JP5417967B2 - Genetic processing apparatus, genetic processing method and program - Google Patents

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本発明は、遺伝的処理装置、遺伝的処理方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a genetic processing apparatus, a genetic processing method, and a program.

遺伝的アルゴリズムまたは遺伝的プログラミングといった進化的計算を用いたフィルタ列の生成方法が知られている。この方法は、フィルタ列に対し、交叉、突然変異および選択等の操作を複数回繰返し、新たなフィルタ列を生成する。このような進化的計算を用いたフィルタ列の生成方法によれば、それぞれの事例に対して最適であり、解析的に得ることが困難な複雑な構造のフィルタ列を、より少ない労力で設計することができる。   A filter string generation method using evolutionary computation such as a genetic algorithm or genetic programming is known. In this method, operations such as crossover, mutation, and selection are repeated a plurality of times for a filter row to generate a new filter row. According to such a filter string generation method using evolutionary computation, a filter string having a complicated structure that is optimal for each case and difficult to obtain analytically is designed with less effort. be able to.

前薗正宜 他2名、「遺伝的アルゴリズムによる画像フィルタ設計の研究」、[online]、コンピュータ利用教育協議会、[2008年3月20日検索]、インターネット<URL:http://www.ciec.or.jp/event/2003/papers/pdf/E00086.pdf>Masayoshi Maebuchi and two others, “Study on Image Filter Design Using Genetic Algorithm” [online], Computer Utilization Education Council, [March 20, 2008 search], Internet <URL: http: //www.ciec. or.jp/event/2003/papers/pdf/E00086.pdf>

ところで、フィルタを構成する各フィルタ部品がパラメータを有する場合に、このようなフィルタ部品のパラメータを進化的計算によって調節すると、該パラメータが異なるフィルタ部品を複数使用する必要があり、フィルタ部品を組み合わせて生成される遺伝子の数を無駄に増大する結果をもたらす。   By the way, when each filter component constituting the filter has parameters, adjusting the parameters of such filter components by evolutionary calculation requires the use of a plurality of filter components having different parameters. This results in a wasteful increase in the number of genes produced.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、入力データを変換して出力データとして出力する複数のフィルタ部品を組み合わせた少なくとも1つのフィルタを含むフィルタ群から、遺伝的処理により新たなフィルタを生成してフィルタ群に加える生成部と、フィルタ群に含まれるそれぞれのフィルタについて、学習用入力データから学習用目標データへの変換に対する適合度を算出する適合度算出部と、それぞれのフィルタについての適合度に基づいて、フィルタ群に残すフィルタを選定する選定部と、新たなフィルタに含まれるフィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する調整部と、を備え、新たなフィルタが入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む場合に、調整部は、当該2以上のフィルタ部品のうち一部のフィルタ部品のパラメータを固定として、他の一部のフィルタ部品のパラメータを調整する遺伝的処理装置、並びに、当該遺伝的処理装置に関する遺伝的処理方法およびプログラムを提供する。
また、本発明の第2の態様においては、入力データを変換して出力データとして出力する複数のフィルタ部品を組み合わせた少なくとも1つのフィルタを含むフィルタ群から、遺伝的処理により新たなフィルタを生成して前記フィルタ群に加える生成部と、前記フィルタ群に含まれるそれぞれのフィルタについて、学習用入力データから学習用目標データへの変換に対する適合度を算出する適合度算出部と、それぞれの前記フィルタについての前記適合度に基づいて、前記フィルタ群に残す前記フィルタを選定する選定部と、前記新たなフィルタに含まれるフィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する調整部と、を備え、前記選定部は、入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む第1フィルタと、前記第1フィルタにおける当該2以上のフィルタ部品に対応する部分に前記第1フィルタと同一のフィルタ部品が異なる数連結されており、かつ他の部分は前記第1フィルタと同一構造の第2フィルタとが前記フィルタ群に含まれる場合に、前記第1フィルタおよび前記第2フィルタの一方を選定せずに削除する遺伝的処理装置、並びに、当該遺伝的処理装置に関する遺伝的処理方法およびプログラムを提供する
In order to solve the above-described problem, in the first aspect of the present invention, genetic processing is performed from a filter group including at least one filter obtained by combining a plurality of filter components that convert input data and output as output data. A generation unit that generates a new filter and adds it to the filter group, and a fitness calculation unit that calculates a fitness for conversion from the learning input data to the learning target data for each filter included in the filter group, and based of the goodness of fit for the filter, and a selection unit for selecting a filter to leave the filter group, the parameters of the filter components that are included in the new filter, and an adjustment unit that adjusts the genetic process, new filter Are included in the two or more filter parts connected by the connection between the input and output, the adjustment unit As a fixed parameter of the portion of the filter components of the filter components, genetic processing apparatus for adjusting the parameters of the other part of the filter components, as well as to provide a genetic processing method and a program related to the genetic apparatus .
In the second aspect of the present invention, a new filter is generated by genetic processing from a filter group including at least one filter in which a plurality of filter components that convert input data and output as output data are combined. For each filter included in the filter group, a fitness calculation unit that calculates a fitness for conversion from learning input data to learning target data for each filter included in the filter group, and each of the filters A selection unit that selects the filter to be left in the filter group on the basis of the fitness of the filter, and an adjustment unit that adjusts parameters of filter components included in the new filter by genetic processing, The first filter including two or more identical filter components connected by connection between the input and output; A different number of the same filter parts as the first filter are connected to the part corresponding to the two or more filter parts in one filter, and the other part is a second filter having the same structure as the first filter. When included in a filter group, a genetic processing device that deletes one of the first filter and the second filter without selecting one, and a genetic processing method and program related to the genetic processing device are provided .

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

図1は、本実施形態に係る遺伝的処理装置100の構成を示す。FIG. 1 shows a configuration of a genetic processing apparatus 100 according to the present embodiment. 図2は、本実施形態に係るフィルタ部品22を直列に組み合わせた構成のフィルタ20の一例を示す。FIG. 2 shows an example of the filter 20 having a configuration in which the filter components 22 according to this embodiment are combined in series. 図3は、本実施形態に係るフィルタ部品22を木構造に組み合わせた構成のフィルタ20の一例を示す。FIG. 3 shows an example of the filter 20 having a configuration in which the filter component 22 according to the present embodiment is combined in a tree structure. 図4は、本実施形態に係るフィルタ部品22を直列に組み合わせた構成のフィルタ20に対して行われる遺伝子的な操作の一例を示す。FIG. 4 shows an example of genetic operations performed on the filter 20 having a configuration in which the filter components 22 according to this embodiment are combined in series. 図5は、本実施形態に係るフィルタ部品22を木構造に組み合わせた構成のフィルタ20に対して行われる交叉操作の一例を示す。FIG. 5 shows an example of a crossover operation performed on the filter 20 having a configuration in which the filter component 22 according to this embodiment is combined in a tree structure. 図6は、本実施形態に係るフィルタ部品22を木構造に組み合わせた構成のフィルタ20に対して行われる突然変異操作の一例を示す。FIG. 6 shows an example of a mutation operation performed on the filter 20 having a configuration in which the filter component 22 according to the present embodiment is combined in a tree structure. 図7は、本実施形態に係るフィルタ20が画像フィルタである場合の、フィルタ20の適合度を表わすパラメータの一例である類似度の算出方法の一例を示す。FIG. 7 illustrates an example of a similarity calculation method that is an example of a parameter that represents the degree of matching of the filter 20 when the filter 20 according to the present embodiment is an image filter. 図8は、本実施形態に係るフィルタ部品のパラメータから構成される遺伝子の一例を示す。FIG. 8 shows an example of a gene composed of parameters of the filter component according to the present embodiment. 図9は、本実施形態に係るフィルタ部品のパラメータ調整の一例を示す。FIG. 9 shows an example of parameter adjustment of the filter component according to this embodiment. 図10は、本実施形態に係る選定部150によるフィルタ削除の一例を示す。FIG. 10 shows an example of filter deletion by the selection unit 150 according to the present embodiment. 図11は、本実施形態に係る統合部160によるフィルタ部品の統合および分割部180によるフィルタ部品の分割の一例を示す。FIG. 11 shows an example of filter component integration by the integration unit 160 and division of the filter component by the division unit 180 according to the present embodiment. 図12は、本実施形態に係る遺伝的処理装置100の処理フローを示す。FIG. 12 shows a processing flow of the genetic processing apparatus 100 according to the present embodiment. 図13は、図12のステップS1230における遺伝的処理装置100の処理フローの一例を示す。FIG. 13 shows an example of the processing flow of the genetic processing apparatus 100 in step S1230 of FIG. 図14は、本実施形態に係るコンピュータ1900のハードウェア構成の一例を示す。FIG. 14 shows an example of a hardware configuration of a computer 1900 according to this embodiment.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、本実施形態に係る遺伝的処理装置100の構成を示す。遺伝的処理装置100は、フィルタ格納部110と、生成部120と、学習用データ格納部130と、適合度算出部140と、選定部150と、統合部160と、繰り返し処理部170と、分割部180と、調整部190とを備える。フィルタ格納部110は、既に生成された互いに異なる複数のフィルタを格納する。   FIG. 1 shows a configuration of a genetic processing apparatus 100 according to the present embodiment. The genetic processing apparatus 100 includes a filter storage unit 110, a generation unit 120, a learning data storage unit 130, a fitness calculation unit 140, a selection unit 150, an integration unit 160, an iterative processing unit 170, and a division. Unit 180 and adjustment unit 190. The filter storage unit 110 stores a plurality of different filters that have already been generated.

