JPH06295292A - Learning recognizer - Google Patents
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- JPH06295292A JPH06295292A JP5081568A JP8156893A JPH06295292A JP H06295292 A JPH06295292 A JP H06295292A JP 5081568 A JP5081568 A JP 5081568A JP 8156893 A JP8156893 A JP 8156893A JP H06295292 A JPH06295292 A JP H06295292A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速かつ効率的な学習及び追加学習が可能な
学習認識装置の提供。
【構成】 経路選択単位nは、入力信号を量子化する量子
化器と、複数の経路入力端子を有する第1の経路入力部
と、複数の経路出力端子を有する経路出力部と、複数の経
路出力端子を一つの経路出力端子に置き換える経路出力
統合器と、前記量子化出力に応じて、経路入力部と経路手
段との間の経路を選択する経路荷重部とを有し、学習認
識単位qは、教師信号を入力する教師信号入力部と、複数
の経路入力端子を有する第2の経路入力部からの入力に
対して重み付けを行なう荷重と、荷重からの出力を加算
する加算器と、その加算値をしきい値処理するしきい値
処理器の出力と教師信号に基づいて、前記荷重の値を決
定する学習器とを有し、経路選択単位を複数個階層的に
組み合わせて複数の分岐構造を構成し、その上層に、学習
認識単位を配置してなるもの。経路出力統合器が余剰な
信号経路を統合・削減して学習効率を高める。 (57) [Summary] [Purpose] To provide a learning and recognizing device capable of fast and efficient learning and additional learning. [Configuration] A route selection unit n includes a quantizer for quantizing an input signal, a first route input unit having a plurality of route input terminals, a route output unit having a plurality of route output terminals, and a plurality of routes. The learning recognition unit q has a path output integrator that replaces the output terminal with one path output terminal, and a path weighting section that selects a path between the path input section and the path means according to the quantized output. Is a teacher signal input section for inputting a teacher signal, a weight for weighting an input from a second path input section having a plurality of path input terminals, and an adder for adding outputs from the weights, And a learning device for determining the value of the weight based on the output of a threshold value processor for thresholding the added value and the teacher signal, and a plurality of branches by hierarchically combining a plurality of route selection units. Structure the structure, and arrange the learning and recognition units above it. Which was formed by. The route output integrator integrates / reduces redundant signal paths to improve learning efficiency.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、対象物の各種特徴デー
タに応じて前記対象物の認識判断の能力を学習により獲
得する学習認識装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a learning and recognizing device for acquiring the ability of recognizing and judging an object by learning according to various characteristic data of the object.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、認識能力を学習により獲得する学
習認識装置としては、ネイチャー323(1986)、第533頁〜
第536頁掲載のもの( D.E.Rumelhart , G.E.Hinton an
dR.J.Williams " Learning Representations by Back-
Propagating Errors ",Nature, vol.323. pp.533-536,
Oct. 9, 1986)がある。図6は前記従来の学習認識装置
の構成を示すものである。図6において、10は出力信
号算出部、20は学習時に前記出力算出部10の出力と
目標となる出力値との差を用いて前記出力信号算出部1
0の結合荷重の値を更新する結合荷重更新部で、教師信
号発生部100、誤差信号算出部110、結合荷重更新
量算出部120より成る。この出力信号算出部10は、
図7に示すように階層構造を形成しており、30は多入
力・一出力信号処理部、40は出力信号算出部の入力部
である。図8は前記多入力・一出力信号処理部30の構
成を具体的に示したものである。図8において、50は
信号の入力部、60は入力部50からの複数入力を重み
付ける荷重を格納するメモリー、70はメモリー60の
結合荷重と入力部50からの入力信号値の積を求める乗
算器、80は乗算器70の各出力の和を求める加算器。
90は加算器80の出力を一定範囲内の値に制限するし
きい値処理器である。しきい値処理器90の入出力特性
を図9に示す。たとえば、出力を(0,1)の範囲に限
定するしきい値処理器90の入出力特性は式(1)のよ
うに表現できる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a learning and recognition device for acquiring recognition ability by learning, Nature 323 (1986), pp. 533-
Page 536 (DERumelhart, GEHinton an
dR.J.Williams "Learning Representations by Back-
Propagating Errors ", Nature, vol.323.pp.533-536,
Oct. 9, 1986). FIG. 6 shows the configuration of the conventional learning and recognition device. In FIG. 6, 10 is the output signal calculation unit, and 20 is the output signal calculation unit 1 using the difference between the output of the output calculation unit 10 and the target output value during learning.
A joint weight updating unit that updates the value of the joint weight of 0, and includes a teacher signal generator 100, an error signal calculator 110, and a joint weight update amount calculator 120. This output signal calculation unit 10
As shown in FIG. 7, a hierarchical structure is formed, 30 is a multi-input / one-output signal processing unit, and 40 is an input unit of the output signal calculation unit. FIG. 8 specifically shows the configuration of the multi-input / single-output signal processing unit 30. In FIG. 8, 50 is a signal input section, 60 is a memory for storing weights for weighting a plurality of inputs from the input section 50, and 70 is a multiplication for obtaining the product of the coupling weight of the memory 60 and the input signal value from the input section 50. And 80 is an adder for obtaining the sum of the outputs of the multiplier 70.
Reference numeral 90 is a threshold value processor that limits the output of the adder 80 to a value within a certain range. The input / output characteristics of the threshold value processor 90 are shown in FIG. For example, the input / output characteristics of the threshold value processor 90 that limits the output to the range of (0, 1) can be expressed as in Expression (1).
【0003】 f(I) = 1/(1+exp(−I+θ)) ・・・(1) ここで、Iはしきい値処理器90の入力、θはしきい値
である。F (I) = 1 / (1 + exp (−I + θ)) (1) where I is the input of the threshold value processor 90 and θ is the threshold value.
【0004】以上のように構成された従来の学習認識装
置について、以下にその動作を説明する。出力信号算出
部10の入力部40に入力信号が入力されると、各多入
力一出力信号処理部30は、結合している下層の多入力
一出力信号処理部の出力とメモリー60に格納されてい
る結合荷重との積を乗算器70により求め、前記乗算器
の出力の総和を加算器80により求めた後、前記加算器
の出力値をしきい値処理器90でしきい値処理を行い、
その値を上層の多入力一出力信号処理部の入力部に出力
する。すなわち、i番目の多入力一出力信号処理部30
の出力値oiを数式で表現すると式(2)のように表現
できる。The operation of the conventional learning / recognition device configured as described above will be described below. When an input signal is input to the input unit 40 of the output signal calculation unit 10, each multi-input one-output signal processing unit 30 is stored in the memory 60 and the output of the lower multi-input one-output signal processing unit. The product of the combined weight is obtained by the multiplier 70, the sum of the outputs of the multipliers is obtained by the adder 80, and then the output value of the adder is thresholded by the threshold processor 90. ,
The value is output to the input unit of the upper layer multi-input single-output signal processing unit. That is, the i-th multi-input one-output signal processing unit 30
When the output value o i of is expressed by a mathematical expression, it can be expressed as Expression (2).
