JPH03218558A - Time series data inputting system to neuro-computer - Google Patents

Time series data inputting system to neuro-computer

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JPH03218558A
JPH03218558A JP1459190A JP1459190A JPH03218558A JP H03218558 A JPH03218558 A JP H03218558A JP 1459190 A JP1459190 A JP 1459190A JP 1459190 A JP1459190 A JP 1459190A JP H03218558 A JPH03218558 A JP H03218558A
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JP
Japan
Prior art keywords
series data
time series
time
recognition
window function
Prior art date
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Pending
Application number
JP1459190A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Yokono
横野 雅之
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH03218558A publication Critical patent/JPH03218558A/en
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Abstract

PURPOSE:To execute the recognition of time series data generally, highly precisely and efficiently by extracting the time series data required for the recognition of the time series data based on a window function generated beforehand, and inputting this time series data to the input layer of a neuro-computer. CONSTITUTION:An arithmetic unit 4 extracts the time series data required for the recognition of the inputted time series data based on the window func tion generated beforehand, and inputs these extracted time series data required for the recognition to the input layer constituting the neuro-computer 5. Then, after executing the learning by inputting a teacher signal to an output layer in addition, the inference of the event of coming time, etc., is executed. Thus, by extracting the data required for the recognition of the time series data detected by a sensor, etc., based on the window function, and inputting it to the neuro-computer, the recognition of the time series data can be executed generally, highly precisely and efficiently.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 時系列データをニューロコンピュータに入力する時系列
データ入力方式に関し、 センサーなどで検出した時系列データについて窓関数に
よって抽出してニューロコンピュータに入力し、時系列
データの認識を一般的、高精度かつ効率的に行えるよう
にすることを目的とし、時系列データに対して予め生成
した窓関数をもとに認識に必要な時系列データを抽出し
、この抽出した時系列データをニューロコンピュータの
人力層に入力するように構成する. 〔産業上の利用分野〕 本発明は、時系列データをニューロコンピュータに入力
する時系列データ入力方式に関するものである.ニュー
ロコンピュータにおいて、パターンtJkなどの竃に用
いる空間的なパターンデータだけでなく、センサーなど
から常に入力されている時系列データを扱い、応用範囲
を広げることが望まれている. 〔従来の技術と発明が解決しようとするt!613従来
、ニューロコンピュータは、空間的なバタ一二/テ″一
夕を扱っていた.しかし、ニューロコンビエータを導入
した場合、より広く活用するために、時間的に変化する
パターンを処理する必嬰性が生じてきた. 本発明は、センサーなどで検出した時系列データについ
て窓関数によって抽出して二二ーpコンピュータに入力
し、時系列データの認識を一般的、高精度かつ効率的に
行えるようにすることを目的としている. 〔課題を解決する手段〕 第1図を参照して課題を解決する手段を説明する. 第1図において、時系列データは、時間の経過に伴い変
化するセンサーなどで検出したデータである, 演算ユニノト4ぱ、時系列データに対して予め生成した
窓関数をもとに認識に必要な時系列データを抽出するも
のである. ニューロコンピュータ5は、抽出した時系列データを入
力層に入力すると共に教師信号を出力層に入力して学習
を行った後、推論などを行うニューロコンピュータ(例
えば3階層のニューロコンピュータ)である. 〔作用3 本発明は、第1図に示すように、演夏ユニソ}4が入力
された時系列データに対して予め生成した宮関数をもと
に認識に必要な時系列データを抽出し、ニューロコンピ
ュータ5を構成する入力層に対してこれら抽出した認識
に必要な時系列データを入力するようにしている.そし
て、出力層に対して併せて教師信号を入力して学習をt
テった後、次時刻の事象の推論を行ったなどするように
している。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a time-series data input method for inputting time-series data into a neurocomputer, time-series data detected by a sensor, etc. is extracted using a window function and inputted into a neurocomputer, and the time-series data is input into a neurocomputer. With the aim of making recognition general, highly accurate, and efficient, we extract the time series data necessary for recognition based on a window function generated in advance for time series data, and Configure it so that time series data is input to the human-powered layer of the neurocomputer. [Industrial Application Field] The present invention relates to a time-series data input method for inputting time-series data into a neurocomputer. It is hoped that neurocomputers will be able to handle not only spatial pattern data such as pattern tJk, but also time series data that is constantly input from sensors, thereby expanding the range of applications. [The conventional technology and the invention try to solve the problem!] 613 Conventionally, neurocomputers have dealt with spatial patterns. However, when neurocombiators are introduced, they need to process temporally changing patterns in order to be used more widely. The present invention extracts time series data detected by sensors etc. using a window function and inputs it into a 22P computer, thereby making it possible to recognize time series data in a general, highly accurate and efficient manner. [Means for solving the problem] The means for solving the problem will be explained with reference to Figure 1. In Figure 1, time-series data changes over time. The computer unit 4 extracts the time series data necessary for recognition based on the window function generated in advance for the time series data, which is data detected by sensors etc. The neurocomputer 5 extracts the time series data necessary for recognition. It is a neurocomputer (e.g., a three-layer neurocomputer) that performs learning by inputting time-series data into an input layer and inputting a teacher signal into an output layer, and then performs inference, etc. As shown in Figure 1, Enka Uniso} 4 extracts the time series data necessary for recognition based on the function generated in advance for the input time series data, and the input layer forming the neurocomputer 5 extracts the time series data necessary for recognition. The extracted time series data necessary for recognition are input to the input layer.Then, a teacher signal is also input to the output layer to perform learning.
After that, we make inferences about the next time's events.

