JPH03216778A - 自己修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビ等の被制御機器の出力側の信号変侯回路
の特性を試験用理想出力信号と合致するように修正する
装置に使用され、信号変換回路の素子及び信号変換器の
経時劣化に伴う入力特性の変化に対応して、その変化全
自己補正する自己修正装置に関するものである。

従来の技術 従来、検知素子、信号変換器の経時劣化の自己修正に当
っては、特開昭５９−１５１５２９号公報にみられるよ
うに、検知素子や信号変換器の初期検出レベルを予め設
定しておき、この初期検出レベルと所定周期毎にサンプ
リングした検出信号の最大値とを比較し、同検出信号の
減少量に応じて補正することにより、検出信号のレベル
低下に応じて装置自身が検出レベルを目動的に変更する
ことによって修正する。

また、従来では、所定周期毎にサンプリングした検出信
号の最大値と最小値の差が、予め設定した値よりも大き
いか否かによって保守必要度を自動判定する機能をもつ
自己制御式検出装置も知られている。

発明が解決しようとする課題 しかし、これらの従来の自己修正装置は、検出器の感応
度の修正に留まっているため、複雑な装置の経時的な特
性変化や、例えば、色信号のように入力信号の間に複雑
な相関関係がある場合の経時変化には、対応が困難であ
るという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、複雑な相関関係のある入出力特性
を有する被制御機器に対しても、自己修正を容易に行な
える自己修正装置を提供することにある。

課題を解決するだめの手段 この目的を達成するため、本発明の自己修正装置は、被
制御機器に試験用入力信号を送シかつ誤差判定回路に試
験用理想出力信号を送る試験用信号発生回路と、神経回
路を模してニューロンとシナプス結合の機能を具現した
ものから構成されかつ被制御機器の出力信号を変換する
と共に修正用信号を受けて特性を変化する信号変洪回路
と、試験用理想出力信号と実際の出力信号の誤差を演算
し、誤差が設定値より大きい場合に信号変換回路に修正
用信号を送ると共に、試験用信号発生回路に出力命令信
号を送る誤差判定回路とを備えるものである。

作　　　　用 同構成の場合、試験用信号発生回路から被制御機器に試
験用入力信号が送られると、被制御機器から出力信号が
出力されて、同出力信号が信号変換回路により変換され
、誤差判定回路で試験用理想出力信号と実際の出力信号
の誤差が比較される。

そして、誤差が設定値より大きい場合は、信号変換回路
に修正用信号が送られて特性変化され、同時に試験用信
号発生回路から再び出力信号が出力されて繰返し処理さ
れる。したがって、信号変換回路の特性による出力信号
が試験用理想出力信号と一致するように自己修正される
から、信号変換回路の神経回路を模した信号変換回路で
の処理により、色情報のように信号間の相関関係が複雑
な被制御機器での自己修正が可能になる。

実施例 以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の自己修正装置の基本原理を示すフロッ
ク図であり、この自己修正装置は被制御機器１０に試験
用入力信号Ｓｔを送りかつ誤差判定回路２に試験用理想
出力信号Ｓｉを出力する試験用信号発生回路ｌを備えて
いる。誤差判定回路２は試験用理想出力信号Ｓｉと実際
の出力信号ＳＯの誤差を演算し、誤差が設定値より大き
い場合に信号変換回路３に修正用信号Ｓｍを送出する。

この信号変換回路３は神経回路を模してニューロンとシ
ナブス結合の機能を具現したものから構成される回路で
あって、被制御機器１０の出力信号Ｓｏ’を出力信号Ｓ
ｏに変換し、誤差判定回路２からの修正用信号Ｓｍを受
けて特性を変化する。また、試験用信号発生回路１は自
己修正の信号Ｓｓを受けて自己修正を開始し、開始後は
誤差判定回路２からの信号Ｓｃが入力する限り修正動作
を継続するように構成されている。

