KR20230018316A - Method for restoring a masked face image by using the neural network model - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a method for restoring a masked face image performed by one or more processors of a computing device according to an embodiment of the present disclosure. The method may include the steps of: identifying a masked face image included in a restoration target image; acquiring an unmasked face image of a person associated with the identified masked face image; and synthesizing the obtained masked face image with the identified unmasked face image.

Description

신경망 모델을 이용한 마스크 착용 얼굴 이미지 복원 방법{METHOD FOR RESTORING A MASKED FACE IMAGE BY USING THE NEURAL NETWORK MODEL}A method for restoring a face image wearing a mask using a neural network model {METHOD FOR RESTORING A MASKED FACE IMAGE BY USING THE NEURAL NETWORK MODEL}

본 개시는 마스크가 착용된 얼굴 이미지를 수정하는 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 마스크가 착용된 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 얼굴 이미지로 변환할 수 있는 기술에 관한 것이다. The present disclosure relates to a technology for modifying a face image with a mask on, and more particularly, to a technology for converting a face image with a mask on into a face image with the mask removed.

최근 COVID-19로 인해 마스크를 착용한 상태로 사진 촬영이 이루어지고 있다. 예를 들어, 결혼식, 졸업식, 입학식 등의 기념적인 행사에서도 본인의 의사와 무관하게 마스크를 착용한 상태로 사진 촬영이 이루어지고 있다. 이에 따라, 사진 상에 존재하는 마스크 착용 얼굴을 착용 전 얼굴로 바꿔주는 기술에 대한 수요가 증가하고 있다. Recently, due to COVID-19, a photo shoot is being done while wearing a mask. For example, even in commemorative events such as weddings, graduation ceremonies, and entrance ceremonies, photos are taken while wearing a mask regardless of the person's intention. Accordingly, there is an increasing demand for a technology that changes a face wearing a mask on a photo to a face before wearing the mask.

이와 관련하여, 마스크 착용 사진으로부터 마스크를 제거해 주는 연구가 수행되었지만, 마스크로 가려진 영역의 사진을 생성해 내는 과정에서 동일 인물을 복원하는 것이 불가능하고, 복수의 인물을 포함하거나, 얼굴 영역이 정렬되어 있지 않으면 좋은 결과를 얻기 어려운 문제점들이 존재하였다. In this regard, research has been conducted to remove the mask from a mask wearing photo, but it is impossible to restore the same person in the process of generating a photo of the area covered by the mask, and it is impossible to restore the same person, including a plurality of people, or because the face area is aligned. If not, there were problems that made it difficult to obtain good results.

따라서 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 기술이 요구되고 있다.Therefore, a new technique capable of solving these problems is required.

본 개시는 신경망 모델을 활용하여 마스크가 착용된 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 얼굴 이미지로 변환할 수 있는 기술을 제공하는 것을 해결 과제로 한다An object of the present disclosure is to provide a technology capable of converting a mask-wearing face image into a mask-removed face image using a neural network model.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하는 단계; 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 단계를 포함할 수 있다.A method performed by a computing device according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above object is disclosed. The method may include identifying a face image wearing a mask included in a restoration target image; acquiring a face image of a person associated with the identified face image wearing a mask without wearing a mask; and synthesizing the obtained mask-wearing face image with the identified mask-wearing face image.

대안적으로, 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 단계는, 제 1 신경망 모델을 활용하여, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환하는 단계; 및 제 2 신경망 모델을 활용하여, 상기 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지를 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지로 얼굴 이미지 변환 기술을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the synthesizing of the obtained mask-wearing face image with the identified mask-wearing face image may include converting the identified mask-wearing face image into a virtual face image from which the mask is removed by using a first neural network model. doing; and applying a face image conversion technique from the virtual face image from which the mask is removed to the acquired face image without a mask, using a second neural network model.

대안적으로, 상기 제 1 신경망 모델을 활용하여, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환하는 단계는, GAN(Generative Adversarial Networks)의 생성모델을 활용하여, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the step of converting the identified mask-wearing face image into a virtual face image from which the mask is removed by using the first neural network model may include using a generative adversarial networks (GAN) generation model, The method may include converting a mask-wearing face image into a virtual face image from which the mask is removed.

대안적으로, 상기 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하는 단계는, 상기 복원 대상 이미지 내에서 상기 마스크 착용 얼굴 이미지가 포함된 부분 영역을 구분하여 식별하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, identifying the mask-wearing face image included in the restoration target image may include identifying and identifying a partial region including the mask-wearing face image in the restoration target image.

대안적으로, 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 단계는, 신경망 모델을 활용하여, 상기 복원 대상 이미지 내에서 구분하여 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지가 포함된 부분 영역에 대해서 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지로 얼굴 이미지 변환 기술을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the synthesizing of the obtained face image not wearing a mask with the identified face image wearing a mask may include a partial region including the identified face image wearing a mask within the reconstruction target image by using a neural network model. It may include applying a face image conversion technique to the obtained mask-unwearing face image for .

대안적으로, 상기 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하는 단계는, 상기 복원 대상 이미지에 포함된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들을 식별하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, identifying the mask-wearing face image included in the restoration target image may include identifying a plurality of mask-wearing face images included in the restoration target image.

대안적으로, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하는 단계는, 상기 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들과 연관된 복수의 인물들에 대한 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, acquiring a mask-unwearing face image of a person associated with the identified mask-wearing face image may include acquiring a plurality of mask-unwearing face images of a plurality of persons associated with the plurality of mask-wearing face images. steps may be included.

대안적으로, 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 단계는, 상기 획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각을 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들 각각에 합성하는 단계를 포함할 수 있다. Alternatively, the synthesizing of the obtained mask-wearing face image with the identified mask-wearing face image may include combining each of the obtained plurality of mask-wearing face images with each of the identified plurality of mask-wearing face images. steps may be included.

대안적으로, 상기 획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각을 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들 각각에 합성하는 단계는, 제 1 신경망 모델을 활용하여, 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들을 마스크가 제거된 복수의 가상 얼굴 이미지들로 변환하는 단계; 및 제 2 신경망 모델을 활용하여, 상기 마스크가 제거된 복수의 가상 얼굴 이미지들 각각을 상기 획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각으로 얼굴 이미지 변환 기술을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the step of synthesizing each of the obtained plurality of face images not wearing a mask with each of the plurality of identified face images wearing a mask may include using a first neural network model to obtain a plurality of identified face images wearing a mask. converting the virtual face images into a plurality of virtual face images from which the mask is removed; and applying a face image conversion technique from each of the plurality of virtual face images from which the mask is removed to each of the obtained plurality of mask-unwearing face images by utilizing a second neural network model.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금 마스크 착용 얼굴 이미지를 복원하기 위한 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은: 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하는 동작; 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하는 동작; 및 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 동작을 포함할 수 있다.A computer program stored in a computer readable storage medium is disclosed according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above object. When the computer program is executed in one or more processors, the one or more processors cause the one or more processors to perform operations for reconstructing a mask-wearing face image, the operations comprising: identifying a mask-wearing face image included in a reconstruction target image. ; acquiring a face image of a person associated with the identified face image wearing a mask without wearing a mask; and combining the obtained face image not wearing a mask with the identified face image wearing a mask.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치가 개시된다. 상기 장치는, 적어도 하나의 프로세서; 및 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는, 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하고; 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하고; 그리고 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하도록 구성될 수 있다.A computing device according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above object is disclosed. The device may include at least one processor; and a memory, wherein the processor is configured to: identify a face image wearing a mask included in a restoration target image; obtaining a face image of a person associated with the identified face image wearing a mask without wearing a mask; And it may be configured to synthesize the obtained mask-free face image to the identified mask-wearing face image.

본 개시는, 신경망 모델을 활용하여 마스크가 착용된 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 얼굴 이미지로 변환할 수 있는 기술을 제공할 수 있다. The present disclosure may provide a technology capable of converting a face image with a mask on into a face image with the mask removed by using a neural network model.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 얼굴 이미지를 합성하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 네트워크 함수를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 얼굴 이미지를 합성하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 얼굴 이미지를 합성하는 방법을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 부분적으로 얼굴 이미지를 합성하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 부분적으로 얼굴 이미지를 합성하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 복수의 얼굴 이미지를 합성하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.
1 is a block diagram of a computing device for synthesizing a face image using a face image conversion technique using a neural network model 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 process of synthesizing a face image using a face image conversion technique using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a schematic diagram illustrating a method of synthesizing a face image using a face image conversion technology using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a flowchart illustrating a process of partially synthesizing a face image using a face image conversion technique using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a schematic diagram illustrating a method of partially synthesizing a face image using a face image conversion technique using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a schematic diagram illustrating a method of synthesizing a plurality of face images using a face image conversion technique using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
8 is a simplified and general schematic diagram of an exemplary computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.

다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.Various embodiments are now described with reference to the drawings. In this specification, various descriptions are presented to provide an understanding of the present disclosure. However, it is apparent that these embodiments may be practiced without these specific details.

본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.The terms “component,” “module,” “system,” and the like, as used herein, refer to a computer-related entity, hardware, firmware, software, a combination of software and hardware, or an execution of software. For example, a component may be, but is not limited to, a procedure, processor, object, thread of execution, program, and/or computer running on a processor. For example, both an application running on a computing device and a computing device may be components. One or more components may reside within a processor and/or thread of execution. A component can be localized within a single computer. A component may be distributed between two or more computers. Also, these components can execute from various computer readable media having various data structures stored thereon. Components may be connected, for example, via signals with one or more packets of data (e.g., data and/or signals from one component interacting with another component in a local system, distributed system) to other systems and over a network such as the Internet. data being transmitted) may communicate via local and/or remote processes.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or”. That is, unless otherwise specified or clear from the context, “X employs A or B” is intended to mean one of the natural inclusive substitutions. That is, X uses A; X uses B; Or, if X uses both A and B, "X uses either A or B" may apply to either of these cases. Also, the term "and/or" as used herein should be understood to refer to and include all possible combinations of one or more of the listed related items.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" should be understood to mean that the features and/or components are present. However, it should be understood that the terms "comprises" and/or "comprising" do not exclude the presence or addition of one or more other features, elements, and/or groups thereof. Also, unless otherwise specified or where the context clearly indicates that a singular form is indicated, the singular in this specification and claims should generally be construed to mean "one or more".