フィルタは、1または複数の入力データを含む入力データセットを1または複数の出力データを含む出力データセットに変換する複数のフィルタ部品を含む構成であってもよい。フィルタは、フィルタ部品を直列に組み合わせた構成であってもよい。また、フィルタは、フィルタ部品を木構造等に組み合わせた構成であってもよい。また、フィルタは、データセットに対して演算を施すプログラム、および、データセットに対して施すべき演算内容を表わす演算式等であってもよい。   The filter may include a plurality of filter components that convert an input data set including one or more input data into an output data set including one or more output data. The filter may have a configuration in which filter components are combined in series. Further, the filter may have a configuration in which filter parts are combined in a tree structure or the like. In addition, the filter may be a program that performs an operation on the data set, an arithmetic expression that represents the content of the operation to be performed on the data set, or the like.

また、フィルタの変換対象となるデータセットは、データセットは、1次元データ列、2次元データ群、3次元データ群、又は、更に多次元のデータ群であってもよい。1次元データ列は、例えば、時系列データ又は配列状のデータ列等である。2次元データ群は、複数の画素データ等が2次元空間に配列された画像データ等である。3次元データ群は、色又は濃度等を表わすデータ値が3次元空間の各格子点に配置されたボリュームデータ等である。また、フィルタは、入力されたデータセットと異なる次元のデータセットを出力してもよい。   The data set to be converted by the filter may be a one-dimensional data string, a two-dimensional data group, a three-dimensional data group, or a further multidimensional data group. The one-dimensional data string is, for example, time series data or an array data string. The two-dimensional data group is image data in which a plurality of pixel data and the like are arranged in a two-dimensional space. The three-dimensional data group is volume data or the like in which data values representing color or density are arranged at each grid point in the three-dimensional space. The filter may output a data set having a dimension different from that of the input data set.

生成部120は、入力データを変換して出力データとして出力する複数のフィルタ部品を組み合わせた少なくとも1つのフィルタを含むフィルタ群から、遺伝的処理により新たなフィルタを生成する。遺伝的処理については、図4〜6を参照して後述される。生成部120は、フィルタ群から遺伝的処理により新たなフィルタを生成してフィルタ群に加えてもよい。   The generation unit 120 generates a new filter by genetic processing from a filter group including at least one filter obtained by combining a plurality of filter components that convert input data and output as output data. The genetic process will be described later with reference to FIGS. The generation unit 120 may generate a new filter from the filter group by genetic processing and add it to the filter group.

学習用データ格納部130は、学習用データを格納する。学習用データは、学習用入力データと学習用目標データとを含む。学習用目標データは、フィルタ(変換器)が学習用入力データを変換して得られるデータの目標となるデータである。本実施形態において、学習用入力データは学習用入力画像であってもよく、学習用目標データは学習用目標画像であってもよい。例えば、学習用入力画像は、欠陥が含まれる検査対象を撮像した検査対象画像であってもよく、学習用目標画像は、当該検査対象画像から抽出する目標となる当該欠陥の抽出画像であってもよい。   The learning data storage unit 130 stores learning data. The learning data includes learning input data and learning target data. The learning target data is data that is a target of data obtained by the filter (converter) converting the learning input data. In the present embodiment, the learning input data may be a learning input image, and the learning target data may be a learning target image. For example, the learning input image may be an inspection target image obtained by imaging an inspection target including a defect, and the learning target image is an extraction image of the defect that is a target to be extracted from the inspection target image. Also good.

適合度算出部140は、フィルタ群に含まれるそれぞれのフィルタについて、学習用入力データから学習用目標データへの変換に対する適合度を算出する。ここで、適合度は、学習用入力データを学習用目標データへと変換するのに適しているかどうかを表す指標値であり、本実施形態においては値が高いほど学習用入力データを学習用目標データへと変換するのに適していることを表す。一例では、適合度算出部140は、当該適合度として、図7を参照して後述される、学習用入力画像の学習用目標画像への類似度を算出する。   The goodness-of-fit calculation unit 140 calculates the goodness of fit for the conversion from the learning input data to the learning target data for each filter included in the filter group. Here, the fitness is an index value indicating whether or not the learning input data is suitable for conversion into learning target data. In this embodiment, the higher the value, the more the learning input data is represented by the learning target data. Indicates that it is suitable for conversion to data. In one example, the fitness level calculation unit 140 calculates the similarity level of the learning input image to the learning target image, which will be described later with reference to FIG. 7, as the fitness level.

選定部150は、それぞれのフィルタについての適合度に基づいて、フィルタ群に残すフィルタを選定する。統合部160は、入出力間の接続により連結された2以上のフィルタ部品を統合して、当該2以上のフィルタ部品による変換に相当する変換をする統合フィルタ部品に置き換える。ここで、当該2以上のフィルタ部品による変換に相当する処理とは、入力データが与えられると、当該2以上のフィルタ部品が当該入力データを処理することによって得られる出力データと同一または類似の出力データを得る処理である。統合部160は、2以上のフィルタ部品を、当該2以上のフィルタ部品による処理を合成した処理をするフィルタ部品に置き換えてもよい。   The selection unit 150 selects a filter to be left in the filter group based on the degree of fitness for each filter. The integration unit 160 integrates two or more filter components connected by connection between the input and output, and replaces them with an integrated filter component that performs conversion corresponding to conversion by the two or more filter components. Here, the process corresponding to the conversion by the two or more filter components is the same or similar output as the output data obtained by processing the input data by the two or more filter components when input data is given. This is a process for obtaining data. The integration unit 160 may replace two or more filter components with a filter component that performs processing that is a combination of processing by the two or more filter components.

繰り返し処理部170は、生成部120による新たなフィルタの生成、適合度算出部140による適合度の算出、および選定部150による次世代のフィルタ群に残すフィルタの選定、および統合部160によるフィルタ部品の統合を繰り返し処理させる。   The iterative processing unit 170 generates a new filter by the generation unit 120, calculates a fitness level by the fitness level calculation unit 140, selects a filter to be left in the next generation filter group by the selection unit 150, and filter components by the integration unit 160 Repeat the integration process.

分割部180は、少なくとも1つのフィルタにおけるフィルタ部品を2以上のフィルタ部品に分割する。繰り返し処理部170は、統合部160によるフィルタ部品の統合および生成部120による新たなフィルタの生成の間に、2以上のフィルタを交叉させる場合においてフィルタ部品を分割する必要が生じた場合に、分割部180によるフィルタ部品の分割を行ってもよい。その場合、分割部180は、少なくとも1つのフィルタにおけるフィルタ部品を2以上のフィルタ部品に分割することにより、少なくとも1つのフィルタを2以上の部分フィルタに分割し、生成部120は、2以上の部分フィルタのうちの一部の部分フィルタを新たなフィルタの少なくとも一部としてもよい。   The dividing unit 180 divides the filter component in at least one filter into two or more filter components. The iterative processing unit 170 performs division when it is necessary to divide the filter component when two or more filters are crossed between integration of the filter component by the integration unit 160 and generation of a new filter by the generation unit 120. The filter component may be divided by the unit 180. In that case, the dividing unit 180 divides at least one filter into two or more partial filters by dividing the filter component in at least one filter into two or more filter components, and the generation unit 120 has two or more parts. Some of the filters may be at least part of the new filter.

調整部190は、新たなフィルタに含まれるフィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する。一例では、調整部190は、少なくとも1つの新たなフィルタのうち、繰り返し処理部170による繰り返し処理の結果得られた調整対象フィルタについて、フィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する。ここで、調整対象フィルタは、選定部150が最後に選定した1つまたは複数のフィルタであってもよい。フィルタ部品のパラメータは、例えば、画像フィルタの1つである膨張フィルタ(Dilate filter)で使用される基準輝度、メディアンフィルタ(Median filter)で使用される範囲の画素数、最大・最小輝度採用(Adoption)フィルタで使用される範囲の画素数、乗算フィルタの乗数、および最大値化フィルタの閾値、最小値化フィルタの閾値、または2値化フィルタの閾値等である。こうすると、繰り返し処理部170による繰り返し処理の度に生成部120はパラメータのみが異なるフィルタ部品を複数使用する必要がなくなり、演算コストが低減される。   The adjustment unit 190 adjusts the parameters of the filter components included in the new filter by genetic processing. In one example, the adjustment unit 190 adjusts the parameter of the filter component by genetic processing for the adjustment target filter obtained as a result of the repetition processing by the repetition processing unit 170 among at least one new filter. Here, the adjustment target filter may be one or a plurality of filters selected last by the selection unit 150. The parameters of the filter component include, for example, the reference luminance used in one of the image filters (Dilate filter), the number of pixels in the range used in the median filter, and adoption of maximum and minimum luminance (Adoption). The number of pixels in the range used in the filter, the multiplier of the multiplication filter, the threshold value of the maximum value filter, the threshold value of the minimum value filter, or the threshold value of the binarization filter. In this way, the generation unit 120 does not need to use a plurality of filter components having only different parameters each time the iterative processing is performed by the iterative processing unit 170, thereby reducing the calculation cost.

図2は、フィルタ部品22を直列に組み合わせた構成のフィルタ20の一例を示す。図3は、フィルタ部品22を木構造に組み合わせた構成のフィルタ20の一例を示す。フィルタ20は、入力画像データを受け取り、受け取った入力画像データに対してフィルタ演算処理を施して、出力データを出力する。   FIG. 2 shows an example of the filter 20 having a configuration in which the filter components 22 are combined in series. FIG. 3 shows an example of the filter 20 having a configuration in which the filter component 22 is combined in a tree structure. The filter 20 receives input image data, performs a filter operation process on the received input image data, and outputs output data.

フィルタ20は、複数のフィルタ部品22を組み合わせた構成を有する。フィルタ20は、図2に示されるように、フィルタ部品22を直列に組み合わせた構成を有してもよい。また、フィルタ20は、図3に示されるように、フィルタ部品22を木構造に組み合わせた構成を有してもよい。   The filter 20 has a configuration in which a plurality of filter components 22 are combined. As shown in FIG. 2, the filter 20 may have a configuration in which filter components 22 are combined in series. Moreover, the filter 20 may have a configuration in which the filter component 22 is combined in a tree structure, as shown in FIG.