第２図及び第３図は神経回路を模した信号変換回路３の
詳細を示す。以下の説明においては、信号変換回路３は
アナログ信号回路として説明を行なうが、デジタル信号
を用いて等価な素子を構成してもよい。第２図は神経回
路を模した信号変換回路３の構成単位となる疑似神経素
子の概念図であり、疑似神経素子２０はＮ個の入力を受
け一つの出力を出力する。つまり、ｉ番めの入力信号Ｘ
ｌは、疑似シナプス結合部２１においてＷｉ−Ｘｉに変
換される。疑似シナグス結合部２１で変換されたＮ個の
信号は加算器２２に入り、加算結果が非線形素子２３に
送られ、最終出力ｆ（Ｗｉ・Ｘｉ）となる。被線形素子
２３の特性としては、例えば、閾値をｈとするシグモイ
ド関数、ｔ　（ｙ．　ｈ）　−１　／（　１＋ｅｘｐ（
−ｙ＋ｈ））が適している。

以下の説明においては、Ｎ個の入力を加算する加算器と
非線形素子をまとめて「疑似ニューロン」と呼び、これ
をひとまとめにして取扱う。この疑似神経素子は、外か
らの信号に応じて、疑似シナグス結合の強さＷ１と疑似
ニューロンの閾値ｈは、両方または一方が変化する。こ
の疑似神経素子及び信号変換回路の具体化は、ハードウ
ェアでも、ソフトウエアでも、それらを組み合わせたハ
イブリッド７ステムでも実現できる。

第３図は前述した複数の疑似神経素子を組合わせて構成
される信号変換回路の概略を示した図であり、２１は疑
似シナプス結合部を表わし、２４は疑似ニューロンを表
わす。これら疑似シナグス結合部２１、疑似ニューロン
部２４にはそれぞれ結合の強さＷｌ１閾値ｈを制御する
ための信号線２５がつながっているが、図が煩雑となる
ので省略している。第３図の例では疑似神経素子を３層
にしているが、これは何層であってもよいのも明らかな
ところである。また、第３図では第一層の疑似ニューロ
ン部２４への入力に疑似シナプス結合がないが、ここに
も疑似シナプス結合を挿入してもかまわない。この神経
疑似素子２０から構成される信号変換回路３が規模に応
じた精度で任意の入出力関数を実現できることは、電子
情報通信学会の研究報告ＭＢＥ８８−９に示されている
。

次いで、第１図及び第４図について本発明の自己修正装
置の動作について説明すると、第４図は本発明の自己修
正装置の処理のアルゴリズムの一例をフローチャートで
示してある。まず、試験用信号発生回路１は自己修正開
始を指令する信号ＳＳを受けて、被制御機器１０に試験
用入力信号Ｓｔを、誤差判定回路２に試験用入力信号Ｓ
ｔに対応した試験用理想出力信号Ｓｉをそれぞれ送出す
る（ＳＩＯＩ）。そして、被制御機器１０は試験用入力
信号Ｓｔを受けて出力信号Ｓｏ’を信号変換回路３に送
シ、信号変換回路３は出力信号Ｓ　Ｏ／を出力信号Ｓｏ
に変換する。誤差判定回路２は試験用理想出力信号Ｓｉ
と出力信号Ｓｏと入力されて、その誤差ＤＳ’ｒ計算し
（Ｓ１０２）、その結果に応じて、以下のような処理を
行なう。

即ち、誤差判定回路２は、誤差ＤＳと設定値を比較し（
Ｓ１０３）、誤差ＤＳが設定値より大きい場合には、誤
差ＤＳが小さくなるように疑似シナグス結合の強さＷｉ
と疑似ニューロンの閾値ｈ’ｔ変更するように信号変換
回路２に信号Ｓｍを送出する（Ｓ１０４）。そして、変
更された信号変換回路３の特性を調べるだめに、再びス
テノプＳ１０１に進んで、試験用入力信号Ｓｔと試験用
理想出力信号Ｓｉｋ出力するように試験用信号発生回路
ｌに出力命令信号Ｓｃを出力する。したがって、この操
作を繰退して誤差ＤＳが設定値よシ小さくなると、誤差
判定回路２は停止する。この場合、試験用信号発生回路
ｌも、誤差判定回路２からの信号Ｓｃが途絶えることに
よ９停止することになる。なお、疑似シナグス結合の強
さＷｉの変更量は、例えは、文献（ＰＤＰモデル、Ｐ３
２５、Ｄ．　Ｅ．　　ラメルハート他２名、甘利俊一監
訳、１９８９年）に示された誤差逆転伝播法によって定
めればよい。

