KR20220102944A - Method for constructing dataset - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 데이터셋 구성 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 모델 학습을 위한 데이터셋 구성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of constructing a dataset, and more particularly, to a method of constructing a dataset for model learning.
일반적으로, 기계 학습을 통해 데이터를 검출하거나 분류하기 위하여, 기계 학습을 위한 학습 데이터의 확보가 선행되어야 한다. 기계 학습을 위해서는 최소 1,000개 내지 10,000개 이상의 학습 데이터가 확보되어야 한다.In general, in order to detect or classify data through machine learning, it is necessary to secure learning data for machine learning in advance. For machine learning, at least 1,000 to 10,000 training data must be secured.
방대한 양의 데이터를 학습하기 위해서는, 레이블링(labeling)이 되어 있지 않은 데이터 중에서 학습에 보다 효율적인 데이터를 골라서 전문가에게 요청하고, 그 요청에 따라 레이블링된 데이터를 가지고 학습을 위한 데이터셋을 구성할 수 있다.In order to learn a large amount of data, it is possible to select more efficient data for learning among unlabeled data and request it to an expert, and configure a dataset for learning with the labeled data according to the request. .
그러나, 방대한 양의 데이터 중에서, 레이블링되어 있지 않은 데이터 양이 휠씬 많을 뿐만 아니라, 데이터 레이블링을 위해 전문 인력이 필요하기 때문에, 충분한 학습 데이터를 확보하는데 있어서 고비용이 발생할 수 있다.However, among a large amount of data, not only is the amount of unlabeled data much larger, but also a high cost may occur in securing sufficient training data because professional personnel are required for data labeling.
이에 따라, 모델을 학습시키는데 있어, 효과적인 학습 데이터셋을 구성하기 위한 당업계의 요구가 존재한다.Accordingly, in training a model, there is a need in the art for constructing an effective training dataset.
대한민국 공개 특허 제2016-0012537호는 신경망 학습 방법 및 장치, 데이터 처리 장치를 개시한다.Korean Patent Laid-Open No. 2016-0012537 discloses a method and apparatus for learning a neural network, and a data processing apparatus.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 모델 학습을 위한 데이터셋 구성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present disclosure has been made in response to the above-mentioned background art, and an object of the present disclosure is to provide a method of constructing a dataset for model learning.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 데이터셋 구성 방법은, 언레이블 데이터 풀(unlabeled data pool)로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성하는 단계, 상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹 및 하나 이상의 레이블 데이터(labeled data)를 포함하는 입력 데이터셋을 구성하는 단계, 상기 구성된 입력 데이터셋을 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값(eigenvalue)을 산출하는 단계, 및 상기 산출된 복수의 대표 고유값들에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 복수의 대표 고유값 각각은, 하나의 입력 데이터 셋에 대응할 수 있다.A method of constructing a dataset according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem includes configuring a plurality of candidate unlabeled data groups from an unlabeled data pool, the plurality of candidate unlabeled data groups constructing an input dataset including one candidate unlabeled data group and one or more labeled data among the label data groups, inputting the configured input dataset into a first neural network model to the input dataset calculating a representative eigenvalue corresponding to , and determining an unlabeled data group for label switching from among a plurality of candidate unlabeled data groups based on the calculated plurality of representative eigenvalues. can Each of the plurality of representative eigenvalues may correspond to one input data set.
데이터셋 구성 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 결정된 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터를 레이블링할 데이터로 결정하는 단계, 및 상기 레이블링할 데이터로 결정된 복수의 언레이블 데이터에 대한 레이블링이 수행된 이후에, 상기 레이블링이 수행된 언레이블 데이터 및 상기 하나 이상의 레이블 데이터를 분류(classification) 태스크를 수행하기 위한 뉴럴 네트워크 모델의 학습 데이터셋으로 구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the data set configuration method, determining a plurality of unlabeled data included in the determined unlabeled data group for label switching as data to be labeled, and the plurality of unlabeled data determined as the data to be labeled. After the labeling is performed, the method may further include the step of configuring the unlabeled data and the one or more label data on which the labeling is performed into a training dataset of a neural network model for performing a classification task.
데이터셋 구성 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 제 1 뉴럴 네트워크 모델은, Empirical Neural Tangent Kernel (Empirical NTK)을 이용하여, 제1 뉴럴 네트워크 모델의 입력 데이터에 대응하는 고유값들의 최소값, 최대값 또는 평균값을 최대화시키기 위한 모델일 수 있다.In an alternative embodiment of the method for constructing a dataset, the first neural network model uses an Empirical Neural Tangent Kernel (Empirical NTK), the minimum, maximum, or It may be a model for maximizing the average value.
데이터셋 구성 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성하는 단계는, 상기 언레이블 데이터 풀에서 상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 각각에 포함시킬 복수의 언레이블 데이터를 무작위로 추출하거나, 또는 상기 언레이블 데이터 풀에서 상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 각각에 포함시킬 복수의 언레이블 데이터를 미리 설정된 개수에 기초하여 추출하는 방식으로 상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성할 수 있다.In an alternative embodiment of the method for constructing a dataset, the configuring of the plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool includes: a plurality of candidate unlabeled data groups to be included in each of the plurality of candidate unlabeled data groups in the unlabeled data pool. of the plurality of candidates in a manner of randomly extracting unlabeled data of Unlabeled data groups can be configured.
데이터셋 구성 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출하는 단계는, 상기 하나 이상의 레이블 데이터 각각에 대응하는 제1 고유값들 및 상기 후보 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터 각각에 대응하는 제2 고유값들을 산출하는 단계, 및 상기 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들에 기초하여, 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the method for constructing a dataset, calculating the representative eigenvalue corresponding to the input dataset includes first eigenvalues corresponding to each of the one or more label data and the candidate unlabeled data group calculating second eigenvalues corresponding to each of the plurality of unlabeled data, and calculating a representative eigenvalue corresponding to the input data set based on the calculated first eigenvalues and second eigenvalues It may further include the step of
데이터셋 구성 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출하는 단계는, 상기 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들 중 최소값 또는 최대값을 갖는 고유값을 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값으로 결정하거나, 또는 상기 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들의 평균값을 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값으로 결정할 수 있다.In an alternative embodiment of the method for constructing a dataset, the calculating of the representative eigenvalue corresponding to the input dataset includes an eigenvalue having a minimum value or a maximum value among the calculated first eigenvalues and second eigenvalues. may be determined as a representative eigenvalue corresponding to the input data set, or an average value of the calculated first and second eigenvalues may be determined as a representative eigenvalue corresponding to the input data set.
데이터셋 구성 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정하는 단계는, 상기 복수의 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중 가장 높은 고유값을 갖는 입력 데이터셋을 선택하거나 또는 상기 복수의 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중에서 상위 레벨의 고유값을 갖는 복수의 입력 데이터셋을 선택하는 단계, 및 상기 선택된 하나 이상의 입력 데이터셋에 포함된 후보 언레이블 데이터 그룹을 상기 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the method for constructing a dataset, the determining of an unlabeled data group for label switching from among the plurality of candidate unlabeled data groups includes: a plurality of eigenvalues calculated in response to the plurality of input datasets selecting an input dataset having the highest eigenvalue among the plurality of input datasets or selecting a plurality of input datasets having a higher-level eigenvalue from among a plurality of eigenvalues calculated in response to the plurality of input datasets; and The method may include determining a candidate unlabeled data group included in one or more selected input datasets as the unlabeled data group for label conversion.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은, 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 경우, 데이터셋 구성을 위한 이하의 단계들을 수행하도록 하며, 상기 단계들은, 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성하는 단계, 상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹 및 하나 이상의 레이블 데이터를 포함하는 입력 데이터셋을 구성하는 단계, 상기 구성된 입력 데이터셋을 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값(eigenvalue)을 산출하는 단계, 및 상기 산출된 복수의 대표 고유값들에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 복수의 대표 고유값 각각은, 하나의 입력 데이터 셋에 대응할 수 있다.A computer program stored in a computer-readable storage medium according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problems, when the computer program is executed in one or more processors, performs the following steps for configuring a data set wherein the steps include: constructing a plurality of candidate unlabeled data groups from an unlabeled data pool; an input including one candidate unlabeled data group of the plurality of candidate unlabeled data groups and one or more label data constructing a dataset, inputting the configured input dataset into a first neural network model to calculate a representative eigenvalue corresponding to the input dataset, and adding the calculated representative eigenvalues to the The method may include determining an unlabeled data group for label switching from among a plurality of candidate unlabeled data groups based on the plurality of unlabeled data groups. Each of the plurality of representative eigenvalues may correspond to one input data set.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 데이터셋 구성 방법을 제공하기 위한 컴퓨팅 장치는, 하나 이상의 코어를 포함하는 프로세서, 및 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는, 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성하고, 상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹 및 하나 이상의 레이블 데이터를 포함하는 입력 데이터셋을 구성하고, 상기 구성된 입력 데이터셋을 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값(eigenvalue)을 산출하고, 그리고 상기 산출된 복수의 대표 고유값들에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정할 수 있다. 상기 복수의 대표 고유값 각각은, 하나의 입력 데이터 셋에 대응할 수 있다.A computing device for providing a data set configuration method according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problems includes a processor including one or more cores, and a memory, wherein the processor includes unlabeled data composing a plurality of candidate unlabeled data groups from a pool, composing an input dataset including one candidate unlabeled data group and one or more label data among the plurality of candidate unlabeled data groups; is input to the first neural network model to calculate a representative eigenvalue corresponding to the input dataset, and converts a label among a plurality of candidate unlabeled data groups based on the calculated representative eigenvalues It is possible to determine the unlabeled data group for use. Each of the plurality of representative eigenvalues may correspond to one input data set.
본 발명은 모델의 효과적인 학습을 위한 데이터셋 구성 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a method of constructing a dataset for effective training of a model.
상기 언급된 본 개시내용의 피처들이 상세하게, 보다 구체화된 설명으로, 이하의 실시예들을 참조하여 이해될 수 있도록, 실시예들 중 일부는 첨부되는 도면에서 도시된다. 또한, 도면과의 유사한 참조번호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하는 것으로 의도된다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 본 개시 내용의 특정한 전형적인 실시예들만을 도시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 고려되지는 않으며, 동일한 효과를 갖는 다른 실시예들이 충분히 인식될 수 있다는 점을 유의하도록 한다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 데이터셋 구성 방법을 제공하기 위한 동작을 수행하는 컴퓨팅 장치의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다.
도 3은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 데이터셋 구성 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a 및 도 4b는, 본 개시의 일 실시예에 따른 데이터셋 구성 방법과 다른 방법과의 성능 결과를 보여주는 테이블이다.
도 5a 및 도 5b는, 본 개시의 일 실시예에 따른 데이터셋 구성 방법과 다른 방법과의 성능 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6은, 본 개시의 일 실시예에 따른 데이터셋 구성 방법의 수렴률 예측 성능 결과를 보여주는 그래프이다.
도 7은, 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS So that the above-mentioned features of the present disclosure may be understood in detail, with a more specific description, with reference to the following embodiments, some of the embodiments are shown in the accompanying drawings. Also, like reference numerals in the drawings are intended to refer to the same or similar functions throughout the various aspects. However, it should be noted that the appended drawings show only certain typical embodiments of the present disclosure and are not to be considered as limiting the scope of the present disclosure, and other embodiments having the same effect may be fully appreciated. Take note.
1 is a diagram illustrating a block diagram of a computing device performing an operation for providing a method for configuring a dataset, according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a schematic diagram illustrating a network function according to an embodiment of the present disclosure;
3 is a flowchart illustrating a data set configuration process according to an embodiment of the present disclosure.
4A and 4B are tables showing performance results of a data set configuration method and another method according to an embodiment of the present disclosure.
5A and 5B are graphs showing performance results of a data set configuration method and another method according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a graph showing a convergence rate prediction performance result of a data set configuration method according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a simplified, general schematic diagram of an exemplary computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.Various embodiments are now described with reference to the drawings. In this specification, various descriptions are presented to provide an understanding of the present disclosure. However, it is apparent that these embodiments may be practiced without these specific descriptions.
본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 서버에서 실행되는 애플리케이션 및 서버 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.The terms “component,” “module,” “system,” and the like, as used herein, refer to a computer-related entity, hardware, firmware, software, a combination of software and hardware, or execution of software. For example, a component can be, but is not limited to being, a process running on a processor, a processor, an object, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, both an application running on a server and a server can be components. One or more components may reside within a processor and/or thread of execution. A component may be localized within one computer. A component may be distributed between two or more computers. In addition, these components can execute from various computer readable media having various data structures stored therein. Components may communicate via a network such as the Internet with another system, for example via a signal having one or more data packets (eg, data and/or signals from one component interacting with another component in a local system, distributed system, etc.) may communicate via local and/or remote processes depending on the data being transmitted).
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified or clear from context, "X employs A or B" is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, X employs A; X employs B; or when X employs both A and B, "X employs A or B" may apply to either of these cases. It should also be understood that the term “and/or” as used herein refers to and includes all possible combinations of one or more of the listed related items.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" should be understood to mean that the feature and/or element in question is present. However, it should be understood that the terms "comprises" and/or "comprising" do not exclude the presence or addition of one or more other features, elements and/or groups thereof. Also, unless otherwise specified or unless it is clear from context to refer to a singular form, the singular in the specification and claims should generally be construed to mean “one or more”.
