In a state in which the
이 때, 변조 네트워크(100)는 테스트용 의료 이미지의 영역별로 서로 다른 컨실링 프로세스가 수행되도록 하여 테스트용 의료 이미지(x)를 테스트용 변조 의료 이미지(x')로 컨실링할 수 있으며, 일 예로, 변조 네트워크(100)는 테스트용 의료 이미지(x)의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역 별로 컨실링 정도가 다르게 수행된 테스트용 변조 의료 이미지(x')를 생성할 수 있다. 그리고, 변조 네트워크(100)는 제1 컨실링 프로세스와 제2 컨실링 프로세스를 동시에 수행하여, 테스트용 제1 영역은 제1 컨실링 프로세스에 의해 컨실링되도록 하며 테스트용 제2 영역은 제2 컨실링 프로세스에 의해 컨실링되도록 할 수 있다. 즉, 변조 네트워크(100)는 제1 컨실링 프로세스와 제2 컨실링 프로세스를 혼합하여 테스트용 의료 이미지(x)를 컨실링 처리함으로써 테스트용 의료 이미지(x)에서의 테스트용 제1 영역은 제1 컨실링 프로세스에 의해 컨실링되도록 하며 테스트용 제2 영역은 제2 컨실링 프로세스에 의해 컨실링되도록 할 수 있다.At this time, the
이를 위해, 테스트 장치(2000)는, 테스트용 의료 이미지(x)의 영역들 중, 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역을 테스트용 제1 영역으로 설정하며, 테스트용 의료 이미지에서 테스트용 제1 영역을 제외한 영역을 테스트용 제2 영역으로 설정하고, 변조 네트워크(100)로 하여금, 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 테스트용 제1 영역을 컨실링 처리하도록 하며, 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 테스트용 제2 영역을 컨실링 처리하도록 할 수 있다.To this end, the
여기서, 테스트 장치(2000)는, 테스트용 의료 이미지(x)에서의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역을 설정한 테스트용 라벨링 정보로부터 테스트용 의료 이미지(x)의 테스트용 제1 영역 정보와 테스트용 제2 영역 정보를 획득하여 변조 네트워크(100)에 입력할 수 있다.Here, the
이때, 테스트용 의료 이미지(x)에서의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역에 대한 테스트용 라벨링 정보는, 휴먼 라벨러가 테스트용 의료 이미지(x)에서 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역을 설정함으로써 생성되거나, 머신 러닝 기반의 세그먼테이션 네트워크를 통해 테스트용 의료 이미지(x)를 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역으로 세그먼테이션함으로써 생성될 수 있다.At this time, the test labeling information for the first area for testing and the second area for testing in the medical image for testing (x) is obtained by the human labeler from the first area for testing and the first area for testing in the medical image for testing (x). It may be generated by setting two regions, or it may be generated by segmenting a medical image (x) for testing into a first region for testing and a second region for testing through a machine learning-based segmentation network.
이에 따라, 테스트 장치(2000)는, 테스트용 의료 이미지(x)의 테스트용 제1 영역 정보와 테스트용 제2 영역 정보를 획득하면, 테스트용 제1 영역 정보와 테스트용 제2 영역 정보를 변조 네트워크(100)로 입력하여 변조 네트워크(100)로 하여금 테스트용 제1 영역 정보와 테스트용 제2 영역 정보를 참조하여 테스트용 제1 영역에는 제1 컨실링 프로세스를 수행하도록 하며 테스트용 제2 영역에는 제2 컨실링 프로세스를 수행하도록 할 수 있다.Accordingly, the
위와 같은 과정을 통해 생성된 테스트용 변조 의료 이미지(x')는 사람에게는 테스트용 의료 이미지(x)와 다르게 인식되나, 러닝 네트워크에서는 테스트용 의료 이미지(x)와 동일하거나 유사한 것으로 인식될 수 있다.The modulated medical image for testing (x') generated through the above process is recognized differently from the medical image for testing (x) by humans, but in a learning network, it can be recognized as the same as or similar to the medical image for testing (x). .
