WO2022260392A1 - Method and system for generating image processing artificial neural network model operating in terminal - Google Patents

Method and system for generating image processing artificial neural network model operating in terminal Download PDF

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WO2022260392A1
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artificial neural
neural network
query image
network model
noise
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장한힘
권민수
이명제
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주식회사 에너자이
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    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20084Artificial neural networks [ANN]

Definitions

  • the present invention relates to a method and system for generating an artificial neural network model operating in a terminal, and more particularly, to a method and system for generating a small artificial neural network model that removes noise from an image in a terminal without passing through a server.
  • an artificial neural network model performing a noise removal function generally requires high-specification computing resources because performance is excellent as the size increases. Therefore, artificial neural network models with excellent performance have a disadvantage that cannot be executed in widely used smart terminals.
  • the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for generating a small artificial neural network model with excellent performance that operates in a smart terminal.
  • Another object of the present invention is to provide a process of learning a large artificial neural network model including a small artificial neural network model in order to ensure noise removal performance of the small artificial neural network model.
  • the present invention provides a method for generating a second artificial neural network model in which an electronic device removes noise applicable to a smart terminal, including steps a of generating a first query image and a second query image; Step b of learning a first artificial neural network model based on the query image and the second query image, and step c of extracting a second artificial neural network model from the first artificial neural network model and transmitting the same to a smart terminal. do.
  • the present invention generates a first query image and a second query image, learns a first artificial neural network model based on the first query image and the second query image, and converts a second artificial neural network model from the first artificial neural network model. It is characterized by having an electronic device including a control module for extracting, a communication module for transmitting the second artificial neural network model to a smart terminal, and a storage module for storing the second artificial neural network model.
  • the performance of the small artificial neural network model can be guaranteed to the level of a large artificial neural network model operating in a server.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a system for learning an artificial neural network model for noise removal in a smart terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a process of learning an artificial neural network model for noise removal in a smart terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of learning an artificial neural network model for noise removal in a smart terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining in detail a learning method of a first artificial neural network model according to an embodiment of the present invention.
  • each component may be implemented as a hardware processor, and the above components may be integrated and implemented as one hardware processor, or the above components may be combined with each other and implemented as a plurality of hardware processors.
  • FIG. 1 is a block diagram of a system for learning an artificial neural network model that operates in a smart terminal according to an embodiment of the present invention and performs a function of removing noise from an image.
  • an electronic device 10 of the present invention is a device for learning an artificial neural network model and transmitting it to a smart terminal so that the smart terminal 20 can remove noise, and includes a control module 11 and a communication module. (13), a storage module 15 may be included.
  • the control module 11 may generate and learn a first artificial neural network model so that the first artificial neural network model can identify noise in the query image and remove it.
  • the control module 11 may utilize the training data set to learn the first artificial neural network model.
  • the training data set according to an embodiment of the present invention includes a first query image with noise and a second query image that is the same as the first query image but without noise, and the control module 11 controls the first artificial query image.
  • a first artificial neural network model may be created and trained through the first query image and the second query image so that the neural network model can accurately identify noise.
  • the control module 110 may extract a second artificial neural network model from the first artificial neural network model when it is determined that the first artificial neural network model has a certain level of accuracy or higher.
  • the second artificial neural network model is a part of the first artificial neural network model, and is sufficiently operable even in a smart terminal 20 having low hardware performance due to less required computing resources compared to the first artificial neural network model.
  • the communication module 13 may transmit the second artificial neural network model to the smart terminal 20 .
  • the storage module 15 may include an image database storing a plurality of images for learning the first artificial neural network model and a model database storing the first artificial neural network model.
  • the smart terminal 20 may remove noise from the query image received from the user using the second artificial neural network model received from the electronic device 10, and specifically, the control module 21, the communication module 23, A storage module 25 may be included.
  • the control module 21 may remove noise from the image received from the user by using the second artificial neural network model received from the electronic device 10 .
  • the communication module 23 may receive an image from a user and receive a second artificial neural network model from the electronic device 10 .
  • the storage module 25 may store the second artificial neural network model.
  • the first artificial neural network model 30 shown in FIG. 2 may be learned based on a training data set.
  • the first artificial neural network model 30 shown in FIG. 2 may be stored in the storage module 15 shown in FIG. 1 and executed by the control module 11 .
  • control module 11 may generate a training data set to learn the first artificial neural network model 30 .
  • the control module 11 may generate a training data set using images stored in the image database of the storage module 15 .
  • control module 11 may generate a first query image and a second query image having a predetermined size using images stored in an image database.
  • the control module 11 may generate a first query image of a patch unit having a predetermined size from an image stored in an image database, and may generate a second query image by randomly generating noise in the first query image.
  • the control module 11 may generate various noises for the first query image by using a noise generation algorithm such as a Gaussian noise generation algorithm, and may generate a second query image in addition to the first query image.
  • a noise generation algorithm such as a Gaussian noise generation algorithm
  • the control module 11 may learn the first artificial neural network model 30 based on the first query image and the second query image.
  • the first artificial neural network model 30 is a super network and may be composed of a target network 40 and a main network 50 having a coupling relationship with each other.
  • the target network is formed in a u-net structure, it may be composed of at least one pooling layer and an unpooling layer.
  • the first artificial neural network model 30 generated by the noise removal system of the present invention is characterized in that it can use both microscopic and macroscopic features of the noise extraction target image as it includes a target network having a unitet structure as part of it.
  • the control module 11 uses the second query image as input data to generate noise of the second query image. can be extracted.
  • control module 11 may use the second query image as input data of the target network 40 and extract first noise for the second query image from the target network 40 .
  • the control module 11 may generate a third query image from which the first noise extracted from the second query image is removed through the target network 30 .
  • the control module 11 may use the second query image and the third query image as input data of the main network 50 and extract second noise for the second query image from the main network 50 .
  • the control module 11 may generate a fourth query image obtained by removing the second noise extracted from the second query image through the main network 50 .
  • the control module 11 may generate a third query image and a fourth query image by offsetting the first noise and the second noise in each of the second query images.
  • the control module 11 may calculate a first loss value by comparing the third query image extracted through the target network 40 with the first query image.
  • the control module 11 may learn the target network 40 using the first loss value.
  • the control module 11 may calculate a second loss value by comparing the fourth query image extracted through the main network 50 with the first query image.
  • the control module 11 may learn the super network 30 using the first loss value and the second loss value. That is, the control module 11 may use both the first loss value and the second loss value to generate a loss value more effective for learning of the target network 40 included in the super network 30 .