従って、センサーなどで検出した時系列データについて
窓関数によって認識に必要なデータを抽出してニューロ
コンピュータに入力することにより、時系列データの認
識を一般的、高精度かつ効率的にtテうことが可能とな
る。
Therefore, by extracting the data necessary for recognition using a window function from time-series data detected by sensors, etc., and inputting it to a neurocomputer, it is possible to recognize time-series data generally, with high precision, and efficiently. becomes possible.

【実施例〕【Example〕

次に、第1図から第3図を用いて本発明の1実施例の構
成および動作を順次詳細に説明する.第1図において、
時系列データは、時間の経過に伴い変化するデータであ
って、例えば高炉の各部について温度センサーによって
測定した時間に伴い変化する温度データである. サンプリングユニノト1は、アナログの時系列データを
所定周期毎にサンプリング信号に同期してそのときの値
を抽出し(サンプリングし)、ディジタルの時系列デー
タに変換するユニノトである. 時系列データ保存ユニノト2は、サンプリングユニノト
1によってサンプリングされた時系列データを保存する
ものである. =tz数q成ユニ,ト3は、ニューロコンピュータ5が
認識するために必要な時系列データを抽出するための窓
関数を生成するユニントである(例えば第2図(口)窓
関数を生成するユニノトである)。
Next, the configuration and operation of one embodiment of the present invention will be explained in detail using FIGS. 1 to 3. In Figure 1,
Time-series data is data that changes over time, and is, for example, temperature data that changes over time as measured by a temperature sensor for each part of a blast furnace. Sampling Uninote 1 is a Uninote that synchronizes analog time series data with a sampling signal at predetermined intervals, extracts (samples) the value at that time, and converts it into digital time series data. The time-series data storage unit 2 stores the time-series data sampled by the sampling unit 1. = tz number q formation unit, t3 is a unit that generates a window function for extracting time series data necessary for the neurocomputer 5 to recognize (for example, Fig. 2 (mouth) generates a window function Uninote).

演算ユニノト4は、ディジタルの時系列データに対して
窓関数生成ユニソト3によって生成された窓関数を演算
し、認識に必要な時系列データを取り出すものである。
The calculation unit 4 calculates the window function generated by the window function generation unit 3 on digital time series data, and extracts the time series data necessary for recognition.

この際、第2図(口)処理に用いる窓関数によって時系
列データから所定の部分のみを抽出して第2図(ハ)処
理後の時系列データを生成してもよい。また、所定の部
分に重み付けを行って抽出して処理後の時系列データを
生成するようにしてもよい. ニューロコンピュータ5は、演算ユニット4によって抽
出した時系列データを入力層に入力し、教師信号を出力
層に入力していわゆるバンクプロバゲーション法によっ
て現時点の事象の学習を行い、次の時刻における事象の
予測を行うなどの学習機能を持ったコンピュータである
. 次に、第2図および第3図を用いて第1図構成の動作を
詳細に説明する。第2図で横軸は時間tを表し、縦軸は
例えば高炉のある部分の温度Xを表す。
At this time, the time series data after the process shown in FIG. 2 (c) may be generated by extracting only a predetermined portion from the time series data using a window function used in the process shown in FIG. Alternatively, time series data may be generated by weighting and extracting a predetermined portion. The neurocomputer 5 inputs the time series data extracted by the arithmetic unit 4 to the input layer, inputs the teacher signal to the output layer, learns the current event by the so-called bank propagation method, and learns the event at the next time. It is a computer that has learning functions such as making predictions. Next, the operation of the configuration shown in FIG. 1 will be explained in detail using FIGS. 2 and 3. In FIG. 2, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents, for example, the temperature X of a certain part of the blast furnace.