한편, 본 발명의 실시예에 따라 학습된 변조 네트워크에서 컨실링 처리된 변조 의료 데이터는 의료 이미지 빅데이터 구매를 원하는 구매자에게 제공(또는 판매)될 수 있다. 또한, 변조 의료 데이터는 제3자 또는 타 기관으로 전송되어, 제3자 또는 타 기관에서 변조 의료 데이터를 이용하여 사용자의 개인 정보 등의 노출이 없는 상태에서 사용자의 건강 상태를 진단할 수 있도록 할 수 있다.On the other hand, the modulation medical data concealed in the learned modulation network according to the embodiment of the present invention may be provided (or sold) to a purchaser who wants to purchase the medical image big data. In addition, the falsified medical data is transmitted to a third party or other institution, so that the third party or other institution can use the tampered medical data to diagnose the user's health condition without exposing the user's personal information. can
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위의 구매자에게 컨실링 처리된 이미지 데이터가 제공(또는 판매)되면서, 학습된 변조 네트워크를 테스트하는 방법을 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구매자는 기록 매체에 기록된 프로그램 명령어를 컴퓨팅 장치를 이용하여 실행함으로써, 자신이 별도로 보유하거나 다른 출처 또는 경로로부터 획득된 원본 데이터로부터 컨실링 처리된 데이터를 생성할 수 있으며, 컨실링 처리된 데이터를 자신의 러닝 네트워크에서 이용할 수 있게 된다. 또한, 구매자는 그 컨실링 처리된 데이터, 자신이 보유하거나 다른 출처 또는 경로로부터 획득된 원본 이미지 데이터, 및 위의 제공(또는 판매)받은 컨실링 처리된 이미지 데이터 중 적어도 둘 이상을 자신의 러닝 네트워크에서 함께 사용할 수도 있게 된다.In addition, according to an embodiment of the present invention, while the concealed image data is provided (or sold) to the above purchaser, the method of testing the learned modulation network of program instructions that can be executed through various computer components It may be implemented in a form and recorded on a computer-readable recording medium and provided. According to an embodiment of the present invention, the purchaser executes the program instructions recorded on the recording medium using the computing device to generate concealed-processed data from the original data that the purchaser owns separately or obtained from other sources or paths. and the concealed data can be used in its own learning network. In addition, the purchaser may transfer at least two or more of the concealed data, the original image data possessed by him or obtained from other sources or channels, and the concealed image data provided (or sold) above to his/her own learning network. can also be used together.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 학습된 변조 네트워크를 테스트하는 방법을 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현한 경우, 정확도가 높게 설정되어 구매자의 컴퓨팅 장치에서는 컴퓨팅 오버 헤드(computational overhead)를 발생시킬 수 있으므로, 구매자가 설정을 통해 정확도를 감소시킬 수 있도록 하여 컴퓨팅 오버 헤드를 방지할 수 있도록 할 수 있다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, when the learned modulation network testing method is implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components, the accuracy is set high and the computing device of the purchaser overcomputing It can incur computational overhead, allowing buyers to reduce accuracy through settings, avoiding the computational overhead.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software field. Examples of the computer-readable recording medium include hard disks, magnetic media such as floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floppy disks. media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules for carrying out the processing according to the present invention, and vice versa.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described with specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , various modifications and variations can be devised from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and not only the claims described below, but also all modifications equivalently or equivalently to the claims described below belong to the scope of the spirit of the present invention. will do it
1000: 학습 장치
1001: 학습 장치의 메모리
1002: 학습 장치의 프로세서
2000: 테스트 장치
2001: 테스트 장치의 메모리
2002: 테스트 장치의 프로세서
100: 변조 네트워크
200_1: 제1 판별기
200_2: 제2 판별기
300: 이미지 식별 네트워크
x: 학습용 의료 이미지 또는 테스트용 의료 이미지
x': 학습용 변조 의료 이미지 또는 테스트용 변조 의료 이미지
x + noise_1: 제1 참조 의료 이미지
x + noise_2: 제2 참조 의료 이미지1000: learning device
1001: the memory of the learning device
1002: processor of the learning device
2000: test device
2001: Memory of the test device
2002: Processor in the test unit
100: modulation network
200_1: first discriminator
200_2: second discriminator
300: image identification network
x: medical image for training or medical image for testing
x': Modulated medical image for training or modulated medical image for testing
x + noise_1: first reference medical image
x + noise_2: second reference medical image
Claims (30)
(a) 학습 장치가, 학습용 의료 이미지를 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역 각각에 대응되는 제1 컨실링 프로세스와 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 학습용 제1 영역과 상기 학습용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 학습용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하는 단계,
(b) 상기 학습 장치가, (i) 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 제1 컨실링 프로세스를 진행한 제1 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제1 판별기와 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 제2 컨실링 프로세스를 진행한 제2 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제2 판별기 각각에 상기 학습용 변조 의료 이미지를 입력하여, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지가 진짜인지 가짜인지를 판단한 제1 변조 의료 이미지 스코어 내지 제2 변조 의료 이미지 스코어를 출력하도록 하는 프로세스, 및 (ii) 상기 학습용 변조 의료 이미지를 이미지 식별 네트워크에 입력하여, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지를 러닝 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지에 대응되는 학습용 의료 특징 정보를 출력하도록 하는 프로세스를 수행하는 단계; 및
(c) 상기 학습 장치가, 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 가중 합산한 합산 로스를 최대화하며, 상기 이미지 식별 네트워크의 상기 학습용 의료 특징 정보 또는 상기 학습용 의료 특징 정보를 이용하여 생성한 태스크 특정 출력과, 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 그라운드 트루스를 참조하여 생성한 정확도 로스를 최소화하도록 상기 변조 네트워크를 학습시키는 단계;
를 포함하는 방법.A method of learning a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image, the method comprising:
(a) a learning device inputs a medical image for training into a modulation network so that the modulation network causes a first concealing process and a second concealing process corresponding to each of the first region for learning and the second region for learning of the medical image for training generating a modulated medical image for learning corresponding to the medical image for learning by performing each in the first region for learning and the second region for learning;
(b) the learning device, (i) a first discriminator for realizing a first reference medical image that has undergone the first concealing process on the entire region of the medical image for training and the entire region of the medical image for training By inputting the training modulated medical image to each of the second discriminators for judging the second reference medical image that has undergone the second concealing process to be genuine, the first discriminator and the second discriminator cause the training modulated medical image outputting a first modulated medical image score to a second modulated medical image score for determining whether an image is real or fake, and (ii) inputting the modulated medical image for training into an image identification network, causing the image identification network to , performing a process of performing a learning operation on the modulated medical image for learning and outputting medical feature information for learning corresponding to the modulated medical image for learning; and
(c) the learning apparatus maximizes a summation loss obtained by weighted summing a first_1 discriminant loss and a 2_1 discriminant loss generated by referring to the first modulated medical image score and the second modulated medical image score, and identifies the image training the modulation network to minimize an accuracy loss generated by referring to a task specific output generated using the medical characteristic information for training or the medical characteristic information for training of a network and a ground truth corresponding to the training medical image;
How to include.
(d) 상기 학습 장치가, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기 각각이 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 상기 제1_1 판별 로스와 상기 제2_1 판별 로스를 각각 최소화하며, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기에 각각 입력된 상기 제1 참조 의료 이미지와 상기 제2 참조 의료 이미지 각각에 대응되는 제1 참조 의료 이미지 스코어와 제2 참조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_2 판별 로스와 제2_2 판별 로스를 각각 최대화하도록 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기 각각을 학습시키는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
(d) the first discriminator and the second discriminator generated by the learning device with reference to the first modulated medical image score and the second modulated medical image score, respectively, and the first_1 discrimination loss and the second_1 discriminant The loss is minimized, respectively, and the first reference medical image score and the second reference medical image score corresponding to the first and second reference medical images respectively input to the first discriminator and the second discriminator are obtained. training each of the first discriminator and the second discriminator to maximize the first_2 discriminant loss and the second_2 discriminant loss generated with reference to each other;
Method, characterized in that it further comprises.
(e) 상기 학습 장치가, 상기 정확도 로스를 최소화하도록 상기 이미지 식별 네트워크를 학습시키는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.3. The method of claim 2,
(e) training, by the training device, the image identification network to minimize the accuracy loss;
Method, characterized in that it further comprises.
상기 학습 장치가, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지를 인식하도록 학습시킨 상태인 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
Method, characterized in that the learning device is in a state in which the image identification network has been trained to recognize the medical image for training.
상기 학습 장치는, 상기 합산 로스를 이용하여 상기 변조 네트워크의 학습을 진행할 때, (i) 상기 학습용 제1 영역에 대해서는, 상기 학습용 제1 영역에 대응되는 상기 제1_1 판별 로스에 상기 학습용 제2 영역에 대응되는 상기 제2_1 판별 로스보다 높은 가중치를 적용하여 학습을 진행하고, (ii) 상기 학습용 제2 영역에 대해서는, 상기 학습용 제2 영역에 대응되는 상기 제2_1 판별 로스에 상기 학습용 제1 영역에 대응되는 상기 제1_1 판별 로스보다 높은 가중치를 적용하여 학습을 진행하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
When the learning apparatus performs learning of the modulation network using the summation loss, (i) with respect to the first region for learning, the second region for learning corresponds to the first_1 discrimination loss corresponding to the first region for learning. Learning is carried out by applying a weight higher than the second_1 discrimination loss corresponding to (ii) in the second area for learning, the second_1 discrimination loss corresponding to the second area for learning is applied to the first area for learning Method characterized in that the learning is carried out by applying a weight higher than the corresponding first_1 discrimination loss.
상기 학습 장치는, 상기 변조 네트워크로 하여금, 상기 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 학습용 제1 영역을 컨실링 처리하도록 하며, 상기 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 학습용 제2 영역을 컨실링 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
The learning apparatus causes the modulation network to conceal the first region for learning to have a relatively low noise density according to a concealing degree through the first concealing process, and the second concealing process Method according to claim 1, characterized in that the second area for learning is subjected to a concealing process to have a relatively high noise density according to the degree of concealing through .
