삼성전자 세트 부문 선행 연구개발(R&D) 조직인 삼성리서치 산하 폴란드연구소(Samsung R&D Institute Poland)와 북경연구소(Samsung R&D Institute China-Beijing)가 각종 글로벌 AI 경진대회에서 우승을 차지하며 눈부신 성과를 이뤘다.

폴란드연구소와 북경연구소는 세계적으로 전통 있는 자동 언어 번역 워크숍 중 하나인 구술 언어 번역 국제워크숍(International Workshop on Spoken Language Translation, IWSLT)에 참가해 두 개의 개별 과제에서 1위를 차지했다. IWSLT는 올해 자연어 처리 분야에서 최고 수준의 국제학술대회인 전산언어학협회(Association for Computational Linguistics, ACL) 콘퍼런스에 포함되며 그 권위를 인정받았다.

녹취 없이 음성에서 번역으로… IWSLT E2E 분야 1위 차지한 폴란드연구소

폴란드연구소는 영어로 구성된 TED 강연을 독일어로 번역해내는 과제를 자체 연구 역량만으로 성공적으로 이행하며 2년 연속 오디오-텍스트 번역 부문 1위를 달성했다. 텍스트-텍스트 번역 부문을 포함하면 올해로 4년 연속 IWSLT 경진대회 1위를 기록하는 쾌거를 거둔 것이다.

폴란드연구소는 영어-독일어 오디오-텍스트 번역 부문에 참가해, 입력된 음성을 곧바로 번역하는 엔드 투 엔드(End-to-End, E2E) 시스템으로 과제를 해결했다.^[1] E2E 시스템에 기반한 단독형 인코더-디코더 딥 뉴럴 네트워크를 사용해서, 영어와 독일어 두 언어의 텍스트를 모두 작성할 수 있도록 한 것. 녹취 과정을 포함해 음성 인식 단계의 오류가 빈번했던 전통적 시스템과 달리, E2E는 음성 입력 후 곧바로 번역이 진행돼 오류를 줄일 수 있다. E2E 음성 번역 시스템은 아직 연구 기간도 3년에 불과하고 주목도 덜한 방식이다. 폴란드연구소는 E2E 시스템을 사용해 전통적 방식을 능가하는 성과를 내며 음성 번역 연구의 선두 주자로 떠올랐다.

▲ IWSLT 경진대회에 참가한 폴란드연구소(Samsung R&D Institute Poland) 팀

나아가 폴란드연구소는 국제전기전자공학회(IEEE)가 개최한 DCASE(Detection and Classification of Acoustic Scenes and Events) 2020 경진대회에서 기술을 선도하는 팀으로 인정받기도 했다. DCASE는 첨단 AI 기술을 활용해 오디오 신호를 이해·해석하는 것을 목표로 하는 대회. 2019년 음향 장면 이해와 소리의 출처를 측정하는 과제에서 각각 1위를 차지했던 폴란드연구소가 올해는 ‘기계 상태 모니터링을 위한 이례적인 소리의 자율적 포착(Unsupervised Detection of Anomalous Sounds for Machine Condition Monitoring)’ 과제에 초점을 맞췄다. 정상적인 소리 샘플들 사이에서 이례적 소리를 감지해내는 과제였는데, 폴란드연구소는 40개 팀 중 2위를 기록하며 기술의 우위를 증명했다.

▲ DCASE 경진대회에 참가한 폴란드 연구소 (Samsung R&D Institute Poland) 팀

아시아 언어 사이의 번역 능력 ‘최상’, 상위권 휩쓴 북경연구소

아시아 언어 사이의 번역 능력 평가에서도 삼성리서치의 기술력이 빛났다. 북경연구소가 IWSLT에 참가해, 일본어-중국어 간 번역 능력을 평가하는 ‘오픈 도메인 번역(Open Domain Translation)’ 과제에서 우승을 차지한 것. 이는 아시아 언어 간의 번역 연구를 활성화하고 기계 번역을 위한 웹 말뭉치^[2]들의 활용과 데이터 출처에 대한 세밀한 처리를 촉진하기 위한 과제였다.

북경연구소는 일본어를 중국어로 번역하는 분야에 참여했다. 채택한 방식은 대형 번역 모델 설계를 기반으로 한 ‘상대적 위치 어텐션(Relative Position Attention)’으로, 사전 데이터 처리의 정교함을 높여 번역의 정확도를 끌어올렸다. 뿐만 아니라 바이트 페어 인코딩(Byte Pair Encoding)을 통해 단어를 의미 있는 단위로 쪼갠 결과물과, 문장을 구성한 조각들을 비교했다. 신경망 기계 번역(Neural Machine Translation, NMT) 성능을 향상시키기 위해 단일 언어 말뭉치를 본래 언어로 역번역하는 과정도 포함됐다.