なお、フィルタ部品22が木構造に組み合わされた構成のフィルタ20は、木構造の末端のフィルタ部品22に入力画像データが与えられ、木構造の最上位のフィルタ部品22から出力データを出力する。また、このようなフィルタ20は、複数の末端のフィルタ部品22のそれぞれに、同一の入力データが与えられる。これに代えて、このようなフィルタ20は、複数の末端のフィルタ部品22のそれぞれに互いに異なる入力データが与えられてもよい。   The filter 20 having the structure in which the filter parts 22 are combined in a tree structure is supplied with input image data to the filter part 22 at the end of the tree structure, and outputs output data from the highest-order filter part 22 in the tree structure. Further, in such a filter 20, the same input data is given to each of a plurality of terminal filter parts 22. Alternatively, in such a filter 20, different input data may be given to each of the plurality of end filter components 22.

複数のフィルタ部品22のそれぞれは、プログラムモジュールおよび演算式等であってもよい。フィルタ部品22は、前段に配置されたフィルタ部品22から出力されたデータを受け取り、受け取ったデータに演算を施して後段に配置されたフィルタ部品22に与える。   Each of the plurality of filter components 22 may be a program module, an arithmetic expression, or the like. The filter component 22 receives the data output from the filter component 22 arranged in the preceding stage, performs an operation on the received data, and gives it to the filter component 22 arranged in the subsequent stage.

複数のフィルタ部品22のそれぞれは、2値化演算、ヒストグラム演算、平滑化演算、エッジ検出演算、モルフォロジ演算及び/又は周波数空間での演算(例えば、ローパスフィルタリング演算およびハイパスフィルタリング演算)等の単項演算を行う画像フィルタであってもよい。さらに、複数のフィルタ部品22のそれぞれは、平均演算、差分演算及び/又はファジー演算(例えば論理和演算、論理積演算、代数和、代数積、限界和、限界積、激烈和および激烈積等)等の二項演算を行ってもよい。   Each of the plurality of filter components 22 is a unary operation such as a binarization operation, a histogram operation, a smoothing operation, an edge detection operation, a morphology operation and / or an operation in a frequency space (for example, a low-pass filtering operation and a high-pass filtering operation). It may be an image filter that performs. Further, each of the plurality of filter components 22 includes an average operation, a difference operation, and / or a fuzzy operation (for example, logical sum operation, logical product operation, algebraic sum, algebraic product, limit sum, limit product, intense sum and intense product). Binary operations such as these may be performed.

図4は、フィルタ部品22を直列に組み合わせた構成のフィルタ20に対して行われる遺伝的な操作の一例を示す。図5は、フィルタ部品22を木構造に組み合わせた構成のフィルタ20に対して行われる交叉操作の一例を示す。図6は、フィルタ部品22を木構造に組み合わせた構成のフィルタ20に対して行われる突然変異操作の一例を示す。   FIG. 4 shows an example of a genetic operation performed on the filter 20 having a configuration in which the filter components 22 are combined in series. FIG. 5 shows an example of a crossover operation performed on the filter 20 having a configuration in which the filter component 22 is combined in a tree structure. FIG. 6 shows an example of a mutation operation performed on the filter 20 having a configuration in which the filter component 22 is combined in a tree structure.

生成部120は、2個又はそれ以上のフィルタ20に対して、遺伝的な操作の一例として交叉操作を行って新たな2個又はそれ以上のフィルタ20を生成する。生成部120は、図4および図5に示されるように、既に生成された少なくとも1つの一のフィルタ20Aの一部のフィルタ部品群24Aを、既に生成された他のフィルタ20Bの少なくとも一部のフィルタ部品群24Bと置換して、新たなフィルタ20Eおよび20Fを生成してもよい。なお、フィルタ部品群24は、1又は複数のフィルタ部品22の組み合わせた部材である。   The generation unit 120 performs a crossover operation as an example of a genetic operation on the two or more filters 20 to generate two or more new filters 20. As illustrated in FIGS. 4 and 5, the generation unit 120 converts a part of the filter component group 24A of at least one filter 20A that has already been generated into a part of at least a part of another filter 20B that has already been generated. New filters 20E and 20F may be generated by replacing the filter component group 24B. The filter component group 24 is a member in which one or a plurality of filter components 22 are combined.

また、生成部120は、一のフィルタ20に対して、遺伝的な操作の一例として突然変異操作を行い、新たな一のフィルタ20を生成する。生成部120は、図4および図6に示されるように、既に生成された一のフィルタ20Cの一部のフィルタ部品群24Cを、ランダムに選択された他のフィルタ部品群24Gに置換して、新たなフィルタ20Gを生成してもよい。   The generation unit 120 performs a mutation operation as an example of a genetic operation on one filter 20 to generate a new one filter 20. As shown in FIGS. 4 and 6, the generation unit 120 replaces a part of the filter component group 24C of the already generated filter 20C with another filter component group 24G selected at random, A new filter 20G may be generated.

また、生成部120は、現世代のフィルタ20をそのまま次世代のフィルタ20として残してもよい。生成部120は、図4に示されるように、フィルタ20Dのフィルタ部品22の構成をそのまま含む次世代のフィルタ20Hを生成してもよい。   The generation unit 120 may leave the current generation filter 20 as the next generation filter 20 as it is. As illustrated in FIG. 4, the generation unit 120 may generate a next-generation filter 20H that directly includes the configuration of the filter component 22 of the filter 20D.

選定部150は、生成部120により生成された複数のフィルタ20に対して生物の自然淘汰をモデル化した手法により1または複数のフィルタ20を選択する。選定部150は、複数のフィルタ20の中の適合度がより高いフィルタ20を優先的に選択する。選定部150は、複数のフィルタ20のそれぞれの適合度に基づき、エリート選択およびルーレット選択といった手法に応じて、フィルタ20を選択してもよい。そして、選定部150は、選択したフィルタ20を次世代へ生存させるべく当該フィルタ20をフィルタ格納部110内に保存し、選択されなかったフィルタ20を死滅させるべくフィルタ格納部110内から削除する。   The selection unit 150 selects one or a plurality of filters 20 by a technique in which a natural selection of living organisms is modeled with respect to the plurality of filters 20 generated by the generation unit 120. The selection unit 150 preferentially selects a filter 20 having a higher matching degree among the plurality of filters 20. The selection unit 150 may select the filter 20 according to a technique such as elite selection and roulette selection based on the degree of fitness of each of the plurality of filters 20. Then, the selection unit 150 stores the filter 20 in the filter storage unit 110 so that the selected filter 20 can survive to the next generation, and deletes the filter 20 that has not been selected from the filter storage unit 110 in order to kill it.

図7は、フィルタ20が画像フィルタである場合の、フィルタ20の適合度を表わすパラメータの一例である類似度の算出方法の一例を示す。本実施形態において、適合度算出部140は、当該フィルタ20により入力画像を変換させることにより生成された出力画像と、目標画像とがどれだけ類似しているかを表わす類似度を算出する。この類似度は、フィルタ20の適合度を表わすパラメータの一例であって、値がより大きいほど、当該出力画像を生成したフィルタ20がより適切であることを示す評価値または指標として用いられる。   FIG. 7 shows an example of a similarity calculation method that is an example of a parameter that represents the degree of fitness of the filter 20 when the filter 20 is an image filter. In the present embodiment, the fitness level calculation unit 140 calculates a similarity level indicating how similar the output image generated by converting the input image by the filter 20 and the target image are. This similarity is an example of a parameter representing the degree of matching of the filter 20, and is used as an evaluation value or an index indicating that the larger the value is, the more appropriate the filter 20 that generated the output image is.

適合度算出部140は、出力画像の各領域の値と目標画像の対応する各領域の値とを比較した比較値を算出し、領域毎の比較値に対して重みデータにより指定される重みを乗じる。そして、適合度算出部140は、重みが乗じられた領域毎の比較値を全領域について平均または合計した値を算出し、算出した値を当該出力画像の類似度として出力する。   The fitness calculation unit 140 calculates a comparison value by comparing the value of each region of the output image with the value of each region corresponding to the target image, and sets the weight specified by the weight data for the comparison value for each region. Multiply. Then, the degree-of-fit calculation unit 140 calculates a value obtained by averaging or summing the comparison values for each region multiplied by the weight for all regions, and outputs the calculated value as the similarity of the output image.

適合度算出部140は、一例として、出力画像のピクセル毎の輝度値と、目標画像の対応するピクセルの輝度値との差分または比率を算出してよい。そして、適合度算出部140は、一例として、算出したピクセル毎の差分または比率のそれぞれに、重みデータにより指定される対応する重みを乗じ、重みが乗じられたピクセル毎の差分または比率を合計または平均して、類似度を算出してよい。   As an example, the fitness level calculation unit 140 may calculate the difference or ratio between the luminance value of each pixel of the output image and the luminance value of the corresponding pixel of the target image. Then, as an example, the fitness calculation unit 140 multiplies each calculated difference or ratio for each pixel by the corresponding weight specified by the weight data, and sums the difference or ratio for each pixel multiplied by the weight. On average, the similarity may be calculated.

例えば、重みデータが重み画像により表わされている場合、適合度算出部140は、下記式(1)に示される演算をして、類似度を算出してよい。なお、この場合において、出力画像、目標画像および重み画像のサイズは、同一とされる。   For example, when the weight data is represented by a weight image, the fitness level calculation unit 140 may calculate the similarity level by performing an operation represented by the following formula (1). In this case, the sizes of the output image, the target image, and the weight image are the same.