상기 학습 장치는, 상기 학습용 의료 이미지의 영역들 중, 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역을 상기 학습용 제1 영역으로 설정하며, 상기 학습용 의료 이미지에서 상기 학습용 제1 영역을 제외한 영역을 상기 학습용 제2 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.7. The method of claim 6,
The learning apparatus sets, among the areas of the medical image for learning, an area including medical information used for medical condition determination as the first area for learning, and selects an area other than the first area for learning from the medical image for learning. Method characterized in that it is set as the second area for learning.
상기 학습 장치는, 상기 학습용 의료 이미지에서의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역을 설정한 학습용 라벨링 정보로부터 상기 학습용 의료 이미지의 상기 학습용 제1 영역 정보와 상기 학습용 제2 영역 정보를 획득하여 상기 변조 네트워크로 입력하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
The learning device is configured to obtain the first area information for learning and the second area information for learning of the medical image for learning from the labeling information for learning in which the first area for learning and the second area for learning are set in the medical image for training, and the modulation A method characterized in that input into the network.
상기 학습 장치는, 상기 학습용 의료 이미지를 상기 변조 네트워크로 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금, 인코더를 통해 상기 학습용 의료 이미지를 적어도 한번 컨볼루션 연산하여 학습용 피처맵을 생성하도록 하며, 디코더를 통해 상기 학습용 피처맵을 적어도 한번 디컨볼루션 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지를 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
The learning device inputs the medical image for training into the modulation network so that the modulation network performs a convolution operation on the medical image for training at least once through an encoder to generate a feature map for learning, and the learning feature through a decoder A method characterized in that the map is deconvolved at least once to output the modulated medical image for training.
(a) 학습 장치에 의해, (i) 학습용 의료 이미지를 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역 각각에 대응되는 학습용 제1 컨실링 프로세스와 학습용 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 학습용 제1 영역과 상기 학습용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 학습용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하고, (ii) (ii-1) 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 학습용 제1 컨실링 프로세스를 진행한 제1 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제1 판별기와 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 학습용 제2 컨실링 프로세스를 진행한 제2 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제2 판별기 각각에 상기 학습용 변조 의료 이미지를 입력하여, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지가 진짜인지 가짜인지를 판단한 제1 변조 의료 이미지 스코어 내지 제2 변조 의료 이미지 스코어를 출력하도록 하는 프로세스, 및 (ii-2) 상기 학습용 변조 의료 이미지를 이미지 식별 네트워크에 입력하여, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지를 러닝 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지에 대응되는 학습용 의료 특징 정보를 출력하도록 하는 프로세스를 수행하며, (iii) 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 가중 합산한 합산 로스를 최대화하며, 상기 이미지 식별 네트워크의 상기 학습용 의료 특징 정보 또는 상기 학습용 의료 특징 정보를 이용하여 생성한 태스크 특정 출력과, 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 그라운드 트루스를 참조하여 생성한 정확도 로스를 최소화하도록 상기 변조 네트워크를 학습시킨 상태에서, 테스트 장치가, 테스트용 의료 이미지를 획득하는 단계; 및
(b) 상기 테스트 장치가, 테스트용 의료 이미지를 상기 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 테스트용 의료 이미지의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역 각각에 대응되는 테스트용 제1 컨실링 프로세스와 테스트용 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 테스트용 제1 영역과 상기 테스트용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 테스트용 의료 이미지에 대응되는 테스트용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하는 단계;
를 포함하는 방법.A method of testing a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image, the method comprising:
(a) by a learning device, (i) inputting a medical image for training into a modulation network, causing the modulation network to cause a first concealing process for learning corresponding to each of the first region for learning and the second region for learning of the medical image for training; A second concealing process for learning is performed in the first region for learning and the second region for learning to generate a modulated medical image for learning corresponding to the medical image for learning, (ii) (ii-1) the medical treatment for learning A first discriminator for realizing a first reference medical image that has undergone the first concealing process for learning on the entire area of the image, and a second reference for performing the second concealing process for learning on the entire region of the medical image for training The first modulated medical treatment image is input to each of the second discriminators for judging the medical image as genuine, and the first discriminator and the second discriminator determine whether the modulated medical image for learning is real or fake. a process of outputting an image score or a second modulated medical image score, and (ii-2) inputting the modulated medical image for training into an image identification network, causing the image identification network to perform a learning operation on the modulated medical image for training; performing a process of outputting medical feature information for training corresponding to the modulated medical image for training, (iii) a first_1 discriminative loss and a first 2_1 Maximize the summation loss by weighted summing the discrimination loss, and refer to the task specific output generated using the medical feature information for learning or the medical feature information for learning of the image identification network and the ground truth corresponding to the medical image for learning acquiring, by a test device, a medical image for testing in a state in which the modulation network is trained to minimize the generated accuracy loss; and
(b) the test device inputs a medical image for testing into the modulation network so that the modulation network causes the first control for testing corresponding to each of the first region for testing and the second region for testing of the medical image for testing. performing a sealing process and a second concealing process for testing respectively on the first area for testing and the second area for testing to generate a modulated medical image for testing corresponding to the medical image for testing;
How to include.