그리고, "A 또는 B 중 적어도 하나"이라는 용어는, "A만을 포함하는 경우", "B 만을 포함하는 경우", "A와 B의 구성으로 조합된 경우"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. In addition, the term “at least one of A or B” should be interpreted as meaning “when only A is included”, “when only B is included”, and “when A and B are combined”.

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 안 된다.Those skilled in the art will further understand that the various illustrative logical blocks, components, modules, circuits, means, logics, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented using electronic hardware, computer software, or combinations of both. It should be recognized that it can be implemented as To clearly illustrate the interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, configurations, means, logics, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented in hardware or as software depends on the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application. However, such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of this disclosure.

제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art of this disclosure. The general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of this disclosure. Thus, the present invention is not limited to the embodiments presented herein. The present invention is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features set forth herein.

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

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 얼굴 이미지를 합성하기 위한 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a computing device for synthesizing a face image using a face image conversion technique using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.

도 1에 도시된 컴퓨팅 장치(100)의 구성은 간략화 하여 나타낸 예시일 뿐이다. 본 개시의 일 실시예에서 컴퓨팅 장치(100)에는 컴퓨팅 장치(100)의 컴퓨팅 환경을 수행하기 위한 다른 구성들이 포함될 수 있고, 개시된 구성들 중 일부만이 컴퓨팅 장치(100)를 구성할 수도 있다. The configuration of the computing device 100 shown in FIG. 1 is only a simplified example. In one embodiment of the present disclosure, the computing device 100 may include other components for performing a computing environment of the computing device 100, and only some of the disclosed components may constitute the computing device 100.

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

프로세서(110)는 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치 (GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 데이터 분석, 딥러닝을 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 개시의 일 실시예에 따른 기계 학습을 위한 데이터 처리를 수행할 수 있다. 본 개시의 일실시예에 따라 프로세서(110)는 신경망의 학습을 위한 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는 딥러닝(DL: deep learning)에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피처 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)의 CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 네트워크 함수의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서 복수의 컴퓨팅 장치의 프로세서를 함께 사용하여 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에서 수행되는 컴퓨터 프로그램은 CPU, GPGPU 또는 TPU 실행가능 프로그램일 수 있다.The processor 110 may include one or more cores, and includes a central processing unit (CPU), a general purpose graphics processing unit (GPGPU), and a tensor processing unit (TPU) of a computing device. unit), data analysis, and processors for deep learning. The processor 110 may read a computer program stored in the memory 130 and process data for machine learning according to an embodiment of the present disclosure. According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110 may perform an operation for learning a neural network. The processor 110 is used for neural network learning, such as processing input data for learning in deep learning (DL), extracting features from input data, calculating errors, and updating neural network weights using backpropagation. calculations can be performed. At least one of the CPU, GPGPU, and TPU of the processor 110 may process learning of the network function. For example, the CPU and GPGPU can process learning of network functions and data classification using network functions. In addition, in an embodiment of the present disclosure, the learning of a network function and data classification using a network function may be processed by using processors of a plurality of computing devices together. In addition, a computer program executed in a computing device according to an embodiment of the present disclosure may be a CPU, GPGPU or TPU executable program.

본 개시의 일 실시예에 따른 프로세서(110)는 마스크 착용 얼굴 이미지 복원을 위해 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하고, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하고, 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 동작들을 수행할 수 있다. 또한, 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하는 과정은, “사전에 제공된 마스크 미착용 얼굴 사진”과 “복원 대상 이미지 내의 마스크 착용 외 얼굴 영역의 유사도”를 기반으로, 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 매칭하는 과정을 포함할 수 있다. 추가적으로 본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 상기 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별할 때, 상기 복원 대상 이미지 내에서 상기 마스크 착용 얼굴 이미지가 포함된 부분 영역을 구분하여 식별할 수 있다.The processor 110 according to an embodiment of the present disclosure identifies a mask-wearing face image included in a reconstruction target image to restore a mask-wearing face image, and generates a mask-unwearing face image of a person associated with the identified mask-wearing face image. and synthesizing the obtained face image not wearing a mask with the identified face image wearing a mask. In addition, the process of acquiring the face image of the related person without a mask is based on the “similarity of the facial area other than wearing a mask in the image to be restored” with the “photo of the face without a mask provided in advance”. A process of matching face images not wearing a mask may be included. Additionally, according to an embodiment of the present disclosure, when identifying a face image wearing a mask included in the reconstruction target image, the processor 110 distinguishes a partial region including the mask wearing face image from the reconstruction target image. can be identified.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성할 때, 제 1 신경망 모델을 활용하여, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환하고, 제 2 신경망 모델을 활용하여, 상기 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지를 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지로 변환하는 기술(즉, “얼굴 이미지 변환 기술”)을 적용하는 동작을 수행할 수 있다. 이때, 제 1 신경망 모델과 제 2 신경망 모델은 실시예에 따라 별개로 구성되거나 단일의 신경망으로 구성될 수 있다. 또한, 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술은 딥 페이크, 페이스2페이스, 페이스 스왑, 뉴럴 텍스처스, 프리스틴 등 인공지능 기반 이미지 합성기술을 포함할 수 있다. 또한, 신경망 모델을 활용하여 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환하는 경우, 상기 프로세서(110)는 GAN(Generative Adversarial Networks)의 생성모델을 활용하여, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110, when synthesizing the obtained mask-wearing face image with the identified mask-wearing face image, uses a first neural network model to obtain the identified mask-wearing face image. A technology for converting to a virtual face image from which the mask is removed, and converting the mask-removed virtual face image into the obtained mask-unwearing face image by using a second neural network model (ie, “face image conversion technology”) It is possible to perform an operation to apply . In this case, the first neural network model and the second neural network model may be configured separately or configured as a single neural network according to an embodiment. In addition, facial image conversion technology using a neural network model may include artificial intelligence-based image synthesis technologies such as deep fake, face 2 face, face swap, neural textures, and pristine. In addition, when converting the identified mask-wearing face image into a virtual face image from which the mask is removed by using a neural network model, the processor 110 utilizes a generative adversarial networks (GAN) model to convert the identified mask face image into a virtual face image from which the mask is removed. The wearing face image may be converted into a virtual face image from which the mask is removed.

추가적으로 본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성할 때, 신경망 모델을 활용하여 상기 복원 대상 이미지 내에서 구분하여 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지가 포함된 부분 영역에 대해서 얼굴 이미지 변환 기술을 적용할 수 있다.Additionally, according to an embodiment of the present disclosure, the processor 110, when synthesizing the obtained mask-unwearing face image with the identified mask-wearing face image, uses a neural network model to distinguish and identify within the restoration target image. The face image conversion technology may be applied to a partial region including a mask-wearing face image.

또한 본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 상기 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별할 때, 상기 복원 대상 이미지에 포함된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들을 식별할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는, 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들과 연관된 복수의 인물들에 대한 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들을 획득할 수 있다. 추가적으로, 프로세서(110)는, 상기 획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각을 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들 각각에 합성할 수 있다. Also, according to an embodiment of the present disclosure, when identifying a face image wearing a mask included in the restoration target image, the processor 110 may identify a plurality of mask wearing face images included in the restoration target image. . Also, the processor 110 may obtain a plurality of mask-unwearing face images of a plurality of persons related to the identified plurality of mask-wearing face images. Additionally, the processor 110 may synthesize each of the obtained plurality of face images not wearing a mask with each of the plurality of identified face images wearing a mask.

이때 본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 상기 획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각을 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들 각각에 합성하는 경우, 제 1 신경망 모델을 활용하여, 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들을 마스크가 제거된 복수의 가상 얼굴 이미지들로 변환하고, 제 2 신경망 모델을 활용하여, 마스크가 제거된 복수의 가상 얼굴 이미지들 각각을 상기 획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각으로 변환할 수 있다. 이때, 제 1 신경망 모델과 제 2 신경망 모델은 실시예에 따라 별개로 구성되거나 단일의 신경망으로 구성될 수 있다.In this case, according to an embodiment of the present disclosure, the processor 110 utilizes a first neural network model when synthesizing each of the obtained plurality of face images not wearing a mask with each of the plurality of identified face images wearing a mask. Thus, the identified plurality of mask-wearing face images are converted into a plurality of virtual face images from which the mask is removed, and each of the plurality of virtual face images from which the mask is removed is converted into a plurality of virtual face images from which the mask is removed by using a second neural network model. It can be converted into each of the mask-unwearing face images of . In this case, the first neural network model and the second neural network model may be configured separately or configured as a single neural network according to an embodiment.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 네트워크부(150)가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the memory 130 may store any type of information generated or determined by the processor 110 and any type of information received by the network unit 150 .

본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 인터넷(internet) 상에서 상기 메모리(130)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 전술한 메모리에 대한 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, the memory 130 is a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, or a card type memory (eg, SD or XD memory, etc.), RAM (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory, ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory) -Only Memory), a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk may include at least one type of storage medium. The computing device 100 may operate in relation to a web storage that performs a storage function of the memory 130 on the Internet. The above description of the memory is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크부(150)는 임의의 형태의 공지된 유무선 통신 시스템을 사용할 수 있다.The network unit 150 according to an embodiment of the present disclosure may use any type of known wired or wireless communication system.