  • control module 11 may use both the first loss value and the second loss value in learning the super network 50, and may specifically assign a weight to each of the first loss value and the second loss value. have.
  • the noise removal system according to an embodiment of the present invention is applied through the target network 40 (the second artificial neural network model), a higher weight may be assigned to the first loss value for the target network 40 .
  • the control module 11 may use feature values between query images to calculate the first loss value and the second loss value.
  • control module 11 may use feature values of the first query image and the third query image to calculate the first loss value.
  • the control module 11 may calculate a first loss value by subtracting feature values of the first query image and the third query image.
  • the control module 11 may use feature values of the first query image and the fourth query image to calculate the second loss value.
  • the control module 11 may calculate a second loss value by subtracting feature values of the first query image and the fourth query image.
  • the control module 11 may set the difference between two query images to be compared as a loss value by subtracting the feature value of each query image, so that the difference between the two query images is minimized, that is, the loss value is the minimum value.
  • the target network 40 and the super network 50 may be learned.
  • the control module 11 sets a weight for the second loss value to 0 and a weight for the first loss value to 1 so that the target Only network 40 can be learned. Accordingly, the performance of the target network 40 itself can be further improved.
  • the control module 11 may extract the target network 40 and set it as a second artificial neural network model when the first loss value and the second loss value are greater than or equal to a preset second loss threshold.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of learning an artificial neural network model for noise removal in a smart terminal according to an embodiment of the present invention.
  • a method of learning an artificial neural network model for noise removal will be described with reference to FIG. 3 .
  • detailed embodiments overlapping with the system for learning the artificial neural network model for noise elimination described above may be omitted.
  • the electronic device may generate a training data set.
  • the electronic device may generate a training data set by using an image stored in an image database in order to generate and train the first artificial neural network model.
  • the electronic device may generate a first query image and a second query image having a preset size using images stored in an image database.
  • the electronic device may generate a first query image in a patch unit having a preset size from an image stored in an image database, and may randomly add noise to the first query image to generate a second query image.
  • the electronic device may generate various noises for the first query image by using a noise generation algorithm such as a Gaussian noise generation algorithm and generate a second query image in addition to the first query image.
  • a noise generation algorithm such as a Gaussian noise generation algorithm
  • the electronic device may learn a first artificial neural network model based on a training data set including a first query image and a second query image.
  • the electronic device may use a super network as a first neural network model, and the super network may include a target network and a main network having a coupling relationship with each other.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining in detail a learning method of a first artificial neural network model according to an embodiment of the present invention.
  • the electronic device may extract the first noise for the second query image from the target network by using the second query image as input data of the target network.
  • the electronic device may generate a third query image from which the first noise extracted from the second query image is removed through the target network.
  • the electronic device may use the second query image and the third query image as input data of the main network and extract second noise for the second query image from the main network.
  • the electronic device may generate a fourth query image obtained by removing the second noise extracted from the second query image through the main network.
  • the electronic device may create a third query image and a fourth query image by offsetting the first noise and the second noise in each of the second query images.
  • the electronic device may calculate a first loss value by comparing the third query image extracted through the target network with the first query image.
  • the electronic device may calculate a second loss value by comparing the fourth query image extracted through the main network with the first query image.
  • the electronic device may learn the target network and the super network using the first loss value and/or the second loss value.
  • the electronic device may learn the target network using the first loss value and learn the super network using the first loss value and the second loss value.
  • the electronic device may use both the first loss value and the second loss value in order to generate a loss value more effective for learning the target network included in the super network.
  • the electronic device may learn the super network by assigning weights to each of the first loss value and the second loss value.
  • a higher weight may be assigned to the first loss value for the target network.
  • the electronic device may use feature values between query images to calculate the first loss value and the second loss value.
  • the electronic device may use feature values of the first query image and the third query image to calculate the first loss value.
  • the electronic device may calculate a first loss value by subtracting feature values of the first query image and the third query image.
  • the electronic device may use feature values of the first query image and the fourth query image to calculate the second loss value.
  • the electronic device may calculate a second loss value by subtracting feature values of the first query image and the fourth query image.
  • the electronic device may set the difference between two query images to be compared as a loss value by subtracting the feature value of each query image, and the target network such that the difference between the two query images is minimized, that is, the loss value becomes the minimum value. and super networks.
  • the electronic device learns only the target network by setting the weight for the second loss value to 0 and the weight for the first loss value to 1. can do. Accordingly, the performance of the target network itself can be further improved.
  • the electronic device may extract a target network and set it as a second artificial neural network model. Specifically, when the first loss value and the second loss value are equal to or greater than a preset second loss threshold, the electronic device may extract the target network and set it as the second artificial neural network model.
  • the electronic device may transmit the second artificial neural network model to the smart terminal.
  • the smart terminal may provide a noise removal service to the user through the small-sized second artificial neural network model.
  • the control module 21 of the smart terminal controls the operation of the second artificial neural network model based on the CPU, NPU or GPU.

Abstract

The present invention relates to a method and system for generating an image processing artificial neural network model operating in a terminal, and the objective of the present invention is to provide a method for training a small artificial neural network model having an excellent performance operating in a smart terminal. The present invention for achieving such an objective is characterized by a method by which an electronic device generates a second artificial neural network model that removes noise, the second artificial neural network model being applicable to a smart terminal, the method comprising: an a step for generating a first query image and a second query image; a b step for training a first artificial neural network model on the basis of the first query image and the second query image; and a c step for extracting the second artificial neural network model from the first artificial neural network model and transmitting same to the smart terminal.

Description

단말에서 동작하는 이미지 프로세싱 인공 신경망 모델 생성 방법 및 시스템Method and system for generating an image processing artificial neural network model operating in a terminal
본 발명은 단말에서 동작하는 인공 신경망 모델을 생성하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 서버를 거치지 않고 단말에서 이미지의 노이즈를 제거하는 소형 인공 신경망 모델을 생성하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for generating an artificial neural network model operating in a terminal, and more particularly, to a method and system for generating a small artificial neural network model that removes noise from an image in a terminal without passing through a server.
인공지능 기술이 발전함에 따라 이미지의 노이즈 제거를 인공 신경망으로 처리하는 방법이 상용화되고 있다. As artificial intelligence technology develops, a method of processing image noise removal with an artificial neural network is commercialized.