Figure 0005417967
Figure 0005417967

式(1)において、fは、類似度を表わす。Ymaxは、輝度の最大値を表わす。   In the formula (1), f represents the similarity. Ymax represents the maximum luminance value.

また、xは、画像の水平方向のピクセル位置を示す変数である。yは、画像の垂直方向のピクセル位置を示す変数である。xmaxは、画像の水平方向のピクセル数を示す定数である。ymaxは、画像の垂直方向のピクセル数を示す定数である。   X is a variable indicating the pixel position in the horizontal direction of the image. y is a variable indicating the pixel position in the vertical direction of the image. xmax is a constant indicating the number of pixels in the horizontal direction of the image. ymax is a constant indicating the number of pixels in the vertical direction of the image.

Iweight(x,y)は、重み画像における(x,y)位置のピクセルの輝度値を表わす。Itarget(x,y)は、目標画像における(x,y)位置のピクセルの輝度値を表わす。Ifilter(x,y)は、出力画像における(x,y)位置のピクセルの輝度値を表わす。   Iweight (x, y) represents the luminance value of the pixel at the (x, y) position in the weighted image. Itarget (x, y) represents the luminance value of the pixel at the (x, y) position in the target image. Ifilter (x, y) represents the luminance value of the pixel at the (x, y) position in the output image.

すなわち、式(1)の中カッコ内の分子部分に示されるように、適合度算出部140は、目標画像の輝度値から出力画像の輝度値の差の絶対値に対して重み画像の輝度値を乗じた重み付き差分値を、画面内の全てのピクセル毎に算出し、算出した重み付き差分値を全ピクセルについて合計した合計重み付け差分値を算出する。さらに、式(1)の中カッコ内の分母部分に示されるように、適合度算出部140は、重み画像の輝度値を全ピクセルについて合計した合計重みを算出する。さらに、適合度算出部140は、合計重み付け差分値を合計重みで除算した除算値(式(1)の中カッコ内)に、輝度値の最大値の逆数(1/Ymax)を乗じて正規化値(式(1)の2番目の項)を算出する。そして、適合度算出部140は、1から、正規化値を減じた値を、類似度fとして算出する。このようにして、適合度算出部140は、出力画像と目標画像との差分を領域毎に重み付けして類似度を算出することができる。   That is, as shown in the numerator part in the curly braces of Expression (1), the fitness calculation unit 140 calculates the luminance value of the weighted image with respect to the absolute value of the difference between the luminance value of the target image and the luminance value of the output image. Is calculated for every pixel in the screen, and a total weighted difference value is calculated by adding the calculated weighted difference values for all pixels. Further, as shown in the denominator part in the curly braces of Expression (1), the fitness level calculation unit 140 calculates a total weight obtained by adding the luminance values of the weighted image for all pixels. Further, the fitness calculation unit 140 normalizes the division value (in the curly braces of the expression (1)) obtained by dividing the total weighted difference value by the total weight by the reciprocal (1 / Ymax) of the maximum value of the luminance value. The value (the second term in equation (1)) is calculated. Then, the fitness calculation unit 140 calculates a value obtained by subtracting the normalized value from 1 as the similarity f. In this way, the fitness level calculation unit 140 can calculate the similarity level by weighting the difference between the output image and the target image for each region.

図8は、フィルタ部品のパラメータを調整する場合に用いられる遺伝子の一例を示す。フィルタ810は、フィルタ部品812,814,816、および818を有する。フィルタ部品812は、パラメータPaを有し、フィルタ部品814は、パラメータ(Pb,Pc)を有し、フィルタ部品816は、パラメータPeを有し、フィルタ部品818は、パラメータPdを有する。   FIG. 8 shows an example of a gene used when adjusting the parameters of the filter component. Filter 810 has filter components 812, 814, 816, and 818. The filter component 812 has a parameter Pa, the filter component 814 has parameters (Pb, Pc), the filter component 816 has a parameter Pe, and the filter component 818 has a parameter Pd.

これらのパラメータPa、Pb、Pc、Pd、およびPeの値を例えば一列に並べて、遺伝子820とする。こうして得られた遺伝子に対して、図4〜6と同様の遺伝的な操作を繰り返すことにより、調整部190は、より適合度の高いフィルタを生成することができる。なお、遺伝的な操作を行うときに、遺伝子の長さを一定に保つことに留意する。   The values of these parameters Pa, Pb, Pc, Pd, and Pe are arranged in a line, for example, as a gene 820. The adjustment unit 190 can generate a filter with a higher degree of fitness by repeating the same genetic operation as in FIGS. 4 to 6 for the gene thus obtained. Note that the length of the gene is kept constant when performing genetic manipulation.

図9は、フィルタ部品のパラメータ調整の一例を示す。フィルタ910は、パラメータPを有するフィルタ部品912、フィルタ部品914、およびフィルタ部品916を有する。当該パラメータPの値はいずれも1に等しい。新たなフィルタが入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む場合に、調整部190は、当該2以上のフィルタ部品のうち一部のフィルタ部品のパラメータを固定として、他の一部のフィルタ部品のパラメータを調整してもよい。また、新たなフィルタが入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む場合に、調整部190は、当該2以上のフィルタ部品のうち一のフィルタ部品以外のパラメータを固定として、一のフィルタ部品のパラメータを調整してもよい。   FIG. 9 shows an example of filter component parameter adjustment. The filter 910 includes a filter component 912 having a parameter P, a filter component 914, and a filter component 916. The values of the parameters P are all equal to 1. When the new filter includes the same two or more filter parts connected by connection between the input and output, the adjustment unit 190 fixes the parameters of some of the two or more filter parts as fixed, and others The parameters of some of the filter components may be adjusted. In addition, when the new filter includes two or more identical filter components connected by connection between input and output, the adjustment unit 190 fixes parameters other than the one filter component among the two or more filter components as fixed. The parameter of one filter component may be adjusted.

例えば、フィルタ910内のフィルタ部品916のパラメータPの値を2に調節することによって、調整部190は、フィルタ910をフィルタ920に調整する。ここで、フィルタ部品912とフィルタ部品922は同一のフィルタ部品であり、フィルタ部品914とフィルタ部品924は同一のフィルタ部品である。また、フィルタがパラメータを有するn段の同一フィルタ部品を有する場合、フィルタが有するフィルタ部品のうち一のフィルタ部品のフィルタパラメータを、n−1〜n+1またはn−0.5〜n+0.5段分の範囲で調整してもよい。こうすると、調整部190は、フィルタ部品の段数によりフィルタの強度等を調整する場合と比較して、フィルタの強度をより高い分解能で調整することができる。   For example, the adjustment unit 190 adjusts the filter 910 to the filter 920 by adjusting the value of the parameter P of the filter component 916 in the filter 910 to 2. Here, the filter component 912 and the filter component 922 are the same filter component, and the filter component 914 and the filter component 924 are the same filter component. Further, when the filter has n stages of the same filter parts having parameters, the filter parameters of one of the filter parts of the filter are set to n-1 to n + 1 or n-0.5 to n + 0.5 stages. You may adjust in the range. In this way, the adjustment unit 190 can adjust the strength of the filter with higher resolution as compared with the case where the strength of the filter is adjusted by the number of stages of the filter components.

図10は、選定部150によるフィルタ削除の一例を示す。第1フィルタ1010は、同一のフィルタ部品1012A、1012B、および1012Cを有する。第2フィルタ1020は、それらのフィルタ部品の一つと同一のフィルタ部品1012Dを有する。第1フィルタ1010の構造と、第2フィルタ1020の構造は、フィルタ部品1012A、1012B、1012C、および1012Dを除いて同一である。   FIG. 10 shows an example of filter deletion by the selection unit 150. The first filter 1010 has the same filter components 1012A, 1012B, and 1012C. The second filter 1020 has a filter component 1012D identical to one of those filter components. The structure of the first filter 1010 and the structure of the second filter 1020 are the same except for the filter components 1012A, 1012B, 1012C, and 1012D.

一例では、選定部150は、入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む第1フィルタ1010と、第1フィルタ1010における当該2以上のフィルタ部品に対応する部分に第1フィルタと同一のフィルタ部品が異なる数連結されており、かつ他の部分は第1フィルタ1010と同一構造の第2フィルタ1020とがフィルタ群に含まれる場合に、第1フィルタ1010および第2フィルタ1020の一方を選定せずに削除する。この場合、選定部150は、例えば、より複雑な構造を有する第1フィルタ1010を選定せずに削除してもよい。これに代えて、選定部150は、同一のフィルタ部品の数が予め定められた範囲内にある複数のフィルタのうち少なくとも1つを削除してもよい。また、選定部150は、複数のフィルタを同時に削除してもよい。   In one example, the selection unit 150 includes a first filter 1010 including two or more identical filter components coupled by connection between input and output, and a first portion corresponding to the two or more filter components in the first filter 1010. When a different number of the same filter parts are connected to the filter, and the second filter 1020 having the same structure as that of the first filter 1010 is included in the filter group, the first filter 1010 and the second filter 1020 are included. Delete one of these without selecting it. In this case, the selection unit 150 may delete the first filter 1010 having a more complicated structure without selecting, for example. Instead of this, the selection unit 150 may delete at least one of the plurality of filters in which the number of the same filter components is within a predetermined range. The selection unit 150 may delete a plurality of filters at the same time.