예를 들어, 네트워크부(150)는 복원 대상 이미지의 정보를 외부 시스템으로부터 수신할 수 있다. 이때, 데이터베이스로부터 수신되는 정보는, 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 얼굴 이미지를 합성하기 위한 데이터일 수 있다. 복원 대상 이미지의 정보는 상술한 예시의 정보들을 포함할 수 있으나, 상술한 예시에 제한되지 않고, 당업자가 이해할 수 있는 범위 내에서 다양하게 구성될 수 있다.For example, the network unit 150 may receive information on an image to be restored from an external system. In this case, the information received from the database may be data for synthesizing a face image using a face image conversion technology using a neural network model. The information of the image to be restored may include the information of the above-described example, but is not limited to the above-described example and may be configured in various ways within a range that a person skilled in the art can understand.

또한, 네트워크부(150)는 프로세서(110)에 의해 처리된 정보, 사용자 인터페이스 등을 타 단말과의 통신을 통해 송수신할 수 있다. 예를 들어, 네트워크부(150)는 프로세서(110)에 의해 생성된 사용자 인터페이스를 클라이언트(e.g. 사용자 단말)로 제공할 수 있다. 또한, 네트워크부(150)는 클라이언트로 인가된 사용자의 외부 입력을 수신하여 프로세서(110)로 전달할 수 있다. 이때, 프로세서(110)는 네트워크부(150)로부터 전달받은 사용자의 외부 입력을 기초로 사용자 인터페이스를 통해 제공되는 정보의 출력, 수정, 변경, 추가 등의 동작을 처리할 수 있다.In addition, the network unit 150 may transmit and receive information processed by the processor 110, a user interface, and the like through communication with other terminals. For example, the network unit 150 may provide a user interface generated by the processor 110 to a client (eg, a user terminal). In addition, the network unit 150 may receive an external input of a user authorized as a client and transmit it to the processor 110 . At this time, the processor 110 may process operations such as outputting, correcting, changing, adding, and the like of information provided through the user interface based on the user's external input received from the network unit 150 .

한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 클라이언트와 통신을 통해 정보를 송수신하는 컴퓨팅 시스템으로서 서버를 포함할 수 있다. 이때, 클라이언트는 서버에 엑세스(access)할 수 있는 임의의 형태의 단말일 수 있다. 예를 들어, 서버인 컴퓨팅 장치(100)는 외부 데이터베이스로부터 마스크 착용 얼굴 이미지 복원을 위한 정보를 수신하여 얼굴 이미지 합성 결과를 생성하고, 얼굴 이미지 합성 결과에 관한 사용자 인터페이스를 사용자 단말로 제공할 수 있다. 이때, 복원을 위한 정보는 마스크 미착용 얼굴 이미지를 사용자가 수동으로 제공하거나 사진첩에서 자동으로 제공된 이미지를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말은 서버인 컴퓨팅 장치(100)로부터 수신한 사용자 인터페이스를 출력하고, 사용자와의 상호 작용을 통해 정보를 입력 받거나 처리할 수 있다. Meanwhile, the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may include a server as a computing system that transmits and receives information through communication with a client. In this case, the client may be any type of terminal capable of accessing the server. For example, the computing device 100 as a server may receive information for restoring a face image wearing a mask from an external database, generate a face image synthesis result, and provide a user interface related to the face image synthesis result to a user terminal. . In this case, the information for restoration may include a face image not wearing a mask manually provided by the user or an image automatically provided from the photo album. In addition, the user terminal may output a user interface received from the computing device 100, which is a server, and receive or process information through interaction with the user.

추가적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 임의의 서버에서 생성된 데이터 리소스를 전달받아 추가적인 정보 처리를 수행하는 임의의 형태의 단말을 포함할 수도 있다. In an additional embodiment, the computing device 100 may include any type of terminal that receives data resources generated by any server and performs additional information processing.

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

본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 신경망들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 링크에 의해 상호 연결될 수 있다.Throughout this specification, computational model, neural network, network function, and neural network may be used interchangeably. A neural network may consist of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network includes one or more nodes. Nodes (or neurons) constituting neural networks may be interconnected by one or more links.

신경망 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 상술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. In a neural network, one or more nodes connected through a link may form a relative relationship of an input node and an output node. The concept of an input node and an output node is relative, and any node in an output node relationship with one node may have an input node relationship with another node, and vice versa. As described above, an input node to output node relationship may be created around a link. More than one output node can be connected to one input node through a link, and vice versa.

하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드의 데이터는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 링크는 가중치(weight)를 가질 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.In a relationship between an input node and an output node connected through one link, the value of data of the output node may be determined based on data input to the input node. Here, a link interconnecting an input node and an output node may have a weight. The weight may be variable, and may be changed by a user or an algorithm in order to perform a function desired by the neural network. For example, when one or more input nodes are interconnected by respective links to one output node, the output node is set to a link corresponding to values input to input nodes connected to the output node and respective input nodes. An output node value may be determined based on the weight.

상술한 바와 같이, 신경망은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호 연결되어 신경망 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 신경망 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 신경망의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들의 가중치 값이 상이한 두 신경망이 존재하는 경우, 두 개의 신경망들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.As described above, in the neural network, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and output node relationship in the neural network. Characteristics of the neural network may be determined according to the number of nodes and links in the neural network, an association between the nodes and links, and a weight value assigned to each link. For example, when there are two neural networks having the same number of nodes and links and different weight values of the links, the two neural networks may be recognized as different from each other.

신경망은 하나 이상의 노드들의 집합으로 구성될 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들의 부분 집합은 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 신경망 내에서 레이어의 차수는 상술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.A neural network may be composed of a set of one or more nodes. A subset of nodes constituting a neural network may constitute a layer. Some of the nodes constituting the neural network may form one layer based on distances from the first input node. For example, a set of nodes having a distance of n from the first input node may constitute n layers. The distance from the first input node may be defined by the minimum number of links that must be passed through to reach the corresponding node from the first input node. However, the definition of such a layer is arbitrary for explanation, and the order of a layer in a neural network may be defined in a method different from the above. For example, a layer of nodes may be defined by a distance from a final output node.

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

본 개시의 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수와 동일할 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하다가 다시 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수 보다 적을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 상술한 신경망들의 조합된 형태의 신경망일 수 있다.In the neural network according to an embodiment of the present disclosure, the number of nodes in the input layer may be the same as the number of nodes in the output layer, and the number of nodes decreases and then increases again as the number of nodes progresses from the input layer to the hidden layer. can In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes of the input layer may be less than the number of nodes of the output layer and the number of nodes decreases as the number of nodes increases from the input layer to the hidden layer. there is. In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure is a neural network in which the number of nodes in the input layer may be greater than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes increases as the number of nodes increases from the input layer to the hidden layer. can A neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in the form of a combination of the aforementioned neural networks.

딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등)를 파악할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 오토 인코더(auto encoder), GAN(Generative Adversarial Networks), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크, 적대적 생성 네트워크(GAN: Generative Adversarial Network) 등을 포함할 수 있다. 전술한 딥 뉴럴 네트워크의 기재는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다. A deep neural network (DNN) may refer to a neural network including a plurality of hidden layers in addition to an input layer and an output layer. Deep neural networks can reveal latent structures in data. In other words, it can identify the latent structure of a photo, text, video, sound, or music (e.g., what objects are in the photo, what the content and emotion of the text are, what the content and emotion of the audio are, etc.). . Deep neural networks include convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), auto encoders, generative adversarial networks (GANs), and restricted boltzmann machines (RBMs). machine), a deep belief network (DBN), a Q network, a U network, a Siamese network, a Generative Adversarial Network (GAN), and the like. The description of the deep neural network described above is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

본 개시의 일 실시예에서 네트워크 함수는 오토 인코더(autoencoder)를 포함할 수도 있다. 오토 인코더는 입력 데이터와 유사한 출력 데이터를 출력하기 위한 인공 신경망의 일종일 수 있다. 오토 인코더는 적어도 하나의 히든 레이어를 포함할 수 있으며, 홀수 개의 히든 레이어가 입출력 레이어 사이에 배치될 수 있다. 각각의 레이어의 노드의 수는 입력 레이어의 노드의 수에서 병목 레이어(인코딩)라는 중간 레이어로 축소되었다가, 병목 레이어에서 출력 레이어(입력 레이어와 대칭)로 축소와 대칭되어 확장될 수도 있다. 오토 인코더는 비선형 차원 감소를 수행할 수 있다. 입력 레이어 및 출력 레이어의 수는 입력 데이터의 전처리 이후에 차원과 대응될 수 있다. 오토 인코더 구조에서 인코더에 포함된 히든 레이어의 노드의 수는 입력 레이어에서 멀어질수록 감소하는 구조를 가질 수 있다. 병목 레이어(인코더와 디코더 사이에 위치하는 가장 적은 노드를 가진 레이어)의 노드의 수는 너무 작은 경우 충분한 양의 정보가 전달되지 않을 수 있으므로, 특정 수 이상(예를 들어, 입력 레이어의 절반 이상 등)으로 유지될 수도 있다.In one embodiment of the present disclosure, the network function may include an autoencoder. An autoencoder may be a type of artificial neural network for outputting output data similar to input data. An auto-encoder may include at least one hidden layer, and an odd number of hidden layers may be disposed between input and output layers. The number of nodes of each layer may be reduced from the number of nodes of the input layer to an intermediate layer called the bottleneck layer (encoding), and then expanded symmetrically with the reduction from the bottleneck layer to the output layer (symmetrical to the input layer). Autoencoders can perform non-linear dimensionality reduction. The number of input layers and output layers may correspond to dimensions after preprocessing of input data. In the auto-encoder structure, the number of hidden layer nodes included in the encoder may decrease as the distance from the input layer increases. If the number of nodes in the bottleneck layer (the layer with the fewest nodes located between the encoder and decoder) is too small, a sufficient amount of information may not be conveyed, so more than a certain number (e.g., more than half of the input layer, etc.) ) may be maintained.