그리고, "A 또는 B 중 적어도 하나"이라는 용어는, "A만을 포함하는 경우", "B 만을 포함하는 경우", "A와 B의 구성으로 조합된 경우"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. And, the term "at least one of A or B" should be interpreted to mean "when including only A", "when including only B", and "when combined with the configuration of A and B".
당업자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있다. 다만, 그러한 구현의 결정들이 본 개시내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.Those skilled in the art will further appreciate that the various illustrative logical blocks, configurations, modules, circuits, means, logics, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented in electronic hardware, computer software, or combinations of both. It should be recognized that they can be implemented with To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, configurations, means, logics, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application. However, such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present disclosure.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. Descriptions of the presented embodiments are provided to enable those skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art of the present disclosure. The generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Thus, the present invention is not limited to the embodiments presented herein. The invention is to be construed in its widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
본 개시의 일 실시예에서 컴퓨팅 장치는, 서버 및/또는 사용자 장비를 포괄할 수 있다. 본 개시 내용에서의 컴퓨팅 장치는, 컴퓨팅 능력을 가진 임의의 형태의 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치는, 디지털 기기로서, 랩탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 웹 패드, 이동 전화기와 같이 프로세서를 탑재하고 메모리를 구비한 연산 능력을 갖춘 디지털 기기일 수 있다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치가 서버에 대응되는 경우, 상기 컴퓨팅 장치는, 서비스를 처리하는 웹 서버일 수 있다. 전술한 컴퓨팅 장치의 종류는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다. In an embodiment of the present disclosure, the computing device may include a server and/or user equipment. A computing device in this disclosure may include any type of device with computing capabilities. The computing device is a digital device, and may be a digital device having a computing capability including a memory and a processor, such as a laptop computer, a notebook computer, a desktop computer, a web pad, and a mobile phone. In an embodiment, when the computing device corresponds to a server, the computing device may be a web server that processes a service. The types of computing devices described above are merely examples, and the present disclosure is not limited thereto.
본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 이용되는 데이터는, 영상 또는 텍스트 등과 같이 임의의 형태의 값 또는 정보를 포함하고 있는 자료를 의미할 수 있다.Data used throughout the detailed description and claims of the present invention may refer to data including values or information in any form, such as images or text.
본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 이용된 "영상" 또는 "영상 데이터"라는 용어는 이산적 영상 요소들(예컨대, 2차원 영상에 있어서는 픽셀)로 구성된 다차원 데이터를 지칭하며, 달리 말하자면, (예컨대, 비디오 화면에 표시된) 눈으로 볼 수 있는 대상 또는 (예컨대, CT, MRI 검출기 등의 픽셀 출력에 대응되는 파일과 같은) 그 대상의 디지털 표현물을 지칭하는 용어이다.The term "image" or "image data" as used throughout the present description and claims refers to multidimensional data composed of discrete image elements (eg, pixels in a two-dimensional image), in other words, ( For example, a term that refers to a visible object (eg, displayed on a video screen) or a digital representation of the object (eg, a file corresponding to a pixel output of a CT, MRI detector, etc.).
예를 들어 "이미지" 또는 "영상"은 전산화 단층 촬영(CT; computed tomography), 자기 공명 영상(MRI; magnetic resonance imaging), 안저 영상, 초음파 또는 본 발명의 기술분야에서 공지된 임의의 다른 의료 영상 시스템의 의하여 수집된 피검체(subject)의 의료 영상일 수 있다. 영상이 반드시 의료적 맥락에서 제공되어야 하는 것은 아니고 비의료적 맥락에서 제공될 수도 있는 바, 예를 들어 보안 검색용 X선 촬영 등이 있을 수 있다.For example, “image” or “image” can be defined as computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), fundus imaging, ultrasound or any other medical imaging known in the art. It may be a medical image of a subject collected by the system. The image does not necessarily have to be provided in a medical context, but may be provided in a non-medical context, for example, there may be X-ray imaging for security screening.
본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 'DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine; 의료용 디지털 영상 및 통신)' 표준은 의료용 기기에서 디지털 영상 표현과 통신에 이용되는 여러 가지 표준을 총칭하는 용어인 바, DICOM 표준은 미국 방사선 의학회(ACR)와 미국 전기 공업회(NEMA)에서 구성한 연합 위원회에서 발표한다.Throughout the detailed description and claims of the present invention, the 'DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)' standard is a generic term for various standards used for digital image expression and communication in medical devices. The DICOM standard is published by a joint committee formed by the American Society of Radiological Medicine (ACR) and the National Electrical Engineers Association (NEMA).
또한, 본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 '의료영상 저장 전송 시스템(PACS; Picture Archiving and Communication System)'은 DICOM 표준에 맞게 저장, 가공, 전송하는 시스템을 지칭하는 용어이며, X선, CT, MRI와 같은 디지털 의료영상 장비를 이용하여 획득된 의료영상 이미지는 DICOM 형식으로 저장되고 네트워크를 통하여 병원 내외의 단말로 전송이 가능하며, 이에는 판독 결과 및 진료 기록이 추가될 수 있다.In addition, throughout the detailed description and claims of the present invention, 'Picture Archiving and Communication System (PACS)' is a term that refers to a system that stores, processes, and transmits in accordance with the DICOM standard, X-ray, CT , medical imaging images acquired using digital medical imaging equipment such as MRI are stored in DICOM format and transmitted to terminals inside and outside the hospital through a network, to which reading results and medical records can be added.
또한, 본 명세서에 걸쳐, 뉴럴 네트워크(neural network), 뉴럴 네트워크 모델, 모델, 신경망, 또는 네트워크 함수는, 상호 교환 가능한 의미로 사용될 수 있다. 뉴럴 네트워크는, 일반적으로 “노드(node)”라 지칭될 수 있는 상호연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 “노드”들은, “뉴런(neuron)”들로 지칭될 수도 있다. 뉴럴 네트워크는, 적어도 둘 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 뉴럴 네트워크들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 “링크”에 의해 상호 연결될 수 있다.Also, throughout this specification, a neural network, a neural network model, a model, a neural network, or a network function may be used interchangeably. A neural network may be composed of a set of interconnected computational units, which may be generally referred to as “nodes”. These “nodes” may also be referred to as “neurons”. A neural network is configured to include at least two or more nodes. Nodes (or neurons) constituting neural networks may be interconnected by one or more “links”.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 데이터셋 구성 방법을 제공하기 위한 동작을 수행하는 컴퓨팅 장치의 블록 구성도를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a block diagram of a computing device that performs an operation for providing a method for configuring a dataset, according to an embodiment of the present disclosure.
도 1에 도시된 컴퓨팅 장치(100)의 구성은 간략화 하여 나타낸 예시일 뿐이다. 본 개시의 일 실시예에서 컴퓨팅 장치(100)는 컴퓨팅 장치(100)의 컴퓨팅 환경을 수행하기 위한 다른 구성들이 포함될 수 있고, 개시된 구성들 중 일부만이 컴퓨팅 장치(100)를 구성할 수도 있다.The configuration of the
컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(130), 네트워크부(150)를 포함할 수 있다.The
본 개시에서, 프로세서(110)는, 분류모델 학습을 위한 데이터셋 구성 방법에 관한 것으로, 레이블링 되어있지 않은 데이터 풀로부터 쿼리를 위한 레이블 전환용 샘플 데이터를 선택함으로써, 분류 모델의 추가 학습 없이도 고유값(eigenvalue) 연산을 통해 언레이블 데이터로부터 학습에 효율적인 데이터들을 수집할 수 있다.In the present disclosure, the
일반적으로, 뉴럴 네트워크 모델을 학습시키기 위해서는, 뉴럴 네트워크 모델에 대한 학습 데이터셋의 구축이 선행되어야 한다. 뉴럴 네트워크 모델에 대한 학습을 위해서는, 최소 1,000개 내지 10,000개 이상의 학습 데이터를 포함하는 학습 데이터셋이 필요할 수 있다. 그러나, 의료 분야와 같은 특정한 분야에 대한 뉴럴 네트워크 모델의 학습 시, 학습 데이터 혹은 학습을 위한 레이블 데이터가 부족한 경우가 상당히 많다. 예를 들어, 희귀 질병의 경우에는, 희귀 질병의 발병 확률 자체가 낮기 때문에, 희귀 질병에 대한 학습 데이터를 수집하는데 어려움이 있을 수 있다. In general, in order to train a neural network model, the construction of a training dataset for the neural network model should be preceded. In order to learn the neural network model, a training dataset including at least 1,000 to 10,000 or more training data may be required. However, when training a neural network model for a specific field, such as a medical field, training data or label data for training is often insufficient. For example, in the case of a rare disease, since the probability of the occurrence of the rare disease itself is low, it may be difficult to collect learning data on the rare disease.
나아가, 인공지능 분야의 교사학습에서는 학습 데이터의 확보 및 학습 데이터에 대해 사람이 답을 적어 두는 레이블링 작업이 큰 비중을 차지한다. 특히 의료 딥러닝 분야에서, 의료 영상에 진단 결과를 레이블링하는 주체는 의료 전문인력일 수밖에 없다. 이러한 의료 전문인력의 높은 인건비를 고려하면, 학습 데이터의 레이블링 과정 혹은 학습 데이터의 구축 과정에서의 효율성을 높이는 것이 사업의 현실성(즉, 제품 가격 경쟁력)을 높이는데 큰 역할을 한다.Furthermore, in teacher learning in the field of artificial intelligence, securing learning data and labeling tasks in which humans write down answers to learning data occupy a large proportion. In particular, in the medical deep learning field, the subject of labeling the diagnosis results on medical images is inevitably a medical professional. Considering these high labor costs of medical professionals, increasing the efficiency in the labeling process of learning data or the construction process of learning data plays a big role in increasing the realism of the business (ie, product price competitiveness).
따라서, 본 개시의 데이터셋 구성 방법은, 분류모델 학습을 위한 데이터셋 구성 방법으로서, 분류 모델의 추가 학습 없이도 고유값(eigenvalue) 연산을 통해 언레이블 데이터로부터 학습에 효율적인 데이터들을 수집할 수 있어, 일반 질병뿐만 아니라 희귀 질병에 필요한 학습 데이터를 효율적으로 수집 수집할 수 있을 뿐만 아니라, 학습 데이터의 레이블링 과정 혹은 학습 데이터의 구축 과정에서의 효율성 또한 달성할 수 있다.Therefore, the dataset construction method of the present disclosure is a dataset construction method for learning a classification model, and it is possible to collect efficient data for learning from unlabeled data through eigenvalue operation without additional learning of the classification model, It is possible to efficiently collect and collect learning data necessary for not only common diseases but also rare diseases, and achieve efficiency in the labeling process of learning data or the construction process of learning data.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 언레이블 데이터 풀(unlabeled data pool)로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성하고, 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹 및 하나 이상의 레이블 데이터(labeled data)를 포함하는 입력 데이터셋을 구성하며, 구성된 입력 데이터셋을 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값(eigenvalue)을 산출하고, 산출된 복수의 대표 고유값들에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 대표 고유값 각각은, 하나의 입력 데이터 셋에 대응할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 언레이블 데이터 풀은, 모델 학습에 필요한 데이터들 중 언레이블 데이터들만을 분류한 집합이고, 그리고 레이블 데이터 풀은, 학습에 필요한 데이터들 중 레이블 데이터들만을 분류한 집합을 의미할 수 있다. 본 개시의 후보 언레이블 데이터 그룹은, 언레이블 데이터 풀로부터 추출한 언레이블 데이터들을 포함하는 그룹을 의미할 수 있다. 여기서, 후보 언레이블 데이터 그룹에 포함되는 언레이블 데이터들은, 추후 레이블링될 언레이블 데이터일 수 있다. The unlabeled data pool of the present disclosure is a set obtained by classifying only unlabeled data among data required for model learning, and the label data pool may refer to a set obtained by classifying only label data among data required for learning. . The candidate unlabeled data group of the present disclosure may refer to a group including unlabeled data extracted from the unlabeled data pool. Here, the unlabeled data included in the candidate unlabeled data group may be unlabeled data to be labeled later.
본 개시의 입력 데이터셋은, 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정하기 위하여 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 입력 데이터들로서, 하나의 입력 데이터셋에는, 언레이블 데이터를 포함하는 후보 언레이블 데이터 그룹과 하나 이상의 레이블 데이터로 구성될 수 있다. 본 개시의 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹은, 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 모델 학습을 위해 레이블링할 언레이블 데이터를 포함하는 후보 언레이블 데이터 그룹을 의미할 수 있다. 일례로, 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹은 레이블링을 수행하는 다른 사용자 단말 또는 서버로 전달될 수 있다.The input dataset of the present disclosure is input data input to the first neural network model in order to determine an unlabeled data group for label conversion, and one input dataset includes a candidate unlabeled data group including unlabeled data; It may consist of one or more label data. The unlabeled data group for label switching according to the present disclosure may refer to a candidate unlabeled data group including unlabeled data to be labeled for model training among candidate unlabeled data groups. For example, the unlabeled data group for label switching may be transmitted to another user terminal or server performing labeling.