図11は、本実施形態に係る統合部160によるフィルタ部品の統合および分割部180によるフィルタ部品の分割の一例を示す。フィルタ1110内で、黒丸で示された同一のフィルタ部品が、1114Aおよび1114Bとして繰り返し連結されている。統合部160がフィルタ1110内の同一のフィルタ部品を統合すると、フィルタ1110はフィルタ1120に変換される。フィルタ1120内では、フィルタ部品1114Aおよび1114Bが、強度の変更されたフィルタ部品1114Cに統合されている。また、フィルタ1110内のフィルタ部品1112、フィルタ部品1116、およびフィルタ部品1118は変更されていない。   FIG. 11 shows an example of filter component integration by the integration unit 160 and division of the filter component by the division unit 180 according to the present embodiment. Within the filter 1110, the same filter components, indicated by black circles, are repeatedly connected as 1114A and 1114B. When the integration unit 160 integrates the same filter components in the filter 1110, the filter 1110 is converted into a filter 1120. Within the filter 1120, the filter components 1114A and 1114B are integrated into the filter component 1114C having a changed strength. Further, the filter component 1112, the filter component 1116, and the filter component 1118 in the filter 1110 are not changed.

続いて、分割部180がフィルタ1120内のフィルタ部品1114Cを分割すると、フィルタ1120はフィルタ1130に変換される。フィルタ1130内では、フィルタ部品1114Cが、強度の変更されたフィルタ部品1114D、1114E、および1114Fに分割されている。ここで、分割部180は、統合部160によって統合されたフィルタ部品の全てを分割してもよく、または、一部を分割してもよい。続いて、調整部190は、統合部160により統合された統合フィルタ部品のパラメータを調整してもよい。こうすることにより、調整部190は、より長さの短いフィルタに対して、フィルタ部品のパラメータの調整をすることができる。   Subsequently, when the dividing unit 180 divides the filter component 1114 </ b> C in the filter 1120, the filter 1120 is converted into a filter 1130. In the filter 1130, the filter component 1114C is divided into filter components 1114D, 1114E, and 1114F whose strengths are changed. Here, the dividing unit 180 may divide all of the filter components integrated by the integrating unit 160 or may divide a part thereof. Subsequently, the adjustment unit 190 may adjust the parameters of the integrated filter component integrated by the integration unit 160. By doing so, the adjustment unit 190 can adjust the parameter of the filter component for the filter having a shorter length.

図12は、遺伝的処理装置100の処理フローを示す。遺伝的処理装置100は、ステップS1210〜ステップS1250およびステップS1270の各処理を、複数回(例えば複数世代)繰返して実行する。なお、遺伝的処理装置100は、与えられた学習用入力データを学習用目標データに変換するフィルタを生成するための初期のフィルタとして、ランダムに生成したまたは既に生成したフィルタを、予めフィルタ格納部110に格納しておく。   FIG. 12 shows a processing flow of the genetic processing apparatus 100. The genetic processing device 100 repeatedly executes the processes in steps S1210 to S1250 and step S1270 a plurality of times (for example, a plurality of generations). Note that the genetic processing device 100 uses a filter storage unit that generates a filter that is randomly generated or has been generated in advance as an initial filter for generating a filter that converts given learning input data into learning target data. 110 is stored.

各世代において、まず、生成部120は、前世代から残存した複数のフィルタに対して、交叉操作および突然変異操作等の遺伝的な操作を行って、新たな複数のフィルタを生成する(S1210)。なお、生成部120は、最初の世代においては、使用者等により予め生成された複数のフィルタに対して遺伝的な操作を行って新たな複数のフィルタを生成してもよい。   In each generation, first, the generation unit 120 performs a genetic operation such as a crossover operation and a mutation operation on a plurality of filters remaining from the previous generation to generate a plurality of new filters (S1210). . In the first generation, the generation unit 120 may generate a plurality of new filters by performing a genetic operation on the plurality of filters generated in advance by the user or the like.

続いて、適合度算出部140は、前世代から残存した複数のフィルタおよびステップS1210で新たに生成された複数のフィルタのそれぞれにより、学習用入力データをフィルタ処理して出力データを生成する(S1220)。   Subsequently, the fitness level calculation unit 140 filters the learning input data with each of the plurality of filters remaining from the previous generation and the plurality of filters newly generated in step S1210 to generate output data (S1220). ).

続いて、適合度算出部140は、それぞれの出力データと学習用目標データとの適合度を算出し、選定部150は、適合度がより高い出力データに対応する複数のフィルタを選定する(S1230)。なお、選定部150は、最後の世代においては、適合度の最も高い1個の出力データに対応する1個のフィルタを選択してもよい。   Subsequently, the fitness level calculation unit 140 calculates the fitness level of each output data and the learning target data, and the selection unit 150 selects a plurality of filters corresponding to the output data having a higher fitness level (S1230). ). Note that, in the last generation, the selection unit 150 may select one filter corresponding to one output data having the highest fitness.

続いて、選定部150は、ステップS1230において選択された1または複数のフィルタを次世代に残存させ、ステップS1230において選択されなかった出力データを生成したフィルタを削除する(S1240)。続いて、統合部160は、ステップS1260において得られたフィルタ内のフィルタ部品22を置き換えにより統合する(S1250)。例えば、統合部160は、連結されているn個の膨張・収縮フィルタを、n倍膨張・収縮フィルタに置き換えてもよい。また、例えば、ぼかしフィルタ、メディアンフィルタ、平均フィルタ、ヒストグラム伸張・圧縮フィルタ等がn個連結されている場合に、統合部160は、当該n個のフィルタをn倍の強度を行うフィルタに置き換えてもよい。こうすると、統合部160は、入力データに対して、同一のフィルタ部品22を同一または類似の効果をもたらす一のフィルタ部品22に置き換えてフィルタ部品22の数を減らすことができるので、演算コストが減少する。   Subsequently, the selection unit 150 causes the one or more filters selected in step S1230 to remain in the next generation, and deletes the filter that generated the output data not selected in step S1230 (S1240). Subsequently, the integration unit 160 integrates the filter components 22 in the filter obtained in step S1260 by replacement (S1250). For example, the integration unit 160 may replace n connected expansion / contraction filters with n-fold expansion / contraction filters. For example, when n blur filters, median filters, average filters, histogram expansion / compression filters, and the like are connected, the integration unit 160 replaces the n filters with a filter that performs n times the intensity. Also good. In this way, the integration unit 160 can reduce the number of filter components 22 by replacing the same filter component 22 with one filter component 22 that provides the same or similar effect with respect to input data, thereby reducing the calculation cost. Decrease.

繰り返し処理部170は、以上の処理が第N世代(Nは2以上の整数、例えば数十または数百)まで実行されたかどうかを判定する(S1260)。以上の処理が第N世代まで実行されていない場合、分割部180は、少なくとも1つのフィルタにおける統合フィルタ部品を、2以上のフィルタ部品の組に分割する(S1270)。分割部180は、統合フィルタ部品を、合わせて統合フィルタ部品と同じ変換を行う2以上のフィルタ部品の組に分割してもよい。例えば、分割部180は、n倍の強度を有する、ぼかしフィルタ、メディアンフィルタ、平均フィルタ、ヒストグラム伸張・圧縮フィルタ等の統合フィルタ部品を、n=a+bとして、a倍およびb倍の強度を有する同じ変換を行うフィルタ部品の合成に置き換えてもよい。   The iterative processing unit 170 determines whether the above processing has been executed up to the Nth generation (N is an integer of 2 or more, for example, several tens or several hundreds) (S1260). When the above processing has not been executed up to the Nth generation, the dividing unit 180 divides the integrated filter component in at least one filter into a set of two or more filter components (S1270). The dividing unit 180 may divide the integrated filter component into a set of two or more filter components that perform the same conversion as the integrated filter component. For example, the dividing unit 180 is the same having an intensity of a times and b times, where n = a + b, where n = a + b is an integrated filter component such as a blur filter, a median filter, an average filter, and a histogram expansion / compression filter having an intensity of n times. It may be replaced with synthesis of filter parts that perform conversion.

また、生成部120が複数のフィルタ20を交叉させることを目的として生成部120がフィルタ部品22を分割する場合に、生成部120は、分割部180に当該フィルタ部品22の分割を指示してもよい。これにより、分割部180は、生成部120が多様な遺伝子的な操作を行うのに適した分割をすることができる。   In addition, when the generation unit 120 divides the filter component 22 for the purpose of causing the generation unit 120 to cross the plurality of filters 20, the generation unit 120 may instruct the division unit 180 to divide the filter component 22. Good. Accordingly, the dividing unit 180 can perform division suitable for the generating unit 120 to perform various genetic operations.

以上の処理が第N世代まで実行された場合、遺伝的処理装置100は、当該フローを抜ける(S1260)。   When the above processing is executed up to the Nth generation, the genetic processing device 100 exits the flow (S1260).

続いて、調整部190は、遺伝的処理装置100が当該フローを抜けたときに得られたフィルタ内のフィルタ部品のパラメータを調整する(S1280)。なお、ステップS1280は、当該フローを抜けたときに得られたフィルタを実応用するときに実行されてもよい。   Subsequently, the adjustment unit 190 adjusts the parameters of the filter components in the filter obtained when the genetic processing apparatus 100 exits the flow (S1280). Note that step S1280 may be executed when the filter obtained when exiting the flow is actually applied.

図13は、図12のステップS1230における遺伝的処理装置100の処理フローの一例を示す。遺伝的処理装置100は、図9に示されるステップS1230において、以下の処理を実行する。   FIG. 13 shows an example of the processing flow of the genetic processing apparatus 100 in step S1230 of FIG. The genetic processing device 100 executes the following processing in step S1230 shown in FIG.

まず、適合度算出部140は、フィルタ格納部110に格納された複数のフィルタのそれぞれにより生成された複数の出力データのそれぞれについて、以下のステップS1320の処理を実行する(S1310、S1330)。ステップS1320において、適合度算出部140は、当該出力データと学習目標データとの適合度を算出する。適合度算出部140は、複数の出力データの全てについて処理を終えると、処理をステップS1340に進める(S1330)。   First, the fitness level calculation unit 140 executes the following step S1320 for each of the plurality of output data generated by each of the plurality of filters stored in the filter storage unit 110 (S1310, S1330). In step S1320, the fitness level calculation unit 140 calculates the fitness level between the output data and the learning target data. When the fitness level calculation unit 140 finishes processing for all of the plurality of output data, the fitness level calculation unit 140 advances the processing to step S1340 (S1330).