뉴럴 네트워크는 교사 학습(supervised learning), 비교사 학습(unsupervised learning), 반교사학습(semi supervised learning), 또는 강화 학습(reinforcement learning) 중 적어도 하나의 방식으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습은 뉴럴 네트워크가 특정한 동작을 수행하기 위한 지식을 뉴럴 네트워크에 적용하는 과정일 수 있다. The neural network may be trained using at least one of supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, and reinforcement learning. Learning of the neural network may be a process of applying knowledge for the neural network to perform a specific operation to the neural network.

뉴럴 네트워크는 출력의 오류를 최소화하는 방향으로 학습될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 학습에서 반복적으로 학습 데이터를 뉴럴 네트워크에 입력시키고 학습 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 뉴럴 네트워크의 에러를 뉴럴 네트워크의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation)하여 뉴럴 네트워크의 각 노드의 가중치를 업데이트 하는 과정이다. 교사 학습의 경우 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어있는 학습 데이터를 사용하며(즉, 라벨링된 학습 데이터), 비교사 학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 교사 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링 된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 뉴럴 네트워크에 입력되고, 뉴럴 네트워크의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다. 다른 예로, 데이터 분류에 관한 비교사 학습의 경우 입력인 학습 데이터가 뉴럴 네트워크 출력과 비교됨으로써 오류가 계산될 수 있다. 계산된 오류는 뉴럴 네트워크에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 뉴럴 네트워크의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 뉴럴 네트워크의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 뉴럴 네트워크의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 뉴럴 네트워크가 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다.A neural network can be trained in a way that minimizes output errors. In the learning of the neural network, the learning data is repeatedly input into the neural network, the output of the neural network for the training data and the error of the target are calculated, and the error of the neural network is transferred from the output layer of the neural network to the input layer in the direction of reducing the error. It is a process of updating the weight of each node of the neural network by backpropagating in the same direction. In the case of teacher learning, the learning data in which the correct answer is labeled is used for each learning data (ie, the labeled learning data), and in the case of comparative teacher learning, the correct answer may not be labeled in each learning data. That is, for example, learning data in the case of teacher learning regarding data classification may be data in which each learning data is labeled with a category. Labeled training data is input to a neural network, and an error may be calculated by comparing an output (category) of the neural network and a label of the training data. As another example, in the case of comparative history learning for data classification, an error may be calculated by comparing input learning data with a neural network output. The calculated error is back-propagated in a reverse direction (ie, from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node of each layer of the neural network may be updated according to the back-propagation. The amount of change in the connection weight of each updated node may be determined according to a learning rate. The neural network's computation of input data and backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate may be applied differently according to the number of iterations of the learning cycle of the neural network. For example, a high learning rate may be used in the early stage of neural network training to increase efficiency by allowing the neural network to quickly obtain a certain level of performance, and a low learning rate may be used in the late stage to increase accuracy.

뉴럴 네트워크의 학습에서 일반적으로 학습 데이터는 실제 데이터(즉, 학습된 뉴럴 네트워크를 이용하여 처리하고자 하는 데이터)의 부분집합일 수 있으며, 따라서, 학습 데이터에 대한 오류는 감소하나 실제 데이터에 대해서는 오류가 증가하는 학습 사이클이 존재할 수 있다. 과적합(overfitting)은 이와 같이 학습 데이터에 과하게 학습하여 실제 데이터에 대한 오류가 증가하는 현상이다. 예를 들어, 노란색 고양이를 보여 고양이를 학습한 뉴럴 네트워크가 노란색 이외의 고양이를 보고는 고양이임을 인식하지 못하는 현상이 과적합의 일종일 수 있다. 과적합은 머신러닝 알고리즘의 오류를 증가시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이러한 과적합을 막기 위하여 다양한 최적화 방법이 사용될 수 있다. 과적합을 막기 위해서는 학습 데이터를 증가시키거나, 레귤라이제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 비활성화하는 드롭아웃(dropout), 배치 정규화 레이어(batch normalization layer)의 활용 등의 방법이 적용될 수 있다.In neural network learning, generally, training data can be a subset of real data (ie, data to be processed using the trained neural network), and therefore, errors for training data are reduced, but errors for real data are reduced. There may be incremental learning cycles. Overfitting is a phenomenon in which errors for actual data increase due to excessive learning on training data. For example, a phenomenon in which a neural network that has learned a cat by showing a yellow cat does not recognize that it is a cat when it sees a cat other than yellow may be a type of overfitting. Overfitting can act as a cause of increasing the error of machine learning algorithms. Various optimization methods can be used to prevent such overfitting. To prevent overfitting, methods such as increasing the training data, regularization, inactivating some nodes in the network during learning, and using a batch normalization layer should be applied. can

강화 학습은 신경망 모델이 상태(state)에 기초하여 보다 나은 행동(action)을 결정할 수 있도록, 신경망 모델이 선택한 행동에 대해 산출되는 보상(reward)에 기초하여 신경망 모델을 학습시키는 학습 방법이다. 상태는 현재 시점에서 상황이 어떠한 지를 나타내는 값의 집합으로써, 신경망 모델의 입력으로 이해될 수 있다. 행동은 신경망 모델이 취할 수 있는 선택지에 따른 결정을 일컫는 말로, 신경망 모델의 출력으로 이해될 수 있다. 보상은 신경망 모델이 어떠한 행동을 수행했을 때 따라오는 이득을 말하며, 현재 상태 및 행동에 대해 평가하는 값을 나타낸다. 강화 학습은 행동에 대해 보상이 주어진다는 점에서 시행착오를 통한 학습으로 이해될 수 있다. 강화 학습 과정에서 신경망 모델에게 주어지는 보상은 여러 행동의 결과가 누적된 보상일 수 있다. 강화 학습을 통해 여러가지 상태와 행동에 따른 보상을 고려하여, 보상 그 자체 또는 보상의 총 합과 같은 리턴(return)이 최대가 되도록 하는 신경망 모델을 생성할 수 있다.Reinforcement learning is a learning method in which a neural network model is trained based on a reward calculated for an action selected by the neural network model so that the neural network model can determine a better action based on the state. A state is a set of values representing how the situation is at the current point in time, and can be understood as an input to a neural network model. An action refers to a decision based on the options that a neural network model can take, and can be understood as an output of a neural network model. Reward refers to a benefit that follows when a neural network model performs a certain action, and represents a value evaluated for the current state and action. Reinforcement learning can be understood as learning through trial and error in that a reward is given for an action. A reward given to a neural network model in a reinforcement learning process may be a reward obtained by accumulating results of various actions. Through reinforcement learning, it is possible to create a neural network model that maximizes a return such as the reward itself or the sum of the rewards by considering rewards according to various states and actions.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 얼굴 이미지를 합성하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a process of synthesizing a face image using a face image conversion technique using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.

도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 내부 저장소로부터 복원 대상 이미지 정보를 획득하거나, 외부 시스템으로부터 복원 대상 이미지의 정보를 수신할 수 있다(S110). 외부 시스템은 마스크 착용 얼굴 이미지 복원을 위한 정보들을 저장하고 관리하는 서버, 데이터베이스 등일 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 외부 시스템으로부터 수신된 정보들을 마스크 착용 얼굴 이미지 복원을 위한 입력 데이터로 사용할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 외부 시스템으로부터 수신된 정보들을 마스크 착용 얼굴 이미지 복원을 위한 입력 데이터로 사용할 수도 있다. 이와 같은 정보의 사용 양태는 마스크 착용 얼굴 이미지 복원이라는 목적에 맞춰 달라질 수 있다.Referring to FIG. 3 , the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may acquire restoration target image information from internal storage or receive restoration target image information from an external system (S110). The external system may be a server, database, or the like that stores and manages information for restoring an image of a face wearing a mask. The computing device 100 may use information received from an external system as input data for restoring an image of a face wearing a mask. The computing device 100 may use information received from an external system as input data for restoring a face image wearing a mask. The use pattern of such information may vary according to the purpose of restoring a face image wearing a mask.

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 수신된 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하고, 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득할 수 있다(S120). In addition, the computing device 100 may identify a mask-wearing face image included in the received restoration target image, and obtain a mask-free face image of a person associated with the identified mask-wearing face image (S120).

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 S120 단계를 통해 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 제 1 신경망 모델을 활용하여, 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환시킬 수 있다(S130). 이때, 활용되는 신경망 모델은 GAN(Generative Adversarial Networks)의 생성모델, Unpaired Image-to-Image Translation, Variational Autoencoder (VAE), Deepfake등의 기술들이 활용될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지의 정보를 신경망 모델에 입력하여 마스크 착용 부분을 가상 얼굴 이미지로 변환하고, 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지를 획득할 수 있다.In addition, the computing device 100 may convert the mask-wearing face image identified through step S120 into a virtual face image from which the mask is removed by using the first neural network model (S130). At this time, techniques such as generative adversarial networks (GAN), Unpaired Image-to-Image Translation, Variational Autoencoder (VAE), and Deepfake may be used as the neural network model used. For example, the computing device 100 may input information on the identified mask-wearing face image to a neural network model to convert the mask-wearing portion into a virtual face image, and obtain a virtual face image from which the mask is removed.