본 개시의 대표 고유값은, 복수의 언레이블 데이터를 포함하는 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹과 하나 이상의 레이블 데이터로 구성되는 입력 데이터셋을 대표하는 고유값을 의미할 수 있다.The representative eigenvalue of the present disclosure may refer to an eigenvalue representing an input dataset including one candidate unlabeled data group including a plurality of unlabeled data and one or more label data.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 결정된 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터를 레이블링할 데이터로 결정하고, 레이블링할 데이터로 결정된 복수의 언레이블 데이터에 대한 레이블링이 수행된 이후에, 레이블링이 수행된 언레이블 데이터 및 하나 이상의 레이블 데이터를 분류(classification) 태스크를 수행하기 위한 제2 뉴럴 네트워크 모델의 학습 데이터셋으로 구성할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제 1 뉴럴 네트워크 모델은, Empirical Neural Tangent Kernel (Empirical NTK)을 이용하여, 제 2 뉴럴 네트워크 모델의 수렴률(Convergence Rate)을 제어하기 위하여, 제1 뉴럴 네트워크 모델의 입력 데이터에 대응하는 고유값들의 최소값, 최대값 또는 평균값을 최대화시키기 위한 모델일 수 있다. 입력 데이터에 대응하는 고유값들은, 행렬을 구성하는 레이블 데이터의 고유값 및 언레이블 데이터의 고유값일 수 있다. 상기 행렬을 구성하는 레이블 데이터 및 언레이블 데이터의 고유값들에 대해서는 후술하기로 한다.According to an embodiment of the present disclosure, the first neural network model uses an Empirical Neural Tangent Kernel (Empirical NTK) to control a convergence rate of the second neural network model, the first neural network model It may be a model for maximizing a minimum value, a maximum value, or an average value of eigenvalues corresponding to input data of . The eigenvalues corresponding to the input data may be the eigenvalues of the label data constituting the matrix and the eigenvalues of the unlabeled data. The eigenvalues of the label data and the unlabeled data constituting the matrix will be described later.
일 실시예에서, 제 1 뉴럴 네트워크 모델은 제 2 뉴럴 네트워크 모델과 동일한 모델을 의미할 수 있다. 다른 실시예에서, 실제 어플리케이션 과정에서, 제 1 뉴럴 네트워크 모델은 제 2 뉴럴 네트워크 모델과 상이할 수도 있다. In an embodiment, the first neural network model may mean the same model as the second neural network model. In another embodiment, in an actual application process, the first neural network model may be different from the second neural network model.
예를 들어, 동일한 뉴럴 네트워크 모델이란, 뉴럴 네트워크의 구조, 학습(training) 방식, 추론(inference) 방식, 동작 방식, 변수, 또는 가중치 중 적어도 하나가 동일한 모델을 의미할 수 있다. 다른 예시로, 상이한 뉴럴 네트워크 모델이란, 뉴럴 네트워크의 구조, 학습(training) 방식, 추론(inference) 방식, 동작 방식, 변수, 또는 가중치 중 적어도 하나가 상이한 모델을 의미할 수 있다.For example, the same neural network model may mean a model in which at least one of a structure of a neural network, a training method, an inference method, an operation method, a variable, or a weight is the same. As another example, different neural network models may refer to models in which at least one of a neural network structure, a training method, an inference method, an operation method, a variable, or a weight is different.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성할 때, 언레이블 데이터 풀에서 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 각각에 포함시킬 복수의 언레이블 데이터를 무작위로 추출하여 구성할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, when configuring a plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성할 때, 언레이블 데이터 풀에서 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 각각에 포함시킬 복수의 언레이블 데이터를 미리 설정된 개수에 기초하여 추출하여 구성할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 설정 개수는, 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들면, 미리 설정된 설정 개수는, 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수 이하일 수 있다. 즉, 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수가 약 5000개일 경우, 미리 설정된 후보 언레이블 데이터의 추출 개수가 약 50개로 설정되어 있다면 언레이블 데이터 풀로부터 후보 언레이블 데이터 50개를 한 세트로 추출하여 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹을 구성할 수 있다. 따라서, 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수가 약 5000개이고 후보 언레이블 데이터의 추출 설정 개수가 약 50개로 설정되어 있다면, 약 100개 이상의 후보 언레이블 데이터 그룹을 구성할 수 있다. 따라서, 본 개시의 프로세서(110)는, 고유값 연산의 복잡도를 최소화하면서도 메모리 문제를 효율적으로 다루어 네트워크 성능을 향상시키기 위하여, 후보 언레이블 데이터 그룹의 크기를 최적으로 결정할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, when configuring a plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 후보 언레이블 데이터 그룹을 구성할 때, 언레이블 데이터 풀로부터 추출한 후보 언레이블 데이터를 포함하는 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹을 구성하고, 후보 언레이블 데이터 그룹의 총 개수가 최대 개수인지를 확인하며, 후보 언레이블 데이터 그룹의 총 개수가 최대 개수이면 후보 언레이블 데이터 그룹의 구성을 종료할 수 있다. 여기서, 프로세서(110)는, 후보 언레이블 데이터 그룹의 총 개수가 최대 개수인지를 확인할 때, 후보 언레이블 데이터 그룹의 총 개수가 최대 개수가 아니면 언레이블 데이터 풀로부터 적어도 하나의 후보 언레이블 데이터를 추출하고 추출한 후보 언레이블 데이터에 기초하여 후보 언레이블 데이터 그룹을 구성할 수 있다. 예를 들면, 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수가 약 5000개이고 후보 언레이블 데이터의 추출 설정 개수가 약 50개로 설정되어 있다면 언레이블 데이터 풀로부터 추출한 후보 언레이블 데이터 50개를 포함하는 후보 언레이블 데이터 그룹을 최대 약 100개 이상 구성할 수 있다. 따라서, 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수에 상응하여 구성할 후보 언레이블 데이터 그룹의 최대 개수를 최적으로 미리 설정할 경우, 후보 언레이블 데이터 그룹의 총 개수가 미리 설정된 최대 개수이면 후보 언레이블 데이터 그룹의 구성을 종료하고, 후보 언레이블 데이터 그룹의 총 개수가 미리 설정된 최대 개수가 아니면 후보 언레이블 데이터 그룹을 구성하는 과정을 반복 수행할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, when configuring the candidate unlabeled data group, the
후보 언레이블 데이터 그룹의 최대 개수는, 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수와 언레이블 데이터 풀로부터 추출되는 후보 언레이블 데이터의 개수에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는, 언레이블 데이터 풀로부터 추출되는 후보 언레이블 데이터의 개수가 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수와 동일하면 후보 언레이블 데이터 그룹의 최대 개수는 한 개로 설정될 수 있다. 예를 들면, 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수가 약 50개이고 후보 언레이블 데이터의 추출 설정 개수가 약 50개로 설정되어 있다면 언레이블 데이터 풀로부터 추출한 후보 언레이블 데이터 50개를 포함하는 후보 언레이블 데이터 그룹을 최대 1개로 구성할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The maximum number of candidate unlabeled data groups may be set based on the total number of unlabeled data included in the unlabeled data pool and the number of candidate unlabeled data extracted from the unlabeled data pool. For example, if the number of candidate unlabeled data extracted from the unlabeled data pool is equal to the total number of unlabeled data included in the unlabeled data pool, the
또한, 프로세서(110)는, 언레이블 데이터 풀로부터 추출되는 후보 언레이블 데이터의 개수가 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수보다 더 적으면 후보 언레이블 데이터 그룹의 최대 개수는 복수 개로 설정될 수 있다. 예를 들면, 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수가 약 500개이고 후보 언레이블 데이터의 추출 설정 개수가 약 50개로 설정되어 있다면 언레이블 데이터 풀로부터 추출한 후보 언레이블 데이터 50개를 포함하는 후보 언레이블 데이터 그룹을 최대 10개 이상으로 구성할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.In addition, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹은, 언레이블 데이터 풀로부터 추출된 적어도 하나의 후보 언레이블 데이터를 포함하고, 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹에 포함되는 후보 언레이블 데이터는, 다른 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹에 중복 포함될 수 있다. 예를 들면, 첫 번째로 구성된 제1 후보 언레이블 데이터 그룹에 포함되는 언레이블 데이터가 두 번째로 구성된 제2 후보 언레이블 데이터 그룹에도 중복으로 포함될 수도 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, one candidate unlabeled data group includes at least one candidate unlabeled data extracted from an unlabeled data pool, and candidate unlabeled data included in one candidate unlabeled data group. , may be duplicated included in another candidate unlabeled data group. For example, unlabeled data included in the first configured first candidate unlabeled data group may be included in the second candidate unlabeled data group as well. The foregoing is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출할 때, 하나 이상의 레이블 데이터 각각에 대응하는 제1 고유값들 및 후보 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터 각각에 대응하는 제2 고유값들을 산출하고, 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들에 기초하여, 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출할 수 있다. 예를 들면, 언레이블 데이터 50개를 포함하는 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹과 레이블 데이터 100개로 구성되는 입력 데이터셋이 뉴럴 네트워크 모델에 입력하면 해당 입력 데이터셋을 대표하는 1개의 대표 고유값이 산출될 수 있다. 따라서, 후보 언레이블 데이터 그룹이 100개인 경우, 약 100개의 입력 데이터셋을 각각 대표하는 약 100개의 대표 고유값들이 산출될 수 있다. 여기서, 고유값을 산출하는 이유는, 분류 모델의 분류 에러를 최소화하기 위하여 모델의 학습 곡선 수렴성에 영향을 미칠 수 있는 데이터를 선정하기 위함이다. 즉, 하나 이상의 레이블 데이터와 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹을 포함하는 하나의 입력 데이터셋을 대표하는 고유값은, 어떤 데이터를 쿼리하는지에 따라 학습 곡선의 수렴성이 달라지는 것을 알 수 있게 하는 인자일 수 있다. 따라서, 본 개시의 프로세서(110)는, 수렴률을 효과적으로 제어할 수 있는 데이터를 쿼리함으로써, 학습 역학을 효과적으로 제어할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출할 때, 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들 중 최소값 또는 최대값을 갖는 고유값을 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값으로 결정하거나, 또는 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들의 평균값을 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값으로 결정할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, when the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정할 때, 복수의 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중 가장 높은 고유값을 갖는 입력 데이터셋을 선택하고, 선택한 입력 데이터셋에 포함되는 후보 언레이블 데이터 그룹을 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 언레이블 데이터 50개를 포함하는 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹과 레이블 데이터 100개로 구성되는 하나의 입력 데이터셋을 뉴럴 네트워크 모델에 입력하면 해당하는 입력 데이터셋을 대표하는 1개의 대표 고유값이 산출될 수 있다. 따라서, 후보 언레이블 데이터 그룹이 100개인 경우, 약 100개의 입력 데이터셋을 각각 대표하는 약 100개의 대표 고유값이 산출되면 약 100개의 대표 고유값 중에서 가장 높은 고유값을 갖는 입력 데이터셋에 포함되는 후보 언레이블 데이터 그룹을 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹으로 결정할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, when the
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정할 때, 복수의 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중에서 상위 레벨의 고유값을 갖는 복수의 입력 데이터셋을 선택하고, 선택한 복수의 입력 데이터셋에 포함되는 후보 언레이블 데이터 그룹을 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹으로 결정할 수 있다. 여기서, 프로세서(110)는, 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중 상위 레벨의 고유값을 갖는 복수의 입력 데이터셋을 선택할 때, 레이블링할 언레이블 데이터의 목표 개수에 연동하여 상위 레벨의 고유값을 갖는 복수의 입력 데이터셋을 선택할 수 있다. 예를 들면, 언레이블 데이터 50개를 포함하는 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹과 레이블 데이터 100개로 구성되는 하나의 입력 데이터셋을 뉴럴 네트워크 모델에 입력하면 해당하는 입력 데이터셋을 대표하는 1개의 대표 고유값이 산출될 수 있다. 따라서, 후보 언레이블 데이터 그룹이 100개인 경우, 약 100개의 입력 데이터셋을 각각 대표하는 약 100개의 대표 고유값이 산출될 수 있다. 여기서, 목표 개수 150개의 레이블링할 언레이블 데이터를 선정해야 하는 경우, 약 100개의 대표 고유값 중에서 가장 높은 제1 레벨의 고유값, 두 번째로 높은 제2 레벨의 고유값, 그리고 세 번째로 높은 제3 레벨의 고유값을 갖는 각 입력 데이터셋에 포함되는 후보 언레이블 데이터 그룹을 선택함으로써, 약 150개의 레이블링할 언레이블 데이터를 선정할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, when determining an unlabeled data group for label switching from among a plurality of candidate unlabeled data groups, the
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 모델의 학습 수렴률 제어를 위하여 고유값 n개 중 최소값을 최대화하는 언레이블 데이터들을 선정할 수도 있고, 고유값 n개 중 최대값을 최대화하는 언레이블 데이터들을 선정할 수도 있으며, 고유값 n개에 대한 평균값을 최대화하는 언레이블 데이터들을 선정할 수도 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the
다음, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 결정된 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터를 레이블링할 데이터로 결정하고, 레이블링할 데이터로 결정된 복수의 언레이블 데이터에 대한 레이블링이 수행된 이후에, 레이블링이 수행된 언레이블 데이터 및 하나 이상의 레이블 데이터를 분류(classification) 태스크를 수행하기 위한 제2 뉴럴 네트워크 모델의 학습 데이터셋으로 구성할 수 있다. 일 예시에서, 여기서의 제2 뉴럴 네트워크 모델은, 상기 제1 뉴럴 네트워크 모델과의 동일하거나 상이한 모델을 포함할 수 있다.Next, according to an embodiment of the present disclosure, the
그리고, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 레이블링할 언레이블 데이터를 레이블링하여 언레이블 데이터 풀을 업데이트할 수 있다. 예를 들면, 후보 언레이블 데이터 그룹에 포함되는 언레이블 데이터를 레이블링하여 언레이블 데이터 풀로부터 제거하고, 레이블 데이터 풀에 추가함으로써, 레이블 데이터 풀과 언레이블 데이터 풀을 업데이트할 수 있다. 본 개시의 프로세서(110)는, 업데이트 과정을 수행하면서, 레이블 데이터 풀의 크기가 증가하고, 언레이블 데이터 풀의 크기가 감소될 수 있다.And, according to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 수렴률을 제어할 수 있는 데이터를 쿼리함으로써, 모델의 학습 역학을 효과적으로 제어할 수 있다. 본 개시의 프로세서(110)는, 모델의 학습률이나 학습률 스케쥴(learning rate schedule) 등을 포함하는 수렴률 예측 요건에 기초하여 수렴률을 더욱 효과적으로 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 분류 모델에 의료 이미지 세트를 입력하여 의료 이미지를 식별하여 분류할 수 있다. 의료 이미지는, 장기 또는 병리를 포함하는 장기를 촬영한 이미지일 수 있다. 예를 들어, 의료 이미지는, MRI, CT 등을 이용하여 장기 등을 촬영한 이미지일 수 있다. 의료 이미지는, 장기를 촬영한 이미지일 수 있다. 또는, 의료 이미지는, 특정 병리를 포함하는 장기를 촬영한 이미지일 수 있다. 의료 이미지 세트는, 의료 이미지들의 집합일 수 있다. 의료 이미지 세트는, 하나 이상의 의료 이미지를 포함할 수 있다. 의료 이미지 세트는, 장기 또는 병리 단위로 생성될 수 있다. 예를 들어, 폐에 관한 의료 이미지를 포함하는 의료 이미지 세트, 췌장에 관한 의료 이미지를 포함하는 의료 이미지 세트가 생성될 수 있다. 또는, 예를 들어, 폐암도 병리에 따라, 편형상피세포암, 선암, 대세포암 등으로 분류될 수 있고, 의료 이미지 세트도 편형상피세포암, 선암, 대세포암 각각에 대해서 별도로 생성될 수 있다. 전술한 의료 이미지 세트에 관한 구체적인 기재는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 의료 분야에 대한 뉴럴 네트워크 모델의 학습 시, 레이블링을 위한 학습 데이터가 부족한 상황에서, 뉴럴 네트워크 모델의 추가 학습 없이도, 고유값 연산을 통해 언레이블 데이터로부터 학습에 효율적인 데이터들을 수집할 수 있어, 일반 질병뿐만 아니라 희귀 질병에 필요한 학습 데이터를 효율적으로 수집할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따라서, 제 1 뉴럴 네트워크를 사용함으로써, 분류 태스크를 수행하기 위한 제2 뉴럴 네트워크 모델의 학습 데이터셋이 효율적으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 학습 데이터의 레이블링 과정 혹은 학습 데이터의 구축 과정에서의 효율성이 달성될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, by using the first neural network, a training dataset of the second neural network model for performing the classification task may be efficiently configured. Accordingly, efficiency in the labeling process of the learning data or the construction process of the learning data can be achieved.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 하기 수학식 1을 통해, 레이블링 되어있지 않은 데이터 풀로부터 쿼리를 위한 레이블 전환용 샘플 데이터를 선택함으로써, 수렴률을 효과적으로 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
여기서, 는, Empirical NTK(Neutral Tangent Kernel) matrix K이고, XL은, 레이블 데이터 풀(labeled data pool)의 전체 레이블 데이터이며, XU는, 언레이블 데이터 풀(unlabeled data pool)의 전체 언레이블 데이터이고, Xu는, 언레이블 데이터 풀의 후보 언레이블 데이터 그룹이며, λi는, Empirical NTK matrix의 고유값이고, i는, i ∈ {1, ….., │XL ∪ Xu│}이다.here, is the Empirical Neutral Tangent Kernel (NTK) matrix K, X L is the full label data of the labeled data pool, X U is the full unlabeled data of the unlabeled data pool, and , X u is a candidate unlabeled data group of the unlabeled data pool, λ i is an eigenvalue of the Empirical NTK matrix, and i is i ∈ {1, ... .., │X L ∪ X u │}.