그러나 노이즈 제거 기능을 수행하는 인공 신경망 모델은 일반적으로 사이즈가 클수록 성능이 우수하기 때문에 높은 사양의 컴퓨팅 리소스를 요구한다. 따라서 우수한 성능의 인공 신경망 모델은 널리 사용되는 스마트 단말에서 실행될 수 없는 단점이 있다.However, an artificial neural network model performing a noise removal function generally requires high-specification computing resources because performance is excellent as the size increases. Therefore, artificial neural network models with excellent performance have a disadvantage that cannot be executed in widely used smart terminals.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스마트 단말에서 동작하는 우수한 성능의 소형 인공 신경망 모델을 생성하는 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for generating a small artificial neural network model with excellent performance that operates in a smart terminal.
또한 본 발명은 소형 인공 신경망 모델의 노이즈 제거 성능을 보장하기 위하여 소형 인공 신경망 모델이 포함된 대형 인공 신경망 모델을 학습하는 과정 제공하는 것을 일 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a process of learning a large artificial neural network model including a small artificial neural network model in order to ensure noise removal performance of the small artificial neural network model.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전자 장치가 스마트 단말에서 적용 가능한 노이즈를 제거하는 제2 인공 신경망 모델을 생성하는 방법에 있어서, 제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 생성하는 a 단계, 제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 기반으로 제1 인공 신경망 모델을 학습하는 b 단계 및 제1 인공 신경망 모델에서 제2 인공 신경망 모델을 추출하여, 스마트 단말에 전송하는 c 단계를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.In order to achieve this object, the present invention provides a method for generating a second artificial neural network model in which an electronic device removes noise applicable to a smart terminal, including steps a of generating a first query image and a second query image; Step b of learning a first artificial neural network model based on the query image and the second query image, and step c of extracting a second artificial neural network model from the first artificial neural network model and transmitting the same to a smart terminal. do.
또한 본 발명은 제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 생성하고, 제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 기반으로 제1 인공 신경망 모델을 학습하며, 제1 인공 신경망 모델에서 제2 인공 신경망 모델을 추출하는 제어 모듈, 제2 인공 신경망 모델을 스마트 단말에 전송하는 통신 모듈 및 제2 인공 신경망 모델을 저장하는 저장 모듈을 포함하는 전자 장치를 구비하는 것을 일 특징으로 한다.In addition, the present invention generates a first query image and a second query image, learns a first artificial neural network model based on the first query image and the second query image, and converts a second artificial neural network model from the first artificial neural network model. It is characterized by having an electronic device including a control module for extracting, a communication module for transmitting the second artificial neural network model to a smart terminal, and a storage module for storing the second artificial neural network model.
본 발명의 실시예를 따르면, 서버보다 컴퓨팅 사양이 낮은 스마트 단말에서 동작하는 소형 인공 신경망 모델을 생성할 수 있는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, there is an effect of generating a small artificial neural network model that operates in a smart terminal having lower computing specifications than a server.
또한 본 발명의 실시예를 따르면, 소형 인공 신경망 모델이 포함된 대형 인공 신경망 모델을 학습하는 과정을 통해 상기 소형 인공 신경망 모델의 성능을 서버에서 동작하는 대형 인공 신경망 모델의 수준으로 보장할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, through the process of learning a large artificial neural network model including a small artificial neural network model, the performance of the small artificial neural network model can be guaranteed to the level of a large artificial neural network model operating in a server. there is
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 스마트 단말에서 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 모델을 학습하기 위한 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a system for learning an artificial neural network model for noise removal in a smart terminal according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 스마트 단말에서 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 모델을 학습하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a process of learning an artificial neural network model for noise removal in a smart terminal according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 스마트 단말에서 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 모델을 학습하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of learning an artificial neural network model for noise removal in a smart terminal according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 제1 인공 신경망 모델의 학습 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining in detail a learning method of a first artificial neural network model according to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.The above objects, features and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will be able to easily implement the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용되며, 명세서 및 특허청구의 범위에 기재된 모든 조합은 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 그리고 다른 식으로 규정하지 않는 한, 단수에 대한 언급은 하나 이상을 포함할 수 있고, 단수 표현에 대한 언급은 또한 복수 표현을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다.In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar elements, and all combinations described in the specification and claims may be combined in any manner. And unless otherwise specified, it should be understood that references to the singular may include one or more, and references to the singular may also include plural.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정 예시적 실시 예들을 설명할 목적을 가지고 있으며 한정할 의도로 사용되는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 단수적 표현들은 또한, 해당 문장에서 명확하게 달리 표시하지 않는 한, 복수의 의미를 포함하도록 의도될 수 있다. 용어 "및/또는," "그리고/또는"은 그 관련되어 나열되는 항목들의 모든 조합들 및 어느 하나를 포함한다. 용어 "포함한다", "포함하는", "포함하고 있는", "구비하는", "갖는", "가지고 있는" 등은 내포적 의미를 갖는 바, 이에 따라 이러한 용어들은 그 기재된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 컴포넌트를 특정하며, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 컴포넌트, 및/또는 이들의 그룹의 존재 혹은 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 설명되는 방법의 단계들, 프로세스들, 동작들은, 구체적으로 그 수행 순서가 확정되는 경우가 아니라면, 이들의 수행을 논의된 혹은 예시된 그러한 특정 순서로 반드시 해야 하는 것으로 해석돼서는 안 된다. 추가적인 혹은 대안적인 단계들이 사용될 수 있음을 또한 이해해야 한다.Terms used herein are only for the purpose of describing specific exemplary embodiments and are not intended to be limiting. Singular expressions as used herein may also be intended to include plural meanings unless the context clearly dictates otherwise. The term “and/or,” “and/or” includes all combinations and any one of the associated listed items. The terms "comprises", "comprising", "including", "including", "having", "having" and the like are meant to be inclusive, and thus such terms shall be construed as having a recited feature, integer, Specifies steps, operations, elements, and/or components, and does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, and/or groups thereof. The method steps, processes, and actions described herein should not be construed as requiring their performance in the specific order discussed or illustrated, unless such order of performance is specifically established. . It should also be understood that additional or alternative steps may be used.
또한, 각각의 구성요소는 각각 하드웨어 프로세서로 구현될 수 있고, 위 구성요소들이 통합되어 하나의 하드웨어 프로세서로 구현될 수 있으며, 또는 위 구성요소들이 서로 조합되어 복수 개의 하드웨어 프로세서로 구현될 수도 있다.In addition, each component may be implemented as a hardware processor, and the above components may be integrated and implemented as one hardware processor, or the above components may be combined with each other and implemented as a plurality of hardware processors.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 스마트 단말에서 동작하며, 이미지에서 노이즈를 제거하는 기능을 수행하는 인공 신경망 모델을 학습하기 위한 시스템의 블록도를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram of a system for learning an artificial neural network model that operates in a smart terminal according to an embodiment of the present invention and performs a function of removing noise from an image.