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 제 2 신경망 모델을 활용하여, S130 단계를 통해 획득한 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지에 상기 S120 단계를 통해 획득한 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지로 변환하는 기술(즉, “얼굴 이미지 변환 기술”)을 적용할 수 있다(S140). 컴퓨팅 장치(100)는 S140 단계를 통해 “가상 얼굴 이미지”에 “상기 연관된 인물의 마스크 미착용 이미지”를 합성함으로써 복원 대상의 마스크가 제거된 모습의 이미지를 효과적으로 획득할 수 있다. 이때, 제 1 신경망 모델과 제 2 신경망 모델은 실시예에 따라 별개로 구성되거나 단일의 신경망으로 구성될 수 있다. 또한, 연관된 인물의 마스크 미착용 이미지를 합성하는 과정에서 Conditional Generative Adversarial Networks(cGAN), Unpaired Image-to-Image Translation, Conditional Variational Autoencoder (cVAE)등의 기술이 활용될 수 있다. 또한, 상기 합성과정에서 GAN Inversion 기술로 latent space에서 특정 속성을 변환하는 것도 활용될 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 얼굴 이미지 변환 기술 적용에 이전에, 신경망 모델을 활용하여 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지를 획득하는 과정을 추가함으로써 다음과 같은 기술적 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로, 기존 마스크로 가려진 영역의 사진을 생성해 내는 과정에서 동일한 인물을 복원하는 것이 어렵고, 효과적으로 이미지 변환을 할 수 없는 문제를 해결할 수 있다. In addition, the computing device 100 uses a second neural network model to convert the mask-removed virtual face image obtained through step S130 into a face image of a related person without a mask worn through step S120 (that is, , “face image conversion technology”) may be applied (S140). The computing device 100 can effectively obtain an image of a restoration target with the mask removed by synthesizing "the associated person's mask-less image" with the "virtual face image" in step S140. In this case, the first neural network model and the second neural network model may be configured separately or configured as a single neural network according to an embodiment. In addition, technologies such as Conditional Generative Adversarial Networks (cGAN), Unpaired Image-to-Image Translation, and Conditional Variational Autoencoder (cVAE) can be used in the process of synthesizing the unmasked image of the related person. In addition, in the synthesis process, GAN Inversion technology can be used to transform specific attributes in latent space. The computing device 100 may obtain the following technical effects by adding a process of acquiring a virtual face image from which the mask is removed by using a neural network model before applying the face image conversion technology. Specifically, in the process of generating a picture of an area covered by an existing mask, it is difficult to restore the same person and it is possible to solve the problem that image conversion cannot be performed effectively.

컴퓨팅 장치(100)는, 마스크 착용 얼굴 이미지에 직접적으로 얼굴 이미지 변환 기술을 적용하는 것이 아니라, 마스크 착용 얼굴 이미지를 (중간 매개체 역할의) 가상 얼굴 이미지로 변환한 뒤에 얼굴 이미지 변환 기술을 적용함으로써 다음과 같은 기술적 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로, “마스크 작용 얼굴 이미지는 실질적으로 완전한 얼굴의 형태가 아니어서 얼굴 이미지 변환 기술의 직접적인 적용이 어렵고, 품질이 떨어지는 종래 기술의 문제점”을 해결할 수 있다. The computing device 100 does not directly apply the face image conversion technology to the mask-wearing face image, but converts the mask-wearing face image into a virtual face image (serving as an intermediate medium) and then applies the face image conversion technology to the following Such technical effects can be obtained. Specifically, it is possible to solve “the problem of the prior art that it is difficult to directly apply the face image conversion technology and the quality is low because the masking face image is not a substantially complete face shape”.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 복원을 위한 정보는 마스크 미착용 얼굴 이미지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복원을 위한 정보에는 “복원 대상 이미지에 포함된 인물들 각각의 마스크 미착용 얼굴 이미지”가 포함될 수 있다. 또한 인물들 각각의 마스크 미착용 얼굴 이미지는 사용자에 의해 제공되거나, 사진첩에서 수동 또는 자동으로 제공된 이미지가 포함될 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, information for restoration may include a face image not wearing a mask. For example, the information for restoration may include “a mask-free face image of each person included in the image to be restored”. In addition, the face image of each person not wearing a mask may include an image provided by a user or manually or automatically provided from a photo album.

프로세서(110)는 마스크 착용 얼굴 이미지 복원을 위해 “복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지”를 식별하고, 상기 “식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지”를 획득할 수 있다. 또한, 제 1 신경망 모델을 활용하여, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환할 수 있다. 추가적으로, 제 2 신경망 모델을 활용하여, “상기 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지”를 “상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지”로 얼굴 이미지 변환 기술을 적용하는 동작을 포함할 수 있다. 이때, 제 1 신경망 모델과 제 2 신경망 모델은 실시예에 따라 별개로 구성되거나 단일의 신경망으로 구성될 수 있다. 또한 상기 프로세서(110)는 GAN(Generative Adversarial Networks)의 생성모델을 활용하여, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환할 수 있다. 구체적으로, 도 4를 참조하면, 상기 프로세서(110)는 마스크 착용 얼굴 이미지 복원을 위해 “복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지(11)”를 식별할 수 있다. 또한 상기 프로세서(110)는 상기 “식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지(12)”를 획득할 수 있다. 이때, “마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지”를 획득하는 과정은, “사전에 제공된 마스크 미착용 얼굴 이미지”와 “복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 외 얼굴 영역” 사이의 유사도를 분석하여, 상기 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 검색하고 획득하는 과정을 포함할 수 있다.The processor 110 may identify a “mask-wearing face image included in a restoration target image” to restore a mask-wearing face image, and may obtain a “mask-wearing face image of a person related to the identified mask-wearing face image”. . In addition, the identified mask-wearing face image may be converted into a virtual face image from which the mask is removed by using the first neural network model. Additionally, an operation of applying a face image conversion technique from “the virtual face image from which the mask is removed” to the “obtained face image without a mask worn” may be included using a second neural network model. In this case, the first neural network model and the second neural network model may be configured separately or configured as a single neural network according to an embodiment. In addition, the processor 110 may convert the identified mask-wearing face image into a virtual face image from which the mask is removed by using a generation model of Generative Adversarial Networks (GAN). Specifically, referring to FIG. 4 , the processor 110 may identify “a mask-wearing face image 11 included in a restoration target image” to restore a mask-wearing face image. In addition, the processor 110 A “face image 12 of a person not wearing a mask associated with the identified face image wearing a mask” may be acquired. At this time, in the process of acquiring the “face image of a person without a mask wearing a mask associated with the face image wearing a mask”, the similarity between “the face image without a mask provided in advance” and the “face area other than wearing a mask included in the image to be restored” is analyzed. Thus, a process of searching for and obtaining a face image of the associated person not wearing a mask may be included.

추가적으로, 프로세서(110)는, 제 1 신경망 모델을 활용하여, 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지(11)를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지(31)로 변환시킬 수 있다(21). 이때, 활용되는 신경망 모델은 GAN(Generative Adversarial Networks)의 생성모델, Unpaired Image-to-Image Translation, Variational Autoencoder (VAE), Deepfake등의 기술들이 활용될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지(11)의 정보를 제 1 신경망 모델에 입력하여 마스크 착용 부분을 가상 얼굴 이미지로 변환하고(21), 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지(31)를 획득할 수 있다.Additionally, the processor 110 may convert the identified mask-wearing face image 11 into a virtual face image 31 from which the mask is removed by using the first neural network model (21). At this time, techniques such as generative adversarial networks (GAN), Unpaired Image-to-Image Translation, Variational Autoencoder (VAE), and Deepfake may be used as the neural network model used. For example, the processor 110 inputs information of the identified mask-wearing face image 11 to a first neural network model to convert the mask-wearing portion into a virtual face image (21), and the virtual face image from which the mask is removed ( 31) can be obtained.

또한, 프로세서(110)는, 제 2 신경망 모델을 활용하여, “21 단계를 통해 획득한 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지(31)”를 “상기 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지(12)로 변환하는 기술(즉, “얼굴 이미지 변환 기술”)”을 적용할 수 있다(41). 프로세서(110)는 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술의 적용 단계(41 단계)를 통해 가상 얼굴 이미지(31)에 상기 연관된 인물의 마스크 미착용 이미지(12)를 합성할 수 있다. 이를통해, 프로세서(110)는 복원 대상의 마스크가 제거된 모습의 이미지(51)를 획득할 수 있다. 이때, 제 1 신경망 모델과 제 2 신경망 모델은 실시예에 따라 별개로 구성되거나 단일의 신경망으로 구성될 수 있다. 또한, 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술은 딥 페이크, 페이스2페이스, 페이스 스왑, 뉴럴 텍스처스, 프리스틴 등 인공지능 기반 이미지 합성기술을 포함할 수 있다. 또한, "연관된 인물의 마스크 미착용 이미지”를 합성하는 과정에서 Conditional Generative Adversarial Networks(cGAN), Unpaired Image-to-Image Translation, Conditional Variational Autoencoder (cVAE)등의 기술이 활용될 수 있으며, GAN Inversion 기술로 latent space에서 특정 속성을 변환하는 것도 활용될 수 있다. 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술은 상술한 예시의 정보들을 포함할 수 있으나, 상술한 예시에 제한되지 않고, 당업자가 이해할 수 있는 범위 내에서 다양하게 구성될 수 있다.In addition, the processor 110 converts the “virtual face image 31 with the mask removed obtained through step 21” into the “mask-unwearing face image 12 of the associated person” by utilizing the second neural network model. technology (ie, “face image conversion technology”)” can be applied (41). The processor 110 may synthesize the mask-unwearing image 12 of the related person to the virtual face image 31 through the application step (step 41) of face image conversion technology using a neural network model. Through this, the processor 110 may obtain an image 51 of a state in which the mask of the restoration target is removed. In this case, the first neural network model and the second neural network model may be configured separately or configured as a single neural network according to an embodiment. In addition, facial image conversion technology using a neural network model may include artificial intelligence-based image synthesis technologies such as deep fake, face 2 face, face swap, neural textures, and pristine. In addition, in the process of synthesizing "unmasked images of related persons", technologies such as Conditional Generative Adversarial Networks (cGAN), Unpaired Image-to-Image Translation, and Conditional Variational Autoencoder (cVAE) can be used. Transformation of a specific attribute in latent space can also be utilized. A face image conversion technology using a neural network model may include the information of the above-described example, but is not limited to the above-described example and is within the range that a person skilled in the art can understand. can be configured in a variety of ways.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 부분적으로 얼굴 이미지를 합성하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a process of partially synthesizing a face image using a face image conversion technique using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.