▲ IWSLT 경진대회에 참가한 북경연구소(Samsung R&D Institute China-Beijing) 팀

앞서 북경연구소는 지난 6월 컴퓨터 비전 분야 세계 최고 수준 학회인 CVPR(Conference on Computer Vision and Pattern Recognition) 2020이 주최한 각종 경진대회에서도 우수한 성적을 거뒀다. △가상 환경하에서 로봇이 인간의 명령을 이해하고 올바른 행동을 할 수 있도록 유도하는 ‘체화된 인공지능 경진대회’, △시각장애인이 촬영한 이미지에 대해 알맞은 설명을 예측해내는 ‘비즈위즈 캡션 경진대회’, △다양한 언어로 영상에 대해 설명할 수 있는 모델 개발의 진행 상황을 비교·평가하는 ‘바텍스 영상 캡션 경진대회’ 등에 참가하여 각각 2위를 차지했다.

▲ CVPR 경진대회에 참가한 북경연구소(Samsung R&D Institute China-Beijing) 팀들

삼성전자 폴란드 연구소, 2019 구술언어번역 국제워크숍 경진대회 우승

삼성전자 폴란드 연구소는 구술언어번역 국제워크숍(International Workshop on Spoken Language Translation, IWSLT)에서 진행한 경진대회에 참가하여 3년 연속 수상이라는 쾌거를 거두었다. IWSLT는 기계번역 워크숍(WMT, Workshop on Machine Translation)과 쌍벽을 이루는 자동언어번역 분야의 주요 워크숍이다. 올해 삼성전자 폴란드 연구소는 영국 에든버러 대학교와 협력하여, 영어-체코어 텍스트-텍스트 번역 부문과 영어-독일어 오디오-텍스트 번역 시스템 부문에서 1위를 차지했다.

삼성전자 연구원들은 텍스트-텍스트 번역 부문에서 테드 토크(TED TalK) 상의 영어 구술언어의 텍스트 문서를 체코어로 번역할 수 있는 모델을 개발해냈다. 이 모델을 선보이기 위해 선행되어야 할 과제는 대규모의 여과된 말뭉치^[1] 개발이었다. 이 말뭉치를 통해 최대한 많은 합성 데이터를 활용하고 만들어낼 수 있기 때문. 폴란드 연구소 팀이 구축한 시스템이 만들어낸 번역 모델은 전문 번역가들에 의한 평가 결과, 유창함과 타당성 면에서 최상위 점수를 기록, 이번 경진대회의 최우수 과제로 선정되었다.

이 외에도, 폴란드 연구팀은 영어-독일어 오디오-텍스트 번역 시스템 부문에 최초로 참여, 우승을 거머쥐었다. 그들이 수행한 과제는 영어로 녹음된 테드 토크(TED TalK) 오디오를 독일어 텍스트로 만드는 것. 이를 위해서는 영어 오디오 파일을 독일어로 번역된 텍스트 파일로 변환시킬 수 있는 단일 모델을 개발해야 했다. 단일 모델 개발 시의 난제는 오디오 소스의 데이터양이 텍스트 소스에 비해 훨씬 적다는 것인데, 삼성전자 폴란드 연구소는 이를 극복하기 위한 혁신적인 방법을 제시해 올해 대회에서 1위를 차지했다.

삼성리서치 아메리카 AI 센터, 2019 국제 컴퓨터 비전 학회 경진대회 우승

올해 10월, 삼성리서치 아메리카의 AI 센터 연구원들은 국제 컴퓨터 비전 학회(International Conference on Computer Vision, ICCV)의 패션 IQ 챌린지에서 1위를 수상했다.

컴퓨터 비전 분야에서 가장 권위 있는 국제학회인 ICCV가 개최하고 IBM 리서치가 후원한 ‘언어학과 이미지, 비디오 검색의 만남(The Linguistics Meets Image and Video Retrieval (Fashion IQ)’ 경진대회는 이미지 검색 작업을 겨루는 방식으로 진행되었는데, 최근 각광받는 자연어 인터페이스를 사용한 시각 콘텐츠 검색이라는 점에서 많은 석학과 연구진들의 관심이 집중되었다.

삼성리서치 아메리카 AI 센터 연구팀인 ‘슈퍼랩터스’는 “자연어 피드백을 이용한 다양한 이미지 검색 모델의 다중 통합 양식(Multimodal Ensemble of Diverse Models for Image Retrieval Using Natural Language Feedback)”이라는 이미지 검색 기술로 참가, 다수의 딥러닝 모델을 사용해 다양한 양식으로 데이터를 혼합하는 연구 성과를 선보였다.

삼성리서치 아메리카 AI 센터 팀의 이번 우승은 삼성리서치 연구팀이 언어와 비전을 포함하는 다모드 대회에서 처음으로 우승한 사례가 되었다. 이전에는 삼성전자 AI 모스크바 센터, 삼성전자 폴란드 연구소, 삼성전자 R&D 베이징 연구소가 단일 모드 대회에서 수상을 한 바 있다.