続いて、選定部150は、複数の出力データのそれぞれの適合度に基づき、複数の出力データの中から学習用目標データにより近い出力データを選定する(S1340)。選定部150は、一例として、複数のフィルタにより変換された複数の出力データのうち、適合度がより高い出力データを優先的に選定してもよい。選定部150は、一例として、適合度が基準適合度より高い出力データを選定してもよい。また、選定部150は、一例として、適合度が上位から予め定められた範囲の出力データを選定してもよい。また、選定部150は、適合度がより高い出力データがより高い確率で選択されるように設定がされている条件下で、ランダムに出力データを選定してもよい。   Subsequently, the selection unit 150 selects output data closer to the learning target data from among the plurality of output data based on the degree of matching of each of the plurality of output data (S1340). As an example, the selection unit 150 may preferentially select output data having a higher matching degree from among a plurality of output data converted by a plurality of filters. For example, the selection unit 150 may select output data having a higher fitness than the standard fitness. For example, the selection unit 150 may select output data in a range in which the fitness is determined in advance from the top. In addition, the selection unit 150 may select output data randomly under a condition in which output data having a higher degree of matching is selected with a higher probability.

続いて、選定部150は、選定部150により選定された出力データを生成するフィルタを、学習用入力データを学習用目標データにより適合するデータに変換するフィルタとして選択する(S1350)。このステップS1350の処理を終えると、遺伝的処理装置100は、当該フローを終了する。   Subsequently, the selection unit 150 selects the filter that generates the output data selected by the selection unit 150 as a filter that converts the input data for learning into data that matches the target data for learning (S1350). When the process of step S1350 is completed, the genetic processing apparatus 100 ends the flow.

図14は、本発明の実施形態に係るコンピュータ1900のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ1900は、ホスト・コントローラ2082により相互に接続されるCPU2000、RAM2020、グラフィック・コントローラ2075、及び表示装置2080を有するCPU周辺部と、入出力コントローラ2084によりホスト・コントローラ2082に接続される通信インターフェイス2030、ハードディスクドライブ2040、及びDVDドライブ2060を有する入出力部と、入出力コントローラ2084に接続されるROM2010、フレキシブルディスク・ドライブ2050、及び入出力チップ2070を有するレガシー入出力部とを備える。   FIG. 14 shows an example of a hardware configuration of a computer 1900 according to the embodiment of the present invention. A computer 1900 according to this embodiment is connected to a CPU peripheral unit having a CPU 2000, a RAM 2020, a graphic controller 2075, and a display device 2080 that are connected to each other by a host controller 2082, and to the host controller 2082 by an input / output controller 2084. An input / output unit having a communication interface 2030, a hard disk drive 2040, and a DVD drive 2060, and a legacy input / output unit having a ROM 2010, a flexible disk drive 2050, and an input / output chip 2070 connected to the input / output controller 2084. Prepare.

ホスト・コントローラ2082は、RAM2020と、高い転送レートでRAM2020をアクセスするCPU2000及びグラフィック・コントローラ2075とを接続する。CPU2000は、ROM2010及びRAM2020に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ2075は、CPU2000等がRAM2020内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置2080上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ2075は、CPU2000等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。   The host controller 2082 connects the RAM 2020 to the CPU 2000 and the graphic controller 2075 that access the RAM 2020 at a high transfer rate. The CPU 2000 operates based on programs stored in the ROM 2010 and the RAM 2020 and controls each unit. The graphic controller 2075 acquires image data generated by the CPU 2000 or the like on a frame buffer provided in the RAM 2020 and displays it on the display device 2080. Instead of this, the graphic controller 2075 may include a frame buffer for storing image data generated by the CPU 2000 or the like.

入出力コントローラ2084は、ホスト・コントローラ2082と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス2030、ハードディスクドライブ2040、DVDドライブ2060を接続する。通信インターフェイス2030は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ2040は、コンピュータ1900内のCPU2000が使用するプログラム及びデータを格納する。DVDドライブ2060は、DVD2095からプログラム又はデータを読み取り、RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供する。   The input / output controller 2084 connects the host controller 2082 to the communication interface 2030, the hard disk drive 2040, and the DVD drive 2060, which are relatively high-speed input / output devices. The communication interface 2030 communicates with other devices via a network. The hard disk drive 2040 stores programs and data used by the CPU 2000 in the computer 1900. The DVD drive 2060 reads a program or data from the DVD 2095 and provides it to the hard disk drive 2040 via the RAM 2020.

また、入出力コントローラ2084には、ROM2010と、フレキシブルディスク・ドライブ2050、及び入出力チップ2070の比較的低速な入出力装置とが接続される。ROM2010は、コンピュータ1900が起動時に実行するブート・プログラム、及び/又は、コンピュータ1900のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ2050は、フレキシブルディスク2090からプログラム又はデータを読み取り、RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供する。入出力チップ2070は、フレキシブルディスク・ドライブ2050を入出力コントローラ2084へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ2084へと接続する。   The input / output controller 2084 is connected to the ROM 2010, the flexible disk drive 2050, and the relatively low-speed input / output device of the input / output chip 2070. The ROM 2010 stores a boot program that the computer 1900 executes at startup and / or a program that depends on the hardware of the computer 1900. The flexible disk drive 2050 reads a program or data from the flexible disk 2090 and provides it to the hard disk drive 2040 via the RAM 2020. The input / output chip 2070 connects the flexible disk drive 2050 to the input / output controller 2084 and inputs / outputs various input / output devices via, for example, a parallel port, a serial port, a keyboard port, a mouse port, and the like. Connect to controller 2084.

RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク2090、DVD2095、又はICカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、RAM2020を介してコンピュータ1900内のハードディスクドライブ2040にインストールされ、CPU2000において実行される。   A program provided to the hard disk drive 2040 via the RAM 2020 is stored in a recording medium such as the flexible disk 2090, the DVD 2095, or an IC card and provided by the user. The program is read from the recording medium, installed in the hard disk drive 2040 in the computer 1900 via the RAM 2020, and executed by the CPU 2000.

コンピュータ1900にインストールされ、コンピュータ1900を第1実施形態に係る遺伝的処理装置100として機能させるプログラムは、フィルタ格納モジュール、生成モジュール、学習用データ格納モジュール、適合度算出モジュール、選定モジュール、統合モジュール、繰り返し処理モジュール、分割モジュール、および調整モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、CPU2000等に働きかけて、コンピュータ1900を、フィルタ格納部110、生成部120、学習用データ格納部130、適合度算出部140、選定部150、統合部160、繰り返し処理部170、分割部180、および調整部190としてそれぞれ機能させる。   A program that is installed in the computer 1900 and causes the computer 1900 to function as the genetic processing apparatus 100 according to the first embodiment includes a filter storage module, a generation module, a learning data storage module, a fitness calculation module, a selection module, an integration module, It includes a repetitive processing module, a division module, and an adjustment module. These programs or modules work on the CPU 2000 or the like to make the computer 1900 into a filter storage unit 110, a generation unit 120, a learning data storage unit 130, a fitness calculation unit 140, a selection unit 150, an integration unit 160, and an iterative processing unit. 170, the dividing unit 180, and the adjusting unit 190 function.

これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ1900に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段であるフィルタ格納部110、生成部120、学習用データ格納部130、適合度算出部140、選定部150、統合部160、繰り返し処理部170、分割部180、および調整部190として機能する。そして、これらの具体的手段によって、第1実施形態におけるコンピュータ1900の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の遺伝的処理装置100が構築される。   The information processing described in these programs is read by the computer 1900, so that the filter storage unit 110, the generation unit 120, and the learning unit which are specific means in which the software and the various hardware resources described above cooperate with each other. It functions as a data storage unit 130, a fitness calculation unit 140, a selection unit 150, an integration unit 160, an iterative processing unit 170, a division unit 180, and an adjustment unit 190. And the specific genetic processing apparatus 100 according to the intended use is constructed | assembled by implement | achieving the calculation or processing of the information according to the intended use of the computer 1900 in 1st Embodiment by these specific means.

一例では、コンピュータ1900と外部の装置等との間で通信を行う場合には、CPU2000は、RAM2020上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス2030に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス2030は、CPU2000の制御を受けて、RAM2020、ハードディスクドライブ2040、フレキシブルディスク2090、又はDVD2095等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス2030は、DMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、CPU2000が転送元の記憶装置又は通信インターフェイス2030からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス2030又は記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。   In an example, when communication is performed between the computer 1900 and an external device or the like, the CPU 2000 executes a communication program loaded on the RAM 2020, and based on the processing contents described in the communication program, the communication interface A communication process is instructed to 2030. Under the control of the CPU 2000, the communication interface 2030 reads transmission data stored in a transmission buffer area or the like provided on a storage device such as the RAM 2020, the hard disk drive 2040, the flexible disk 2090, or the DVD 2095, and transmits it to the network. Alternatively, the reception data received from the network is written into a reception buffer area or the like provided on the storage device. As described above, the communication interface 2030 may transfer transmission / reception data to / from the storage device by a DMA (direct memory access) method. Instead, the CPU 2000 transfers the storage device or the communication interface 2030 as a transfer source. The transmission / reception data may be transferred by reading the data from the data and writing the data to the communication interface 2030 or the storage device of the transfer destination.