도 5를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 내부 저장소에서 복원 대상 이미지의 정보를 획득하거나, 외부 시스템으로부터 복원 대상 이미지의 정보를 수신할 수 있다(S210). 외부 시스템은 마스크 착용 얼굴 이미지 복원을 위한 정보들을 저장하고 관리하는 서버, 데이터베이스 등일 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 외부 시스템으로부터 수신된 정보들을 마스크 착용 부분의 얼굴 이미지 복원을 위한 입력 데이터로 사용할 수 있다. 이와 같은 정보의 사용 양태는 마스크 착용 부분의 얼굴 이미지 복원이라는 목적에 맞춰 달라질 수 있다.Referring to FIG. 5 , the computing device 100 according to an embodiment of the present disclosure may obtain restoration target image information from internal storage or receive restoration target image information from an external system (S210). The external system may be a server, database, or the like that stores and manages information for restoring an image of a face wearing a mask. The computing device 100 may use information received from an external system as input data for restoring a facial image of a mask wearing portion. The use pattern of such information may vary according to the purpose of restoring the face image of the mask wearing part.

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 수신된 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하고, 복원 대상 이미지 내에서 마스크 착용 얼굴 이미지가 포함된 부분 영역을 구분하여 식별할 수 있다(S220). In addition, the computing device 100 may identify a mask-wearing face image included in the received restoration target image, and identify a partial region including a mask-wearing face image within the restoration target image (S220).

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 S220 단계를 통해 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 활용하여, 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득할 수 있다(S230). In addition, the computing device 100 may obtain a face image of a person not wearing a mask associated with the identified face image wearing a mask by using the face image wearing a mask identified through step S220 (S230).

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 신경망 모델을 활용하여, S230 단계를 통해 획득한 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 기초로 상기 획득한 마스크 착용 부분 영역의 얼굴 이미지에 대해 부분적으로 얼굴 이미지 변환 기술을 적용(예컨대, 얼굴 영역 중, 마스크 착용 영역에 대해서는 부분 합성을 수행하고, 마스크 착용 이외의 영역에 대해서는 변환 없이 그대로 활용)할 수 있다(S240). 컴퓨팅 장치(100)는 S240 단계를 통해 마스크 착용 부분으로 인식된 부분에 대해서 연관된 인물의 마스크 미착용 이미지를 합성할 수 있다. 이를 통해 복원 대상의 마스크가 제거된 모습의 이미지를 흡사하게 획득할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 마스크 착용 영역에만 부분적으로 얼굴 이미지 변환 기술을 활용하여 마스크가 제거된 얼굴 이미지를 획득함으로써, (얼굴 영역 전체에 대하여 변환을 수행하는 실시예들과 달리) 복원 대상 사진의 마스크로 가려지지 않은 부분의 이미지를 그대로 이용할 수 있는 기술적 효과를 얻을 수 있다.In addition, the computing device 100 partially applies face image conversion technology to the acquired face image of the mask-wearing partial region based on the face image of the associated person without a mask, obtained through step S230, by utilizing the neural network model. (For example, partial synthesis is performed on a mask-wearing area of the face area, and the area other than the mask-wearing area is used as it is without transformation) (S240). The computing device 100 may synthesize an image of a related person not wearing a mask with respect to the part recognized as the part wearing the mask through step S240. Through this, it is possible to obtain a similar image of a state in which the mask of the restoration target is removed. The computing device 100 obtains a face image from which the mask is removed by partially utilizing a face image conversion technology only in the mask wearing region, so that the mask of the photo to be restored (unlike the embodiments in which conversion is performed on the entire face region). It is possible to obtain a technical effect that can use the image of the part that is not covered by .

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 부분적으로 얼굴 이미지를 합성(예컨대, 얼굴 영역 중, 마스크 착용 영역에 대해서는 부분 합성을 수행하고, 마스크 착용 이외의 영역에 대해서는 변환 없이 그대로 활용)하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.6 is a partial synthesis of a face image using a face image conversion technology using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure (eg, partial synthesis is performed for a mask wearing region among face regions, and other than mask wearing). It is a schematic diagram for explaining how to use the area of ) as it is without conversion.

도 6을 참조하면, 프로세서(110)는 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지(61)를 식별하고, 상기 식별된 이미지의 마스크 착용 영역을 구분할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 상기 “식별된 마스크 착용 얼굴 이미지(61)와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지(62)”를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는, 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지(62) 중 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지(61)의 마스크 착용 영역에 대응되는 부분을 추출할 수 있으며, 추출된 이미지를 기초로, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지(61) 중 마스크 착용 영역에 대해서만 부분 이미지 변환 기술(71)을 적용할 수 있다. 한편, 프로세서(110)는, 마스크 착용 영역에 대해서만 부분 이미지 변환을 적용하므로, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지(61) 중 상기 마스크 착용 영역이 제외된 나머지 영역들을 그대로 활용할 수 있다. Referring to FIG. 6 , the processor 110 may identify a face image 61 wearing a mask included in a restoration target image, and may identify a mask wearing region of the identified image. In addition, the processor 110 may obtain the “face image 62 of a person not wearing a mask related to the identified face image 61 wearing a mask”. In addition, the processor 110 may extract a portion corresponding to the mask wearing region of the identified mask wearing face image 61 from the obtained mask-unwearing face image 62, and based on the extracted image, The partial image conversion technique 71 may be applied only to the mask wearing region of the identified mask wearing face image 61 . Meanwhile, since the processor 110 applies partial image conversion only to the mask wearing area, the remaining areas of the identified mask wearing face image 61 excluding the mask wearing area may be utilized as they are.

한편, 상기 부분 이미지 변환은, 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 포함하는 다양한 기술에 의해 구현될 수 있다. 또한, 상기 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술은 딥 페이크, 페이스2페이스, 페이스 스왑, 뉴럴 텍스처스, 프리스틴 등 인공지능 기반 이미지 합성기술을 포함할 수 있다. 또한, 연관된 인물의 마스크 미착용 이미지를 합성하는 과정에서 Conditional Generative Adversarial Networks(cGAN), Unpaired Image-to-Image Translation, Conditional Variational Autoencoder (cVAE)등의 기술이 활용될 수 있으며, GAN Inversion 기술로 latent space에서 특정 속성을 변환하는 것도 활용될 수 있다. 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술은 상술한 예시의 정보들을 포함할 수 있으나, 상술한 예시에 제한되지 않고, 당업자가 이해할 수 있는 범위 내에서 다양하게 구성될 수 있다. Meanwhile, the partial image conversion may be implemented by various technologies including face image conversion technology using a neural network model. In addition, the facial image conversion technology using the neural network model may include artificial intelligence-based image synthesis technologies such as deep fake, face 2 face, face swap, neural textures, and pristine. In addition, in the process of synthesizing an unmasked image of a related person, technologies such as Conditional Generative Adversarial Networks (cGAN), Unpaired Image-to-Image Translation, and Conditional Variational Autoencoder (cVAE) can be used. It can also be utilized to transform specific properties in . Facial image conversion technology using a neural network model may include the information of the above-described example, but is not limited to the above-described example and may be configured in various ways within a range that a person skilled in the art can understand.

도 7을 참조하면, 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 신경망 모델을 활용한 얼굴 이미지 변환 기술을 이용하여 복수의 얼굴 이미지를 합성하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.Referring to FIG. 7 , FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a method of synthesizing a plurality of face images using a face image conversion technique using a neural network model according to an embodiment of the present disclosure.

구체적으로, 프로세서(110)가 복원 대상 이미지(91)에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별할 때, 상기 복원 대상 이미지에 포함된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들을 식별할 수 있다(92). 또한, 프로세서(110)는 상기 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들과 연관된 복수의 인물들에 대한 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들(93)을 획득할 수 있다. 이때, 연관된 복수의 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하는 과정은, “사전에 제공된 마스크 미착용 얼굴 사진”과 “복원 대상 이미지에서 마스크 착용 외 얼굴 영역” 사이의 유사도를 분석하여, 상기 연관된 복수의 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 검색하고 획득하는 과정을 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성할 때, 상기 “획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각”을 상기 “식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들 각각”에 합성할 수 있다. (94)Specifically, when the processor 110 identifies a mask-wearing face image included in the restoration target image 91, a plurality of mask-wearing faces included in the restoration target image 91 Images can be identified (92). Also, the processor 110 may obtain a plurality of mask-unwearing face images 93 of a plurality of people associated with the plurality of mask-wearing face images. At this time, the process of obtaining face images of a plurality of related persons without a mask is analyzed by analyzing the degree of similarity between the “face photograph of the face without a mask provided in advance” and the “face area other than wearing a mask in the image to be restored”, It may include a process of searching for and obtaining a face image without a mask. Additionally, when synthesizing the acquired mask-wearing face image with the identified mask-wearing face image, the “acquired plurality of mask-wearing face images, respectively” is added to the “identified plurality of mask-wearing face images, respectively.” can be synthesized. (94)

프로세서(110)는 상기 94 단계를 통해 “복수의 복원 대상 각각의 마스크가 제거된 모습의 이미지(95)”를 획득할 수 있다. The processor 110 may acquire “an image 95 of a state in which masks of each of a plurality of restoration objects have been removed” through step 94 above.