【0005】 oi = f( Σj wij・oj ) ・・・(2) ここで、fは式(1)に示したしきい値処理器90の入
出力特性を表わす関数、Σjはjに関する総和、wijはメ
モリー60に格納されているi番目の多入力一出力信号
処理部30と下層のj番目の多入力一出力信号処理部3
0との結合荷重、ojは下層のj番目の多入力一出力信号
処理部30の出力値を表わす。O i = f (Σ j w ij · o j ) ... (2) where f is a function representing the input / output characteristic of the threshold value processor 90 shown in equation (1), and Σ j Is the sum of j, and w ij is the i-th multi-input / output signal processing unit 30 stored in the memory 60 and the j-th multi-input / output signal processing unit 3 in the lower layer.
The coupling weight with 0, o j , represents the output value of the j-th multi-input one-output signal processing unit 30 in the lower layer.
【0006】前記出力信号算出部10の入力部40から
入力される信号に対して、教師信号発生部100が前記
入力信号に対する望ましい出力信号を教師信号として発
生し、誤差信号算出部110は前記出力信号算出部10
から出力される実際の出力値と前記教師信号との誤差を
出力する。誤差Eは式(3)のように算出される。For the signal input from the input unit 40 of the output signal calculation unit 10, the teacher signal generation unit 100 generates a desired output signal for the input signal as a teacher signal, and the error signal calculation unit 110 outputs the output signal. Signal calculator 10
The error between the actual output value output from the and the teacher signal is output. The error E is calculated as in equation (3).
【0007】 E = {Σi (ti − oi)2}/2 ・・・(3) ここで、oiは最上位層のi番目の多入力一出力信号処理
部30の出力値、tiは前記出力に対して目標となる出
力値を表わす。結合荷重更新部120は前記誤差信号算
出部110が出力した誤差Eをもとに前記出力信号算出
部10のメモリー60に記憶されている結合荷重の更新
量Δwijを算出し、結合荷重の更新を行なう。更新量Δ
wijは式(4)のように求められる。E = {Σ i (t i − o i ) 2 } / 2 (3) where o i is the output value of the i-th multi-input one-output signal processing unit 30 in the uppermost layer, t i represents the target output value for the output. The connection weight updating unit 120 calculates the update amount Δw ij of the connection weight stored in the memory 60 of the output signal calculation unit 10 based on the error E output from the error signal calculation unit 110, and updates the connection weight. Do. Update amount Δ
w ij is calculated as in equation (4).
【0008】 Δwij = −ε・∂E/∂wij + α・Δw'ij ・・・(4) ここで、ε及びαは学習に用いる正の定数であり、Δ
w'ijは前回の学習における結合荷重更新量である。Δw ij = −ε · ∂E / ∂w ij + α · Δw ′ ij (4) Here, ε and α are positive constants used for learning, and Δ
w ′ ij is the connection weight update amount in the previous learning.
【0009】上記のように、結合荷重の変更を繰り返す
ことで出力信号算出部10にある信号を入力した場合の
出力信号算出部10の出力と目標となる値に次第に近づ
いて行き、前記誤差Eが減少する。誤差Eが実用上十分
小さい値に達したときに学習を終了する。この学習が終
了したのち、この学習認識装置は入力される信号に対し
て望ましい値を出力して認識動作を行うことが出来る。As described above, by repeatedly changing the coupling load, the output of the output signal calculation unit 10 when a certain signal is input to the output signal calculation unit 10 gradually approaches the target value, and the error E Is reduced. The learning ends when the error E reaches a value that is sufficiently small for practical use. After the learning is completed, the learning recognition device can output a desired value for the input signal and perform the recognition operation.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のような構成では、学習時に全ての結合荷重を変更す
る必要があるため、学習に必要な計算量が多く、学習に
時間がかかった。しかも、学習終了後に未知の入力信号
に対して望ましい出力を得るように追加学習をさせる場
合、以前に学習した入力信号も用いて新たに学習をし直
す必要があり、時間がかかるという問題点を有してい
た。However, in the above-mentioned conventional configuration, all the connection weights need to be changed at the time of learning, so that the amount of calculation required for learning is large and the learning takes time. In addition, when additional learning is performed so as to obtain a desired output for an unknown input signal after completion of learning, it is necessary to perform new learning again using the previously learned input signal, which causes a problem that it takes time. Had.
【0011】本発明はかかる従来の学習認識装置の課題
を解決する為に、学習を高速かつ効率的に行え、さらに
未知の入力信号に対する追加学習も高速な学習認識装置
を提供することを目的とする。In order to solve the problems of the conventional learning and recognizing device, it is an object of the present invention to provide a learning and recognizing device which can perform learning at high speed and efficiently and can perform additional learning for unknown input signals at high speed. To do.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば、経路
選択単位を、信号入力部と、信号入力部からの入力信号
を量子化する量子化器と、単一または複数の経路入力端
子を有する経路入力部と、単一または複数の経路出力端
子を有する経路出力部と、複数の経路出力端子を一つの
経路出力端子に置き換える経路出力統合器と、量子化器
の量子化出力に応じて経路を選択する経路荷重部とによ
り構成し、学習認識単位を、教師信号入力部と、複数の
経路入力端子を有する経路入力部と、経路入力部からの
入力に対して重み付けを行なう荷重と、荷重からの出力
を加算する加算器と、加算器の出力をしきい値処理する
しきい値処理器と、しきい値処理器のしきい値を学習す
るしきい値学習器と、荷重の値を決定する学習器とによ
り構成し、経路選択単位を階層的に組み合わせて複数の
分岐構造を構成し、その上層に学習認識単位を配置して
なる学習認識装置である。According to the present invention, for example, a path selection unit includes a signal input section, a quantizer for quantizing an input signal from the signal input section, and a single or a plurality of path input terminals. A path input section having, a path output section having a single or a plurality of path output terminals, a path output integrator for replacing a plurality of path output terminals with one path output terminal, and a quantization output of a quantizer A learning signal recognition unit, a learning signal recognition unit, a path input unit having a plurality of path input terminals, and a weight for weighting an input from the path input unit. An adder that adds the outputs from the weights, a thresholder that thresholds the output of the adder, a threshold learner that learns the thresholds of the thresholder, and a weight value And a learner that determines A combination of units hierarchically configured multiple branched structure, a learning and recognition device formed by arranging the learning and recognition units thereon.
【0013】[0013]
【作用】本発明は上記の構成において、階層的に分岐構
造を有する学習認識装置の各階層の経路選択単位の信号
入力部に、対象物の特徴データを入力信号として入力す
ると、各階層の経路選択単位は、量子化器の出力に応じ
て、より上層との結合荷重を決定し、信号を上層へ伝達
する。ここで経路出力統合器が余剰な信号経路を統合し
信号経路数を削減することで、学習・認識の高速化およ
びメモリーの節約を可能とし、学習は最上位層の学習認
識単位に含まれる荷重のみを変更することにより学習を
行なうため、高速学習が可能である。According to the present invention, in the above structure, when the feature data of the object is input as an input signal to the signal input unit of the route selection unit of each layer of the learning and recognition apparatus having the hierarchical branch structure, the route of each layer is input. The selection unit determines the coupling weight with the upper layer according to the output of the quantizer, and transmits the signal to the upper layer. Here, the path output integrator integrates redundant signal paths and reduces the number of signal paths, which enables faster learning and recognition and saves memory. Learning is a weight included in the learning recognition unit in the top layer. High-speed learning is possible because learning is performed by changing only.
