• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.13-20
• /
• 2021

A Wasserstein GAN(WGAN), optimum in terms of minimizing Wasserstein distance, still suffers from inconsistent convergence or unexpected output due to inherent learning instability. It is widely known some kinds of restriction on the discriminative function should be considered to solve such problems, which implies the importance of Lipschitz continuity. Unfortunately, there are few known methods to satisfactorily maintain the Lipschitz continuity of the discriminative function. In this paper we propose techniques to stably maintain the Lipschitz continuity of the discriminative function by adding effective regularization terms to the objective function, which limit the magnitude of the gradient vectors of the discriminator to one or less. Extensive experiments are conducted to evaluate the performance of the proposed techniques, which shows the single-sided penalty improves convergence compared with the gradient penalty at the early learning process, while the proposed additional penalty increases inception scores by 0.18 after 100,000 number of learning.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.239-246
• /
• 2020

최근에 제안된 WGAN(Wasserstein generative adversarial network)의 등장으로 GAN(generative adversarial network)의 고질적인 문제인 까다롭고 불안정한 학습과정이 다소 개선되기는 하였으나 여전히 수렴이 안되거나 자연스럽지 못한 출력물을 생성하는 등의 경우가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 분별기가 실제 데이터 확률분포를 보다 정확히 추정할 수 있도록 표본화 과정을 개선하는 동시에 분별기 함수의 립쉬츠 연속조건을 안정적으로 유지시키기 위한 알고리즘을 제안한다. 다양한 실험을 통하여 제안 기법의 특성을 분석하고 성능을 확인한다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
• /
• 제11권4호
• /
• pp.37-42
• /
• 2019

In this paper, we explore the details of three classic data augmentation methods and two generative model based oversampling methods. The three classic data augmentation methods are random sampling (RANDOM), Synthetic Minority Over-sampling Technique (SMOTE), and Adaptive Synthetic Sampling (ADASYN). The two generative model based oversampling methods are Conditional Generative Adversarial Network (CGAN) and Wasserstein Generative Adversarial Network (WGAN). In imbalanced data, the whole instances are divided into majority class and minority class, where majority class occupies most of the instances in the training set and minority class only includes a few instances. Generative models have their own advantages when they are used to generate more plausible samples referring to the distribution of the minority class. We also adopt CGAN to compare the data augmentation performance with other methods. The experimental results show that WGAN-based oversampling technique is more stable than other approaches (RANDOM, SMOTE, ADASYN and CGAN) even with the very limited training datasets. However, when the imbalanced ratio is too small, generative model based approaches cannot achieve satisfying performance than the conventional data augmentation techniques. These results suggest us one of future research directions.

• 방송공학회논문지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.614-621
• /
• 2018

본 논문에서는 generative adversarial network (GAN)을 이용한 비감독 학습을 통해 깊이 카메라로 깊이 영상을 취득할 때 발생한 손실된 부분을 복원하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 3D morphable model convolutional neural network (3DMM CNN)와 large-scale CelebFaces Attribute (CelebA) 데이터 셋 그리고 FaceWarehouse 데이터 셋을 이용하여 학습용 얼굴 깊이 영상을 생성하고 deep convolutional GAN (DCGAN)의 생성자(generator)와 Wasserstein distance를 손실함수로 적용한 구별자(discriminator)를 미니맥스 게임기법을 통해 학습시킨다. 이후 학습된 생성자와 손실 부분을 복원해주기 위한 새로운 손실함수를 이용하여 또 다른 학습을 통해 최종적으로 깊이 카메라로 취득된 얼굴 깊이 영상의 손실 부분을 복원한다.