よって、第４図から理解されるように、自己修理装置は
、出力信号Ｓｏと試験用理想出力信号Ｓｉとの誤差ＤＳ
が設定値より小さくなるまで、繰返し処理を行なうので
、神経回路を模した信号変換回路３の能力を越えるまで
に経時劣化が進行したとき、自己修正装置は無限ループ
に陥る。これを避けるためには、例えば、第４図に示さ
れた処理アルゴリズムのなかに、矛盾の起きないように
繰返し処理の回数を数える処理を導入し、繰返し処理の
回数に上限を設けておけばよい。第５図は第４図の処理
アルゴリズムにループヵウ７夕ｋ組込んだ場合全フロー
チャートで示した一例であシ、まずステップＳ１０５で
カウンターＮ’ｔゼロにイニンヤライズし、ステップＳ
１０１で試験用信号を出力した後ステップＳ１０６でカ
ウンターＮｆｆｉインクリメントする。そして、ステッ
プＳ１０２で出力信号と理想出力信号との誤差ＤＳを計
算し、ステップＳ１０３で誤差ＤＳと設定値を比較して
ステップＳ１０７に進み、カウンターＮの値と設定値を
比較する。そこで、カウンターの繰返し処理回数が上限
の設定値に達すると、ステップＳ１０８に進んで自己修
正不可能の警告を表示して終了する。

また、無限ループを避けるためには、誤差判定回路３に
直前のいくつかの誤差を保持させ、それらの誤差の平均
的大きさの変化を判定させて平均的誤差の変化量が一定
以下になった時、繰返し処理を打切るようにしてもよい
。

以上の説明から理解されるように、神経回路網を模して
構成された信号変換回路３は任意の関数を生成できるこ
とから、色情報のように信号間の相関関係が複雑で、従
来の自己修正装置では対応が困難であった被制御機器に
ついても、経時変化を信号変換回路３に組込むことによ
り自己修正できる。

なお、本発明によれば、疑似シナプス結合の強さＷｉの
変更量が収東しても、経時用理想出力信号Ｓｉと出力信
号Ｓｏの誤差ＤＳが予め定めた値より小さくならない場
合には、警告信号を出力する判定装置を付加した自己修
正装置、または、外部入力端子にタイミング発生器を取
付けて所定周期で自己修正を行なう自己修正装置として
実施することもできる。

第６図は本発明の自己修正装置をテレビジョン受像機に
施こした場合の略図的ブロック線図であり、被制御機器
としてのアンテナ１）をもった受信回路１２を示してい
る。また、信号変換回路３の出力側には、受信画像を表
示するブラウン管１３、画像を感知するセンサー１４が
接続され、これ以外は第１図と同様に回路構成されてい
る。

したがって、試験用信号発生回路１は自己修正開始を指
令する信号Ｓｓを受けて、受信回路１２に試嵌用入力信
号Ｓｔを、誤差判定回路２に試験用入力信号Ｓｔに対応
した試験用理想出力信号Ｓｉを送出する。そして、受信
回路１２は試験用入力信号Ｓｔを受けて出力信号Ｓ　ｏ
’　ｋ信号変換回路３に出力し、信号変換回路３は出力
信号Ｓｏ’を出力信号Ｓｏ″に変換する。また、　ブラ
ウン管ｌ３ぱ、出力信号Ｓ　ｏｌ７を受けて画像Ｓｏ″
′を出力するが、センサー１４は画像Ｓｏ″′を感知し
て出力信号Ｓｏを誤差判定回路２に出力する。この誤差
判定回路２では、試験用理想出力信号Ｓｉと出力信号Ｓ
ｏとを比較して、その誤差ＤＳを計算し、その結果に応
じて、以下のような処理を行なう。