상기 (a) 단계에서,
상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기는 각각, 상기 학습 장치에 의해, 상기 제1_1 판별 로스와 상기 제2_1 판별 로스를 각각 최소화하며, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기에 각각 입력된 상기 제1 참조 의료 이미지와 상기 제2 참조 의료 이미지 각각에 대응되는 제1 참조 의료 이미지 스코어와 제2 참조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_2 판별 로스와 제2_2 판별 로스를 각각 최대화하도록 학습된 상태인 것을 특징으로 하는 방법.11. The method of claim 10,
In step (a),
The first discriminator and the second discriminator respectively minimize the first_1 discrimination loss and the second_1 discrimination loss by the learning device, and the first discriminator and the second discriminator respectively input to the first discriminator and the second discriminator that the first_2 discriminant loss and the second_2 discriminant loss generated by referring to the first reference medical image score and the second reference medical image score corresponding to the reference medical image and the second reference medical image, respectively, are respectively maximized How to characterize.
상기 이미지 식별 네트워크는, 상기 학습 장치에 의해, 상기 정확도 로스를 최소화하도록 학습되거나, 상기 학습용 의료 이미지를 인식하도록 학습된 상태인 것을 특징으로 하는 방법.12. The method of claim 11,
The image identification network is trained by the learning device to minimize the accuracy loss, or is in a state in which it has been trained to recognize the medical image for training.
상기 테스트 장치는, 상기 변조 네트워크로 하여금, 상기 테스트용 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 테스트용 제1 영역을 컨실링 처리하도록 하며, 상기 테스트용 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 테스트용 제2 영역을 컨실링 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.11. The method of claim 10,
The test device causes the modulation network to conceal the first region for the test to have a relatively low noise density according to the degree of concealment through the first concealing process for the test, The method of claim 1, wherein the second area for the test is subjected to a concealing process to have a relatively high noise density according to the degree of concealing through a second concealing process.
상기 테스트 장치는, 상기 테스트용 의료 이미지의 영역들 중, 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역을 상기 테스트용 제1 영역으로 설정하며, 상기 테스트용 의료 이미지에서 상기 테스트용 제1 영역을 제외한 영역을 상기 테스트용 제2 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.14. The method of claim 13,
The test apparatus sets, among the areas of the medical image for testing, an area including medical information used to determine a medical condition as the first area for testing, and in the medical image for testing, the first area for testing A method, characterized in that the area except for is set as the second area for the test.
상기 테스트 장치는, 상기 테스트용 의료 이미지에서의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역을 설정한 테스트용 라벨링 정보로부터 상기 테스트용 의료 이미지의 상기 테스트용 제1 영역 정보와 상기 테스트용 제2 영역 정보를 획득하여 상기 변조 네트워크에 입력하는 것을 특징으로 하는 방법.11. The method of claim 10,
The test device may include, from the test labeling information in which the test first area and the test second area are set in the test medical image, the test first area information and the test second area information of the test medical image A method, characterized in that obtaining area information and inputting it into the modulation network.
인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및
상기 인스트럭션들을 실행하기 위해 구성된 적어도 하나의 프로세서;를 포함하되, 상기 프로세서가, (I) 학습용 의료 이미지를 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역 각각에 대응되는 제1 컨실링 프로세스와 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 학습용 제1 영역과 상기 학습용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 학습용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하는 프로세스, (II) (i) 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 제1 컨실링 프로세스를 진행한 제1 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제1 판별기와 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 제2 컨실링 프로세스를 진행한 제2 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제2 판별기 각각에 상기 학습용 변조 의료 이미지를 입력하여, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지가 진짜인지 가짜인지를 판단한 제1 변조 의료 이미지 스코어 내지 제2 변조 의료 이미지 스코어를 출력하도록 하는 서브 프로세스, 및 (ii) 상기 학습용 변조 의료 이미지를 이미지 식별 네트워크에 입력하여, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지를 러닝 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지에 대응되는 학습용 의료 특징 정보를 출력하도록 하는 서브 프로세스를 수행하는 프로세스; 및 (III) 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 가중 합산한 합산 로스를 최대화하며, 상기 이미지 식별 네트워크의 상기 학습용 의료 특징 정보 또는 상기 학습용 의료 특징 정보를 이용하여 생성한 태스크 특정 출력과, 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 그라운드 트루스를 참조하여 생성한 정확도 로스를 최소화하도록 상기 변조 네트워크를 학습시키는 프로세스; 를 수행하는 학습 장치.A learning apparatus for learning a modulation network for concealing an original medical image by performing different concealing processes for each region of the original medical image, the learning apparatus comprising:
at least one memory storing instructions; and
at least one processor configured to execute the instructions, wherein the processor is configured to: (I) input a medical image for training into a modulation network to cause the modulation network to form a first region for training and a second region for training of the medical image for training. A process of generating a modulated medical image for learning corresponding to the medical image for training by performing a first concealing process and a second concealing process corresponding to each region in the first region for learning and the second region for learning, respectively; (II) (i) a first discriminator for realizing a first reference medical image that has undergone the first concealing process on the entire region of the medical image for training and the second concealing on the entire region of the medical image for training The modulated medical image for training is input to each of the second discriminators for judging the processed second reference medical image as real, so that the first discriminator and the second discriminator determine whether the modulated medical image for training is real or fake. a sub-process for outputting a first modulated medical image score to a second modulated medical image score for determining recognition, and (ii) inputting the modulated medical image for training into an image identification network, causing the image identification network to: a process of performing a sub-process of performing a learning operation on a medical image and outputting medical feature information for learning corresponding to the modulated medical image for learning; and (III) maximizing a summation loss obtained by weighted summing a first_1 discriminant loss and a 2_1 discriminant loss generated with reference to the first modulated medical image score and the second modulated medical image score, for the training of the image identification network a process of training the modulation network to minimize an accuracy loss generated by referring to a task specific output generated using the medical characteristic information or the medical characteristic information for training and a ground truth corresponding to the training medical image; A learning device to do.