상기 수학식 1은, 모델의 학습 수렴률 제어를 위하여 고유값 n개 중 최소값을 최대화하는 언레이블 데이터들을 선정하는 수식을 설명한 것이지만, 본 개시의 프로세서(110)는, 고유값 n개 중 최대값을 최대화하는 언레이블 데이터들을 선정할 수도 있고, 고유값 n개에 대한 평균값을 최대화하는 언레이블 데이터들을 선정할 수도 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일례로, 본 개시에서의 제1 뉴럴 네트워크 모델은 상기 수학식 1에 기반하여 동작가능하다.As an example, the first neural network model in the present disclosure is operable based on
본 개시의 프로세서(110)는, 레이블링 되어있지 않은 데이터 풀로부터 쿼리를 위한 레이블 전환용 샘플 데이터를 선택함으로써, 분류 모델의 추가 학습 없이도 고유값 연산을 통해 언레이블 데이터로부터 학습에 효율적인 데이터들을 수집할 수 있다.The
즉, 본 개시의 프로세서(110)는, 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성하고, 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹 및 하나 이상의 레이블 데이터를 포함하는 입력 데이터셋을 구성하며, 구성된 입력 데이터셋을 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출하고, 산출된 복수의 대표 고유값들에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정하며, 결정된 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터를 레이블링할 데이터로 결정하고, 레이블링할 데이터로 결정된 복수의 언레이블 데이터에 대한 레이블링이 수행된 이후에, 레이블링이 수행된 언레이블 데이터 및 하나 이상의 레이블 데이터를 분류 태스크를 수행하기 위한 제2 뉴럴 네트워크 모델의 학습 데이터셋으로 구성할 수 있다.That is, the
본 개시의 뉴럴 네트워크 모델(예컨대, 제1 ㄴ유럴 네트워크 모델 및 제2 뉴럴 네트워크 모델)은, 딥 뉴럴 네트워크일 수 있다. 본 명세서에 걸쳐, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어(layer)와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어(hidden layer)를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등)를 파악할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는 컨벌루셔널 뉴럴 네트워크 (CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted Boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크 등을 포함할 수 있다.A neural network model (eg, a first n neural network model and a second neural network model) of the present disclosure may be a deep neural network. Throughout this specification, the terms neural network, network function, and neural network may be used interchangeably. A deep neural network (DNN) may refer to a neural network including a plurality of hidden layers in addition to an input layer and an output layer. Deep neural networks can be used to identify the latent structures of data. In other words, it can identify the potential structure of photos, texts, videos, voices, and music (e.g., what objects are in the photos, what the text and emotions are, what the texts and emotions are, etc.) . Deep neural networks include convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted Boltzmann machines (RBMs), and deep belief networks (DBNs). , Q network, U network, Siamese network, and the like.
컨벌루셔널 뉴럴 네트워크는 딥 뉴럴 네트워크의 일종으로서, 컨벌루셔널 레이어를 포함하는 신경망을 포함한다. 컨벌루셔널 뉴럴 네트워크는 최소한의 전처리(preprocess)를 사용하도록 설계된 다계층 퍼셉트론(multilayer perceptron)의 한 종류이다. CNN은 하나 또는 여러 개의 컨벌루셔널 레이어와 이와 결합된 인공 신경망 계층들로 구성될 수 있다. CNN은 가중치와 풀링 레이어(pooling layer)들을 추가로 활용할 수 있다. 이러한 구조 덕분에 CNN은 2 차원 구조의 입력 데이터를 충분히 활용할 수 있다. 컨벌루셔널 뉴럴 네트워크는 이미지에서 오브젝트를 인식하기 위하여 사용될 수 있다. 컨벌루셔널 뉴럴 네트워크는 이미지 데이터를 차원을 가진 행렬로 나타내어 처리할 수 있다. 예를 들어 RGB(red-green-blue)로 인코딩 된 이미지 데이터의 경우, R, G, B 색상별로 각각 2차원(예를 들어, 2 차원 이미지 인 경우) 행렬로 나타내 질 수 있다. 즉, 이미지 데이터의 각 픽셀의 색상 값이 행렬의 성분이 될 수 있으며 행렬의 크기는 이미지의 크기와 같을 수 있다. 따라서 이미지 데이터는 3개의 2차원 행렬로(3차원의 데이터 배열)로 나타내질 수 있다.A convolutional neural network is a kind of deep neural network, and includes a neural network including a convolutional layer. A convolutional neural network is a type of multilayer perceptron designed to use minimal preprocessing. A CNN can consist of one or several convolutional layers and artificial neural network layers combined with them. CNNs can additionally utilize weights and pooling layers. Thanks to this structure, CNN can fully utilize the input data of the two-dimensional structure. Convolutional neural networks can be used to recognize objects in images. A convolutional neural network can process image data by representing it as a matrix with dimensions. For example, in the case of RGB (red-green-blue) encoded image data, each R, G, and B color may be represented as a two-dimensional (eg, two-dimensional image) matrix. That is, the color value of each pixel of the image data may be a component of the matrix, and the size of the matrix may be the same as the size of the image. Accordingly, the image data can be represented by three two-dimensional matrices (a three-dimensional data array).
컨벌루셔널 뉴럴 네트워크에서 컨벌루셔널 필터를 이동해가며 컨벌루셔널 필터와 이미지의 각 위치에서의 행렬 성분끼리 곱하는 것으로 컨벌루셔널 과정(컨벌루셔널 레이어의 입출력)을 수행할 수 있다. 컨벌루셔널 필터는 n × n 형태의 행렬로 구성될 수 있다. 컨벌루셔널 필터는 일반적으로 이미지의 전체 픽셀의 수보다 작은 고정된 형태의 필터로 구성될 수 있다. 즉, m × m 이미지를 컨벌루셔널 레이어(예를 들어, 컨벌루셔널 필터의 사이즈가 n × n인 컨벌루셔널 레이어)입력시키는 경우, 이미지의 각 픽셀을 포함하는 n × n 픽셀을 나타내는 행렬이 컨벌루셔널 필터와 성분 곱 (즉, 행렬의 각 성분끼리의 곱) 될 수 있다. 컨벌루셔널 필터와의 곱에 의하여 이 미지에서 컨벌루셔널 필터와 매칭되는 성분이 추출될 수 있다. 예를 들어, 이미지에서 상하 직선 성분을 추출하기 위한 3 × 3 컨벌루셔널 필터는 [[0,1,0], [0,1,0], [0,1,0]] 와 같이 구성될 수 있다. 이미지에서 상하 직선 성분을 추출하기 위한 3 × 3 컨벌루셔널 필터가 입력 이미지에 적용되면 이미지에서 컨벌루셔널 필터와 매칭되는 상하 직선 성분이 추출되어 출력될 수 있다. 컨벌루셔널 레이어는 이미지를 나타낸 각각의 채널에 대한 각각의 행렬(즉, R, G, B 코딩 이미지의 경우, R, G, B 색상)에 컨벌루셔널 필터를 적용할 수 있다. 컨벌루셔널 레이어는 입력 이미지에 컨벌루셔널 필터를 적용하여 입력 이미지에서 컨벌루셔널 필터와 매칭되는 피쳐를 추출할 수 있다. 컨벌루셔널 필터의 필터 값(즉, 행렬의 각 성분의 값)은 컨벌루셔널 뉴럴 네트워크의 학습 과정에서 역전파에 의하여 업데이트 될 수 있다.In a convolutional neural network, a convolutional process (input/output of a convolutional layer) can be performed by moving the convolutional filter and multiplying the convolutional filter and matrix components at each position of the image. The convolutional filter may be composed of an n × n matrix. A convolutional filter can be composed of a fixed type filter that is generally smaller than the total number of pixels in the image. That is, when an m × m image is input as a convolutional layer (eg, a convolutional layer having a size of n × n of a convolutional filter), a matrix representing n × n pixels including each pixel of the image This convolutional filter can be multiplied by a component (ie, the product of each component of a matrix). A component matching the convolutional filter may be extracted from the image by multiplication with the convolutional filter. For example, a 3 × 3 convolutional filter for extracting upper and lower linear components from an image can be configured as [[0,1,0], [0,1,0], [0,1,0]] can When the 3 × 3 convolutional filter for extracting the upper and lower linear components from the image is applied to the input image, the upper and lower linear components matching the convolutional filter may be extracted and output from the image. The convolutional layer may apply a convolutional filter to each matrix (ie, R, G, B colors for R, G, B coded images) for each channel representing the image. The convolutional layer may extract a feature matching the convolutional filter from the input image by applying the convolutional filter to the input image. The filter value of the convolutional filter (ie, the value of each component of the matrix) may be updated by backpropagation in the learning process of the convolutional neural network.
컨벌루셔널 레이어의 출력에는 서브샘플링 레이어가 연결되어 컨벌루셔널 레이어의 출력을 단순화하여 메모리 사용량과 연산량을 줄일 수 있다. 예를 들어, 2 × 2 맥스 풀링 필터를 가지는 풀링 레이어에 컨벌루셔널 레이어의 출력을 입력시키는 경우, 이미지의 각 픽셀에서 2 × 2 패치마다 각 패치에 포함되는 최대값을 출력하여 이미지를 압축할 수 있다. 전술한 풀링은 패치에서 최소값을 출력하거나, 패치의 평균값을 출력하는 방식일 수도 있으며 임의의 풀링 방식이 본 개시에 포함될 수 있다.A subsampling layer is connected to the output of the convolutional layer to simplify the output of the convolutional layer, thereby reducing memory usage and computational amount. For example, if you input the output of the convolutional layer to a pooling layer with a 2 × 2 max pooling filter, you can compress the image by outputting the maximum value included in each patch for every 2 × 2 patch in each pixel of the image. can The above-described pooling may be a method of outputting a minimum value from a patch or an average value of a patch, and any pooling method may be included in the present disclosure.