• 사물인터넷융복합논문지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.1-6
• /
• 2018

이미지와 같은 고차원 데이터로부터 새로운 샘플 데이터를 생성하는 기술은 음성 합성, 이미지 변환 및 이미지 복원 등에 다양하게 활용되고 있다. 본 논문은 고해상도의 이미지들을 생성하는 것과 생성한 이미지들의 variation을 높이기 위한 방안으로 Progressive Growing of Generative Adversarial Networks(PG-GANs)을 구현 모델로 채택하였고, 이를 패션 이미지 데이터에 적용하였다. PG-GANs은 생성자(Generator)와 판별자(discriminator)를 동시에 점진적으로 학습하도록 하는데, 저해상도의 이미지에서부터 계속해서 새로운 레이어들을 추가하여 결과적으로 고해상도의 이미지를 생성할 수 있게끔 하는 방식이다. 또한 생성 데이터의 다양성을 높이기 위하여 미니배치 표준편차 방법을 제안하였고 GAN 모델을 평가하기 위한 기존의 MS-SSIM이 아닌 Sliced Wasserstein Distance(SWD) 평가 방법을 제안하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2017년도 추계학술발표대회
• /
• pp.792-794
• /
• 2017

현재 머신러닝(Machine Learning) 기술은 기존의 머신러닝과 조합 및 변형 되어 조금 더 발전 된 형태로 연구되어지고 있다. 따라서 수많은 알고리즘이 개발되고 있는 시점이다. 본 연구는 최근 좋은 결과로 관심을 받고있는 GAN(Generative Adversarial Net)을 중심으로 IT기술의 머신러닝과 그림을 조합하여 자동채색을 목적으로 GAN 알고리즘을 비교하고 분석하고자 한다. GAN 알고리즘들 가운데서 'Conditional GAN'과 'Wasserstein GAN'을 사용하여 자동채색을 적용시켰고, 가장 부합한 알고리즘을 찾고 성능을 비교하여 어떠한 알고리즘이 '자동채색' 목적에 더 부합한지 비교하고 판단 한다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
• /
• 제12권7호
• /
• pp.303-314
• /
• 2023

음성 변환(Voice Conversion)은 개인의 음성 데이터를 다른 사람의 음향적 특성(음조, 리듬, 성별 등)으로 재생성할 수 있는 기술로, 교육, 의사소통, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 논문은 StarGAN-VC 모델을 기반으로 한 접근 방식을 제안하여, 병렬 발화(Utterance) 없이도 현실적인 음성을 생성할 수 있다. 고정된 원본(source) 및 목표(target)화자 정보의 원핫 벡터(One-hot vector)를 이용하는 기존 StarGAN-VC 모델의 제약을 극복하기 위해, 본 논문에서는 사전 훈련된 Rawnet3를 사용하여 목표화자의 특징 벡터를 추출한다. 이를 통해 음성 변환은 직접적인 화자 간 매핑 없이 잠재 공간(latent space)에서 이루어져 many-to-many를 넘어서 any-to-any 구조가 가능하다. 기존 StarGAN-VC 모델에서 사용된 손실함수 외에도, Wasserstein-1 거리를 사용하여 생성된 음성 세그먼트가 목표 음성의 음향적 특성과 일치하도록 보장했다. 또한, 안정적인 훈련을 위해 Two Time-Scale Update Rule (TTUR)을 사용한다. 본 논문에서 제시한 평가 지표들을 적용한 실험 결과에 따르면, 제한된 목소리 변환만이 가능한 기존 StarGAN-VC 기법 대비, 본 논문의 제안 방법을 통해 다양한 발화자에 대한 성능이 개선된 음성 변환을 제공할 수 있음을 정량적으로 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제38권6호
• /
• pp.670-677
• /
• 2019