(IV) 상기 프로세서가, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기 각각이 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 상기 제1_1 판별 로스와 상기 제2_1 판별 로스를 각각 최소화하며, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기에 각각 입력된 상기 제1 참조 의료 이미지와 상기 제2 참조 의료 이미지 각각에 대응되는 제1 참조 의료 이미지 스코어와 제2 참조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_2 판별 로스와 제2_2 판별 로스를 각각 최대화하도록 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기 각각을 학습시키는 프로세스;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 학습 장치.17. The method of claim 16,
(IV) the first_1 discriminant loss and the second_1 discriminative loss generated by the processor with reference to the first modulated medical image score and the second modulated medical image score, respectively, by the first discriminator and the second discriminator , and referring to the first reference medical image score and the second reference medical image score respectively corresponding to the first and second reference medical images input to the first discriminator and the second discriminator, respectively. a process of training each of the first discriminator and the second discriminator to maximize the first_2 discriminant loss and the second_2 discriminant loss, respectively;
Learning apparatus further comprising a.
(V) 상기 프로세서가, 상기 정확도 로스를 최소화하도록 상기 이미지 식별 네트워크를 학습시키는 프로세스;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 학습 장치.18. The method of claim 17,
(V) the processor training the image identification network to minimize the accuracy loss;
Learning apparatus further comprising a.
상기 프로세서가, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지를 인식하도록 학습시킨 상태인 것을 특징으로 하는 학습 장치.17. The method of claim 16,
Learning apparatus, characterized in that the processor is in a state in which the image identification network has been trained to recognize the medical image for training.
상기 프로세서는, 상기 합산 로스를 이용하여 상기 변조 네트워크의 학습을 진행할 때, (i) 상기 학습용 제1 영역에 대해서는, 상기 학습용 제1 영역에 대응되는 상기 제1_1 판별 로스에 상기 학습용 제2 영역에 대응되는 상기 제2_1 판별 로스보다 높은 가중치를 적용하여 학습을 진행하고, (ii) 상기 학습용 제2 영역에 대해서는, 상기 학습용 제2 영역에 대응되는 상기 제2_1 판별 로스에 상기 학습용 제1 영역에 대응되는 상기 제1_1 판별 로스보다 높은 가중치를 적용하여 학습을 진행하는 것을 특징으로 하는 학습 장치.17. The method of claim 16,
The processor, when learning of the modulation network using the summation loss, (i) for the first area for learning, to the first_1 discrimination loss corresponding to the first area for learning, to the second area for learning Learning is carried out by applying a weight higher than the corresponding second_1 discrimination loss, and (ii) for the second area for learning, the second_1 determination loss corresponding to the second area for learning corresponds to the first area for learning Learning apparatus, characterized in that the learning is carried out by applying a weight higher than that of the first_1 discrimination loss.
상기 프로세서는, 상기 변조 네트워크로 하여금, 상기 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 학습용 제1 영역을 컨실링 처리하도록 하며, 상기 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 학습용 제2 영역을 컨실링 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 학습 장치.17. The method of claim 16,
The processor causes the modulation network to conceal the first region for learning to have a relatively low noise density according to the degree of concealing through the first concealing process, and perform the second concealing process The learning apparatus according to claim 1, wherein the second area for learning is subjected to a concealing process to have a relatively high noise density according to the degree of concealing.