도 1을 참조하면, 본 발명의 전자 장치(10)는 스마트 단말(20)이 노이즈 제거를 할 수 있도록 인공 신경망 모델을 학습하여 스마트 단말에 전송하기 위한 장치로, 제어 모듈(11), 통신 모듈(13), 저장 모듈(15)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an electronic device 10 of the present invention is a device for learning an artificial neural network model and transmitting it to a smart terminal so that the smart terminal 20 can remove noise, and includes a control module 11 and a communication module. (13), a storage module 15 may be included.
제어 모듈(11)은 제1 인공 신경망 모델이 쿼리 이미지에서 노이즈를 식별하고, 이를 제거할 수 있도록 제1 인공 신경망 모델을 생성 및 학습할 수 있다.The control module 11 may generate and learn a first artificial neural network model so that the first artificial neural network model can identify noise in the query image and remove it.
제어 모듈(11)은 제1 인공 신경망 모델을 학습하기 위해 트레이닝 데이터 세트를 활용할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 트레이닝 데이터 세트는 노이즈가 존재하는 제1 쿼리 이미지와 제1 쿼리 이미지와 동일하나 노이즈가 존재하지 않는 제2 쿼리 이미지를 포함하여, 제어 모듈(11)은 제1 인공 신경망 모델이 노이즈를 정확하게 식별할 수 있도록 제1 쿼리 이미지와 제2 쿼리 이미지를 통해 제1 인공 신경망 모델을 생성 및 학습시킬 수 있다.The control module 11 may utilize the training data set to learn the first artificial neural network model. The training data set according to an embodiment of the present invention includes a first query image with noise and a second query image that is the same as the first query image but without noise, and the control module 11 controls the first artificial query image. A first artificial neural network model may be created and trained through the first query image and the second query image so that the neural network model can accurately identify noise.
제어 모듈(110)은 제1 인공 신경망 모델이 일정 수준 이상의 정확도를 갖는다고 판단하면, 제1 인공 신경망 모델에서 제2 인공 신경망 모델을 추출할 수 있다. 제2 인공 신경망 모델은 제1 인공 신경망 모델의 일부로, 제1 인공 신경망 모델 대비 필요 컴퓨팅 리소스가 적어 탑재된 하드웨어의 성능이 낮은 스마트 단말(20)에서도 충분히 동작 가능한 것이다.The control module 110 may extract a second artificial neural network model from the first artificial neural network model when it is determined that the first artificial neural network model has a certain level of accuracy or higher. The second artificial neural network model is a part of the first artificial neural network model, and is sufficiently operable even in a smart terminal 20 having low hardware performance due to less required computing resources compared to the first artificial neural network model.
통신 모듈(13)은 제2 인공 신경망 모델을 스마트 단말(20)에 전송할 수 있다.The communication module 13 may transmit the second artificial neural network model to the smart terminal 20 .
저장 모듈(15)은 제1 인공 신경망 모델을 학습하기 위한 복수 개의 이미지가 저장된 이미지 데이터베이스와 제1 인공 신경망 모델을 저장하는 모델 데이터베이스를 포함할 수 있다.The storage module 15 may include an image database storing a plurality of images for learning the first artificial neural network model and a model database storing the first artificial neural network model.
스마트 단말(20)은 전자 장치(10)로부터 수신한 제2 인공 신경망 모델을 이용하여 사용자로부터 수신된 쿼리 이미지에서 노이즈를 제거할 수 있으며, 구체적으로 제어 모듈(21), 통신 모듈(23), 저장 모듈(25)을 포함할 수 있다.The smart terminal 20 may remove noise from the query image received from the user using the second artificial neural network model received from the electronic device 10, and specifically, the control module 21, the communication module 23, A storage module 25 may be included.
제어 모듈(21)은 전자 장치(10)로부터 수신한 제2 인공 신경망 모델을 이용하여 사용자로부터 수신한 이미지에서 노이즈를 제거할 수 있다.The control module 21 may remove noise from the image received from the user by using the second artificial neural network model received from the electronic device 10 .
통신 모듈(23)은 사용자로부터 이미지를 수신하고, 전자 장치(10)로부터 제2 인공 신경망 모델을 수신할 수 있다.The communication module 23 may receive an image from a user and receive a second artificial neural network model from the electronic device 10 .
저장 모듈(25)은 제2 인공 신경망 모델을 저장할 수 있다.The storage module 25 may store the second artificial neural network model.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 단말에서 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 모델을 학습하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 제1 인공 신경망 모델(30)은 트레이닝 데이터 세트를 기반으로 학습될 수 있다. 도 2에 도시된 제1 인공 신경망 모델(30)은 도 1에 도시된 저장 모듈(15)에 저장될 수 있고, 제어 모듈(11)에 의해 실행될 수 있다.2 is a diagram for explaining a process of learning an artificial neural network model for noise removal in a smart terminal according to an embodiment of the present invention. The first artificial neural network model 30 shown in FIG. 2 may be learned based on a training data set. The first artificial neural network model 30 shown in FIG. 2 may be stored in the storage module 15 shown in FIG. 1 and executed by the control module 11 .
먼저, 제어 모듈(11)은 제1 인공 신경망 모델(30)을 학습하기 위해 트레이닝 데이터 세트를 생성할 수 있다. 제어 모듈(11)은 저장 모듈(15)의 이미지 데이터베이스에 저장된 이미지를 이용하여 트레이닝 데이터 세트를 생성할 수 있다.First, the control module 11 may generate a training data set to learn the first artificial neural network model 30 . The control module 11 may generate a training data set using images stored in the image database of the storage module 15 .
구체적으로, 제어 모듈(11)은 이미지 데이터베이스에 저장된 이미지를 이용하여 기 설정된 크기의 제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 생성할 수 있다. Specifically, the control module 11 may generate a first query image and a second query image having a predetermined size using images stored in an image database.
제어 모듈(11)은 이미지 데이터베이스에 저장된 이미지에서 기 설정된 크기를 갖는 패치 단위의 제1 쿼리 이미지를 생성하고, 제1 쿼리 이미지에 임의로 노이즈를 생성하여 제2 쿼리 이미지를 생성할 수 있다.The control module 11 may generate a first query image of a patch unit having a predetermined size from an image stored in an image database, and may generate a second query image by randomly generating noise in the first query image.