【0014】また、しきい値処理器が学習認識単位の出
力値を正規化し、最終層の出力値が上限値を有するよう
にすることで、結合荷重及び学習認識単位の出力の学習
によるオーバーフローを防ぐことができる。Further, the threshold value processor normalizes the output value of the learning recognition unit so that the output value of the final layer has the upper limit value, so that the overflow due to the learning of the connection weight and the output of the learning recognition unit is prevented. Can be prevented.
【0015】また、しきい値学習器が適切なしきい値を
学習することで学習効率を高め、学習の繰り返し回数を
削減することができる。Further, the threshold learning device can improve the learning efficiency by learning the appropriate threshold and reduce the number of times of repeating the learning.
【0016】さらに、複数の学習認識装置の出力結果を
参照する場合に、その出力の上限値を一致させること
で、各学習認識装置の出力をそのまま比較することがで
き、複数の学習認識装置を同時に用いることで高速化が
可能となる。Furthermore, when referring to the output results of a plurality of learning and recognizing devices, the outputs of the learning and recognizing devices can be compared as they are by making the upper limit values of the outputs coincide with each other. By using them at the same time, the speed can be increased.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1は、本発明の学習認識装置の第一の実
施例を示すものである。本実施例では、二種類の特徴デ
ータ(第一特徴データ、第二特徴データ)二組を三つの
カテゴリーの中の一つのカテゴリーに対応付けるもの
で、経路選択単位を複数個組み合わせて、二個の分岐構
造を有し、一つの分岐構造中に三層の階層を有するよう
に構成してある。第一層、第二層を経路選択単位n11
〜n12、n21〜n30で構成し、最上位層を学習認
識単位q31〜q33で構成する。各分岐構造中の各階
層の経路選択単位の信号入力部には判断すべき特徴デー
タを、教師信号入力部には教師信号を入力する。第二層
からは量子化信号が最上位層の量子化信号入力部に入力
され、最上位層の荷重の値は第二層の荷重入力部に入力
されるようになっている。FIG. 1 shows a first embodiment of the learning and recognition device of the present invention. In the present embodiment, two sets of two types of characteristic data (first characteristic data, second characteristic data) are associated with one category out of three categories. It has a branched structure, and is configured to have three layers in one branched structure. Route selection unit n11 for the first layer and the second layer
~ N12, n21 to n30, and the uppermost layer is composed of learning recognition units q31 to q33. The feature data to be judged is input to the signal input unit of the route selection unit of each hierarchy in each branch structure, and the teacher signal is input to the teacher signal input unit. From the second layer, the quantized signal is input to the quantized signal input unit of the uppermost layer, and the value of the load of the uppermost layer is input to the load input unit of the second layer.
【0019】図2は本発明の学習認識装置に用いる経路
選択単位の一実施例を示すものである。ここで、11は
信号入力部で、信号入力端子11aを介して入力された
認識の対象となる特徴データ信号を量子化器2に入力す
る。量子化器2は入力された信号を量子化し、量子化し
た結果を量子化信号出力端子2aおよび経路荷重部3b
に出力する。3aは経路入力部で、経路入力端子3a0
を介して入力された経路信号を経路荷重部3bに入力す
る。3e1〜3e5は経路出力端子で、経路選択単位を
階層的に組合せるときに、これらの端子を互いに連結す
るものである。FIG. 2 shows an embodiment of a route selection unit used in the learning and recognition device of the present invention. Here, 11 is a signal input unit, which inputs to the quantizer 2 the feature data signal to be recognized, which is input via the signal input terminal 11a. The quantizer 2 quantizes the input signal and outputs the quantized result to the quantized signal output terminal 2a and the path weighting unit 3b.
Output to. 3a is a route input unit, which is a route input terminal 3a0.
The route signal input via is input to the route load unit 3b. Reference numerals 3e1 to 3e5 denote route output terminals which connect these terminals to each other when the route selection units are hierarchically combined.
【0020】経路荷重部3bは、経路入力部3aと経路
出力部3eとの間を接続する荷重3b01〜3b05
と、前記荷重の値を前記量子化結果に応じて荷重3b0
1〜3b05に設定する荷重設定部3b0とで構成され
る。経路荷重部3bでは、荷重設定部3b0が入力信号
の量子化結果に基づいて、前記荷重値をそれぞれの量子
化レベルに対応する荷重に設定する。荷重3b01〜3
b05は、経路入力部3aから入力された経路信号を重
み付けし、経路出力部3eは、この重み付けした経路信
号を経路出力端子3e1〜3e5に出力する。3fは経
路出力端子統合器で、経路出力部3eと経路出力端子3
e1〜3e5の間の接続を切り替えを行なう。The route load unit 3b connects the loads 3b01 to 3b05 between the route input unit 3a and the route output unit 3e.
And the value of the load is a load 3b0 according to the quantization result.
1 to 3b05 and the load setting unit 3b0. In the path load unit 3b, the load setting unit 3b0 sets the load value to the load corresponding to each quantization level based on the quantization result of the input signal. Load 3b01-3
b05 weights the route signal input from the route input unit 3a, and the route output unit 3e outputs the weighted route signal to the route output terminals 3e1 to 3e5. 3f is a route output terminal integrator, which is a route output unit 3e and a route output terminal 3
The connection between e1 to e5 is switched.
【0021】3f01〜3f05は前記経路出力端子統
合器3fの入力端子、3f11〜3f15はその出力端
子である。初期状態では入力端子3f01〜3f05と
出力端子3f11〜3f15は1対1に接続されている
が、複数の入力端子を一つの出力端子に接続して経路数
を削減し、学習・認識の時間を低減することができる。
図では3f02から3f12への接続を3f02から3
f11に切り替えた状態を示している。このとき量子化
器によって選択された経路が3f01の場合にも3f0
2の場合にも経路選択単位の出力端子3e1から信号が
出力される。統合した結果使われなくなった経路は、上
の層に位置する学習認識単位において荷重の変更が行な
われなくなる。3f01 to 3f05 are input terminals of the path output terminal integrator 3f, and 3f11 to 3f15 are output terminals thereof. In the initial state, the input terminals 3f01 to 3f05 and the output terminals 3f11 to 3f15 are connected to each other in a one-to-one manner, but a plurality of input terminals are connected to one output terminal to reduce the number of paths, thereby reducing the learning / recognition time. It can be reduced.
In the figure, the connection from 3f02 to 3f12 is 3f02 to 3
It shows a state where the mode is switched to f11. At this time, even if the path selected by the quantizer is 3f01, 3f0
Also in the case of 2, a signal is output from the output terminal 3e1 of the route selection unit. For the paths that are not used as a result of the integration, the weights are not changed in the learning recognition units located in the upper layer.
【0022】図では最上位層の荷重の値を用いて経路出
力端子の統合を行なう場合を示す。端子の統合は学習を
何回か行なった後に行なう。荷重入力部3hを介して経
路出力統合器3fに入力される最上位層の荷重の値を用
い、二つの端子の全ての組合せについて評価値Dij(i
番目の端子とj番目の端子に対する評価値、ただしiとj
は異なる端子とする)を定め、Dijを最も小さくする二
つの端子を統合する。評価値としては例えば式(5)で
定められるものを用いることができる。The figure shows a case where the route output terminals are integrated by using the load value of the uppermost layer. The terminals will be integrated after learning several times. Using the load value of the uppermost layer input to the route output integrator 3f via the load input unit 3h, the evaluation values D ij (i
Evaluation values for the th and jth ports, where i and j
Are defined as different terminals), and the two terminals that minimize D ij are integrated. As the evaluation value, for example, one defined by the equation (5) can be used.