컨벌루셔널 뉴럴 네트워크는 하나 이상의 컨벌루셔널 레이어, 서브 샘플링 레이어를 포함할 수 있다. 컨벌루셔널 뉴럴 네트워크는 컨벌루셔널 과정과 서브샘플링 과정(예를 들어, 전술한 맥스 풀링 등)을 반복적으로 수행하여 이미지에서 피쳐를 추출할 수 있다. 반복적인 컨벌루션널 과정과 서브샘플링 과정을 통해 뉴럴 네트워크는 이미지의 글로벌 피쳐를 추출할 수 있다.A convolutional neural network may include one or more convolutional layers and subsampling layers. The convolutional neural network may extract features from an image by repeatedly performing a convolutional process and a subsampling process (eg, the aforementioned max pooling, etc.). Through iterative convolutional and subsampling processes, neural networks can extract global features from images.
컨벌루셔널 레이어 또는 서브샘플링 레이어의 출력은 풀 커넥티드 레이어(fully connected layer)에 입력될 수 있다. 풀 커넥티드 레이어는 하나의 레이어에 있는 모든 뉴런과 이웃한 레이어에 있는 모든 뉴런이 연결되는 레이어이다. 풀 커넥티드 레이어는 뉴럴 네트워크에서 각 레이어의 모든 노드가 다른 레이어의 모든 노드에 연결된 구조를 의미할 수 있다.An output of the convolutional layer or the subsampling layer may be input to a fully connected layer. A fully connected layer is a layer in which all neurons in one layer and all neurons in neighboring layers are connected. The fully connected layer may refer to a structure in which all nodes of each layer are connected to all nodes of other layers in a neural network.
본 개시의 프로세서(110)는, 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치(100)의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치(GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 비정형 데이터 분석, 딥러닝(DL: Deep learning)을 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는, 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 개시의 일 실시예에 따른 모델 학습을 수행할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라 프로세서(110)는, 언레이블 데이터 풀로부터 쿼리를 위한 샘플의 집합 선택을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는, 딥러닝에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피처 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는, CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 네트워크 함수의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 모델 학습을 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서는, 복수의 컴퓨팅 장치의 프로세서를 함께 사용하여 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 모델 학습을 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에서 수행되는 컴퓨터 프로그램은, CPU, GPGPU 또는 TPU 실행가능 프로그램일 수 있다.The
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는, 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 네트워크부(150)가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 인터넷(internet) 상에서 메모리(130)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 전술한 메모리에 대한 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 네트워크부(150)는, 데이터셋 구성 및 모델 학습을 수행하기 위한 데이터 등을 다른 컴퓨팅 장치, 서버 등과 송수신할 수 있다. 네트워크부(150)는, 데이터셋 구성 및 모델 학습을 수행하기 위하여 추론된 데이터 등을 다른 컴퓨팅 장치, 서버 등과 송수신할 수 있다. 또한, 네트워크부(150)는, 복수의 컴퓨팅 장치 사이의 통신을 가능하게 하여 복수의 컴퓨팅 장치 각각에서 네트워크 함수의 학습이 분산 수행되도록 할 수 있다. 네트워크부(150)는, 복수의 컴퓨팅 장치 사이의 통신을 가능하게 하여 네트워크 함수를 사용한 분석 자료 생성을 분산 처리할 수 있도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 네트워크부(150)는, 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN: Personal Area Network), 근거리 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 네트워크부(150)는, 공지의 월드와이드웹(WWW: World Wide Web)일 수 있으며, 적외선(IrDA: Infrared Data Association) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다. 본 명세서에서 설명된 기술들은 위에서 언급된 네트워크들뿐만 아니라, 다른 네트워크들에서도 사용될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
이와 같이, 본 개시는, 레이블링 되어있지 않은 데이터 풀로부터 쿼리를 위한 레이블 전환용 샘플 데이터를 선택함으로써, 분류 모델의 추가 학습 없이도 고유값 연산을 통해 언레이블 데이터로부터 학습에 효율적인 데이터들을 수집할 수 있다.As such, in the present disclosure, by selecting sample data for label conversion for query from the unlabeled data pool, it is possible to collect efficient data for learning from unlabeled data through eigenvalue operation without additional training of the classification model. .
즉, 본 개시는, 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹을 구성하는 과정, 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹 및 하나 이상의 레이블 데이터를 포함하는 입력 데이터셋을 구성하는 과정, 구성된 입력 데이터셋을 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출하는 과정, 산출된 복수의 대표 고유값들에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정하는 과정, 결정된 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터를 레이블링할 데이터로 결정하는 과정, 레이블링할 데이터로 결정된 복수의 언레이블 데이터에 대한 레이블링을 수행하여 레이블링이 수행된 언레이블 데이터 및 하나 이상의 레이블 데이터를 분류 태스크를 수행하기 위한 제2 뉴럴 네트워크 모델의 학습 데이터셋으로 구성하는 과정을 수행함으로써, 언레이블 데이터로부터 학습에 효율적인 데이터들을 획득할 수 있다.That is, the present disclosure provides a process of configuring a plurality of candidate unlabeled data groups from an unlabeled data pool, and an input dataset including one candidate unlabeled data group and one or more label data among a plurality of candidate unlabeled data groups. a process of constructing , the process of inputting the configured input dataset into the first neural network model to calculate a representative eigenvalue corresponding to the input dataset, a plurality of candidate unlabeled data groups based on the plurality of calculated representative eigenvalues The process of determining an unlabeled data group for label switching among By performing a process of composing the unlabeled data and one or more label data on which the labeling has been performed into the training dataset of the second neural network model for performing the classification task, data efficient for learning from the unlabeled data is obtained. can be obtained
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating a network function according to an embodiment of the present disclosure;
본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 상호 교환 가능한 의미로 사용될 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 신경망들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 링크에 의해 상호 연결될 수 있다.Throughout this specification, computational model, neural network, network function, and neural network may be used interchangeably. A neural network may be composed of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network is configured to include at least one or more nodes. Nodes (or neurons) constituting the neural networks may be interconnected by one or more links.
신경망 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 상술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. In the neural network, one or more nodes connected through a link may relatively form a relationship between an input node and an output node. The concepts of an input node and an output node are relative, and any node in an output node relationship with respect to one node may be in an input node relationship in a relationship with another node, and vice versa. As described above, an input node-to-output node relationship may be created around a link. One or more output nodes may be connected to one input node through a link, and vice versa.
하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드의 데이터는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 링크는 가중치(weight)를 가질 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.In the relationship between the input node and the output node connected through one link, the value of the data of the output node may be determined based on data input to the input node. Here, a link interconnecting the input node and the output node may have a weight. The weight may be variable, and may be changed by the user or algorithm in order for the neural network to perform a desired function. For example, when one or more input nodes are interconnected to one output node by respective links, the output node sets values input to input nodes connected to the output node and links corresponding to the respective input nodes. An output node value may be determined based on the weight.
상술한 바와 같이, 신경망은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호 연결되어 신경망 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 신경망 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 신경망의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들의 가중치 값이 상이한 두 신경망이 존재하는 경우, 두 개의 신경망들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.As described above, in a neural network, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and an output node relationship in the neural network. The characteristics of the neural network may be determined according to the number of nodes and links in the neural network, the correlation between the nodes and the links, and the value of a weight assigned to each of the links. For example, when the same number of nodes and links exist and there are two neural networks having different weight values of the links, the two neural networks may be recognized as different from each other.
신경망은 하나 이상의 노드들의 집합으로 구성될 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들의 부분 집합은 레이어를 구성할 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 신경망 내에서 레이어의 차수는 상술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.A neural network may consist of a set of one or more nodes. A subset of nodes constituting a neural network may constitute a layer. Some of the nodes constituting the neural network may configure one layer based on distances from the initial input node. For example, a set of nodes having a distance n from the initial input node may constitute n layers. The distance from the initial input node may be defined by the minimum number of links that must be traversed to reach the corresponding node from the initial input node. However, the definition of such a layer is arbitrary for description, and the order of the layer in the neural network may be defined in a different way from the above. For example, a layer of nodes may be defined by a distance from the final output node.
최초 입력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 신경망 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들을 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 신경망을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다. The initial input node may mean one or more nodes to which data is directly input without going through a link in a relationship with other nodes among nodes in the neural network. Alternatively, in a relationship between nodes based on a link in a neural network, it may mean nodes that do not have other input nodes connected by a link. Similarly, the final output node may refer to one or more nodes that do not have an output node in relation to other nodes among nodes in the neural network. In addition, the hidden node may mean nodes constituting the neural network other than the first input node and the last output node.
본 개시의 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수와 동일할 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하다가 다시 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수 보다 적을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 상술한 신경망들의 조합된 형태의 신경망일 수 있다.The neural network according to an embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be the same as the number of nodes in the output layer, and the number of nodes decreases and then increases again as the input layer progresses to the hidden layer. can In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be less than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes decreases as the number of nodes progresses from the input layer to the hidden layer. have. In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be greater than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes increases as the number of nodes progresses from the input layer to the hidden layer. can The neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in a combined form of the aforementioned neural networks.
딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등)를 파악할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 오토 인코더(auto encoder), GAN(Generative Adversarial Networks), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted Boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크, 적대적 생성 네트워크(GAN: Generative Adversarial Network) 등을 포함할 수 있다. 전술한 딥 뉴럴 네트워크의 기재는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다. A deep neural network (DNN) may refer to a neural network including a plurality of hidden layers in addition to an input layer and an output layer. Deep neural networks can be used to identify the latent structures of data. In other words, it can identify the potential structure of photos, texts, videos, voices, and music (e.g., what objects are in the photos, what the text and emotions are, what the texts and emotions are, etc.) . Deep neural networks include convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), auto encoders, generative adversarial networks (GANs), and restricted Boltzmann machines (RBMs). machine), a deep belief network (DBN), a Q network, a U network, a Siamese network, and a Generative Adversarial Network (GAN). The description of the deep neural network described above is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.
본 개시의 일 실시예에서 네트워크 함수는 오토 인코더(autoencoder)를 포함할 수도 있다. 오토 인코더는 입력 데이터와 유사한 출력 데이터를 출력하기 위한 인공 신경망의 일종일 수 있다. 오토 인코더는 적어도 하나의 히든 레이어를 포함할 수 있으며, 홀수 개의 히든 레이어가 입출력 레이어 사이에 배치될 수 있다. 각각의 레이어의 노드의 수는 입력 레이어의 노드의 수에서 병목 레이어(인코딩)라는 중간 레이어로 축소되었다가, 병목 레이어에서 출력 레이어(입력 레이어와 대칭)로 축소와 대칭되어 확장될 수도 있다. 오토 인코더는 비선형 차원 감소를 수행할 수 있다. 입력 레이어 및 출력 레이어의 수는 입력 데이터의 전처리 이후에 차원과 대응될 수 있다. 오토 인코더 구조에서 인코더에 포함된 히든 레이어의 노드의 수는 입력 레이어에서 멀어질수록 감소하는 구조를 가질 수 있다. 병목 레이어(인코더와 디코더 사이에 위치하는 가장 적은 노드를 가진 레이어)의 노드의 수는 너무 작은 경우 충분한 양의 정보가 전달되지 않을 수 있으므로, 특정 수 이상(예를 들어, 입력 레이어의 절반 이상 등)으로 유지될 수도 있다.In an embodiment of the present disclosure, the network function may include an autoencoder. The auto-encoder may be a kind of artificial neural network for outputting output data similar to input data. The auto encoder may include at least one hidden layer, and an odd number of hidden layers may be disposed between the input/output layers. The number of nodes in each layer may be reduced from the number of nodes in the input layer to an intermediate layer called the bottleneck layer (encoding), and then expanded symmetrically with reduction from the bottleneck layer to the output layer (symmetrical to the input layer). Autoencoders can perform non-linear dimensionality reduction. The number of input layers and output layers may correspond to a dimension after preprocessing the input data. In the auto-encoder structure, the number of nodes of the hidden layer included in the encoder may have a structure that decreases as the distance from the input layer increases. If the number of nodes in the bottleneck layer (the layer with the fewest nodes between the encoder and decoder) is too small, a sufficient amount of information may not be conveyed, so a certain number or more (e.g., more than half of the input layer, etc.) ) may be maintained.
뉴럴 네트워크는 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning), 반지도학습(semi supervised learning), 또는 강화학습(reinforcement learning) 중 적어도 하나의 방식으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습은 뉴럴 네트워크가 특정한 동작을 수행하기 위한 지식을 뉴럴 네트워크에 적용하는 과정일 수 있다. The neural network may be trained by at least one of supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, and reinforcement learning. Learning of the neural network may be a process of applying knowledge for the neural network to perform a specific operation to the neural network.