また、CPU2000は、ハードディスクドライブ2040、DVDドライブ2060(DVD2095)、フレキシブルディスク・ドライブ2050(フレキシブルディスク2090)等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をDMA転送等によりRAM2020へと読み込ませ、RAM2020上のデータに対して各種の処理を行う。そして、CPU2000は、処理を終えたデータを、DMA転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、RAM2020は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはRAM2020および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、CPU2000は、RAM2020の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはRAM2020の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもRAM2020、メモリ、及び/又は記憶装置に含まれるものとする。   In addition, the CPU 2000 DMAs all or necessary portions from among files or databases stored in an external storage device such as the hard disk drive 2040, the DVD drive 2060 (DVD 2095), and the flexible disk drive 2050 (flexible disk 2090). The data is read into the RAM 2020 by transfer or the like, and various processes are performed on the data on the RAM 2020. Then, CPU 2000 writes the processed data back to the external storage device by DMA transfer or the like. In such processing, since the RAM 2020 can be regarded as temporarily holding the contents of the external storage device, in the present embodiment, the RAM 2020 and the external storage device are collectively referred to as a memory, a storage unit, or a storage device. Various types of information such as various programs, data, tables, and databases in the present embodiment are stored on such a storage device and are subjected to information processing. Note that the CPU 2000 can also store a part of the RAM 2020 in the cache memory and perform reading and writing on the cache memory. Even in such a form, the cache memory bears a part of the function of the RAM 2020. Therefore, in the present embodiment, the cache memory is also included in the RAM 2020, the memory, and / or the storage device unless otherwise indicated. To do.

また、CPU2000は、RAM2020から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、RAM2020へと書き戻す。例えば、CPU2000は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合(又は不成立であった場合)に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。   In addition, the CPU 2000 performs various operations, such as various operations, information processing, condition determination, information search / replacement, etc., described in the present embodiment, specified for the data read from the RAM 2020 by the instruction sequence of the program. Is written back to the RAM 2020. For example, when performing the condition determination, the CPU 2000 determines whether the various variables shown in the present embodiment satisfy the conditions such as large, small, above, below, equal, etc., compared to other variables or constants. When the condition is satisfied (or not satisfied), the program branches to a different instruction sequence or calls a subroutine.

また、CPU2000は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第1属性の属性値に対し第2属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、CPU2000は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第1属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第2属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第1属性に対応付けられた第2属性の属性値を得ることができる。   Further, the CPU 2000 can search for information stored in a file or database in the storage device. For example, in the case where a plurality of entries in which the attribute value of the second attribute is associated with the attribute value of the first attribute are stored in the storage device, the CPU 2000 displays the plurality of entries stored in the storage device. The entry that matches the condition in which the attribute value of the first attribute is specified is retrieved, and the attribute value of the second attribute that is stored in the entry is read, thereby associating with the first attribute that satisfies the predetermined condition The attribute value of the specified second attribute can be obtained.

以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク2090、DVD2095の他に、CD等の光学記録媒体、MO等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ICカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はRAM等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ1900に提供してもよい。   The program or module shown above may be stored in an external recording medium. As the recording medium, in addition to the flexible disk 2090 and the DVD 2095, an optical recording medium such as a CD, a magneto-optical recording medium such as an MO, a tape medium, a semiconductor memory such as an IC card, and the like can be used. Further, a storage device such as a hard disk or RAM provided in a server system connected to a dedicated communication network or the Internet may be used as a recording medium, and the program may be provided to the computer 1900 via the network.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

20 フィルタ、22 フィルタ部品、24 フィルタ部品群、100 遺伝的処理装置、110 フィルタ格納部、120 生成部、130 学習用データ格納部、140 適合度算出部、150 選定部、160 統合部、170 繰り返し処理部、180 分割部、190 調整部、810 フィルタ、812 フィルタ部品、814 フィルタ部品、816 フィルタ部品、818 フィルタ部品、820 遺伝子、910 フィルタ、912 フィルタ部品、914 フィルタ部品、916 フィルタ部品、920 フィルタ、1010 第1フィルタ、1012 フィルタ部品、1020 第2フィルタ、1110 フィルタ、1112 フィルタ部品、1114 フィルタ部品、1116 フィルタ部品 、1118 フィルタ部品、1120 フィルタ、1130 フィルタ、1900 コンピュータ、2000 CPU、2010 ROM、2020 RAM、2030 通信インターフェイス、2040 ハードディスクドライブ、2050 フレキシブルディスク・ドライブ、2060 DVDドライブ、2070 入出力チップ、2075 グラフィック・コントローラ、2080 表示装置、2082 ホスト・コントローラ、2084 入出力コントローラ、2090 フレキシブルディスク、2095 DVD   20 filters, 22 filter parts, 24 filter parts group, 100 genetic processor, 110 filter storage part, 120 generation part, 130 learning data storage part, 140 fitness calculation part, 150 selection part, 160 integration part, 170 iteration Processing unit, 180 division unit, 190 adjustment unit, 810 filter, 812 filter component, 814 filter component, 816 filter component, 818 filter component, 820 gene, 910 filter, 912 filter component, 914 filter component, 916 filter component, 920 filter 1010 1st filter, 1012 filter component, 1020 2nd filter, 1110 filter, 1112 filter component, 1114 filter component, 1116 filter component, 1118 filter component, 1120 filter 1130 filter, 1900 computer, 2000 CPU, 2010 ROM, 2020 RAM, 2030 communication interface, 2040 hard disk drive, 2050 flexible disk drive, 2060 DVD drive, 2070 input / output chip, 2075 graphic controller, 2080 display device, 2082 Host controller, 2084 I / O controller, 2090 flexible disk, 2095 DVD

Claims (15)