【0023】 Dij = Σn (win−wjn)2 ・・・(5) ここでwin、wjnは最上位層のn番目の学習認識単位に
含まれる荷重のうち、それぞれi番目、j番目の端子と同
じ経路に属する荷重の値を示し、Σn は全ての学習認識
単位についての和を表わす。[0023] D ij = Σ n (w in -w jn) 2 ··· (5) where w in, w jn is out of the load that is included in the n-th of learning and recognition unit of the uppermost layer, i-th, respectively , J represents the value of the weight that belongs to the same path as the j-th terminal, and Σ n represents the sum of all learning and recognition units.
【0024】図3は本発明の学習認識装置の最上位層に
用いる学習認識単位の一実施例を示す。1は教師信号入
力部、3aは経路入力部、3bは経路荷重部で、経路入
力部3aの出力値に重み付けを行なう荷重3b01〜3
b050及び前記結合荷重を変更する学習器3b1から
成る。3cは重み付けされた荷重の出力を加算する加算
器、3dは前記加算器3cの出力をしきい値処理するし
きい値処理器、3d1は前記加算器3cのしきい値を学
習によって設定するしきい値学習器、5は量子化信号入
力部で、量子化信号入力端子5a01〜5a10を介し
て全ての経路選択単位の量子化信号を学習器3b1に入
力し、3gは荷重値出力端子で荷重の値を出力し、経路
選択単位の経路出力端子の統合に用いる。FIG. 3 shows an embodiment of a learning and recognition unit used in the uppermost layer of the learning and recognition apparatus of the present invention. Reference numeral 1 is a teacher signal input unit, 3a is a route input unit, 3b is a route weighting unit, and weights 3b01-3 for weighting the output value of the route input unit 3a.
b050 and a learning device 3b1 for changing the connection weight. 3c is an adder for adding the outputs of the weighted weights, 3d is a threshold value processor for thresholding the output of the adder 3c, and 3d1 is for setting the threshold value of the adder 3c by learning. The threshold value learning device 5 is a quantized signal input unit, which inputs quantized signals of all route selection units to the learning device 3b1 via the quantized signal input terminals 5a01 to 5a10, and 3g is a weight value output terminal. The value of is output and used to integrate the route output terminals in route selection units.
【0025】学習器3b1は誤差算出器3b11と荷重
値算出器3b12から構成され、誤差算出器3b11は
学習認識単位の出力と教師信号入力部1からの入力値と
量子化信号入力部5からの入力に基づいて、荷重3b0
1〜3b050の値を決定する。学習過程では、一つ下
の階層の量子化信号によって選択された経路に属する荷
重について、誤差算出器3b11が式(6)のように誤
差信号を発生し、荷重値算出器3b12が前記誤差信号
を用いて式(7)のように荷重値を設定する。The learner 3b1 is composed of an error calculator 3b11 and a weight value calculator 3b12. The error calculator 3b11 outputs the learning recognition unit, the input value from the teacher signal input unit 1, and the quantized signal input unit 5. Based on input, load 3b0
Determine the values 1-3b050. In the learning process, the error calculator 3b11 generates an error signal as shown in equation (6) for the weight belonging to the path selected by the quantized signal of the next lower layer, and the weight value calculator 3b12 outputs the error signal. Using, the load value is set as in equation (7).
【0026】 E = t−o ・・・(6) w'3b0i = η・E+w3b0i ・・・(7) ここで、Eは誤差信号の値、tは教師信号の値、oは学
習認識単位の出力値、w'3b0iはi番目の荷重3b0i
の変更後の値、w3b0iは同変更前の値を示す。ηは学習
で用いる定数を表わす。E = t−o (6) w ′ 3b0i = η · E + w 3b0i (7) where E is the error signal value, t is the teacher signal value, and o is the learning recognition unit. Output value, w'3b0i is the i-th load 3b0i
Is the value after the change, and w 3b0i is the value before the change. η represents a constant used in learning.
【0027】しきい値処理器3dの入力と出力の関係は
式(1)の関係を用いる。ここで、Iは加算器3dから
の入力、θはしきい値学習器が設定するしきい値、f
(I)はしきい値処理器の出力である。しきい値学習器
は式(8)で示されるようにしきい値θを決定する。The relation of the equation (1) is used for the relation between the input and the output of the threshold value processor 3d. Here, I is the input from the adder 3d, θ is the threshold value set by the threshold value learner, and f
(I) is the output of the threshold processor. The threshold learner determines the threshold θ as shown in equation (8).
【0028】 θ' = ε・E + θ ・・・(8) ここで、Eは誤差信号の値、θ'は新しく学習したしき
い値、θは学習前のしきい値、tは教師信号の値、oは
学習認識単位の出力、すなわちしきい値処理器3dの出
力を示し、εは学習の定数を表わす。Θ ′ = ε · E + θ (8) Here, E is the value of the error signal, θ ′ is the newly learned threshold value, θ is the threshold value before learning, and t is the teacher signal. , O represents the output of the learning recognition unit, that is, the output of the threshold value processor 3d, and ε represents the learning constant.
【0029】次に、このように構成した学習認識装置の
学習動作を説明する。Next, the learning operation of the learning and recognizing device thus configured will be described.
【0030】各分岐構造の第一層目の経路選択単位n1
1〜n12の経路入力端子への経路入力信号として、"
1"を与える。又、これらの経路選択単位の量子化器へ
の信号入力端子には、認識対象物の第一特徴デ−タを入
力する(この図の場合には、二個の第一特徴デ−タを、
それぞれ二個の経路選択単位に入力する)。The route selection unit n1 of the first layer of each branch structure
As a route input signal to the route input terminals 1 to n12,
1 ". Also, the first feature data of the recognition object is input to the signal input terminals to the quantizers of these route selection units (in the case of this figure, two first feature data are input). Characteristic data,
Enter in two route selection units each).
【0031】各経路選択単位は、これらの第一特徴デ−
タを量子化器2で量子化し、この量子化した値に基づい
て、荷重設定部3b0はそれぞれのデータに対応する荷
重値をその量子化レベルに基づいて設定する。このよう
に一つの経路選択単位において複数の経路が選択され、
第二層目の経路選択単位n21〜n30の経路入力端子
へ、経路入力信号と前記荷重の値を掛けた値が送られ
る。Each route selection unit has these first feature data.
The quantizer 2 quantizes the data, and based on the quantized value, the weight setting unit 3b0 sets the weight value corresponding to each data based on the quantized level. In this way, multiple routes are selected in one route selection unit,
A value obtained by multiplying the route input signal by the value of the load is sent to the route input terminals of the route selection units n21 to n30 on the second layer.