つまり、誤差ＤＳが設定値よシ大きい場合には、誤差判
定回路２は、誤差ＤＳが小さくなるように疑似シナプス
結合の強さＷｉと疑似ニューロンの閾値ｈを変更するよ
うに、信号変換回路２に信号Ｓｍｅ送出する。そして、
同誤差判定回路は、２変更された信号変換回路３の特性
を調べるため、試験用入力信号Ｓｔと試験用理想出力信
号Ｓｉとを出力するように、試験用信号発生回路１に出
力命令信号Ｓｃを出力する。このような操作の繰返しで
、誤差ＤＳが設定値より小さくなると、誤岩判定回路２
は停止する。この場合、試験用信号発生回路１も、誤差
判定回路２からの信号Ｓｃが途絶えることにより停止す
ることになる。よーて、同自己修正装置付テレビジョン
受像機においては、センサー１４を色センサーとすれば
、テレビジョン受像機の色修正を自動修正することがで
きる。

なお、本発明の自己修正装置は、試験用入力信号と試験
用理想出力信号を適切な値にすれば、単なる信号変換回
路として用いることも可能である。

発明の効果 以上のように本発明による自己修正装置は、試験用理想
出力信号と実際の出力信号の誤差を演算しかつ誤差が設
定値より大きい場合に信号変羨回路に修正用信号を送る
誤差判定回路と、神経回路を模してニューロンとシナプ
ス結合の機能を具現したものから構成される回路であっ
て誤差判定回路からの修正用信号を受けて特性を変化し
得る信号変換回路と、被制御機器に試験用入力信号を送
るとともに誤差判定回路に試験用理想出力信号を送る試
験用信号発生回路とを備えるので、神経回路の持つ学習
能力が模疑されることになる。したがって、本発明によ
れば、複雑な入出力関数を持つ信号変換器についても、
経時劣化による信号変換のくるいを自己修正することが
できる。また、４ 本発明による自己修正装置の信号変換回路は、神経回路
を模して構成されて疑似シナプス結合の強さＷｉと疑似
ニューロンの閾値ｈが誤差を小さくするように変更され
るものであるから、色情報のように信号間の相関関係が
複雑な場合にも適用して自己修復できる。

そして、本発明においては、自己修正の処理の場合に信
号変換回路の経時劣化が進行して無限ループになる危険
を生じる際には、前述したように処理回数に上険を設け
る等の対策を施すことにより、無限ループを容易に回避
できる。さらに、本発明をテレビジョン受像機に実施す
るには、入力側の受信回路に試験用入力信号を入力し、
その出力信号を信号変換して画像信号を取出す回路構成
とするだけでよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自己修正装置の実施例の基本原理を示
すブロック線図、第２図は信号変侠回路の構成単位の疑
似神経素子の概念図、第３肉は複図、第４図は本発明の
自己修正装置の処理を示すフローチャート、第５図は自
己修正処理の無限ループを避けた処理の一例を示すフロ
ーチャート、第６図は本発明の自己修正装置をテレビに
施した場合のブロック図である。 １・・・試験用信号発生回路、２・・・誤差判定回路、
３・・・信号変換回路、１０・・・被制御機器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被制御機器に試験用入力信号を送りかつ誤差判定
   回路に試験用理想出力信号を送る試験用信号発生回路と
   、神経回路を模してニューロンとシナプス結合の機能を
   具現したものから構成されかつ被制御機器の出力信号を
   変換すると共に修正用信号を受けて特性を変化する信号
   変換回路と、試験用理想出力信号と実際の出力信号の誤
   差を演算しかつ誤差が設定値より大きい場合に信号変換
   回路に修正用信号を送ると共に試験用信号発生回路に出
   力命令信号を送る誤差判定回路とを備える自己修正装置
   。
2. （２）信号変換回路の修正用信号により誤差が小さくな
   るように疑似シナプス結合の強さと疑似ニューロンの閾
   値を変更して出力信号を出力する請求項１記載の自己修
   正装置。
3. （３）誤差判定回路は信号変換の経時劣化に伴なう無限
   ループを回避する機能を備える請求項１記載の自己修正
   装置。
4. （４）被制御機器はテレビの受信回路であって、受信回
   路の出力信号を信号変換し、更に画像信号センサーによ
   り取出して誤差判定回路に送るように回路構成する請求
   項１記載の自己修正装置。