제어 모듈(11)은 가우시안 노이즈 생성 알고리즘과 같은 노이즈 생성 알고리즘을 활용하여 제1 쿼리 이미지에 대한 다양한 노이즈를 생성하고 제1 쿼리 이미지에 더하여 제2 쿼리 이미지를 생성할 수 있다.The control module 11 may generate various noises for the first query image by using a noise generation algorithm such as a Gaussian noise generation algorithm, and may generate a second query image in addition to the first query image.
제어 모듈(11)은 제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 기반으로 제1 인공 신경망 모델(30)을 학습할 수 있다. 제1 인공 신경망 모델(30)은 슈퍼 네트워크로, 서로 결합 관계를 가진 타겟 네트워크(40)와 메인 네트워크(50)로 구성될 수 있다.The control module 11 may learn the first artificial neural network model 30 based on the first query image and the second query image. The first artificial neural network model 30 is a super network and may be composed of a target network 40 and a main network 50 having a coupling relationship with each other.
본 발명의 일 실시 예에 의한 타겟 네트워크는 유넷(u-net) 구조로 형성되어 있음에 따라 적어도 하나의 풀링 레이어(pooling layer)와 언풀링 레이어(unpooling layer)로 구성될 수 있다. 본 발명의 노이즈 제거 시스템에 의해 생성된 제1 인공 신경망 모델(30)은 그 일부로 유넷 구조를 가진 타겟 네트워크를 포함함에 따라 노이즈 추출 대상 이미지의 미시적 및 거시적 특징을 모두 사용 가능한 것을 특징으로 한다.Since the target network according to an embodiment of the present invention is formed in a u-net structure, it may be composed of at least one pooling layer and an unpooling layer. The first artificial neural network model 30 generated by the noise removal system of the present invention is characterized in that it can use both microscopic and macroscopic features of the noise extraction target image as it includes a target network having a unitet structure as part of it.
제어 모듈(11)은 타겟 네트워크(40)와 메인 네트워크(50)가 결합 관계를 가지는 슈퍼 네트워크인 제1 인공 신경망 모델(30)에서, 제2 쿼리 이미지를 입력 데이터로 하여 제2 쿼리 이미지의 노이즈를 추출할 수 있다. In the first artificial neural network model 30, which is a super network in which the target network 40 and the main network 50 have a coupling relationship, the control module 11 uses the second query image as input data to generate noise of the second query image. can be extracted.
구체적으로, 제어 모듈(11)은 제2 쿼리 이미지를 타겟 네트워크(40)의 입력 데이터로 하고, 타겟 네트워크(40)에서 제2 쿼리 이미지에 대한 제1 노이즈를 추출할 수 있다.Specifically, the control module 11 may use the second query image as input data of the target network 40 and extract first noise for the second query image from the target network 40 .
제어 모듈(11)은 타겟 네트워크(30)를 통해 제2 쿼리 이미지에서 추출된 제1 노이즈를 제거한 제3 쿼리 이미지를 생성할 수 있다.The control module 11 may generate a third query image from which the first noise extracted from the second query image is removed through the target network 30 .
제어 모듈(11)은 제2 쿼리 이미지 및 제3 쿼리 이미지를 메인 네트워크(50)의 입력 데이터로 하고, 메인 네트워크(50)에서 제2 쿼리 이미지에 대한 제2 노이즈를 추출할 수 있다. The control module 11 may use the second query image and the third query image as input data of the main network 50 and extract second noise for the second query image from the main network 50 .
제어 모듈(11)은 메인 네트워크(50)를 통해 제2 쿼리 이미지에서 추출된 제2 노이즈를 제거한 제4 쿼리 이미지를 생성할 수 있다.The control module 11 may generate a fourth query image obtained by removing the second noise extracted from the second query image through the main network 50 .
제어 모듈(11)은 제2 쿼리 이미지 각각에 제1 노이즈 및 제2 노이즈를 상쇄하여 제3 쿼리 이미지 및 제4 쿼리 이미지를 생성할 수 있다.The control module 11 may generate a third query image and a fourth query image by offsetting the first noise and the second noise in each of the second query images.
제어 모듈(11)은 타겟 네트워크(40)를 통해 추출된 제3 쿼리 이미지와 제1 쿼리 이미지를 비교하여 제1 로스 값을 연산할 수 있다. 제어 모듈(11)은 제1 로스 값을 이용하여 타겟 네트워크(40)를 학습할 수 있다.The control module 11 may calculate a first loss value by comparing the third query image extracted through the target network 40 with the first query image. The control module 11 may learn the target network 40 using the first loss value.
제어 모듈(11)은 메인 네트워크(50)를 통해 추출된 제4 쿼리 이미지와 제1 쿼리 이미지를 비교하여 제2 로스 값을 연산할 수 있다. The control module 11 may calculate a second loss value by comparing the fourth query image extracted through the main network 50 with the first query image.
제어 모듈(11)은 제1 로스 값 및 제2 로스 값을 이용하여 슈퍼 네트워크(30)를 학습할 수 있다. 즉, 제어 모듈(11)은 슈퍼 네트워크(30)에 포함된 타겟 네트워크(40)의 학습에 보다 효과적인 로스 값을 생성하기 위해 제1 로스 값 및 제2 로스 값을 모두 사용할 수 있다.The control module 11 may learn the super network 30 using the first loss value and the second loss value. That is, the control module 11 may use both the first loss value and the second loss value to generate a loss value more effective for learning of the target network 40 included in the super network 30 .
특히, 제어 모듈(11)은 슈퍼 네트워크(50)를 학습함에 있어서 제1 로스 값과 제2 로스 값 모두를 이용할 수 있는데, 구체적으로 제1 로스 값과 제2 로스 값 각각에 가중치를 부여할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 노이즈 제거 시스템은 타겟 네트워크(40, 제2 인공 신경망 모델)를 통해 적용됨에 따라 타겟 네트워크(40)에 대한 제1 로스 값에 더 큰 가중치를 부여할 수 있다.In particular, the control module 11 may use both the first loss value and the second loss value in learning the super network 50, and may specifically assign a weight to each of the first loss value and the second loss value. have. As the noise removal system according to an embodiment of the present invention is applied through the target network 40 (the second artificial neural network model), a higher weight may be assigned to the first loss value for the target network 40 .
제어 모듈(11)은 제1 로스 값 및 제2 로스 값을 연산하기 위하여, 쿼리 이미지 간의 피쳐 값을 이용할 수 있다. The control module 11 may use feature values between query images to calculate the first loss value and the second loss value.