入力データを変換して出力データとして出力する複数のフィルタ部品を組み合わせた少なくとも1つのフィルタを含むフィルタ群から、遺伝的処理により新たなフィルタを生成して前記フィルタ群に加える生成部と、
前記フィルタ群に含まれるそれぞれのフィルタについて、学習用入力データから学習用目標データへの変換に対する適合度を算出する適合度算出部と、
それぞれの前記フィルタについての前記適合度に基づいて、前記フィルタ群に残す前記フィルタを選定する選定部と、
前記新たなフィルタに含まれるフィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する調整部と、
を備え
前記新たなフィルタが入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む場合に、前記調整部は、当該2以上のフィルタ部品のうち一部のフィルタ部品のパラメータを固定として、他の一部のフィルタ部品のパラメータを調整する
遺伝的処理装置。
A generation unit that generates a new filter by genetic processing from a filter group including at least one filter that combines a plurality of filter components that convert input data and output as output data; and
For each filter included in the filter group, a fitness calculation unit that calculates a fitness for conversion from learning input data to learning target data; and
A selection unit for selecting the filter to be left in the filter group based on the degree of matching for each of the filters;
An adjustment unit for adjusting parameters of filter components included in the new filter by genetic processing;
Equipped with a,
When the new filter includes the same two or more filter parts connected by connection between the input and output, the adjustment unit fixes parameters of some of the two or more filter parts, A genetic processing device that adjusts parameters of some other filter components .
入力データを変換して出力データとして出力する複数のフィルタ部品を組み合わせた少なくとも1つのフィルタを含むフィルタ群から、遺伝的処理により新たなフィルタを生成して前記フィルタ群に加える生成部と、
前記フィルタ群に含まれるそれぞれのフィルタについて、学習用入力データから学習用目標データへの変換に対する適合度を算出する適合度算出部と、
それぞれの前記フィルタについての前記適合度に基づいて、前記フィルタ群に残す前記フィルタを選定する選定部と、
前記新たなフィルタに含まれるフィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する調整部と、
を備え
前記選定部は、入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む第1フィルタと、前記第1フィルタにおける当該2以上のフィルタ部品に対応する部分に前記第1フィルタと同一のフィルタ部品が異なる数連結されており、かつ他の部分は前記第1フィルタと同一構造の第2フィルタとが前記フィルタ群に含まれる場合に、前記第1フィルタおよび前記第2フィルタの一方を選定せずに削除する
遺伝的処理装置。
A generation unit that generates a new filter by genetic processing from a filter group including at least one filter that combines a plurality of filter components that convert input data and output as output data; and
For each filter included in the filter group, a fitness calculation unit that calculates a fitness for conversion from learning input data to learning target data; and
A selection unit for selecting the filter to be left in the filter group based on the degree of matching for each of the filters;
An adjustment unit for adjusting parameters of filter components included in the new filter by genetic processing;
Equipped with a,
The selection unit is the same as the first filter in a portion corresponding to the two or more filter components in the first filter, and a first filter including the same two or more filter components connected by connection between input and output. When a different number of filter parts are connected and the other group includes a second filter having the same structure as that of the first filter, the filter group includes one of the first filter and the second filter. Genetic processing device to delete without selecting .
前記生成部による前記新たなフィルタの生成、前記適合度算出部による適合度の算出、および前記選定部による次世代の前記フィルタ群に残す前記フィルタの選定を繰り返し処理させる繰り返し処理部を更に備える請求項1または2に記載の遺伝的処理装置。 And further comprising: an iterative processing unit that repeatedly generates the new filter by the generating unit, calculates the fitness by the fitness calculating unit, and selects the filter to be left in the next generation filter group by the selecting unit. Item 3. The genetic processing device according to item 1 or 2. 前記調整部は、前記少なくとも1つの新たなフィルタのうち、前記繰り返し処理部による繰り返し処理の結果得られた調整対象フィルタについて、前記フィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する請求項3に記載の遺伝的処理装置。   The said adjustment part adjusts the parameter of the said filter component by a genetic process about the adjustment object filter obtained as a result of the repetition process by the said repetition process part among the said at least 1 new filter. Genetic processing equipment. 前記新たなフィルタが入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む場合に、前記調整部は、当該2以上のフィルタ部品のうち一のフィルタ部品以外のパラメータを固定として、前記一のフィルタ部品のパラメータを調整する請求項に記載の遺伝的処理装置。 When the new filter includes the same two or more filter parts connected by connection between the input and output, the adjustment unit fixes parameters other than one filter part among the two or more filter parts, The genetic processing apparatus according to claim 1 , wherein a parameter of the one filter component is adjusted. 前記選定部は、入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む第1フィルタと、前記第1フィルタにおける当該2以上のフィルタ部品に対応する部分に前記第1フィルタと同一のフィルタ部品が異なる数連結されており、かつ他の部分は前記第1フィルタと同一構造の第2フィルタとが前記フィルタ群に含まれる場合に、前記第1フィルタおよび前記第2フィルタの一方を選定せずに削除する請求項1または5に記載の遺伝的処理装置。 The selection unit is the same as the first filter in a portion corresponding to the two or more filter components in the first filter, and a first filter including the same two or more filter components connected by connection between input and output. When a different number of filter parts are connected and the other group includes a second filter having the same structure as that of the first filter, the filter group includes one of the first filter and the second filter. The genetic processing device according to claim 1 or 5 , wherein the genetic processing device is deleted without selection. 入出力間の接続により連結された2以上のフィルタ部品を統合して、当該2以上のフィルタ部品による変換に相当する変換をする統合フィルタ部品に置き換える統合部を更に備え、
前記調整部は、前記統合部により統合された前記統合フィルタ部品のパラメータを調整する
請求項1からのいずれか一項に記載の遺伝的処理装置。
An integration unit that integrates two or more filter components connected by connection between the input and output and replaces the filter components with an integrated filter component that performs conversion corresponding to the conversion by the two or more filter components;
The genetic processing device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the adjustment unit adjusts parameters of the integrated filter component integrated by the integration unit.
前記少なくとも1つのフィルタにおけるフィルタ部品を2以上のフィルタ部品に分割する分割部を更に備える請求項に記載の遺伝的処理装置。 The genetic processing device according to claim 7 , further comprising a dividing unit that divides a filter component in the at least one filter into two or more filter components. 前記分割部は、前記少なくとも1つのフィルタにおける前記統合フィルタ部品を、2以上のフィルタ部品の組に分割する請求項に記載の遺伝的処理装置。 The genetic processing device according to claim 8 , wherein the division unit divides the integrated filter component in the at least one filter into a set of two or more filter components. 前記分割部は、前記統合フィルタ部品を、合わせて前記統合フィルタ部品と同じ変換を行う前記2以上のフィルタ部品の組に分割する請求項に記載の遺伝的処理装置。 The genetic processing device according to claim 9 , wherein the dividing unit divides the integrated filter component into a group of the two or more filter components that perform the same conversion as the integrated filter component together. 前記分割部は、前記少なくとも1つのフィルタにおける前記フィルタ部品を前記2以上のフィルタ部品に分割することにより、前記少なくとも1つのフィルタを2以上の部分フィルタに分割し、
前記生成部は、前記2以上の部分フィルタのうちの一部の部分フィルタを前記新たなフィルタの少なくとも一部とする請求項から10のいずれか一項に記載の遺伝的処理装置。
The dividing unit divides the at least one filter into two or more partial filters by dividing the filter part in the at least one filter into the two or more filter parts,
The genetic processing device according to any one of claims 8 to 10 , wherein the generation unit uses a partial filter of the two or more partial filters as at least a part of the new filter.
生成部によって、入力データを変換して出力データとして出力する複数のフィルタ部品を組み合わせた少なくとも1つのフィルタを含むフィルタ群から、遺伝的処理により新たなフィルタを生成して前記フィルタ群に加える段階と、
適合度算出部によって、前記フィルタ群に含まれるそれぞれのフィルタについて、学習用入力データから学習用目標データへの変換に対する適合度を算出する段階と、
選定部によって、それぞれの前記フィルタについての前記適合度に基づいて、前記フィルタ群に残す前記フィルタを選定する段階と、
調整部によって、前記新たなフィルタに含まれるフィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する段階と、
を備え
前記新たなフィルタが入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む場合に、前記調整部によって、当該2以上のフィルタ部品のうち一部のフィルタ部品のパラメータを固定として、他の一部のフィルタ部品のパラメータを調整する
遺伝的処理方法。
A step of generating a new filter by genetic processing from a filter group including at least one filter obtained by combining a plurality of filter components that convert input data and output as output data by the generation unit, and adding the filter to the filter group ; ,
Calculating a fitness for conversion from learning input data to learning target data for each filter included in the filter group by a fitness calculator;
Selecting the filters to be left in the filter group based on the fitness for each of the filters by a selection unit;
Adjusting the parameters of the filter components included in the new filter by genetic processing by the adjustment unit;
Equipped with a,
When the new filter includes two or more identical filter components connected by connection between input and output, the adjustment unit fixes parameters of some filter components among the two or more filter components, A genetic processing method for adjusting parameters of some other filter components .
生成部によって、入力データを変換して出力データとして出力する複数のフィルタ部品を組み合わせた少なくとも1つのフィルタを含むフィルタ群から、遺伝的処理により新たなフィルタを生成して前記フィルタ群に加える段階と、
適合度算出部によって、前記フィルタ群に含まれるそれぞれのフィルタについて、学習用入力データから学習用目標データへの変換に対する適合度を算出する段階と、
選定部によって、それぞれの前記フィルタについての前記適合度に基づいて、前記フィルタ群に残す前記フィルタを選定する段階と、
調整部によって、前記新たなフィルタに含まれるフィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する段階と、
を備え
前記選定部によって、入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む第1フィルタと、前記第1フィルタにおける当該2以上のフィルタ部品に対応する部分に前記第1フィルタと同一のフィルタ部品が異なる数連結されており、かつ他の部分は前記第1フィルタと同一構造の第2フィルタとが前記フィルタ群に含まれる場合には、前記第1フィルタおよび前記第2フィルタの一方を選定せずに削除する
遺伝的処理方法。
A step of generating a new filter by genetic processing from a filter group including at least one filter obtained by combining a plurality of filter components that convert input data and output as output data by the generation unit, and adding the filter to the filter group ; ,
Calculating a fitness for conversion from learning input data to learning target data for each filter included in the filter group by a fitness calculator;
Selecting the filters to be left in the filter group based on the fitness for each of the filters by a selection unit;
Adjusting the parameters of the filter components included in the new filter by genetic processing by the adjustment unit;
Equipped with a,
The first filter including the same two or more filter components connected by the connection between the input and output by the selection unit, and the portion corresponding to the two or more filter components in the first filter is the same as the first filter When a different number of filter parts are connected and the other group includes a second filter having the same structure as that of the first filter, one of the first filter and the second filter is included. Genetic processing method to delete without selecting .
遺伝的処理装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
入力データを変換して出力データとして出力する複数のフィルタ部品を組み合わせた少なくとも1つのフィルタを含むフィルタ群から、遺伝的処理により新たなフィルタを生成して前記フィルタ群に加える生成部と、
前記フィルタ群に含まれるそれぞれのフィルタについて、学習用入力データから学習用目標データへの変換に対する適合度を算出する適合度算出部と、
それぞれの前記フィルタについての前記適合度に基づいて、前記フィルタ群に残す前記フィルタを選定する選定部と、
前記新たなフィルタに含まれるフィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する調整部と、
して機能させ
前記新たなフィルタが入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む場合に、前記調整部は、当該2以上のフィルタ部品のうち一部のフィルタ部品のパラメータを固定として、他の一部のフィルタ部品のパラメータを調整する
プログラム。
A program for causing a computer to function as a genetic processing device,
The computer,
A generation unit that generates a new filter by genetic processing from a filter group including at least one filter that combines a plurality of filter components that convert input data and output as output data; and
For each filter included in the filter group, a fitness calculation unit that calculates a fitness for conversion from learning input data to learning target data; and
A selection unit for selecting the filter to be left in the filter group based on the degree of matching for each of the filters;
An adjustment unit for adjusting parameters of filter components included in the new filter by genetic processing;
To function ,
When the new filter includes the same two or more filter parts connected by connection between the input and output, the adjustment unit fixes parameters of some of the two or more filter parts, A program that adjusts the parameters of some other filter components .
遺伝的処理装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
入力データを変換して出力データとして出力する複数のフィルタ部品を組み合わせた少なくとも1つのフィルタを含むフィルタ群から、遺伝的処理により新たなフィルタを生成して前記フィルタ群に加える生成部と、
前記フィルタ群に含まれるそれぞれのフィルタについて、学習用入力データから学習用目標データへの変換に対する適合度を算出する適合度算出部と、
それぞれの前記フィルタについての前記適合度に基づいて、前記フィルタ群に残す前記フィルタを選定する選定部と、
前記新たなフィルタに含まれるフィルタ部品のパラメータを、遺伝的処理により調整する調整部と、
して機能させ
前記選定部は、入出力間の接続により連結された同一の2以上のフィルタ部品を含む第1フィルタと、前記第1フィルタにおける当該2以上のフィルタ部品に対応する部分に前記第1フィルタと同一のフィルタ部品が異なる数連結されており、かつ他の部分は前記第1フィルタと同一構造の第2フィルタとが前記フィルタ群に含まれる場合に、前記第1フィルタおよび前記第2フィルタの一方を選定せずに削除する
プログラム。
A program for causing a computer to function as a genetic processing device,
The computer,
A generation unit that generates a new filter by genetic processing from a filter group including at least one filter that combines a plurality of filter components that convert input data and output as output data; and
For each filter included in the filter group, a fitness calculation unit that calculates a fitness for conversion from learning input data to learning target data; and
A selection unit for selecting the filter to be left in the filter group based on the degree of matching for each of the filters;
An adjustment unit for adjusting parameters of filter components included in the new filter by genetic processing;
To function ,
The selection unit is the same as the first filter in a portion corresponding to the two or more filter components in the first filter, and a first filter including the same two or more filter components connected by connection between input and output. When a different number of filter parts are connected and the other group includes a second filter having the same structure as that of the first filter, the filter group includes one of the first filter and the second filter. A program to delete without selecting .
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