뉴럴 네트워크는 출력의 오류를 최소화하는 방향으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습에서 반복적으로 학습 데이터를 뉴럴 네트워크에 입력시키고 학습 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 뉴럴 네트워크의 에러를 뉴럴 네트워크의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation)하여 뉴럴 네트워크의 각 노드의 가중치를 업데이트 하는 과정이다. 지도 학습의 경우 각각의 학습 데이터에 정답이 레이블링되어있는 학습 데이터를 사용하며(즉, 레이블링된 학습 데이터), 비지도 학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 레이블링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 지도 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 레이블링된 데이터 일 수 있다. 레이블링된 학습 데이터가 뉴럴 네트워크에 입력되고, 뉴럴 네트워크의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 레이블을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다. 다른 예로, 데이터 분류에 관한 비지도 학습의 경우 입력인 학습 데이터가 뉴럴 네트워크 출력과 비교됨으로써 오류가 계산될 수 있다. 계산된 오류는 뉴럴 네트워크에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 뉴럴 네트워크의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 뉴럴 네트워크의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 뉴럴 네트워크가 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다.A neural network can be trained in a way that minimizes output errors. In the training of a neural network, iteratively input the training data into the neural network, calculate the output of the neural network and the target error for the training data, and calculate the error of the neural network from the output layer of the neural network to the input layer in the direction to reduce the error. It is the process of updating the weight of each node of the neural network by backpropagation in the direction. In the case of supervised learning, training data in which correct answers are labeled in each training data is used (ie, labeled learning data), and in the case of unsupervised learning, the correct answers may not be labeled in each training data. That is, for example, the training data in the case of supervised learning regarding data classification may be data in which categories are labeled in each of the training data. Labeled training data is input to the neural network, and an error can be calculated by comparing the output (category) of the neural network with the label of the training data. As another example, in the case of unsupervised learning about data classification, an error may be calculated by comparing the input of training data with the output of the neural network. The calculated error is back propagated in the reverse direction (ie, from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node of each layer of the neural network may be updated according to the back propagation. A change amount of the connection weight of each node to be updated may be determined according to a learning rate. The computation of the neural network on the input data and the backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently according to the number of repetitions of the learning cycle of the neural network. For example, in the early stage of learning of a neural network, a high learning rate can be used to increase the efficiency by allowing the neural network to quickly obtain a certain level of performance, and in the late learning period, a low learning rate can be used to increase accuracy.
뉴럴 네트워크의 학습에서 일반적으로 학습 데이터는 실제 데이터(즉, 학습된 뉴럴 네트워크를 이용하여 처리하고자 하는 데이터)의 부분집합일 수 있으며, 따라서, 학습 데이터에 대한 오류는 감소하나 실제 데이터에 대해서는 오류가 증가하는 학습 사이클이 존재할 수 있다. 과적합(overfitting)은 이와 같이 학습 데이터에 과하게 학습하여 실제 데이터에 대한 오류가 증가하는 현상이다. 예를 들어, 노란색 고양이를 보여 고양이를 학습한 뉴럴 네트워크가 노란색 이외의 고양이를 보고는 고양이임을 인식하지 못하는 현상이 과적합의 일종일 수 있다. 과적합은 머신러닝 알고리즘의 오류를 증가시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이러한 과적합을 막기 위하여 다양한 최적화 방법이 사용될 수 있다. 과적합을 막기 위해서는 학습 데이터를 증가시키거나, 레귤라이제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 비활성화하는 드롭아웃(dropout), 배치 정규화 레이어(batch normalization layer)의 활용 등의 방법이 적용될 수 있다.In training of a neural network, in general, the training data may be a subset of real data (that is, data to be processed using the trained neural network), and thus the error on the training data is reduced, but the error on the real data is reduced. There may be increasing learning cycles. Overfitting is a phenomenon in which errors on actual data increase by over-learning on training data as described above. For example, a phenomenon in which a neural network that has learned a cat by seeing a yellow cat does not recognize that it is a cat when it sees a cat other than yellow may be a type of overfitting. Overfitting can act as a cause of increasing errors in machine learning algorithms. In order to prevent such overfitting, various optimization methods can be used. In order to prevent overfitting, methods such as increasing the training data, regularization, and dropout that deactivate some of the nodes of the network in the process of learning, and the use of a batch normalization layer are applied. can
도 3은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 데이터셋 구성 과정을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a data set configuration process according to an embodiment of the present disclosure.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹을 구성할 수 있다(S10). 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성할 때, 언레이블 데이터 풀에서 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 각각에 포함시킬 복수의 언레이블 데이터를 무작위로 추출하여 구성할 수 있다. 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성할 때, 언레이블 데이터 풀에서 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 각각에 포함시킬 복수의 언레이블 데이터를 미리 설정된 개수에 기초하여 추출하여 구성할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 설정 개수는, 언레이블 데이터 풀에 포함되는 언레이블 데이터의 총 개수에 기초하여 설정될 수 있다. 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 고유값 연산의 복잡도를 최소화하면서도 메모리 문제를 효율적으로 다루어 네트워크 성능을 향상시키기 위하여, 후보 언레이블 데이터 그룹의 크기를 최적으로 결정할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the computing device of the present disclosure may configure a plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool ( S10 ). The computing device of the present disclosure, when configuring the plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool, randomly extracts a plurality of unlabeled data to be included in each of the plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool can be configured. When configuring the plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool, the computing device of the present disclosure includes a preset number of a plurality of unlabeled data to be included in each of the plurality of candidate unlabeled data groups in the unlabeled data pool. It can be extracted and constructed based on Here, the preset number may be set based on the total number of unlabeled data included in the unlabeled data pool. The computing device of the present disclosure may optimally determine the size of a candidate unlabeled data group in order to improve network performance by efficiently handling a memory problem while minimizing the complexity of eigenvalue calculation.
그리고, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹 및 하나 이상의 레이블 데이터를 포함하는 입력 데이터셋을 구성하고, 구성된 입력 데이터셋을 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출할 수 있다(S20). 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 하나 이상의 레이블 데이터 각각에 대응하는 제1 고유값들 및 후보 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터 각각에 대응하는 제2 고유값들을 산출하고, 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들에 기초하여, 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출할 수 있다. 여기서, 고유값을 산출하는 이유는, 분류 모델의 분류 에러를 최소화하기 위하여 모델의 학습 곡선 수렴성에 영향을 미칠 수 있는 데이터를 선정하기 위함이다. 즉, 레이블 데이터셋과 하나의 후보 언레이블 데이터셋을 포함하는 한 세트의 고유값은, 어떤 데이터를 쿼리하는지에 따라 학습 곡선의 수렴성이 달라지는 것을 알 수 있게 하는 인자일 수 있다. 따라서, 본 개시의 프로세서(110)는, 수렴률을 효과적으로 제어할 수 있는 데이터를 쿼리함으로써, 학습 역학을 효과적으로 제어할 수 있다. 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출할 때, 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들 중 최소값 또는 최대값을 갖는 고유값을 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값으로 결정하거나, 또는 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들의 평균값을 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값으로 결정할 수 있다.In addition, the computing device of the present disclosure configures an input dataset including one candidate unlabeled data group and one or more label data among a plurality of candidate unlabeled data groups, and uses the configured input dataset as a first neural network model. It is possible to calculate a representative eigenvalue corresponding to the input data set by inputting to ( S20 ). The computing device of the present disclosure calculates first eigenvalues corresponding to each of one or more label data and second eigenvalues corresponding to each of a plurality of unlabeled data included in a candidate unlabeled data group, and calculates the calculated first A representative eigenvalue corresponding to the input data set may be calculated based on the eigenvalues and the second eigenvalues. Here, the reason for calculating the eigenvalue is to select data that can affect the learning curve convergence of the model in order to minimize the classification error of the classification model. That is, a set of eigenvalues including the label dataset and one candidate unlabeled dataset may be a factor enabling it to be known that the convergence of the learning curve varies depending on which data is queried. Accordingly, the
다음, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 산출된 복수의 대표 고유값들에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정할 수 있다(S30). 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 복수의 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중 가장 높은 고유값을 갖는 입력 데이터셋을 선택하고, 선택한 입력 데이터셋에 포함되는 후보 언레이블 데이터 그룹을 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹으로 결정할 수 있다. 경우에 따라, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 복수의 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중에서 상위 레벨의 고유값을 갖는 복수의 입력 데이터셋을 선택하고, 선택한 복수의 입력 데이터셋에 포함되는 후보 언레이블 데이터 그룹을 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹으로 결정할 수 있다. 여기서, 프로세서(110)는, 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중 상위 레벨의 고유값을 갖는 복수의 입력 데이터셋을 선택할 때, 레이블링할 언레이블 데이터의 목표 개수에 연동하여 상위 레벨의 고유값을 갖는 복수의 입력 데이터셋을 선택할 수 있다.Next, the computing device of the present disclosure may determine an unlabeled data group for label switching from among a plurality of candidate unlabeled data groups based on the plurality of calculated representative eigenvalues ( S30 ). The computing device of the present disclosure selects an input dataset having the highest eigenvalue among a plurality of eigenvalues calculated in response to a plurality of input datasets, and labels a candidate unlabeled data group included in the selected input dataset It can be determined as an unlabeled data group for conversion. In some cases, the computing device of the present disclosure selects a plurality of input datasets having a higher-level eigenvalue from among a plurality of eigenvalues calculated corresponding to the plurality of input datasets, and adds the selected input datasets to the plurality of input datasets. The included candidate unlabeled data group may be determined as the unlabeled data group for label switching. Here, when the
이어, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 결정된 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터를 레이블링할 데이터로 결정하고, 레이블링할 데이터로 결정된 복수의 언레이블 데이터에 대한 레이블링하여 레이블링이 수행된 언레이블 데이터 및 하나 이상의 레이블 데이터를 분류 태스크를 수행하기 위한 제2 뉴럴 네트워크 모델의 학습 데이터셋으로 구성할 수 있다Next, the computing device of the present disclosure determines a plurality of unlabeled data included in the determined unlabeled data group for label conversion as data to be labeled, and performs labeling by labeling the plurality of unlabeled data determined as data to be labeled. The unlabeled data and one or more labeled data can be configured as a training dataset of a second neural network model for performing a classification task.
본 개시의 컴퓨팅 장치는, 수렴률을 제어할 수 있는 데이터를 쿼리함으로써, 모델의 학습 역학을 효과적으로 제어할 수 있다. 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 모델의 학습률이나 학습률 스케쥴(learning rate schedule) 등을 포함하는 수렴률 예측 요건에 기초하여 수렴률을 더욱 효과적으로 제어할 수 있다.The computing device of the present disclosure may effectively control the learning dynamics of a model by querying data capable of controlling a convergence rate. The computing device of the present disclosure may more effectively control the convergence rate based on a convergence rate prediction requirement including a learning rate of a model or a learning rate schedule.
본 개시의 컴퓨팅 장치는, 신경망 탄젠트 커널(neutral tangent kernel; NTK)을 이용하여 수렴률 제어를 위한 고유값 연산을 수행할 수 있다. 신경망 탄젠트 커널에서, 모든 레이어의 채널(channel) 개수가 무한으로 갈 때, 학습역학(training dynamics)은, 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.The computing device of the present disclosure may perform an eigenvalue calculation for convergence rate control using a neural network tangent kernel (NTK). In the neural network tangent kernel, when the number of channels of all layers goes to infinity, training dynamics can be expressed as in
여기서, NTK matrix 의 고유값/고유벡터 쌍 과 상수 를 이용하여 위의 미분 방정식의 해를 표현하면 다음 수학식 3과 같다.Here, the NTK matrix eigenvalue/eigenvector pairs of and constant The solution of the above differential equation is expressed using
여기서, 는, 고유값이고, vi는, 고유벡터이며, ci는 상수일 수 있다.here, is an eigenvalue, v i is an eigenvector, and c i may be a constant.
고유값 는, 해당 고유값에 상응하는 데이터 쿼리에 따라 학습곡선의 수렴성이 달라질 수 있음을 보여준다.eigenvalues shows that the convergence of the learning curve can vary depending on the data query corresponding to the corresponding eigenvalue.
따라서, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 수렴률을 효과적으로 제어할 수 있는 데이터를 쿼리함으로써, 학습역학을 효과적으로 제어할 수 있다.Accordingly, the computing device of the present disclosure may effectively control the learning dynamics by querying data capable of effectively controlling the convergence rate.
본 개시의 컴퓨팅 장치는, 하기 수학식 4을 통해, 레이블링 되어있지 않은 데이터 풀로부터 쿼리를 위한 레이블 전환용 샘플 데이터를 선택함으로써, 수렴률을 효과적으로 제어할 수 있다.The computing device of the present disclosure may effectively control a convergence rate by selecting sample data for label switching for a query from an unlabeled data pool through
여기서, 는, Empirical NTK matrix K이고, XL은, 레이블 데이터 풀(labeled data pool)의 전체 레이블 데이터이며, XU는, 언레이블 데이터 풀(unlabeled data pool)의 전체 언레이블 데이터이고, Xu는, 언레이블 데이터 풀의 후보 언레이블 데이터 그룹이며, λi는, Empirical NTK matrix의 고유값이고, i는, i ∈ {1, ……, │XL ∪ Xu│}이다.here, is the Empirical NTK matrix K, X L is the full label data of the labeled data pool, X U is the full unlabeled data of the unlabeled data pool, X u is, A candidate unlabeled data group of the unlabeled data pool, λ i is an eigenvalue of the Empirical NTK matrix, and i is, i ∈ {1, ... … , │X L ∪ X u │}.
의 고유값을 산출하기 위하여, 각각의 블록(block) 행렬을 다음 수학식 5와 같이 대체할 수도 있다. In order to calculate the eigenvalue of , each block matrix may be substituted as in Equation 5 below.