【0032】第二層目の経路選択単位の信号入力端子に
は、認識対象物の第二特徴デ−タを入力する(図1では
二個の第二特徴デ−タを、それぞれn21〜n25、n
26〜n30に入力する)。第一層目の場合と同様に複
数の経路入力信号が選択され、全ての出力が最上位層の
全ての学習認識単位q31〜q33のそれぞれの経路入
力端子へ値が送られる。また、量子化信号は量子化信号
出力端子2aから最上位層の全ての学習認識単位の量子
化信号入力部5に送られる。学習前の初期状態では経路
出力端子統合器3fの入力端子3f01〜3f05と出
力端子3f11〜3f15は1対1に接続されており、
学習を何回か行なった後に経路出力端子3fの統合を行
なう。経路出力端子統合器3fは3f11〜3f15の
経路端子の全ての2端子の組合せに対して式(5)で定
義される評価値Dを求め、Dの値が最小になる2端子の
組を1つの端子に統合する。The second feature data of the recognition object is input to the signal input terminal of the route selection unit of the second layer (in FIG. 1, two second feature data are respectively n21 to n25). , N
26 to n30). As in the case of the first layer, a plurality of path input signals are selected, and all outputs are sent to the respective path input terminals of all learning and recognition units q31 to q33 in the uppermost layer. Further, the quantized signal is sent from the quantized signal output terminal 2a to the quantized signal input unit 5 of all learning and recognition units in the uppermost layer. In the initial state before learning, the input terminals 3f01 to 3f05 and the output terminals 3f11 to 3f15 of the route output terminal integrator 3f are connected one to one,
After learning several times, the route output terminals 3f are integrated. The route output terminal integrator 3f obtains the evaluation value D defined by the equation (5) for all combinations of the two terminals of the route terminals 3f11 to 3f15, and sets the pair of two terminals that minimizes the value of D to 1 Integrated into one terminal.
【0033】最上位層の学習認識単位の教師信号入力端
子1aには認識対象の信号が分類したい三つのカテゴリ
ーの内どのカテゴリーに属するかを示す教師入力信号、
すなわち、学習認識単位q31〜q33の内で最も大き
い値を出力することが望ましい学習認識単位に対して1
を入力し、他の学習認識単位に対しては0を入力する。At the teacher signal input terminal 1a of the learning recognition unit in the uppermost layer, a teacher input signal indicating which of the three categories the recognition target signal belongs to,
That is, it is 1 for the learning recognition unit in which it is desirable to output the largest value among the learning recognition units q31 to q33.
And 0 for other learning and recognition units.
【0034】たとえばq31が最も大きい出力を出すよ
うにする場合には、経路選択単位n11〜n12及びn
21〜n30にq31が表わすカテゴリーに属する信号
を入力し、学習認識単位q31には1を、他の学習認識
単位q32、q33には0を教師信号として入力する。
このとき、最上位層の各学習認識単位q31〜q33の
経路入力部3aには同じ値が入力され、学習認識単位ご
とに持つ荷重3b01〜3b050を乗じた後、加算器
3cで総和を求め、しきい値処理器3dでしきい値処理
された値が学習認識単位の出力値となる。誤差信号算出
器3b11は前記学習単位の出力値と教師信号の差を求
める。量子化信号によって選択された経路の新しい荷重
値は、荷重値算出器3b12は誤差信号算出器の出力に
比例した値だけ修正される。ここで、量子化信号によっ
て選択されない経路については荷重の変更は行なわれな
い。上記の操作を学習したい全ての認識対象について複
数回繰り返すことで、学習認識単位が望ましい出力を出
すようになる。なお、式(5)にしたがって学習する場
合、学習認識単位の出力oと教師信号tの値が一致すれ
ば荷重の変更量は0となり変更は行なわれない。しかし
ながら、一致しない場合にも学習認識単位のうち最も大
きな出力を出すことが望ましい学習認識単位が最大値を
出力している場合には、荷重値の更新を省略することが
できる。これにより、学習回数を削減することができ
る。しきい値の変更は荷重の学習と同様に式(8)に従
って行なわれる。For example, when q31 is to output the largest output, the route selection units n11 to n12 and n
A signal belonging to the category represented by q31 is input to 21 to n30, 1 is input to the learning recognition unit q31, and 0 is input to the other learning recognition units q32 and q33 as a teacher signal.
At this time, the same value is input to the path input unit 3a of each learning recognition unit q31 to q33 in the uppermost layer, and after the weights 3b01 to 3b050 held for each learning recognition unit are multiplied, the sum is obtained by the adder 3c, The value thresholded by the threshold processor 3d becomes the output value of the learning recognition unit. The error signal calculator 3b11 calculates the difference between the output value of the learning unit and the teacher signal. The new weight value of the path selected by the quantized signal is corrected by the weight value calculator 3b12 by a value proportional to the output of the error signal calculator. Here, the weight is not changed for the path not selected by the quantized signal. By repeating the above operation a plurality of times for all recognition targets to be learned, the learning recognition unit outputs a desired output. When learning is performed according to the equation (5), if the output o of the learning recognition unit and the value of the teacher signal t match, the change amount of the load becomes 0 and no change is made. However, when the learning recognition unit that is desired to output the largest output among the learning recognition units even when they do not match each other outputs the maximum value, the update of the load value can be omitted. As a result, the number of times of learning can be reduced. The threshold value is changed according to the equation (8) similarly to the learning of the weight.
【0035】つぎに、図1に示した学習認識装置の認識
動作を説明する。学習の動作と全く同様に、各分岐構造
の第一層目の経路選択単位n11〜n12の経路入力端
子への経路信号として、まず”1”を与える。又、これ
らの経路選択単位の量子化器への信号入力端子には、認
識対象物の第一特徴デ−タを入力する(この図の場合に
は、二個の第一特徴デ−タを、それぞれ二個の経路選択
単位に入力する)。Next, the recognition operation of the learning recognition device shown in FIG. 1 will be described. Just like the learning operation, "1" is first given as the route signal to the route input terminals of the route selection units n11 to n12 in the first layer of each branch structure. Further, the first feature data of the recognition object is input to the signal input terminal to the quantizer of these route selection units (in the case of this figure, two first feature data are , Two route selection units each).
【0036】各経路選択単位は、第一特徴デ−タを量子
化器2で量子化し、この量子化した値に基づいて、荷重
設定部3b0は特徴データに対応する前記荷重値を、そ
の量子化レベル位置に基づいて設定する。このように、
認識時には一つの経路が選択され、第二層目の経路選択
単位n21〜n30の経路入力端子へ、経路信号と前記
荷重の値をかけた値が送られる。In each route selection unit, the first feature data is quantized by the quantizer 2, and based on the quantized value, the load setting unit 3b0 quantizes the load value corresponding to the feature data. Set based on the conversion level position. in this way,
At the time of recognition, one route is selected, and a value obtained by multiplying the route signal and the load value is sent to the route input terminals of the route selection units n21 to n30 on the second layer.
【0037】第二層目の経路選択単位の信号入力端子に
は、認識対象物の第二特徴デ−タを入力する(この図の
場合には、二個の第二特徴デ−タを、それぞれn21〜
n25、n26〜n30に入力する)。第一層目の場合
と異なり、全ての出力値が、最上位層の全ての学習認識
単位q31〜q33に送られる。The second feature data of the object to be recognized is input to the signal input terminal of the route selection unit of the second layer (in the case of this figure, two second feature data, N21 ~
Input to n25 and n26 to n30). Unlike the case of the first layer, all output values are sent to all learning and recognition units q31 to q33 in the uppermost layer.