상기 프로세서는, 상기 학습용 의료 이미지의 영역들 중, 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역을 상기 학습용 제1 영역으로 설정하며, 상기 학습용 의료 이미지에서 상기 학습용 제1 영역을 제외한 영역을 상기 학습용 제2 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 학습 장치.22. The method of claim 21,
The processor sets, among the areas of the medical image for training, an area including medical information used for medical condition determination as the first area for learning, and sets an area other than the first area for learning in the medical image for training A learning apparatus, characterized in that it is set as a second area for learning.
상기 프로세서는, 상기 학습용 의료 이미지에서의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역을 설정한 학습용 라벨링 정보로부터 상기 학습용 의료 이미지의 상기 학습용 제1 영역 정보와 상기 학습용 제2 영역 정보를 획득하여 상기 변조 네트워크로 입력하는 것을 특징으로 하는 학습 장치.17. The method of claim 16,
The processor is configured to obtain the first area information for learning and the second area information for learning of the medical image for training from the labeling information for learning in which a first area for learning and a second area for learning are set in the medical image for training, and the modulation network Learning device, characterized in that input as.
상기 프로세서는, 상기 학습용 의료 이미지를 상기 변조 네트워크로 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금, 인코더를 통해 상기 학습용 의료 이미지를 적어도 한번 컨볼루션 연산하여 학습용 피처맵을 생성하도록 하며, 디코더를 통해 상기 학습용 피처맵을 적어도 한번 디컨볼루션 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지를 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 학습 장치.17. The method of claim 16,
The processor inputs the medical image for training into the modulation network to cause the modulation network to perform a convolution operation on the medical image for training at least once through an encoder to generate a feature map for learning, and the feature map for learning through a decoder A learning apparatus, characterized in that by performing a deconvolution operation at least once to output the modulated medical image for learning.
인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및
상기 인스트럭션들을 실행하기 위해 구성된 적어도 하나의 프로세서;를 포함하되, 상기 프로세서가, (I) 학습 장치에 의해, (i) 학습용 의료 이미지를 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 학습용 의료 이미지의 학습용 제1 영역과 학습용 제2 영역 각각에 대응되는 학습용 제1 컨실링 프로세스와 학습용 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 학습용 제1 영역과 상기 학습용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 학습용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하고, (ii) (ii-1) 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 학습용 제1 컨실링 프로세스를 진행한 제1 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제1 판별기와 상기 학습용 의료 이미지의 전체 영역에 상기 학습용 제2 컨실링 프로세스를 진행한 제2 참조 의료 이미지를 진짜로 판단하도록 하는 제2 판별기 각각에 상기 학습용 변조 의료 이미지를 입력하여, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지가 진짜인지 가짜인지를 판단한 제1 변조 의료 이미지 스코어 내지 제2 변조 의료 이미지 스코어를 출력하도록 하는 프로세스, 및 (ii-2) 상기 학습용 변조 의료 이미지를 이미지 식별 네트워크에 입력하여, 상기 이미지 식별 네트워크로 하여금, 상기 학습용 변조 의료 이미지를 러닝 연산하여 상기 학습용 변조 의료 이미지에 대응되는 학습용 의료 특징 정보를 출력하도록 하는 프로세스를 수행하며, (iii) 상기 제1 변조 의료 이미지 스코어와 상기 제2 변조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_1 판별 로스와 제2_1 판별 로스를 가중 합산한 합산 로스를 최대화하며, 상기 이미지 식별 네트워크의 상기 학습용 의료 특징 정보 또는 상기 학습용 의료 특징 정보를 이용하여 생성한 태스크 특정 출력과, 상기 학습용 의료 이미지에 대응되는 그라운드 트루스를 참조하여 생성한 정확도 로스를 최소화하도록 상기 변조 네트워크를 학습시킨 상태에서, 테스트용 의료 이미지를 획득하는 프로세스; 및 (II) 테스트용 의료 이미지를 상기 변조 네트워크에 입력하여 상기 변조 네트워크로 하여금 상기 테스트용 의료 이미지의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역 각각에 대응되는 테스트용 제1 컨실링 프로세스와 테스트용 제2 컨실링 프로세스 각각을 상기 테스트용 제1 영역과 상기 테스트용 제2 영역에 수행하도록 하여 상기 테스트용 의료 이미지에 대응되는 테스트용 변조 의료 이미지를 생성하도록 하는 프로세스; 를 수행하는 테스트 장치.A test apparatus for testing a modulation network that conceals an original medical image by performing different concealing processes for each area of the original medical image,
at least one memory storing instructions; and
at least one processor configured to execute the instructions, wherein the processor (I) by means of a learning device (i) inputs a medical image for training into a modulation network to cause the modulation network to modify the medical image for training. A first concealing process for learning and a second concealing process for learning, respectively, corresponding to the first region for learning and the second region for learning, respectively, are performed in the first region for learning and the second region for learning to correspond to the medical image for learning a first discriminator configured to generate a modulated medical image for training, and (ii) (ii-1) to truly determine a first reference medical image that has undergone the first concealing process for training on the entire area of the training medical image; By inputting the modulated medical image for training into each of the second discriminators for truly judging the second reference medical image that has undergone the second concealing process for learning in the entire area of the training medical image, the first discriminator and the second a process for causing a discriminator