여기서, 는, Empirical NTK(Neutral Tangent Kernel) matrix K로서, 는, 데이터쌍 x, x'에 의해서 계산되는 블록 행렬이며, 는, 의 차원(dimension)으로서, C는 출력 및 클래스 개수일 수 있다.here, is an Empirical NTK (Neutral Tangent Kernel) matrix K, is a block matrix calculated by the data pairs x, x', Is, As the dimension of , C may be the number of outputs and classes.
수학식 5에 따라, 차원을 줄이기 위해 수학식 4를 근사하게 되면, 고유값이 음수가 나올 수 있는데, 이 경우에는 (1) 양수 및 음수 고려 없이, 산출된 고유값에 기초하여, 입력 데이터셋의 고유값을 산출할 수도 있고, (2) 양수의 고유값에 기초하여 입력 데이터셋의 고유값을 산출할 수도 있다. (2)의 경우, 모델 학습 곡선에 대한 수렴률 제어에 음수보다 양수가 더 큰 영향을 줄 수 있어 음수의 고유값들에 대해서는 고려하지 않고 양수의 고유값들에 기초하여 행렬의 고유값을 산출함으로써, 수학식 4에 비해 들어가는 연산량을 줄이며 네트워크 성능을 향상시킬 수 있다.According to Equation 5, if
일례로, 본 개시에서의 제1 뉴럴 네트워크 모델은 상기 수학식 2 내지 5에 기반하여 동작가능하다.As an example, the first neural network model in the present disclosure is operable based on
본 개시의 컴퓨팅 장치는, 레이블 데이터와 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹을 포함하는 입력 데이터셋을 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 고유값을 산출할 수 있다. 여기서, 고유값을 산출하는 이유는, 분류 모델의 분류 에러를 최소화하기 위하여 모델의 학습 곡선 수렴성에 영향을 미칠 수 있는 데이터를 선정하기 위함이다. 즉, 레이블 데이터와 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹을 포함하는 입력 데이터셋의 대표 고유값은, 어떤 데이터를 쿼리하는지에 따라 학습 곡선의 수렴성이 달라지는 것을 알 수 있게 하는 인자일 수 있다.The computing device of the present disclosure may calculate an eigenvalue by inputting an input dataset including label data and one candidate unlabeled data group into a neural network model. Here, the reason for calculating the eigenvalue is to select data that can affect the learning curve convergence of the model in order to minimize the classification error of the classification model. That is, the representative eigenvalue of the input dataset including the label data and one candidate unlabeled data group may be a factor enabling it to be known that the convergence of the learning curve varies depending on which data is queried.
그리고, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 대표 고유값에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정할 수 있다. 일 예로, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중 가장 높은 고유값을 갖는 하나의 입력 데이터셋을 선택하고, 선택한 하나의 입력 데이터셋에 포함되는 후보 언레이블 데이터 그룹을 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹으로 결정할 수 있다. 다른 일 예로, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중 상위 레벨의 고유값을 갖는 복수의 입력 데이터셋을 선택하고, 선택한 복수의 입력 데이터셋에 포함되는 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹을 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹으로 결정할 수 있다.In addition, the computing device of the present disclosure may determine an unlabeled data group for label switching from among a plurality of candidate unlabeled data groups based on a plurality of representative eigenvalues calculated in response to an input data set. For example, the computing device of the present disclosure selects one input dataset having the highest eigenvalue among a plurality of eigenvalues calculated in response to the input dataset, and selects a candidate word included in the selected one input dataset. A label data group can be determined as an unlabeled data group for label switching. As another example, the computing device of the present disclosure selects a plurality of input datasets having a higher-level eigenvalue from among a plurality of eigenvalues calculated in response to the input dataset, and includes a plurality of input datasets included in the selected input dataset. A plurality of candidate unlabeled data groups may be determined as unlabeled data groups for label switching.
본 개시의 컴퓨팅 장치는, 모델의 학습 수렴률 제어를 위하여 고유값 n개 중 최소값을 최대화하는 언레이블 데이터들을 선정할 수도 있고, 고유값 n개 중 최대값을 최대화하는 언레이블 데이터들을 선정할 수도 있으며, 고유값 n개에 대한 평균값을 최대화하는 언레이블 데이터들을 선정할 수도 있다.The computing device of the present disclosure may select unlabeled data maximizing a minimum value among n eigenvalues or select unlabeled data maximizing a maximum value among n eigenvalues for controlling the learning convergence rate of a model Also, it is possible to select unlabeled data that maximizes the average value of n eigenvalues.
본 개시의 컴퓨팅 장치는, 의료 분야에 대한 뉴럴 네트워크 모델의 학습 시, 학습 데이터가 부족하므로, 모델의 추가 학습 없이도 고유값 연산을 통해 언레이블 데이터로부터 학습에 효율적인 데이터들을 수집할 수 있어, 일반 질병뿐만 아니라 희귀 질병에 필요한 학습 데이터를 효율적으로 수집할 수 있다.Since the computing device of the present disclosure lacks training data when learning a neural network model for the medical field, it is possible to collect efficient data for learning from unlabeled data through eigenvalue operation without additional training of the model, so that general diseases In addition, it is possible to efficiently collect the learning data required for rare diseases.
도 4a 및 도 4b는, 본 개시의 일 실시예에 따른 데이터셋 구성 방법과 다른 방법과의 성능 결과를 보여주는 테이블이다.4A and 4B are tables showing performance results of a data set configuration method and another method according to an embodiment of the present disclosure.
도 4a에 도시된 바와 같이, 언레이블 데이터 풀로부터 선정된 레이블 전환용 샘플 데이터의 수량을 의미하는 쿼리 사이즈가 50 및 100일 때, 레이블된 이미지들에 대한 분류 정확도가 본 개시의 수렴률 제어(Convergence Rate Control; CRC) 방식이 다른 기존의 랜덤 방식, 엔트로피 방식, 컨피던스 방식, EGL(Expected Gradient Length) 방식보다 더 개선됨을 알 수 있다. 다른 기존의 방식들은, 언레이블 데이터 풀로부터 무작위로 추출된 하나의 후보 언레이블 데이터로 학습하는 방식으로서, 본 개시의 수렴률 제어 방식에 비해 이미지에 대한 분류 정확도가 낮음을 알 수 있다.As shown in FIG. 4A, when the query size, which means the quantity of sample data for label conversion selected from the unlabeled data pool, is 50 and 100, classification accuracy for labeled images is controlled by the convergence rate control ( It can be seen that the Convergence Rate Control (CRC) method is more improved than other existing random methods, entropy methods, confidence methods, and EGL (Expected Gradient Length) methods. Other existing methods are methods for learning from one candidate unlabeled data randomly extracted from the unlabeled data pool, and it can be seen that the classification accuracy for images is lower than that of the convergence rate control method of the present disclosure.
도 4b에 도시된 바와 같이, SVHN(Street View House Numbers) 데이터에 대한 쿼리 사이즈가 20인 경우, 첫 번째 쿼리에서 클래스당 무작위로 샘플링된 이미지가 12개일 때, 레이블된 이미지들에 대한 분류 정확도가 본 개시의 수렴률 제어(Convergence Rate Control; CRC) 방식이 다른 기존의 랜덤 방식보다 더 개선됨을 알 수 있다. 다른 기존의 랜덤 방식은, 본 개시의 수렴률 제어 방식에 비해 이미지에 대한 분류 정확도가 낮음을 알 수 있다.As shown in Figure 4b, when the query size for SVHN (Street View House Numbers) data is 20, when the number of randomly sampled images per class in the first query is 12, the classification accuracy for labeled images is It can be seen that the convergence rate control (CRC) scheme of the present disclosure is more improved than other existing random schemes. It can be seen that other existing random methods have lower classification accuracy for images compared to the convergence rate control method of the present disclosure.
도 5a 및 도 5b는, 본 개시의 일 실시예에 따른 데이터셋 구성 방법과 다른 방법과의 성능 결과를 보여주는 그래프이다.5A and 5B are graphs showing performance results between a data set configuration method and another method according to an embodiment of the present disclosure.
도 5a에 도시된 바와 같이, 쿼리 사이즈가 50일 때, 레이블된 이미지의 수량 증가에 따른 다수의 학습 모델들에 대한 성능을 비교한 그래프로서, 본 개시의 수렴률 제어 방식이 다른 기존의 랜덤 방식, 엔트로피 방식, 컨피던스 방식, EGL(Expected Gradient Length) 방식과 비교하여 향상된 성능을 보여주는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 5A , when the query size is 50, it is a graph comparing the performance of a number of learning models according to an increase in the quantity of labeled images, and a conventional random method with a different convergence rate control method of the present disclosure , it can be seen that the performance is improved compared to the entropy method, the confidence method, and the EGL (Expected Gradient Length) method.
그리고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 쿼리를 위한 데이터 샘플 선정을 위한 쿼리 스텝을 연속적으로 수행할 때, 학습 모델들의 성능 비교를 보여주는 그래프로서, 본 개시의 수렴률 제어 방식이 다른 기존의 랜덤 방식, 엔트로피 방식, 컨피던스 방식, EGL(Expected Gradient Length) 방식과 비교하여 안정적인 성능을 보여주는 것을 확인할 수 있다.And, as shown in FIG. 5B , as a graph showing the performance comparison of learning models when the query step for selecting data samples for query is continuously performed, the conventional random method having a different convergence rate control method of the present disclosure , it can be seen that it shows stable performance compared to the entropy method, the confidence method, and the EGL (Expected Gradient Length) method.
도 6은, 본 개시의 일 실시예에 따른 데이터셋 구성 방법의 수렴률 예측 성능 결과를 보여주는 그래프이다.6 is a graph showing a convergence rate prediction performance result of a data set configuration method according to an embodiment of the present disclosure.
도 6은, 에포크(epoch) 수에 따른 최소 고유값 분포를 보여주는 그래프로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 개시의 수렴률 제어 방식은, 최소 고유값의 분포를 통해 수렴에 필요한 에포크 수를 예측할 수 있다. 에포크는, 전체 데이터 세트에 대해 학습 완료한 횟수를 의미하는 것으로, 본 개시의 수렴률 제어 방식은, 최소 고유값의 분포를 통해 수렴에 필요한 에포크 수를 예측할 수 있으므로, 효율적인 학습을 수행할 수 있다.6 is a graph showing the distribution of minimum eigenvalues according to the number of epochs. As shown in FIG. 6 , the convergence rate control method of the present disclosure determines the number of epochs required for convergence through the distribution of the minimum eigenvalues. predictable. Epoch means the number of times learning is completed for the entire data set, and the convergence rate control method of the present disclosure can predict the number of epochs required for convergence through the distribution of minimum eigenvalues, so that efficient learning can be performed. .
도 7은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.7 is a simplified, general schematic diagram of an exemplary computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.
본 개시가 일반적으로 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있는 것으로 전술되었지만, 당업자라면 본 개시가 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 실행가능 명령어 및/또는 기타 프로그램 모듈들과 결합되어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로써 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Although the present disclosure has been described above generally as being capable of being implemented by a computing device, those skilled in the art will appreciate that the present disclosure is a combination of hardware and software and/or in combination with computer-executable instructions and/or other program modules that may be executed on one or more computers. It will be appreciated that it can be implemented as a combination.
일반적으로, 프로그램 모듈은 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조, 기타 등등을 포함한다. 또한, 당업자라면 본 개시의 방법이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Generally, program modules include routines, programs, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types. In addition, those skilled in the art will appreciate that the methods of the present disclosure are suitable for single-processor or multiprocessor computer systems, minicomputers, mainframe computers as well as personal computers, handheld computing devices, microprocessor-based or programmable consumer electronics, etc. (each of which is It will be appreciated that other computer system configurations may be implemented, including those that may operate in connection with one or more associated devices.
본 개시의 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘 다에 위치할 수 있다.The described embodiments of the present disclosure may also be practiced in distributed computing environments where certain tasks are performed by remote processing devices that are linked through a communications network. In a distributed computing environment, program modules may be located in both local and remote memory storage devices.
컴퓨터는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적(transitory) 및 비일시적(non-transitory) 매체, 이동식 및 비-이동식 매체를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적 및 비-일시적 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.Computers typically include a variety of computer-readable media. Any medium accessible by a computer can be a computer readable medium, and such computer readable media includes volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-transitory media. including removable media. By way of example, and not limitation, computer-readable media may include computer-readable storage media and computer-readable transmission media. Computer-readable storage media includes volatile and non-volatile media, temporary and non-transitory media, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. includes media. A computer-readable storage medium may be RAM, ROM, EEPROM, flash memory or other memory technology, CD-ROM, digital video disk (DVD) or other optical disk storage device, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage device, or other magnetic storage device. device, or any other medium that can be accessed by a computer and used to store the desired information.
컴퓨터 판독가능 전송 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 전송 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 전송 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.Computer readable transmission media typically embodies computer readable instructions, data structures, program modules or other data, etc. in a modulated data signal such as a carrier wave or other transport mechanism, and Includes any information delivery medium. The term modulated data signal means a signal in which one or more of the characteristics of the signal is set or changed so as to encode information in the signal. By way of example, and not limitation, computer-readable transmission media includes wired media such as a wired network or direct-wired connection, and wireless media such as acoustic, RF, infrared, and other wireless media. Combinations of any of the above are also intended to be included within the scope of computer-readable transmission media.