구체적으로, 제어 모듈(11)은 제1 로스 값을 연산하기 위하여 제1 쿼리 이미지와 제3 쿼리 이미지의 피쳐 값을 이용할 수 있다. 제어 모듈(11)은 제1 쿼리 이미지와 제3 쿼리 이미지의 피쳐 값을 감하여 제1 로스 값을 연산할 수 있다.Specifically, the control module 11 may use feature values of the first query image and the third query image to calculate the first loss value. The control module 11 may calculate a first loss value by subtracting feature values of the first query image and the third query image.
제어 모듈(11)은 제2 로스 값을 연산하기 위하여 제1 쿼리 이미지와 제4 쿼리 이미지의 피쳐 값을 이용할 수 있다. 제어 모듈(11)은 제1 쿼리 이미지와 제4 쿼리 이미지의 피쳐 값을 감하여 제2 로스 값을 연산할 수 있다.The control module 11 may use feature values of the first query image and the fourth query image to calculate the second loss value. The control module 11 may calculate a second loss value by subtracting feature values of the first query image and the fourth query image.
제어 모듈(11)은 각 쿼리 이미지의 피쳐 값을 감함으로써, 비교 대상이 되는 두 쿼리 이미지 간의 차이를 로스 값으로 설정할 수 있고, 두 쿼리 이미지 간 차이가 최소가 되도록 즉, 로스 값이 최소 값이 되도록 타겟 네트워크(40) 및 슈퍼 네트워크(50)를 학습할 수 있다.The control module 11 may set the difference between two query images to be compared as a loss value by subtracting the feature value of each query image, so that the difference between the two query images is minimized, that is, the loss value is the minimum value. The target network 40 and the super network 50 may be learned.
제어 모듈(11)은 제1 로스 값 및 제2 로스 값이 기 설정된 제1 로스 임계 값 이상이면, 제2 로스 값에 대한 가중치를 0으로, 제1 로스 값에 대한 가중치를 1로 설정하여 타겟 네트워크(40) 만을 학습할 수 있다. 이에 따라 타겟 네트워크(40) 자체의 성능을 더 향상시킬 수 있다.If the first loss value and the second loss value are greater than or equal to the preset first loss threshold, the control module 11 sets a weight for the second loss value to 0 and a weight for the first loss value to 1 so that the target Only network 40 can be learned. Accordingly, the performance of the target network 40 itself can be further improved.
제어 모듈(11)은 제1 로스 값 및 제2 로스 값이 기 설정된 제2 로스 임계 값 이상이면, 타겟 네트워크(40)를 추출하여 제2 인공 신경망 모델로 설정할 수 있다.The control module 11 may extract the target network 40 and set it as a second artificial neural network model when the first loss value and the second loss value are greater than or equal to a preset second loss threshold.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 스마트 단말에서 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 모델을 학습하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 이하에서는 도 3을 참조하여 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 모델을 학습하는 방법을 설명한다. 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 모델을 학습하는 방법에 대한 설명에 있어서, 앞서 설명한 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 모델을 학습하기 위한 시스템과 중복되는 세부 실시 예는 생략될 수 있다.3 is a flowchart illustrating a method of learning an artificial neural network model for noise removal in a smart terminal according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of learning an artificial neural network model for noise removal will be described with reference to FIG. 3 . In the description of the method for learning the artificial neural network model for noise elimination, detailed embodiments overlapping with the system for learning the artificial neural network model for noise elimination described above may be omitted.
단계 100에서, 전자 장치는 트레이닝 데이터 세트를 생성할 수 있다. 전자 장치는 제1 인공 신경망 모델을 생성 및 학습시키기 위하여 이미지 데이터베이스에 저장된 이미지를 이용하여 트레이닝 데이터 세트를 생성할 수 있다.In step 100, the electronic device may generate a training data set. The electronic device may generate a training data set by using an image stored in an image database in order to generate and train the first artificial neural network model.
전자 장치는 이미지 데이터베이스에 저장된 이미지를 이용하여 기 설정된 크기의 제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 생성할 수 있다. The electronic device may generate a first query image and a second query image having a preset size using images stored in an image database.
전자 장치는 이미지 데이터베이스에 저장된 이미지에서 기 설정된 크기를 갖는 패치 단위의 제1 쿼리 이미지를 생성하고, 제1 쿼리 이미지에 임의로 노이즈를 추가하여 제2 쿼리 이미지를 생성할 수 있다.The electronic device may generate a first query image in a patch unit having a preset size from an image stored in an image database, and may randomly add noise to the first query image to generate a second query image.
전자 장치는 가우시안 노이즈 생성 알고리즘과 같은 노이즈 생성 알고리즘을 활용하여 제1 쿼리 이미지에 대한 다양한 노이즈를 생성하고 제1 쿼리 이미지에 더하여 제2 쿼리 이미지를 생성할 수 있다.The electronic device may generate various noises for the first query image by using a noise generation algorithm such as a Gaussian noise generation algorithm and generate a second query image in addition to the first query image.
단계 200에서, 전자 장치는 제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 포함하는 트레이닝 데이터 세트를 기반으로 제1 인공 신경망 모델을 학습할 수 있다. 전자 장치는 제1 신경망 모델로 슈퍼 네트워크를 사용할 수 있으며, 슈퍼 네트워크는 서로 결합 관계를 가진 타겟 네트워크와 메인 네트워크로 구성될 수 있다.In step 200, the electronic device may learn a first artificial neural network model based on a training data set including a first query image and a second query image. The electronic device may use a super network as a first neural network model, and the super network may include a target network and a main network having a coupling relationship with each other.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 제1 인공 신경망 모델의 학습 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining in detail a learning method of a first artificial neural network model according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 단계 210에서, 전자 장치는 제2 쿼리 이미지를 타겟 네트워크의 입력 데이터로 하여, 타겟 네트워크에서 제2 쿼리 이미지에 대한 제1 노이즈를 추출할 수 있다.Referring to FIG. 4 , in step 210, the electronic device may extract the first noise for the second query image from the target network by using the second query image as input data of the target network.
단계 220에서, 전자 장치는 타겟 네트워크를 통해 제2 쿼리 이미지에서 추출된 제1 노이즈를 제거한 제3 쿼리 이미지를 생성할 수 있다.In step 220, the electronic device may generate a third query image from which the first noise extracted from the second query image is removed through the target network.