【0038】最上位層の学習認識単位は、経路入力部か
らの入力値に対して結合荷重を乗じ、加算器3cで総和
を求め、しきい値処理した値を出力する。このとき、複
数の学習認識単位の中で最大値を出力した学習認識単位
が表わすカテゴリーが認識結果となる。また、認識時に
は荷重およびしきい値の変更は行なわれない。このよう
にして前記学習認識装置は、入力した認識対象物特徴デ
−タに基づき、認識対象物の分類、認識判断を行なうこ
とができる。The learning recognition unit in the uppermost layer multiplies the input value from the path input section by the connection weight, obtains the sum by the adder 3c, and outputs the thresholded value. At this time, the category represented by the learning recognition unit that outputs the maximum value among the plurality of learning recognition units is the recognition result. Further, the weight and the threshold value are not changed at the time of recognition. In this way, the learning recognition device can perform classification and recognition judgment of the recognition target object based on the input recognition target object feature data.
【0039】以上説明したように、本発明による学習認
識装置は、分岐構造を有した多層の階層構造を構成し、
各経路選択単位の量子化器の出力に応じて、経路選択単
位同士の結合経路を切り換え、最上位層までの信号経路
を選択する。ここで経路出力統合器が余剰な信号経路を
統合し信号経路数を削減することで、学習・認識の高速
化およびメモリーの節約を可能とし、学習は最上位層の
学習認識単位に含まれる荷重のみを変更することにより
学習を行なうため、高速学習が可能である。As described above, the learning and recognition device according to the present invention constitutes a multi-layered hierarchical structure having a branch structure,
Depending on the output of the quantizer of each route selection unit, the coupling route between the route selection units is switched, and the signal route up to the uppermost layer is selected. Here, the path output integrator integrates redundant signal paths and reduces the number of signal paths, which enables faster learning and recognition and saves memory. Learning is a weight included in the learning recognition unit in the top layer. High-speed learning is possible because learning is performed by changing only.
【0040】また、しきい値学習器が適切なしきい値を
学習することで学習効率を高め、学習の繰り返し回数を
削減することができる。Further, by learning an appropriate threshold value by the threshold value learning device, the learning efficiency can be improved and the number of times of repeating learning can be reduced.
【0041】図4は本発明の学習認識装置の最上位層に
用いる学習認識単位の第二の実施例で教師信号変換器を
有するものを示す。1は教師信号入力部、3aは経路入
力部、3bは経路荷重部で、経路入力部3aの出力値に
重み付けを行なう荷重3b01〜3b050及び前記結
合荷重を変更する学習器3b1から成る。3cは重み付
けされた荷重の出力を加算する加算器、5は量子化信号
入力部、5a01〜5a10は量子化信号入力端子、3
b1は学習器、4は教師信号変換器である。教師信号変
換器4を除く構成は図3に説明した学習認識単位の第一
の実施例と同様である。FIG. 4 shows a second embodiment of the learning recognition unit used in the uppermost layer of the learning recognition apparatus of the present invention, which has a teacher signal converter. Reference numeral 1 is a teacher signal input unit, 3a is a route input unit, and 3b is a route weighting unit, which is composed of weights 3b01 to 3b050 for weighting the output value of the route input unit 3a and a learner 3b1 for changing the coupling weight. 3c is an adder for adding outputs of weighted weights, 5 is a quantized signal input unit, 5a01 to 5a10 are quantized signal input terminals, 3c
b1 is a learning device and 4 is a teacher signal converter. The configuration excluding the teacher signal converter 4 is the same as that of the learning recognition unit described in FIG.
【0042】前記教師信号変換器4は全ての学習認識単
位の出力および教師信号を用いて、入力される信号の属
するカテゴリーに応じて教師信号の強度を変える働きを
持つ。すなわち、教師信号変換器4は教師信号として与
えられる0、1の二値の教師信号をその信号が属するカ
テゴリーに応じて中間的な値に変換し、多値の教師信号
を発生する。教師信号の変換には学習認識単位の出力と
教師信号から求めた誤認識特性を利用する。たとえば、
カテゴリーAに属する信号は他のカテゴリーに誤認識さ
れないが、他のカテゴリーに属する信号はカテゴリーA
に誤認識される場合、カテゴリーAに属する入力信号に
対応する教師信号を他のカテゴリーに対応する教師信号
よりも小さい値に変換する。この変換後学習を進める
と、カテゴリーAを担当する学習認識単位の出力値は抑
えられ、カテゴリーAを担当する学習認識単位が他の学
習認識単位よりも大きな値を出す場合が少なくなる。そ
の結果、教師信号変換器による教師信号の変更量が大き
くなければ、カテゴリーAに属する信号が入力されたと
きにはカテゴリーAの学習認識単位がすべての学習認識
単位の中で最大値を出力する状態を維持し、カテゴリー
A以外の信号が入力されたときにカテゴリーAの学習認
識単位が最大値を出力することが少なくなる。逆に、カ
テゴリーAに属する信号は他のカテゴリーに誤認識され
るが、他のカテゴリーに属する信号はカテゴリーAに誤
認識されない場合、カテゴリーAに属する入力信号に対
応する教師信号を他のカテゴリーに対応する教師信号よ
りも大きい値に変換する。The teacher signal converter 4 has a function of changing the strength of the teacher signal according to the category to which the input signal belongs, by using the outputs of all learning and recognition units and the teacher signal. That is, the teacher signal converter 4 converts a binary teacher signal of 0 and 1 given as a teacher signal into an intermediate value according to the category to which the signal belongs, and generates a multivalued teacher signal. For the conversion of the teacher signal, the output of the learning recognition unit and the misrecognition characteristic obtained from the teacher signal are used. For example,
Signals belonging to category A are not misrecognized by other categories, but signals belonging to other categories are classified as category A.
When it is erroneously recognized, the teacher signal corresponding to the input signal belonging to category A is converted into a value smaller than the teacher signals corresponding to other categories. When the learning after conversion is advanced, the output value of the learning recognition unit in charge of the category A is suppressed, and the learning recognition unit in charge of the category A rarely outputs a larger value than the other learning recognition units. As a result, if the amount of change in the teacher signal by the teacher signal converter is not large, the learning recognition unit of category A outputs the maximum value among all learning recognition units when a signal belonging to category A is input. The learning recognition unit of category A outputs the maximum value less frequently when the signal other than the category A is input. Conversely, if a signal belonging to category A is erroneously recognized as another category, but a signal belonging to another category is not erroneously recognized as category A, the teacher signal corresponding to the input signal belonging to category A is classified as another category. Convert to a value larger than the corresponding teacher signal.