삼성전자가 통·번역, 자율주행 등 분야의 글로벌 인공지능(AI) 테스트 대회에서 1위를 차지하며 기술 주도권을 이어가고 있다. 각 대회에서 활용한 AI 알고리즘은 실생활과 밀접한 기술들이어서 더 관심을 끈다.

삼성전자 세트부문 선행 연구개발(R&D) 조직인 삼성리서치의 폴란드연구소는 지난달 영국 에든버러 대학과 공동으로 글로벌 통·번역 AI 대회인 ‘IWSLT(International Workshop on Spoken Language Translation)’에 참가해 1위에 올랐다. IWSLT는 AI를 활용해 통역, 번역의 정확성을 겨루는 대회 중 ‘WMT(Workshop on Machine Translation)’와 함께 쌍벽을 이룬다. 삼성리서치 폴란드연구소는 IWSLT에서 지난해에 이어 2년 연속 1위를 기록하며 경쟁력을 입증했다.

IWSLT는 두 개 부문으로 나눠 대회를 진행한다. 폴란드연구소는 자료가 부족한 상황에서 번역을 실행하는 부문(Low Resource Machine Translation)에 참가했다. 대회는 AI 기술을 활용해 스페인 북동부 지역에서 쓰는 바스크어 기반의 테드 강연(TED Talks)을 영어로 번역하는 형태로 진행됐다.

▲ IWSLT에 참가한 삼성리서치 폴란드연구소 팀

주최 측은 바스크어와 영어로 짝 지어진 100만개의 영화 자막과 일부 다국어 테드 강연 자막을 제공[1]했다. AI 알고리즘이 이 자료들만으로 학습을 한 뒤, 별개의 테드 강연을 번역하게 하는 고난위도 방식이다. 삼성리서치 폴란드연구소는 사람이 번역을 했을 때와 비교해, 26.21점의 가장 높은 매칭률[2]을 기록하며 선두에 올랐다. 이번 기술은 자료가 부족한 상황에서도 AI를 활용해 다국어 번역을 실행하는 솔루션에 유용하게 쓰일 수 있다.

삼성리서치 우크라이나연구소는 자동차 관련 분야에서 세계 3대[3] AI 대회로 꼽히는 ‘KITTI(Karlsruhe Institute of Technology and Toyota Technological Institute at Chicago)’의 한 분야에서 1위를 기록 중이다. KITTI는 도로상태, 물체탐지, 보행자 추적, 음향 등 자동차 관련 AI 기술을 겨루는 대회다.

우크라이나연구소는 9대 부문, 17대 분야 대회 중 보행자 추적 분야에 참가했다. 대회는 28개의 서로 다른 영상에서 추출한 약 3,400장의 연속된 사진 속에서 특정 보행자의 동선을 얼마나 정확히 추적하느냐를 겨루는 방식으로 진행한다.

▲ 삼성리서치 우크라이나연구소 팀

우크라이나연구소는 ‘서타키(SiRtaKi)’라는 물체 추적을 위한 자체 AI 알고리즘으로 지난 8월 대회에 참가해 현재까지 1위를 지키고 있다[4]. 삼성리서치는 이번 대회에서 우수성을 인정받은 서타키 솔루션을 자율주행, 차세대 가전 등 분야에 적용할 계획이다.

앞서 삼성리서치는 7월 기계학습(machine reading) 분야의 글로벌 대회 중 하나인 ‘마르코(MSMARCO)’, ‘트리비아(TriviaQA)’ 테스트에서 나란히 1위에 올랐다. 이중 트리비아의 웹(web) 분야에서 여전히 1위 자리를 지키고 있다. 3월에는 삼성리서치 베이징연구소가 국제패턴인식협회(IAPR)의 문자인식 대회(‘ICDAR’)에서 1위에 오르기도 했다. ICDAR은 광학문자판독(OCR) 분야에서 영향력이 가장 큰 대회다.

삼성리서치 조승환 부소장(부사장)은 “삼성전자는 세계 각지에서 세상을 바꿀 AI 기술 개발에 매진하고 있다”며 “이러한 기술들을 회사의 혁신 제품과 서비스에 적용해 사용자가 중심이 되는 AI 세상을 구현해나갈 것”이라고 밝혔다.

[1] 바스크어-영어, 바스크어-스페인어, 바스크어-불어로 된 테드 강연 문장을 각각 5,000여개씩(총 1만5,000여개 문장) 제공
[2] BLEU(Bilingual Evaluation Understudy score)라는 고유의 채점방식을 적용
[3] 다른 유명대회로 ‘칼테크 페데스트리안(Caltech Pedestrian)’, ‘시티스케이프스(CityScapes)’가 있음
[4] KITTI는 시점에 구애받지 않고 누구나 참가할 수 있으며, 테스트 결과에 따라 순위는 실시간으로 바뀜