음성 또는 음향 이벤트 신호에서 발생하는 배경 잡음은 인식기의 성능을 저하시키는 원인이 되며, 잡음에 강인한 특징을 찾는데 많은 노력을 필요로 한다. 본 논문에서는 딥러닝을 기반으로 다중작업 오토인코더(Multi-Task AutoEncoder, MTAE) 와 와설스타인식 생성적 적대 신경망(Wasserstein GAN, WGAN)의 장점을 결합하여, 잡음이 섞인 음향신호에서 잡음과 음성신호를 추정하는 네트워크를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 MTAE-WGAN는 구조는 구배 페널티(Gradient Penalty) 및 누설 Leaky Rectified Linear Unit (LReLU) 모수 Parametric ReLU (PReLU)를 활용한 변수 초기화 작업을 통해 음성과 잡음 성분을 추정한다. 직교 구배 페널티와 파라미터 초기화 방법이 적용된 MTAE-WGAN 구조를 통해 잡음에 강인한 음성특징 생성 및 기존 방법 대비 음소 오인식률(Phoneme Error Rate, PER)이 크게 감소하는 성능을 보여준다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제25권3호
• /
• pp.140-161
• /
• 2022

탄성파 탐사 자료 획득 시 자료의 일부가 손실되는 문제가 발생할 수 있으며 이를 위해 자료 보간이 필수적으로 수행된다. 최근 기계학습 기반 탄성파 자료 보간법 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 영상처리 분야에서 이미지 초해상화에 활용되고 있는 CNN (Convolutional Neural Network) 기반 알고리즘과 GAN (Generative Adversarial Network) 기반 알고리즘이 탄성파 탐사 자료 보간법으로도 활용되고 있다. 본 연구에서는 손실된 탄성파 탐사 자료를 높은 정확도로 복구하는 보간법을 찾기 위해 CNN 기반 알고리즘인 U-Net과 GAN 기반 알고리즘인 cWGAN (conditional Wasserstein Generative Adversarial Network)을 탄성파 탐사 자료 보간 모델로 사용하여 성능 평가 및 결과 비교를 진행하였다. 이때 예측 과정을 Case I과 Case II로 나누어 모델 학습 및 성능 평가를 진행하였다. Case I에서는 규칙적으로 50% 트레이스가 손실된 자료만을 사용하여 모델을 학습하였고, 생성된 모델을 규칙/불규칙 및 샘플링 비율의 조합으로 구성된 총 6가지 테스트 자료 세트에 적용하여 모델 성능을 평가하였다. Case II에서는 6가지 테스트 자료와 동일한 형식으로 샘플링된 자료를 이용하여 해당 자료별 모델을 생성하였고, 이를 Case I과 동일한 테스트 자료 세트에 적용하여 결과를 비교하였다. 결과적으로 cWGAN이 U-Net에 비해 높은 정확도의 예측 성능을 보였으며, 정량적 평가지수인 PSNR과 SSIM에서도 cWGAN이 높은 값이 나타나는 것을 확인하였다. 하지만 cWGAN의 경우 예측 결과에서 추가적인 잡음이 생성되었으며, 잡음을 제거하고 정확도를 개선하기 위해 앙상블 작업을 수행하였다. Case II에서 생성된 cWGAN 모델들을 이용하여 앙상블을 수행한 결과, 성공적으로 잡음이 제거되었으며 PSNR과 SSIM 또한 기존의 개별 모델 보다 향상된 결과를 나타내었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제16권2호
• /
• pp.713-725
• /
• 2022

Mostly, artificial intelligence does not show any definite change in emotions. For this reason, it is hard to demonstrate empathy in communication with humans. If frequency modification is applied to neutral emotions, or if a different emotional frequency is added to them, it is possible to develop artificial intelligence with emotions. This study proposes the emotion conversion using the Generative Adversarial Network (GAN) based voice frequency synthesis. The proposed method extracts a frequency from speech data of twenty-four actors and actresses. In other words, it extracts voice features of their different emotions, preserves linguistic features, and converts emotions only. After that, it generates a frequency in variational auto-encoding Wasserstein generative adversarial network (VAW-GAN) in order to make prosody and preserve linguistic information. That makes it possible to learn speech features in parallel. Finally, it corrects a frequency by employing Amplitude Scaling. With the use of the spectral conversion of logarithmic scale, it is converted into a frequency in consideration of human hearing features. Accordingly, the proposed technique provides the emotion conversion of speeches in order to express emotions in line with artificially generated voices or speeches.