【0043】つぎに、図5を用いて教師信号変換器4を
有する学習認識単位を用いて最上位層を構成した学習認
識装置の学習動作を説明する。学習開始の状態では教師
信号変換器4は教師信号の変換を行なわず、教師信号入
力部に入力された教師信号がそのまま学習器に入力され
る。このとき教師信号変換器4は教師信号と学習認識単
位の出力を用いて、誤認識の記録(あるカテゴリーの信
号が他のカテゴリーに誤認識された頻度の記録)を行な
う。他の学習動作は第一の実施例を用いた場合と同じで
ある。Next, the learning operation of the learning / recognition device in which the uppermost layer is formed by using the learning / recognition unit having the teacher signal converter 4 will be described with reference to FIG. In the learning start state, the teacher signal converter 4 does not convert the teacher signal, and the teacher signal input to the teacher signal input unit is directly input to the learner. At this time, the teacher signal converter 4 records erroneous recognition (records the frequency at which a signal of a certain category is erroneously recognized by another category) using the teacher signal and the output of the learning recognition unit. Other learning operations are the same as in the case of using the first embodiment.
【0044】学習が何回か行なわれた後、教師信号変換
器4は誤認識の記録に基づき教師信号の変換を行なう。
たとえば、学習認識単位t31は担当外の入力信号に対
してt32、t33よりも大きな値を出力しないが、t
31が最大値を出力すべき時にt32またはt33がt
31よりも大きな値を出力することが多い場合、t31
が最大値を出力することが望ましいときに与えていた教
師信号を1よりも小さく0よりも大きい値(0.8な
ど)に変換し、他の学習認識単位に対しては0のまま変
換を行なわない。逆にt31が誤認識しやすく、t31
の担当カテゴリーに誤認識されることが少ない場合には
t31に対する教師信号を1よりも大きい値(1.2な
ど)に変換し、他の学習認識単位に対しては0のまま変
換を行なわない。このように教師信号変換器を有する構
成では、学習認識装置の誤認識結果に基づいて教師信号
変換器が誤認識が少なくなるように教師信号を変更する
ことで、必要な学習の回数を削減し、学習の高速化を可
能とする。After the learning is performed several times, the teacher signal converter 4 converts the teacher signal based on the record of the misrecognition.
For example, the learning recognition unit t31 does not output a value larger than t32 and t33 with respect to an input signal not in charge of
When t31 or t33 should output the maximum value, t32 or t33 is t
If a value larger than 31 is often output, t31
Is converted to a value less than 1 and larger than 0 (such as 0.8) when it is desirable to output the maximum value, and 0 is converted for other learning recognition units. Do not do. On the contrary, t31 is apt to be erroneously recognized, and t31
If there is little erroneous recognition in the category in charge of, the teacher signal for t31 is converted to a value larger than 1 (such as 1.2), and 0 is not converted for other learning recognition units. . In the configuration having the teacher signal converter as described above, the number of required learning is reduced by changing the teacher signal based on the erroneous recognition result of the learning recognition device so that the teacher signal converter reduces the erroneous recognition. , Enables faster learning.
【0045】認識動作時には教師信号は使われないた
め、認識動作は第一の実施例を用いた場合と同様であ
る。Since the teacher signal is not used during the recognition operation, the recognition operation is the same as in the case of using the first embodiment.
【0046】以上説明したように、本発明による学習認
識装置は、分岐構造を有した多層の階層構造を構成し、
各経路選択単位の量子化器の出力に応じて、経路選択単
位同士の結合経路を切り換え、最上位層までの信号経路
を選択する。ここで経路出力統合器が余剰な信号経路を
統合し信号経路数を削減することで、学習・認識の高速
化およびメモリーの節約を可能とし、学習は最上位層の
学習認識単位に含まれる荷重のみを変更することにより
学習を行なうため、高速学習が可能である。As described above, the learning and recognition device according to the present invention forms a multi-layer hierarchical structure having a branch structure,
Depending on the output of the quantizer of each route selection unit, the coupling route between the route selection units is switched, and the signal route up to the uppermost layer is selected. Here, the path output integrator integrates redundant signal paths and reduces the number of signal paths, which enables faster learning and recognition and saves memory. Learning is a weight included in the learning recognition unit in the top layer. High-speed learning is possible because learning is performed by changing only.
【0047】また、しきい値学習器が適切なしきい値を
学習することで学習効率を高め、学習の繰り返し回数を
削減することができる。Further, the learning efficiency can be improved and the number of times of learning can be reduced by the threshold learning device learning an appropriate threshold.
【0048】教師信号変換器を有する構成では、学習認
識装置の誤認識結果に基づいて教師信号変換器が誤認識
が少なくなるように教師信号を変更することで、必要な
学習の回数を削減し、学習の高速化を可能となる。In the configuration including the teacher signal converter, the teacher signal is changed based on the erroneous recognition result of the learning and recognizing device so that the teacher signal converter reduces the erroneous recognition, thereby reducing the required number of times of learning. It enables faster learning.
【0049】なお、本発明の各手段は、コンピュータを
用いてソフトウェア的に実現し、あるいはそれら各機能
を有する専用のハード回路を用いて実現する事が出来
る。Each means of the present invention can be realized by software using a computer, or can be realized by using a dedicated hardware circuit having each of these functions.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明の学習認識装置は、上記したように階層的に分岐
構造を有する学習認識装置の各階層の経路選択単位の信
号入力部に、対象物の特徴データを入力信号として入力
すると、各階層の経路選択単位は、量子化器の出力に応
じて、より上層との結合荷重を決定し、信号を上層へ伝
達する。ここで経路出力統合器が余剰な信号経路を統合
し信号経路数を削減することで、学習・認識の高速化お
よびメモリーの節約を可能とし、学習は最上位層の学習
認識単位に含まれる経路入力部と加算器との間の荷重の
みを変更することにより学習を行なうため、高速学習が
可能である。As is apparent from the above description,
The learning recognition device of the present invention, when the feature data of the target object is input as an input signal to the signal input unit of the route selection unit of each layer of the learning recognition device having the hierarchical branch structure as described above, The path selection unit determines the coupling weight with the upper layer according to the output of the quantizer, and transmits the signal to the upper layer. Here, the path output integrator integrates redundant signal paths and reduces the number of signal paths, which enables faster learning and recognition and memory saving, and learning is a path included in the learning recognition unit of the top layer. Since learning is performed by changing only the load between the input unit and the adder, high speed learning is possible.
【0051】また、しきい値処理器が学習認識単位の出
力値を正規化し、最終層の出力値が上限値を有するよう
にする場合は、結合荷重及び学習認識単位の出力の学習
によるオーバーフローを防ぐことができる。Further, when the threshold value processor normalizes the output value of the learning recognition unit so that the output value of the final layer has the upper limit value, the overflow due to the learning of the connection weight and the output of the learning recognition unit is caused. Can be prevented.
【0052】また、しきい値学習器が適切なしきい値を
学習する場合は、学習効率を高め、学習の繰り返し回数
を削減することができる。When the threshold learning device learns an appropriate threshold value, the learning efficiency can be improved and the number of times of learning can be reduced.
【0053】また、複数の学習認識装置の出力結果を参
照する場合に、その出力の上限値を一致させる場合は、
各学習認識装置の出力をそのまま比較することができ、
複数の学習認識装置を同時に用いることで高速化が可能
となる。When referring to the output results of a plurality of learning and recognizing devices, if the upper limit values of the outputs are matched,
You can compare the output of each learning recognition device as it is,
The speed can be increased by using a plurality of learning and recognition devices at the same time.
