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그리고 2023년을 맞아 챗GPT를 계기로 GAN 기술 및 생성형 AI가 잠금해제되고 대중화 시대를 맞이했다. 포문을 연 챗GPT는 온라인의 모든 문서를 학습해 질문에 대한 문서형의 최종 맞춤형 출력물을 생성하지만, 이후 그림, 동영상, 음악 등을 생성형 AI가 더욱 고도화할 것으로 전망된다. 생성형 AI 기술은 일반적으로 비용이 많이 들고 전문인력이 필요한 고급 생성 모델에서 실행됐기 때문에 일반 기업이 감당하기 어려웠다. 하지만 최근 일반인도 쉽게 이용할 수 있는 생성형 AI 플랫폼 달리(DALL.E), 미드저니(Midjourney), 스테이블 디퓨전(Stable Diffusion)은 빠르고 최소화한 컴퓨팅으로 상대적으로 좋은 출력물을 생성할 수 있어 인기가 높아지고 있다. 하지만 이러한 생성도구의 범위는 가장 단순한 버전이다.
구글이 설명하는 GAN 기술의 간단한 개념을 살펴보자. GAN은 생성기와 판별기로 구성된다. 생성기는 데이터를 학습하며 그럴듯한 초기 출력물을 생성하기 시작한다. 완성도가 떨어지는 생성 인스턴스는 판별기에 의해 부정의 학습 예제가 된다. 판별기는 생성기가 만든 가짜 생성물과 실제 데이터를 구별하는 방법을 학습한다. 판별기는 완성도가 떨어지는 결과를 만든 생성기에 페널티를 부과한다. 쉽게 정리하자면 생성기는 계속 가짜를 만드는 훈련을 하고 판별기는 지속적으로 가짜를 구별하는 훈련을 하며 끊임없이 대결한다. 학습이 진행됨에 따라 생성기는 판별기를 감쪽같이 속일 수 있는 출력물을 만드는 데 성공한다.
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GAN 기술의 특허 핵심기업 및 키워드
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국내 GAN 관련 특허는 공개특허 수 기준으로 삼성전자가 총 24건으로 가장 많았다. 삼성전자는 ‘픽셀별주석을 생성하는 생성형 적대 신경망(GAN)을 학습시키는 방법(출원번호1020200034099)’, ‘복제 비디오를 검출하는 장치 및 방법(1020210052526)’, ‘미지의 저하가 발생한 실제 초고해상도의 신경망을 학습시키는 시스템 및 방법(1020210042444)’, ‘반복적 생성을 통해 출력 콘텐트를 향상시키기 위한 디바이스, 방법 및 프로그램(1020190160008)’ 등을 보유하고 있다.
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GAN 관련 미국 특허는 IBM이 72건으로 가장 많았다. IBM 특허는 ‘원본 및 수정된 이미지를 사용한 사용자 인증’, ‘음성 합성을 위한 음성 복제 전송’, ‘비디오 및 오디오 기록의 자동 컨텍스트 인식 구성 및 동기화’, ‘복잡한 지식 기반 내에서 검색 결과의 적절성 증가’ 등이다. 이어 캐피털원서비스(61건), 어도비(51건), 삼성전자(39건), 엔비디아(35건), 지멘스헬시니어스(30건), 마이크로소프트(23건), 포드(21건), 인텔(17건), 상하이 유나이티드 이미징 인텔리전스(16건), 엑센추어 글로벌 솔루션(16건), 텐센트(16건), GE(16건), X디벨롭먼트(15건) 순이었다.
GAN 기술의 특허들의 최근 급성장 키워드를 살펴보면, 증강된 데이터(augmented data) 7건, 증분학습(incremental learning) 5건, 앙상블 모델(ensemble model) 5건, 식별 모델(identification model) 5건, 학습 목표(learning objective) 3건, 기계학습 예측(machine learning prediction) 2건, 광학 검사 시스템(optical inspection system) 2건, 태스크 모델(task model) 2건, 노이즈 제거 필터(noise reduction filter) 2건, 뉴럴 네트워크 가중치(neural network weight) 4건, 단일 광자 방출(single photon emission) 8건, 머신 러닝 분류(machine learning classification) 2건 순이었다.
한편, 영국 테크 전문 미디어 더 리지스터(The Register)는 “입력 데이터를 출력에서 마술처럼 변환하는 것처럼 보이는 숫자 처리 프로세스는 종종 불투명하고 해석할 수 없다”며 “그래서 AI와 신경망 기술은 쉽게 설명할 수 없으므로 특허 심사관이 출원의 핵심 세부사항을 평가하기 어렵다”고 보도했다.
- 이진원 기자 lee.zinone@joongang.co.kr