이때 본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)가 상기 “획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각”을 상기 “식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들 각각”에 합성하는 경우, 제 1 신경망 모델을 활용하여, 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들을 마스크가 제거된 복수의 가상 얼굴 이미지들로 변환할 수 있다. 또한, 제 2 신경망 모델을 활용하여, “마스크가 제거된 복수의 가상 얼굴 이미지들 각각”을 상기 “획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각”으로 변환할 수 있다. 이때, 제 1 신경망 모델과 제 2 신경망 모델은 실시예에 따라 별개로 구성되거나 단일의 신경망으로 구성될 수 있다. 또한, 연관된 복수의 인물 각각의 마스크 미착용 이미지를 합성하는 과정에서 Conditional Generative Adversarial Networks(cGAN), Unpaired Image-to-Image Translation, Conditional Variational Autoencoder (cVAE)등의 기술이 활용될 수 있으며, GAN Inversion 기술로 latent space에서 특정 속성을 변환하는 것도 활용될 수 있다. At this time, according to an embodiment of the present disclosure, when the processor 110 synthesizes the “each of the plurality of acquired face images not wearing a mask” with the “each of the plurality of identified face images wearing a mask”, the first neural network Using the model, the identified plurality of mask-wearing face images may be converted into a plurality of virtual face images from which masks are removed. Also, by using the second neural network model, “each of the plurality of virtual face images from which the mask is removed” may be converted into the “each of the plurality of acquired face images not wearing the mask”. In this case, the first neural network model and the second neural network model may be configured separately or configured as a single neural network according to an embodiment. In addition, in the process of synthesizing unmasked images of each of a plurality of related persons, technologies such as Conditional Generative Adversarial Networks (cGAN), Unpaired Image-to-Image Translation, and Conditional Variational Autoencoder (cVAE) can be used, and GAN Inversion technology It can also be utilized to transform certain properties in latent space with .

프로세서(110)는 얼굴 이미지 변환 기술 적용 이전에, 신경망 모델을 활용하여 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지를 획득하는 과정을 추가함으로써 다음과 같은 기술적 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로, 복수의 인물을 포함하거나, 얼굴 영역이 정렬되어 있지 않으면 효과적으로 이미지 변환을 할 수 없는 문제를 해결할 수 있다.The processor 110 may obtain the following technical effects by adding a process of obtaining a virtual face image from which a mask is removed by using a neural network model before applying face image conversion technology. Specifically, it is possible to solve a problem in which an image cannot be effectively converted when a plurality of people are included or the face regions are not aligned.

본 개시의 일 실시예에 따라 데이터 구조를 저장한 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다.According to an embodiment of the present disclosure, a computer readable medium storing a data structure is disclosed.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

도 8은 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.8 is a simplified and general schematic diagram of an exemplary computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.

본 개시가 일반적으로 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있는 것으로 전술되었지만, 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 as being generally embodied by a computing device, those skilled in the art will understand that the present disclosure may be combined with computer-executable instructions and/or other program modules that may be executed on one or more computers and/or may be implemented in hardware and software. 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(handheld) 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Generally, program modules include routines, programs, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types. In addition, those skilled in the art will understand that the methods of the present disclosure can be applied to single-processor or multiprocessor computer systems, minicomputers, mainframe computers as well as personal computers, handheld computing devices, microprocessor-based or programmable consumer electronics, and the like ( It will be appreciated that each of these may be implemented with other computer system configurations, including those that may be operative in connection with one or more associated devices.

본 개시의 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘 다에 위치할 수 있다.The described embodiments of the present disclosure may also be practiced in distributed computing environments where certain tasks are performed by remote processing devices that are linked through a communications network. In a distributed computing environment, program modules may be located in both local and remote memory storage devices.

컴퓨터는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적(transitory) 및 비일시적(non-transitory) 매체, 이동식 및 비-이동식 매체를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적 및 비-일시적 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.Computers typically include a variety of computer readable media. Computer readable media can be any medium that can be accessed by a computer, including volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-transitory media. Includes removable media. By way of example, and not limitation, computer readable media may include computer readable storage media and computer readable transmission media. Computer readable storage media are volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. includes media Computer readable storage media may include RAM, ROM, EEPROM, flash memory or other memory technology, CD-ROM, digital video disk (DVD) or other optical disk storage device, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage device or other magnetic storage device. device, or any other medium that can be accessed by a computer and used to store desired information.

컴퓨터 판독가능 전송 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 전송 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 전송 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.A computer readable transmission medium typically embodies computer readable instructions, data structures, program modules or other data in a modulated data signal such as a carrier wave or other transport mechanism. Including all information delivery media. The term modulated data signal means a signal that has one or more of its characteristics set or changed so as to encode information within the signal. By way of example, and not limitation, computer readable transmission media includes wired media such as a wired network or direct-wired connection, and wireless media such as acoustic, RF, infrared, and other wireless media. Combinations of any of the above are also intended to be included within the scope of computer readable transmission media.

컴퓨터(1102)를 포함하는 본 개시의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(1100)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(1102)는 처리 장치(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(1104)에 연결시킨다. 처리 장치(1104)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(1104)로서 이용될 수 있다.An exemplary environment 1100 implementing various aspects of the present disclosure is shown including a computer 1102, which includes a processing unit 1104, a system memory 1106, and a system bus 1108. do. System bus 1108 couples system components, including but not limited to system memory 1106 , to processing unit 1104 . Processing unit 1104 may be any of a variety of commercially available processors. Dual processor and other multiprocessor architectures may also be used as the processing unit 1104.

시스템 버스(1108)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇 가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 판독 전용 메모리(ROM)(1110) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1112)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(1110)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(1102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.System bus 1108 may be any of several types of bus structures that may additionally be interconnected to a memory bus, a peripheral bus, and a local bus using any of a variety of commercial bus architectures. System memory 1106 includes read only memory (ROM) 1110 and random access memory (RAM) 1112 . A basic input/output system (BIOS) is stored in non-volatile memory 1110, such as ROM, EPROM, or EEPROM, and is a basic set of information that helps transfer information between components within computer 1102, such as during startup. contains routines. RAM 1112 may also include high-speed RAM, such as static RAM, for caching data.

컴퓨터(1102)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(1114)(예를 들어, EIDE, SATA)-이 내장형 하드 디스크 드라이브(1114)는 또한 적당한 섀시(도시 생략) 내에서 외장형 용도로 구성될 수 있음-, 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(1116)(예를 들어, 이동식 디스켓(1118)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광 드라이브 인터페이스(1128)에 의해 시스템 버스(1108)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(1124)는 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘 다를 포함한다.The computer 1102 may also include an internal hard disk drive (HDD) 1114 (eg, EIDE, SATA) - the internal hard disk drive 1114 may also be configured for external use within a suitable chassis (not shown). Yes—a magnetic floppy disk drive (FDD) 1116 (e.g., for reading from or writing to a removable diskette 1118), and an optical disk drive 1120 (e.g., a CD-ROM) for reading disc 1122 or reading from or writing to other high capacity optical media such as DVDs). The hard disk drive 1114, magnetic disk drive 1116, and optical disk drive 1120 are connected to the system bus 1108 by a hard disk drive interface 1124, magnetic disk drive interface 1126, and optical drive interface 1128, respectively. ) can be connected to The interface 1124 for external drive implementation includes at least one or both of USB (Universal Serial Bus) and IEEE 1394 interface technologies.

이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 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 computer 1102, drives and media correspond to storing any data in a suitable digital format. Although the description of computer readable media above refers to HDDs, removable magnetic disks, and removable optical media such as CDs or DVDs, those skilled in the art can use zip drives, magnetic cassettes, flash memory cards, cartridges, etc. It will be appreciated that other tangible media readable by the computer, such as the like, may also be used in the exemplary operating environment and any such media may include computer executable instructions for performing the methods of the present disclosure.

운영 체제(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(1132), 기타 프로그램 모듈(1134) 및 프로그램 데이터(1136)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 애플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(1112)에 캐싱될 수 있다. 본 개시가 여러가지 상업적으로 이용가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.A number of program modules may be stored on the drive and RAM 1112, including an operating system 1130, one or more application programs 1132, other program modules 1134, and program data 1136. All or portions of the operating system, applications, modules and/or data may also be cached in RAM 1112. It will be appreciated that the present disclosure may be implemented in a variety of commercially available operating systems or combinations of operating systems.

사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(1138) 및 마우스(1140) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(1102)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(1108)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(1142)를 통해 처리 장치(1104)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.A user may enter commands and information into the computer 1102 through one or more wired/wireless input devices, such as a keyboard 1138 and a pointing device such as a mouse 1140. Other input devices (not shown) may include a microphone, IR remote control, joystick, game pad, stylus pen, touch screen, and the like. Although these and other input devices are often connected to the processing unit 1104 through an input device interface 1142 that is connected to the system bus 1108, a parallel port, IEEE 1394 serial port, game port, USB port, IR interface, may be connected by other interfaces such as the like.

모니터(1144) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(1146) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 모니터(1144)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.A monitor 1144 or other type of display device is also connected to the system bus 1108 through an interface such as a video adapter 1146. In addition to the monitor 1144, computers typically include other peripheral output devices (not shown) such as speakers, printers, and the like.

컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(1148) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는 워크스테이션, 컴퓨팅 디바이스 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(1102)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(1150)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(1154)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 연결될 수 있다.Computer 1102 may operate in a networked environment using logical connections to one or more remote computers, such as remote computer(s) 1148 via wired and/or wireless communications. Remote computer(s) 1148 may be a workstation, computing device computer, router, personal computer, handheld computer, microprocessor-based entertainment device, peer device, or other common network node, and generally includes It includes many or all of the components described for, but for simplicity, only memory storage device 1150 is shown. The logical connections shown include wired/wireless connections to a local area network (LAN) 1152 and/or a larger network, such as a wide area network (WAN) 1154 . Such LAN and WAN networking environments are common in offices and corporations and facilitate enterprise-wide computer networks, such as intranets, all of which can be connected to worldwide computer networks, such as the Internet.

LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 로컬 네트워크(1152)에 연결된다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(1152)은 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나, WAN(1154) 상의 통신 컴퓨팅 디바이스에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(1154)을 통해 통신을 설정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 직렬 포트 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(1102)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.When used in a LAN networking environment, computer 1102 connects to local network 1152 through wired and/or wireless communication network interfaces or adapters 1156. Adapter 1156 may facilitate wired or wireless communications to LAN 1152, which also includes a wireless access point installed therein to communicate with wireless adapter 1156. When used in a WAN networking environment, computer 1102 may include a modem 1158, be connected to a communicating computing device on WAN 1154, or establish communications over WAN 1154, such as over the Internet. have other means. A modem 1158, which may be internal or external and a wired or wireless device, is connected to the system bus 1108 through a serial port interface 1142. In a networked environment, program modules described for computer 1102, or portions thereof, may be stored on remote memory/storage device 1150. It will be appreciated that the network connections shown are exemplary and other means of establishing a communication link between computers may be used.

컴퓨터(1102)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소, 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다.Computer 1102 is any wireless device or entity that is deployed and operating in wireless communication, eg, printers, scanners, desktop and/or portable computers, portable data assistants (PDAs), communication satellites, wireless detectable tags associated with It operates to communicate with arbitrary equipment or places and telephones. This includes at least Wi-Fi and Bluetooth wireless technologies. Thus, the communication may be a predefined structure as in conventional networks or simply an ad hoc communication between at least two devices.

Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 유선 없이도 인터넷 등으로의 연결을 가능하게 해준다. Wi-Fi는 이러한 장치, 예를 들어, 컴퓨터가 실내에서 및 실외에서, 즉 기지국의 통화권 내의 아무 곳에서나 데이터를 전송 및 수신할 수 있게 해주는 셀 전화와 같은 무선 기술이다. Wi-Fi 네트워크는 안전하고 신뢰성 있으며 고속인 무선 연결을 제공하기 위해 IEEE 802.11(a, b, g, 기타)이라고 하는 무선 기술을 사용한다. 컴퓨터를 서로에, 인터넷에 및 유선 네트워크(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용함)에 연결시키기 위해 Wi-Fi가 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크는 비인가 2.4 및 5GHz 무선 대역에서, 예를 들어, 11Mbps(802.11a) 또는 54 Mbps(802.11b) 데이터 레이트로 동작하거나, 양 대역(듀얼 대역)을 포함하는 제품에서 동작할 수 있다.Wi-Fi (Wireless Fidelity) makes it possible to connect to the Internet without wires. Wi-Fi is a wireless technology, such as a cell phone, that allows such devices, eg, computers, to transmit and receive data both indoors and outdoors, i.e. anywhere within coverage of a base station. Wi-Fi networks use a radio technology called IEEE 802.11 (a, b, g, etc.) to provide secure, reliable, and high-speed wireless connections. Wi-Fi can be used to connect computers to each other, to the Internet, and to wired networks (using IEEE 802.3 or Ethernet). Wi-Fi networks can operate in the unlicensed 2.4 and 5 GHz radio bands, for example, at 11 Mbps (802.11a) or 54 Mbps (802.11b) data rates, or in products that include both bands (dual band) .

본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.Those skilled in the art will understand that information and signals may be represented using any of a variety of different technologies and techniques. For example, data, instructions, instructions, information, signals, bits, symbols and chips that may be referenced in the above description are voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or particles, optical fields s or particles, or any combination thereof.

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

여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 제조 물품은 임의의 컴퓨터-판독가능 저장장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 저장매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다.Various embodiments presented herein may be implemented as a method, apparatus, or article of manufacture using standard programming and/or engineering techniques. The term article of manufacture includes a computer program, carrier, or media accessible from any computer-readable storage device. For example, computer-readable storage media include magnetic storage devices (eg, hard disks, floppy disks, magnetic strips, etc.), optical disks (eg, CDs, DVDs, etc.), smart cards, and flash memory devices (eg, EEPROM, cards, sticks, key drives, etc.), but are not limited thereto. Additionally, various storage media presented herein include one or more devices and/or other machine-readable media for storing information.

제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes presented is an example of example approaches. Based upon design priorities, it is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes may be rearranged within the scope of this disclosure. The accompanying method claims present elements of the various steps in a sample order, but are not meant to be limited to the specific order or hierarchy presented.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art of this disclosure, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of this disclosure. Thus, the present disclosure is not to be limited to the embodiments presented herein, but is to be interpreted in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (11)

컴퓨팅 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는, 마스크 착용 얼굴 이미지 복원을 위한 방법으로서,
복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하는 단계;
상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 단계
를 포함하는,
방법.
A method for restoring an image of a face wearing a mask, performed by one or more processors of a computing device, comprising:
identifying a face image wearing a mask included in a restoration target image;
acquiring a face image of a person associated with the identified face image wearing a mask without wearing a mask; and
Synthesizing the obtained face image not wearing a mask with the identified face image wearing a mask
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 단계는,
제 1 신경망 모델을 활용하여, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환하는 단계; 및
제 2 신경망 모델을 활용하여, 상기 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지를 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지로 얼굴 이미지 변환 기술을 적용하는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
Synthesizing the obtained mask-free face image with the identified mask-wearing face image,
converting the identified mask-wearing face image into a virtual face image from which the mask is removed by using a first neural network model; and
applying a face image conversion technique from the virtual face image from which the mask is removed to the acquired face image without a mask, using a second neural network model;
including,
method.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 신경망 모델을 활용하여, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환하는 단계는,
GAN(Generative Adversarial Networks)의 생성모델을 활용하여, 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지를 마스크가 제거된 가상 얼굴 이미지로 변환하는 단계
를 포함하는,
방법.
According to claim 2,
Converting the identified mask-wearing face image into a virtual face image from which the mask is removed by using the first neural network model,
Converting the identified mask-wearing face image into a virtual face image from which the mask is removed by using a generative adversarial networks (GAN) model
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하는 단계는,
상기 복원 대상 이미지 내에서 상기 마스크 착용 얼굴 이미지가 포함된 부분 영역을 구분하여 식별하는 단계
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
Identifying a face image wearing a mask included in the restoration target image,
Classifying and identifying a partial region including the mask-wearing face image in the restoration target image
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 단계는,
신경망 모델을 활용하여, 상기 복원 대상 이미지 내에서 구분하여 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지가 포함된 부분 영역에 대해서 상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지로 얼굴 이미지 변환 기술을 적용하는 단계;
를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
Synthesizing the obtained mask-free face image with the identified mask-wearing face image,
applying a face image conversion technique to the obtained face image without a mask on a partial region including the identified face image wearing a mask in the restoration target image by using a neural network model;
including,
method.
제 1 항에 있어서,
상기 복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하는 단계는,
상기 복원 대상 이미지에 포함된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들을 식별하는 단계를 포함하는,
방법.
According to claim 1,
Identifying a face image wearing a mask included in the restoration target image,
Including identifying a plurality of mask-wearing face images included in the restoration target image,
method.
제 6 항에 있어서,
상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하는 단계는,
상기 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들과 연관된 복수의 인물들에 대한 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들을 획득하는 단계를 포함하는,
방법.
According to claim 6,
Obtaining a mask-unwearing face image of a person associated with the identified mask-wearing face image,
Acquiring a plurality of mask-unwearing face images for a plurality of people associated with the plurality of mask-wearing face images,
method.
제 7 항에 있어서,
상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 단계는,
상기 획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각을 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들 각각에 합성하는 단계를 포함하는,
방법.
According to claim 7,
Synthesizing the obtained mask-free face image with the identified mask-wearing face image,
Comprising the step of combining each of the obtained plurality of face images without wearing a mask with each of the plurality of identified face images wearing a mask,
method.
제 8 항에 있어서,
상기 획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각을 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들 각각에 합성하는 단계는,
제 1 신경망 모델을 활용하여, 상기 식별된 복수의 마스크 착용 얼굴 이미지들을 마스크가 제거된 복수의 가상 얼굴 이미지들로 변환하는 단계; 및
제 2 신경망 모델을 활용하여, 상기 마스크가 제거된 복수의 가상 얼굴 이미지들 각각을 상기 획득된 복수의 마스크 미착용 얼굴 이미지들 각각으로 얼굴 이미지 변환 기술을 적용하는 단계
를 포함하는,
방법.
According to claim 8,
The step of synthesizing each of the obtained plurality of face images not wearing a mask with each of the plurality of identified face images wearing a mask,
converting the identified plurality of mask-wearing face images into a plurality of mask-removed virtual face images using a first neural network model; and
Applying a face image conversion technique to each of the plurality of virtual face images from which the mask is removed to each of the plurality of obtained face images without wearing a mask, using a second neural network model;
including,
method.
컴퓨터 판독가능 저장 매체 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금 마스크 착용 얼굴 이미지를 복원하기 위한 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은:
복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하는 동작;
상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하는 동작; 및
상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하는 동작
을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored on a computer-readable storage medium, which, when executed by one or more processors, causes the one or more processors to perform operations for restoring an image of a face wearing a mask, the operations comprising:
identifying an image of a face wearing a mask included in a restoration target image;
acquiring a face image of a person associated with the identified face image wearing a mask without wearing a mask; and
Synthesizing the obtained face image not wearing a mask with the identified face image wearing a mask
including,
A computer program stored on a computer readable storage medium.
컴퓨팅 장치로서,
적어도 하나의 프로세서; 및
메모리
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
복원 대상 이미지에 포함된 마스크 착용 얼굴 이미지를 식별하고;
상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지와 연관된 인물의 마스크 미착용 얼굴 이미지를 획득하고; 그리고
상기 획득된 마스크 미착용 얼굴 이미지를 상기 식별된 마스크 착용 얼굴 이미지에 합성하도록 구성되는,
컴퓨팅 장치.
As a computing device,
at least one processor; and
Memory
including,
The at least one processor,
identifying a face image wearing a mask included in a restoration target image;
obtaining a face image of a person associated with the identified face image wearing a mask without wearing a mask; and
Is configured to synthesize the obtained mask-free face image to the identified mask-wearing face image,
computing device.
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