【0054】また、教師信号変換器を有する構成では、
学習認識装置の誤認識結果に基づいて教師信号変換器が
誤認識が少なくなるように教師信号を変更することで、
必要な学習の回数を削減し、学習の高速化を可能とする
ためその実用的効果は大きい。Further, in the configuration having the teacher signal converter,
By changing the teacher signal so that the teacher signal converter reduces erroneous recognition based on the erroneous recognition result of the learning recognition device,
The practical effect is great because the number of required learnings is reduced and the learning speed can be increased.
【図1】本発明の学習認識装置の第一の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a learning recognition device of the present invention.
【図2】上記学習認識装置に用いる経路選択単位の一実
施例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a route selection unit used in the learning recognition device.
【図3】上記学習認識装置に用いる学習認識単位の第一
の実施例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of a learning recognition unit used in the learning recognition device.
【図4】上記学習認識装置に用いる学習認識単位の第二
の実施例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of a learning recognition unit used in the learning recognition device.
【図5】上記学習認識装置の第二の実施例を示すブロッ
ク図である。FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the learning recognition device.
【図6】従来の学習認識装置の全体構成図である。FIG. 6 is an overall configuration diagram of a conventional learning recognition device.
【図7】上記学習認識装置の出力信号算出部の構成図で
ある。FIG. 7 is a configuration diagram of an output signal calculation unit of the learning recognition device.
【図8】上記学習認識装置の出力信号算出部の多入力一
出力算出部の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a multi-input / single-output calculation unit of the output signal calculation unit of the learning recognition device.
【図9】上記学習認識装置の出力信号算出部の多入力一
出力算出部のしきい値処理器の特性関数を示すグラフで
ある。FIG. 9 is a graph showing a characteristic function of a threshold value processor of the multi-input / single-output calculation unit of the output signal calculation unit of the learning and recognition device.
1 教師信号入力部 1a 教師信号入力端子 2 量子化器 2a 量子化信号出力端子 3a 経路入力部 3a01〜3a050 経路入力端子 3b 経路荷重部 3b0 荷重設定部 3b01〜3b050 荷重 3b1 学習器 3b11 誤差算出器 3b12 荷重値算出器 3c 加算器 3d しきい値処理器 3d1 しきい値学習器 3e 経路出力部 3e1 経路出力端子 3f 経路出力端子統合器 3f01〜3f05 経路出力端子統合器入力端子 3f11〜3f15 経路出力端子統合器出力端子 3h 荷重入力部 3g 荷重値出力端子 4 教師信号変換器 5 量子化信号入力部 5a01〜5a10 量子化信号入力端子 11 信号入力部 11a 信号入力端子 q,t 学習認識単位 n 経路選択単位 1 Teacher Signal Input Section 1a Teacher Signal Input Terminal 2 Quantizer 2a Quantized Signal Output Terminal 3a Path Input Section 3a01-3a050 Path Input Terminal 3b Path Loading Section 3b0 Weight Setting Section 3b01-3b050 Weight 3b1 Learner 3b11 Error Calculator 3b12 Load value calculator 3c Adder 3d Threshold processor 3d1 Threshold learning device 3e Path output unit 3e1 Path output terminal 3f Path output terminal combiner 3f01-3f05 Path output terminal combiner input terminal 3f11-3f15 Path output terminal integrated Output terminal 3h weight input section 3g weight value output terminal 4 teacher signal converter 5 quantized signal input section 5a01 to 5a10 quantized signal input terminal 11 signal input section 11a signal input terminal q, t learning recognition unit n path selection unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 〆木 泰治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Taiji Yuki, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (5)
号入力部からの入力信号を量子化する量子化器と、単一
または複数の経路入力端子を有する第1の経路入力部
と、単一または複数の経路出力端子を有する経路出力部
と、複数の前記経路出力端子を一つの経路出力端子に置
き換える経路出力統合器と、前記量子化器の量子化出力
に応じて、前記経路入力部と前記経路手段との間の経路
を選択する経路荷重部とを有し、 学習認識単位は、教師信号を入力するための教師信号入
力部と、複数の経路入力端子を有する第2の経路入力部
と、前記第2の経路入力部からの入力に対して重み付け
を行なう荷重と、前記荷重からの出力を加算する加算器
と、その加算された値及び前記教師信号に直接又は間接
的に基づいて、前記荷重の値を決定する学習器とを有
し、 前記経路選択単位を複数個、前記経路出力統合器の出力
端子と前記第1の経路入力部とを組合せながら、階層的
に組み合わせて複数の分岐構造を構成し、その上層に、
前記学習認識単位を、前記経路出力統合器の出力端子と
前記第2の経路入力部とを組合せながら、配置してなる
ことを特徴とする学習認識装置。1. The route selection unit includes a signal input unit, a quantizer for quantizing an input signal from the signal input unit, and a first route input unit having a single or a plurality of route input terminals. A route output unit having a single or a plurality of route output terminals, a route output integrator that replaces the plurality of route output terminals with a single route output terminal, and the route input according to the quantized output of the quantizer. Section and a path weight section for selecting a path between the path means, and the learning recognition unit is a teacher signal input section for inputting a teacher signal, and a second path having a plurality of path input terminals. An input unit, a weight for weighting an input from the second path input unit, an adder for adding an output from the load, and a direct or indirect manner to the added value and the teacher signal. The value of the load is determined based on And a plurality of the route selection units, the output terminals of the route output integrator and the first route input unit are combined in a hierarchical manner to form a plurality of branch structures, and an upper layer thereof. To
The learning and recognition device, wherein the learning and recognition unit is arranged while combining an output terminal of the path output integrator and the second path input unit.
一つ上の階層に含まれる荷重の値を用いて経路出力端子
の置き換えを行なうことを特徴とする請求項1記載の学
習認識装置。2. The route output integrator for each route selection unit,
2. The learning and recognition device according to claim 1, wherein the route output terminal is replaced by using the value of the weight included in the upper layer.
単位の出力を用いて誤差信号を算出する誤差信号算出器
と、前記誤差信号算出器の誤差信号と前記量子化器の量
子化信号を用いて前記荷重の値を決定する荷重算出器を
有することを特徴とする請求項1又は、2記載の学習認
識装置。3. A learning device, an error signal calculator that calculates an error signal by using the output of the teacher signal and the learning recognition unit, an error signal of the error signal calculator, and a quantized signal of the quantizer. The learning and recognition device according to claim 1 or 2, further comprising: a load calculator that determines the value of the load using.
きい値処理するしきい値処理器と、前記しきい値処理器
のしきい値を学習するしきい値学習器とを有することを
特徴とする請求項1〜3記載のいずれかの学習認識装
置。4. The learning recognition unit has a threshold value processor for thresholding the output of the adder, and a threshold value learner for learning the threshold value of the threshold value processor. The learning and recognition device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
力と前記教師信号を用いて教師信号の強度変換を行なう
教師信号変換器を有することを特徴とする請求項1〜4
記載のいずれかの学習認識装置。5. The learning recognition unit has a teacher signal converter for performing intensity conversion of the teacher signal by using the output of the learning recognition unit and the teacher signal.
Any of the described learning and recognition devices.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5081568A JPH06295292A (en) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Learning recognizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5081568A JPH06295292A (en) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Learning recognizer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295292A true JPH06295292A (en) | 1994-10-21 |
Family
ID=13749906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5081568A Pending JPH06295292A (en) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Learning recognizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06295292A (en) |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP5081568A patent/JPH06295292A/en active Pending
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