to output a first modulated medical image score to a second modulated medical image score for determining whether the modulated medical image for training is real or fake, and (ii-2) converting the modulated medical image for training into an image identification network to perform a process for causing the image identification network to perform a learning operation on the modulated medical image for training and output medical feature information for training corresponding to the modulated medical image for training, (iii) the first modulated medical image Maximizes the summation loss obtained by weighted summing the first_1 discriminant loss and the 2_1 discriminant loss generated by referring to the score and the second modulated medical image score, and obtains the medical feature information for learning or the medical feature information for learning of the image identification network In a state in which the modulation network is trained to minimize the accuracy loss generated by referring to the task specific output generated using the training image and the ground truth corresponding to the training medical image, the process of acquiring medical images; and (II) inputting a medical image for testing into the modulation network to cause the modulation network to perform a first concealing process for testing and a test corresponding to each of the first region for testing and the second region for testing of the medical image for testing. a process of generating a modulated medical image for testing corresponding to the medical image for testing by performing a second concealing process on the first region for testing and the second region for testing, respectively; A test device that performs
상기 (I) 프로세스에서,
상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기는 각각, 상기 학습 장치에 의해, 상기 제1_1 판별 로스와 상기 제2_1 판별 로스를 각각 최소화하며, 상기 제1 판별기와 상기 제2 판별기에 각각 입력된 상기 제1 참조 의료 이미지와 상기 제2 참조 의료 이미지 각각에 대응되는 제1 참조 의료 이미지 스코어와 제2 참조 의료 이미지 스코어를 참조하여 생성한 제1_2 판별 로스와 제2_2 판별 로스를 각각 최대화하도록 학습된 상태인 것을 특징으로 하는 테스트 장치.26. The method of claim 25,
In the process (I) above,
The first discriminator and the second discriminator respectively minimize the first_1 discrimination loss and the second_1 discrimination loss by the learning device, and the first discriminator and the second discriminator respectively input to the first discriminator and the second discriminator that the first_2 discriminant loss and the second_2 discriminant loss generated by referring to the first reference medical image score and the second reference medical image score corresponding to the reference medical image and the second reference medical image, respectively, are respectively maximized Characterized test device.
상기 이미지 식별 네트워크는, 상기 학습 장치에 의해, 상기 정확도 로스를 최소화하도록 학습되거나, 상기 학습용 의료 이미지를 인식하도록 학습된 상태인 것을 특징으로 하는 테스트 장치.27. The method of claim 26,
The image identification network is trained by the learning device to minimize the accuracy loss or to be trained to recognize the training medical image.
상기 프로세서는, 상기 변조 네트워크로 하여금, 상기 테스트용 제1 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 낮은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 테스트용 제1 영역을 컨실링 처리하도록 하며, 상기 테스트용 제2 컨실링 프로세스를 통해 컨실링 정도에 따른 상대적으로 높은 노이즈 밀도를 가지도록 상기 테스트용 제2 영역을 컨실링 처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.26. The method of claim 25,
The processor causes the modulation network to conceal the first region for the test to have a relatively low noise density according to the degree of concealing through the first concealing process for the test, 2 . A test apparatus, characterized in that the second area for the test is subjected to a concealing process to have a relatively high noise density according to the degree of concealing through a concealing process.
상기 프로세서는, 상기 테스트용 의료 이미지의 영역들 중, 의료 상태 판별에 이용되는 의료 정보를 포함하는 영역을 상기 테스트용 제1 영역으로 설정하며, 상기 테스트용 의료 이미지에서 상기 테스트용 제1 영역을 제외한 영역을 상기 테스트용 제2 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.29. The method of claim 28,
The processor sets, among the regions of the test medical image, a region including medical information used for medical condition determination as the first test region, and sets the test first region in the test medical image. A test apparatus, characterized in that the excluded area is set as the second area for the test.
상기 프로세서는, 상기 테스트용 의료 이미지에서의 테스트용 제1 영역과 테스트용 제2 영역을 설정한 테스트용 라벨링 정보로부터 상기 테스트용 의료 이미지의 상기 테스트용 제1 영역 정보와 상기 테스트용 제2 영역 정보를 획득하여 상기 변조 네트워크에 입력하는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.26. The method of claim 25,
The processor is configured to: the test first area information and the test second area of the test medical image from the test labeling information in which the test first area and the test second area are set in the test medical image A test device, characterized in that obtaining information and inputting it into the modulation network.
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