단계 230에서, 전자 장치는 제2 쿼리 이미지 및 제3 쿼리 이미지를 메인 네트워크의 입력 데이터로 하고, 메인 네트워크에서 제2 쿼리 이미지에 대한 제2 노이즈를 추출할 수 있다. In operation 230, the electronic device may use the second query image and the third query image as input data of the main network and extract second noise for the second query image from the main network.
단계 240에서, 전자 장치는 메인 네트워크를 통해 제2 쿼리 이미지에서 추출된 제2 노이즈를 제거한 제4 쿼리 이미지를 생성할 수 있다.In step 240, the electronic device may generate a fourth query image obtained by removing the second noise extracted from the second query image through the main network.
전자 장치는 제2 쿼리 이미지 각각에 제1 노이즈 및 제2 노이즈를 상쇄하여 제3 쿼리 이미지 및 제4 쿼리 이미지를 생성할 수 있다.The electronic device may create a third query image and a fourth query image by offsetting the first noise and the second noise in each of the second query images.
단계 250에서, 전자 장치는 타겟 네트워크를 통해 추출된 제3 쿼리 이미지와 제1 쿼리 이미지를 비교하여 제1 로스 값을 연산할 수 있다. In step 250, the electronic device may calculate a first loss value by comparing the third query image extracted through the target network with the first query image.
단계 260에서, 전자 장치는 메인 네트워크를 통해 추출된 제4 쿼리 이미지와 제1 쿼리 이미지를 비교하여 제2 로스 값을 연산할 수 있다. In step 260, the electronic device may calculate a second loss value by comparing the fourth query image extracted through the main network with the first query image.
단계 270에서, 전자 장치는 제1 로스 값 및/또는 제2 로스 값을 이용하여 타겟 네트워크와 슈퍼 네트워크를 학습할 수 있다. 전자 장치는 제1 로스 값을 이용하여 타겟 네트워크를 학습하고, 제1 로스 값 및 제2 로스 값을 이용하여 슈퍼 네트워크를 학습할 수 있다.In step 270, the electronic device may learn the target network and the super network using the first loss value and/or the second loss value. The electronic device may learn the target network using the first loss value and learn the super network using the first loss value and the second loss value.
구체적으로 전자 장치는 슈퍼 네트워크에 포함된 타겟 네트워크의 학습에 보다 효과적인 로스 값을 생성하기 위해 제1 로스 값 및 제2 로스 값을 모두 사용할 수 있다. In detail, the electronic device may use both the first loss value and the second loss value in order to generate a loss value more effective for learning the target network included in the super network.
특히 전자 장치는 제1 로스 값과 제2 로스 값 각각에 가중치를 부여하여 슈퍼 네트워크를 학습할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 노이즈 제거 시스템은 타겟 네트워크를 통해 적용됨에 따라 타겟 네트워크에 대한 제1 로스 값에 더 큰 가중치를 부여할 수 있다.In particular, the electronic device may learn the super network by assigning weights to each of the first loss value and the second loss value. As the noise cancellation system according to an embodiment of the present invention is applied through the target network, a higher weight may be assigned to the first loss value for the target network.
전자 장치는 제1 로스 값 및 제2 로스 값을 연산하기 위하여, 쿼리 이미지 간의 피쳐 값을 이용할 수 있다. The electronic device may use feature values between query images to calculate the first loss value and the second loss value.
구체적으로, 전자 장치는 제1 로스 값을 연산하기 위하여 제1 쿼리 이미지와 제3 쿼리 이미지의 피쳐 값을 이용할 수 있다. 전자 장치는 제1 쿼리 이미지와 제3 쿼리 이미지의 피쳐 값을 감하여 제1 로스 값을 연산할 수 있다.Specifically, the electronic device may use feature values of the first query image and the third query image to calculate the first loss value. The electronic device may calculate a first loss value by subtracting feature values of the first query image and the third query image.
전자 장치는 제2 로스 값을 연산하기 위하여 제1 쿼리 이미지와 제4 쿼리 이미지의 피쳐 값을 이용할 수 있다. 전자 장치는 제1 쿼리 이미지와 제4 쿼리 이미지의 피쳐 값을 감하여 제2 로스 값을 연산할 수 있다.The electronic device may use feature values of the first query image and the fourth query image to calculate the second loss value. The electronic device may calculate a second loss value by subtracting feature values of the first query image and the fourth query image.
전자 장치는 각 쿼리 이미지의 피쳐 값을 감함으로써, 비교 대상이 되는 두 쿼리 이미지 간의 차이를 로스 값으로 설정할 수 있고, 두 쿼리 이미지 간 차이가 최소가 되도록 즉, 로스 값이 최소 값이 되도록 타겟 네트워크 및 슈퍼 네트워크를 학습할 수 있다.The electronic device may set the difference between two query images to be compared as a loss value by subtracting the feature value of each query image, and the target network such that the difference between the two query images is minimized, that is, the loss value becomes the minimum value. and super networks.
전자 장치는 제1 로스 값 및 제2 로스 값이 기 설정된 제1 로스 임계 값 이하이면, 제2 로스 값에 대한 가중치를 0으로, 제1 로스 값에 대한 가중치를 1로 설정하여 타겟 네트워크 만을 학습할 수 있다. 이에 따라 타겟 네트워크 자체의 성능을 더 향상시킬 수 있다.When the first loss value and the second loss value are equal to or less than the preset first loss threshold, the electronic device learns only the target network by setting the weight for the second loss value to 0 and the weight for the first loss value to 1. can do. Accordingly, the performance of the target network itself can be further improved.
다시 도 2에 대한 설명으로 복귀하면, 단계 300에서, 전자 장치는 타겟 네트워크를 추출하여 제2 인공 신경망 모델로 설정할 수 있다. 구체적으로 전자 장치는 제1 로스 값 및 제2 로스 값이 기 설정된 제2 로스 임계 값 이상이면, 타겟 네트워크를 추출하여 제2 인공 신경망 모델로 설정할 수 있다.Returning to the description of FIG. 2 again, in step 300, the electronic device may extract a target network and set it as a second artificial neural network model. Specifically, when the first loss value and the second loss value are equal to or greater than a preset second loss threshold, the electronic device may extract the target network and set it as the second artificial neural network model.
단계 400에서, 전자 장치는 제2 인공 신경망 모델을 스마트 단말에 전송할 수 있다.In step 400, the electronic device may transmit the second artificial neural network model to the smart terminal.