컴퓨터(1102)를 포함하는 본 개시의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(1100)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(1102)는 처리 장치(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(1104)에 연결시킨다. 처리 장치(1104)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(1104)로서 이용될 수 있다.An exemplary environment 1100 implementing various aspects of the disclosure is shown including a
시스템 버스(1108)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇 가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 판독 전용 메모리(ROM)(1110) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1112)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(1110)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(1102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.The
컴퓨터(1102)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(1114)(예를 들어, EIDE, SATA)-이 내장형 하드 디스크 드라이브(1114)는 또한 적당한 섀시(도시 생략) 내에서 외장형 용도로 구성될 수 있음-, 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(1116)(예를 들어, 이동식 디스켓(1118)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광 드라이브 인터페이스(1128)에 의해 시스템 버스(1108)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(1124)는 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘 다를 포함한다.The
이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 당업자라면 집 드라이브(zip drive), 자기 카세트, 플래쉬 메모리 카드, 카트리지, 기타 등등의 컴퓨터에 의해 판독가능한 다른 유형의 매체도 역시 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있으며 또 임의의 이러한 매체가 본 개시의 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.These drives and their associated computer readable media provide non-volatile storage of data, data structures, computer executable instructions, and the like. In the case of
운영 체제(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(1132), 기타 프로그램 모듈(1134) 및 프로그램 데이터(1136)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 애플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(1112)에 캐싱될 수 있다. 본 개시가 여러가지 상업적으로 이용가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.A number of program modules may be stored in the drive and
사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(1138) 및 마우스(1140) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(1102)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(1108)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(1142)를 통해 처리 장치(1104)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.A user may enter commands and information into the
모니터(1144) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(1146) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 모니터(1144)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.A
컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(1148) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는 워크스테이션, 컴퓨팅 디바이스 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(1102)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(1150)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(1154)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 연결될 수 있다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 로컬 네트워크(1152)에 연결된다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(1152)은 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나, WAN(1154) 상의 통신 컴퓨팅 디바이스에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(1154)을 통해 통신을 설정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 직렬 포트 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(1102)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.When used in a LAN networking environment, the
컴퓨터(1102)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소, 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다.
Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 유선 없이도 인터넷 등으로의 연결을 가능하게 해준다. Wi-Fi는 이러한 장치, 예를 들어, 컴퓨터가 실내에서 및 실외에서, 즉 기지국의 통화권 내의 아무 곳에서나 데이터를 전송 및 수신할 수 있게 해주는 셀 전화와 같은 무선 기술이다. Wi-Fi 네트워크는 안전하고 신뢰성 있으며 고속인 무선 연결을 제공하기 위해 IEEE 802.11(a, b, g, 기타)이라고 하는 무선 기술을 사용한다. 컴퓨터를 서로에, 인터넷에 및 유선 네트워크(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용함)에 연결시키기 위해 Wi-Fi가 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크는 비인가 2.4 및 5GHz 무선 대역에서, 예를 들어, 11Mbps(802.11a) 또는 54 Mbps(802.11b) 데이터 레이트로 동작하거나, 양 대역(듀얼 대역)을 포함하는 제품에서 동작할 수 있다.Wi-Fi (Wireless Fidelity) makes it possible to connect to the Internet, etc. without a wire. Wi-Fi is a wireless technology such as cell phones that allows these devices, eg, computers, to transmit and receive data indoors and outdoors, ie anywhere within range of a base station. Wi-Fi networks use a radio technology called IEEE 802.11 (a, b, g, etc) to provide secure, reliable, and high-speed wireless connections. Wi-Fi can be used to connect computers to each other, to the Internet, and to wired networks (using IEEE 802.3 or Ethernet). Wi-Fi networks may operate in unlicensed 2.4 and 5 GHz radio bands, for example, at 11 Mbps (802.11a) or 54 Mbps (802.11b) data rates, or in products that include both bands (dual band). .
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.One of ordinary skill in the art of this disclosure will understand that information and signals may be represented using any of a variety of different technologies and techniques. For example, data, instructions, instructions, information, signals, bits, symbols, and chips that may be referenced in the above description are voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or particles, optical field particles or particles, or any combination thereof.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 소프트웨어로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.Those of ordinary skill in the art of the present disclosure will recognize that the various illustrative logical blocks, modules, processors, means, circuits and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein include electronic hardware, (convenience For this purpose, it will be understood that it may be implemented by various forms of program or design code (referred to herein as software) or a combination of both. To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. A person skilled in the art of the present disclosure may implement the described functionality in various ways for each specific application, but such implementation decisions should not be interpreted as a departure from the scope of the present disclosure.
여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 제조 물품은 임의의 컴퓨터-판독가능 저장장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 저장매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다.The various embodiments presented herein may be implemented as methods, apparatus, or articles of manufacture using standard programming and/or engineering techniques. The term article of manufacture includes a computer program, carrier, or media accessible from any computer-readable storage device. For example, computer-readable storage media include magnetic storage devices (eg, hard disks, floppy disks, magnetic strips, etc.), optical disks (eg, CDs, DVDs, etc.), smart cards, and flash drives. memory devices (eg, EEPROMs, cards, sticks, key drives, etc.). Also, various storage media presented herein include one or more devices and/or other machine-readable media for storing information.
제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the presented processes is an example of exemplary approaches. Based on design priorities, it is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes may be rearranged within the scope of the present disclosure. The appended method claims present elements of the various steps in a sample order, but are not meant to be limited to the specific order or hierarchy presented.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure is not intended to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
Claims (10)
상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹 및 하나 이상의 레이블 데이터(labeled data)를 포함하는 입력 데이터셋을 구성하는 단계;
상기 구성된 입력 데이터셋을 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값(eigenvalue)을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 복수의 대표 고유값들에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정하는 단계;
를 포함하며,
상기 복수의 대표 고유값 각각은 하나의 입력 데이터 셋에 대응하는,
데이터셋 구성 방법.constructing a plurality of candidate unlabeled data groups from an unlabeled data pool;
constructing an input dataset including one candidate unlabeled data group from among the plurality of candidate unlabeled data groups and one or more labeled data;
inputting the configured input dataset into a first neural network model to calculate a representative eigenvalue corresponding to the input dataset; and
determining an unlabeled data group for label switching from among a plurality of candidate unlabeled data groups based on the calculated plurality of representative eigenvalues;
includes,
Each of the plurality of representative eigenvalues corresponds to one input data set,
How to construct a dataset.
상기 결정된 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터를 레이블링할 데이터로 결정하는 단계; 및
상기 레이블링할 데이터로 결정된 복수의 언레이블 데이터에 대한 레이블링이 수행된 이후에, 상기 레이블링이 수행된 언레이블 데이터 및 상기 하나 이상의 레이블 데이터를 분류(classification) 태스크를 수행하기 위한 네트워크 모델의 학습 데이터셋으로 구성하는 단계;
를 더 포함하는,
데이터셋 구성 방법.The method of claim 1,
determining a plurality of unlabeled data included in the determined unlabeled data group for label conversion as data to be labeled; and
After labeling is performed on a plurality of unlabeled data determined as the data to be labeled, a training dataset of a network model for performing a classification task on the unlabeled data on which the labeling has been performed and the one or more label data comprising the steps of;
further comprising,
How to construct a dataset.
상기 제 1 뉴럴 네트워크 모델은, Empirical Neural Tangent Kernel (Empirical NTK)을 이용하여, 상기 제1 뉴럴 네트워크 모델의 입력 데이터에 대응하는 고유값들의 최소값, 최대값 또는 평균값을 최대화시키기 위한 모델인,
데이터셋 구성 방법.3. The method of claim 2,
The first neural network model is a model for maximizing a minimum value, a maximum value, or an average value of eigenvalues corresponding to input data of the first neural network model using an Empirical Neural Tangent Kernel (Empirical NTK),
How to construct a dataset.
상기 언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성하는 단계는:
상기 언레이블 데이터 풀에서 상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 각각에 포함시킬 복수의 언레이블 데이터를 무작위로 추출하거나, 또는 상기 언레이블 데이터 풀에서 상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 각각에 포함시킬 복수의 언레이블 데이터를 미리 설정된 개수에 기초하여 추출하는 방식으로, 상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성하는,
데이터셋 구성 방법.The method of claim 1,
Constructing a plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool includes:
A plurality of unlabeled data to be included in each of the plurality of candidate unlabeled data groups is randomly extracted from the unlabeled data pool, or to be included in each of the plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool. A method of extracting a plurality of unlabeled data based on a preset number, configuring the plurality of candidate unlabeled data groups,
How to construct a dataset.
상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출하는 단계는:
상기 하나 이상의 레이블 데이터 각각에 대응하는 제1 고유값들 및 상기 후보 언레이블 데이터 그룹에 포함된 복수의 언레이블 데이터 각각에 대응하는 제2 고유값들을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들에 기초하여, 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출하는 단계;
를 포함하는,
데이터셋 구성 방법.The method of claim 1,
Calculating a representative eigenvalue corresponding to the input data set includes:
calculating first eigenvalues corresponding to each of the one or more label data and second eigenvalues corresponding to each of a plurality of unlabeled data included in the candidate unlabeled data group; and
calculating a representative eigenvalue corresponding to the input data set based on the calculated first and second eigenvalues;
containing,
How to construct a dataset.
상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출하는 단계는:
상기 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들 중 최소값 또는 최대값을 갖는 고유값을 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값으로 결정하거나, 또는
상기 산출된 제1 고유값들 및 제2 고유값들의 평균값을 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값으로 결정하는,
데이터셋 구성 방법.6. The method of claim 5,
Calculating a representative eigenvalue corresponding to the input data set includes:
determining an eigenvalue having a minimum value or a maximum value among the calculated first eigenvalues and second eigenvalues as a representative eigenvalue corresponding to the input data set; or
determining an average value of the calculated first eigenvalues and second eigenvalues as a representative eigenvalue corresponding to the input data set;
How to construct a dataset.
상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정하는 단계는:
상기 복수의 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중 가장 높은 고유값을 갖는 입력 데이터셋을 선택하거나 또는 상기 복수의 입력 데이터셋에 대응하여 산출된 복수의 고유값들 중에서 상위 레벨의 고유값을 갖는 복수의 입력 데이터셋을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 하나 이상의 입력 데이터셋에 포함된 후보 언레이블 데이터 그룹을 상기 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹으로 결정하는 단계;
를 포함하는,
데이터셋 구성 방법.The method of claim 1,
Determining an unlabeled data group for label switching from among the plurality of candidate unlabeled data groups includes:
Selecting an input dataset having the highest eigenvalue from among a plurality of eigenvalues calculated in response to the plurality of input datasets, or selecting a higher-level selecting a plurality of input data sets having eigenvalues; and
determining a candidate unlabeled data group included in the one or more selected input datasets as the unlabeled data group for label switching;
containing,
How to construct a dataset.
상기 상위 레벨의 고유값을 갖는 복수의 입력 데이터셋의 개수는, 레이블링할 언레이블 데이터의 목표 개수와 연동되는,
데이터셋 구성 방법.8. The method of claim 7,
The number of the plurality of input datasets having the higher-level eigenvalue is linked with the target number of unlabeled data to be labeled,
How to construct a dataset.
언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성하는 단계;
상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹 및 하나 이상의 레이블 데이터를 포함하는 입력 데이터셋을 구성하는 단계;
상기 구성된 입력 데이터셋을 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 복수의 대표 고유값들에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정하는 단계;
를 포함하며,
상기 복수의 대표 고유값 각각은 하나의 입력 데이터 셋에 대응하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a computer readable storage medium, wherein the computer program, when executed on one or more processors, performs the following steps for constructing a data set, the steps comprising:
constructing a plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool;
constructing an input dataset including one candidate unlabeled data group and one or more label data from among the plurality of candidate unlabeled data groups;
inputting the configured input dataset into a first neural network model to calculate representative eigenvalues corresponding to the input dataset; and
determining an unlabeled data group for label switching from among a plurality of candidate unlabeled data groups based on the calculated plurality of representative eigenvalues;
includes,
Each of the plurality of representative eigenvalues corresponds to one input data set,
A computer program stored on a computer readable storage medium.
하나 이상의 코어를 포함하는 프로세서; 및
메모리;
를 포함하고,
상기 프로세서는:
언레이블 데이터 풀로부터 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들을 구성하고;
상기 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중 하나의 후보 언레이블 데이터 그룹 및 하나 이상의 레이블 데이터를 포함하는 입력 데이터셋을 구성하고;
상기 구성된 입력 데이터셋을 제1 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 입력 데이터셋에 대응하는 대표 고유값(eigenvalue)을 산출하고; 그리고
상기 산출된 복수의 대표 고유값들에 기초하여 복수의 후보 언레이블 데이터 그룹들 중에서 레이블 전환용 언레이블 데이터 그룹을 결정하며; 그리고
상기 복수의 대표 고유값 각각은 하나의 입력 데이터 셋에 대응하는,
컴퓨팅 장치.A computing device for providing a method of constructing a dataset, comprising:
a processor including one or more cores; and
Memory;
including,
The processor is:
configure a plurality of candidate unlabeled data groups from the unlabeled data pool;
configure an input dataset including one candidate unlabeled data group and one or more label data from among the plurality of candidate unlabeled data groups;
inputting the configured input dataset into a first neural network model to calculate a representative eigenvalue corresponding to the input dataset; and
determining an unlabeled data group for label switching from among a plurality of candidate unlabeled data groups based on the calculated plurality of representative eigenvalues; and
Each of the plurality of representative eigenvalues corresponds to one input data set,
computing device.
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---|---|---|---|
KR1020210005489A KR102501793B1 (en) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Method for constructing dataset |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020210005489A KR102501793B1 (en) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Method for constructing dataset |
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KR1020210005489A KR102501793B1 (en) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Method for constructing dataset |
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Also Published As
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