스마트 단말은 전자 장치로부터 제2 인공 신경망 모델을 수신하면, 소형의 제2 인공 신경망 모델을 통해 사용자에게 노이즈 제거 서비스를 제공할 수 있다. 구체적으로 스마트 단말의 제어 모듈(21)은 사용자로부터 쿼리 이미지가 수신되면, CPU, NPU 혹은 GPU를 기반으로 제2 인공 신경망 모델의 연산을 제어할 것이다.When receiving the second artificial neural network model from the electronic device, the smart terminal may provide a noise removal service to the user through the small-sized second artificial neural network model. Specifically, when a query image is received from a user, the control module 21 of the smart terminal controls the operation of the second artificial neural network model based on the CPU, NPU or GPU.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.The embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only presented as specific examples to easily explain the technical content of the present invention and help understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that other modified examples based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

Claims (9)

  1. 전자 장치가 스마트 단말에서 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 모델을 학습하는 방법에 있어서,A method for an electronic device to learn an artificial neural network model for noise removal in a smart terminal,
    제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 생성하는 a 단계;Step a of generating a first query image and a second query image;
    제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 기반으로 제1 인공 신경망 모델을 학습하는 b 단계; 및b) learning a first artificial neural network model based on the first query image and the second query image; and
    제1 인공 신경망 모델에서 제2 인공 신경망 모델을 추출하여, 스마트 단말에 전송하는 c 단계를 포함하는 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 학습 방법.An artificial neural network learning method for noise removal comprising step c of extracting a second artificial neural network model from the first artificial neural network model and transmitting the second artificial neural network model to a smart terminal.
  2. 제1항에 있어서, 상기 a 단계는,The method of claim 1, wherein step a,
    이미지 데이터베이스에 저장된 이미지를 이용하여 기 설정된 크기의 제1 쿼리 이미지를 생성하는 단계;generating a first query image having a predetermined size using an image stored in an image database;
    제1 쿼리 이미지에 임의의 노이즈를 추가하여 제2 쿼리 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 학습 방법.An artificial neural network learning method for removing noise, comprising generating a second query image by adding random noise to a first query image.
  3. 제2항에 있어서, 상기 b 단계는,The method of claim 2, wherein step b,
    제1 인공 신경망 모델은 타겟 네트워크 및 메인 네트워크를 포함하는 슈퍼 네트워크로 구성되어,The first artificial neural network model is composed of a super network including a target network and a main network,
    상기 타겟 네트워크 및 메인 네트워크를 통해 제2 쿼리 이미지의 제1 노이즈 및 제2 노이즈를 각각 추출하는 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 학습 방법.An artificial neural network learning method for removing noise, respectively, extracting first noise and second noise of a second query image through the target network and the main network.
  4. 제3항에 있어서,According to claim 3,
    상기 타겟 네트워크에 제2 쿼리 이미지를 입력하여 제1 노이즈를 추출하는 단계;extracting a first noise by inputting a second query image to the target network;
    제2 쿼리 이미지에서 제1 노이즈를 제거하여 제3 쿼리 이미지를 생성하는 단계;generating a third query image by removing the first noise from the second query image;
    상기 메인 네트워크에 제2 쿼리 이미지 및 제3 쿼리 이미지를 입력하여 제2 노이즈를 추출하는 단계;extracting a second noise by inputting a second query image and a third query image to the main network;
    제2 쿼리 이미지에서 제2 노이즈를 제거하여 제4 쿼리 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 학습 방법.An artificial neural network learning method for removing noise, comprising generating a fourth query image by removing second noise from a second query image.
  5. 제4항에 있어서,According to claim 4,
    제1 쿼리 이미지와 제3 쿼리 이미지를 이용하여 제1 로스 값을 연산하는 단계;calculating a first loss value using the first query image and the third query image;
    제1 쿼리 이미지와 제4 쿼리 이미지를 이용하여 제2 로스 값을 연산하는 단계;calculating a second loss value using the first query image and the fourth query image;
    제1 로스 값 및 제2 로스 값을 이용하여 상기 타겟 네트워크 및 슈퍼 네트워크를 학습하는 단계를 포함하는 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 학습 방법.An artificial neural network learning method for noise removal comprising the step of learning the target network and the super network using a first loss value and a second loss value.
  6. 제5항에 있어서,According to claim 5,
    제1 로스 값 및 제2 로스 값 각각에 가중치를 부여하여 상기 타겟 네트워크 및 슈퍼 네트워크를 학습하는 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 학습 방법.An artificial neural network learning method for denoising the target network and the super network by assigning weights to each of the first loss value and the second loss value.
  7. 제6항에 있어서, 상기 c 단계는,The method of claim 6, wherein step c,
    제1 로스 값 및 제2 로스 값이 기 설정된 제1 로스 임계 값 이하이면 제2 로스 값에 대한 가중치를 0으로 두어 상기 타겟 네트워크만을 학습하는 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 학습 방법.An artificial neural network learning method for denoising, in which a weight for a second loss value is set to 0 and only the target network is learned when the first loss value and the second loss value are equal to or less than a preset first loss threshold value.
  8. 제6항에 있어서, 상기 c 단계는,The method of claim 6, wherein step c,
    제1 로스 값 및 제2 로스 값이 기 설정된 제2 로스 임계 값 이하이면 상기 타겟 네트워크를 제2 인공 신경망 모델로 설정하는 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 학습 방법.If the first loss value and the second loss value are less than or equal to a preset second loss threshold, setting the target network as a second artificial neural network model.
  9. 제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 생성하고, 제1 쿼리 이미지 및 제2 쿼리 이미지를 기반으로 제1 인공 신경망 모델을 학습하며, 제1 인공 신경망 모델에서 제2 인공 신경망 모델을 추출하는 제어 모듈; 제2 인공 신경망 모델을 스마트 단말에 전송하는 통신 모듈; 및 제2 인공 신경망 모델을 저장하는 저장 모듈;을 포함하는 전자 장치; 및A control module generating a first query image and a second query image, learning a first artificial neural network model based on the first query image and the second query image, and extracting a second artificial neural network model from the first artificial neural network model. ; A communication module for transmitting the second artificial neural network model to the smart terminal; and a storage module for storing the second artificial neural network model; and
    상기 전자 장치로부터 제2 인공 신경망 모델을 수신하여 사용자로부터 수신한 이미지에서 노이즈를 제거하는 스마트 단말을 포함하는 노이즈 제거를 위한 인공 신경망 학습 시스템.An artificial neural network learning system for noise removal comprising a smart terminal configured to receive a second artificial neural network model from the electronic device and remove noise from an image received from a user.
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