(11  第2図(イ)アナログの元の時系列データを
第L図サンプリングユニノト1に入力し、サンプリング
してディジタルの時系列データに変換して時系列データ
保存ユニット2に保存する.鰺》 時系列データ保存ユ
ニソト2がら取り出したディジタルの時系列データに対
して窓関数生成ユニソト3によって生成された例えば第
2図(ワ)窓関数を演算し(乗夏し)、第2図《ハ》太
線の部分の時系列データを抽出し、ニューロコンピュー
タ5の入力層の各ノードにλ,。,、λ,1,・・・λ
,..として入力する(与える).+31’!3図に示
すように、ニューロコンピュータ5の入力層の各ノード
にλ,。,、λ(11  ” ’λ,,,,として上記
{2}で与えると共に、出力層に教師信号として現時点
の状況(例えば正常に対応するデータ)を与え、そのと
きの誤差をもとにバ,クプロバゲーション法によって各
層間の重み付けなどの調整を行うことを繰り返す.これ
ら一連の学習を行った後、現時刻から次の時刻における
状況の推論を行わせる。
(11 Figure 2 (A) Figure L: Input the original analog time series data to the sampling unit 1, sample it, convert it to digital time series data, and save it in the time series data storage unit 2. 》 For example, the window function in Figure 2 (W) generated by the window function generation UniSoto 3 is calculated on the digital time series data taken out from the time series data storage UniSoto 2, and the window function as shown in Figure 2 (W) is calculated. 》Extract the time series data in the thick line part and send it to each node of the input layer of the neurocomputer 5 as λ,.,,λ,1,...λ
、. .. Input (give) as . +31'! As shown in FIG. 3, each node of the input layer of the neurocomputer 5 has λ,. ,,λ(11 '''λ,,,,) is given in {2} above, and the current situation (for example, normally corresponding data) is given as a teacher signal to the output layer, and the buffer is calculated based on the error at that time. , and repeats adjustments such as weighting between each layer using the provagation method. After performing this series of learning, inference is made about the situation from the current time to the next time.

以上のように、時系列データに窓関数を演夏して抽出し
た認識に必要な時系列データをニューロコンビエータに
入力することにより、時系列データの!mlにおいて高
い認識率を効率的に得ることが可能となる. 第2図は、本発明の動作説明図を示す.第2図(イ)は
、元の時系列データを示す.横軸は時間tを表し、縦軸
は例えば温度Xを表し、0は現時刻を表す.この時系列
データは、高炉のある部分の温度変化である. 第2図(口)は、処理に用いる窓関数を示す.これは、
時刻一λから現時刻0までが1の窓関数である。窓関数
は、値が1でなく、重み付けを持だせるためにこれ以外
の値を持つようにしてもよい. 第2図(ハ)は、処理後の時系列データを示す。
As described above, by inputting the time-series data necessary for recognition extracted by applying a window function to the time-series data into the Neuro Combiator, the time-series data can be improved. It becomes possible to efficiently obtain a high recognition rate in ml. FIG. 2 shows an explanatory diagram of the operation of the present invention. Figure 2 (a) shows the original time series data. The horizontal axis represents time t, the vertical axis represents temperature X, and 0 represents the current time. This time series data shows temperature changes in a certain part of the blast furnace. Figure 2 (portion) shows the window function used for processing. this is,
The window function from time 1 λ to current time 0 is 1. The window function may have a value other than 1 to provide weighting. FIG. 2(c) shows time series data after processing.

これは、第2図(イ)元の時系列データから、第2図(
口)処理に用いる窓関数によって、抽出した時系列デー
タを示し、太線の部分が抽出された時系列データであり
、これをニューロコンピュータ5の入力NL=入力する
. 向、(1)窓関数の決定は、過去に異常が発見された時
系列パターンを管理者が経験的に予め決定する. 偉)第2図(口)窓関数の−λとは異なるが、例えば第
2図(イ)の高炉のある部分の温度Xについて、現時刻
0から過去に遡って最も近い最大値のときの時刻t1、
最小値のときの時刻t2があり、更にこの時刻t,から
最も近い最大値t,を求める.そして、一τ=Q−t,
として窓関数の−τの値を求める.このーτからOの区
間が高炉のある部分の正常/異常を認議するために必要
な時系列データとなる. 第3図は、本発明に係る二二一ロコンピュータ構成例を
示す.これは、入力層、中間層、出力層の3Nから構成
され、各層はOを用いて示す各ノードを持っている.こ
こでは、入力層の各ノードに第2図(ハ)太線の部分に
対応する時系列データλl.,、λ,,,、λ.,・・
・λ..,を図示のように入力すると共に、出力層の出
力と教師信号との差である誤差信号をもとに、パックプ
ロパゲーション法によって入力層と中間層、中間層と出
力層との間の重みWなどを調整し、学習を行うことを繰
り返し行う.学習が終了した後、1!詩Mから次時刻に
おける推vA(高炉の状況が正常/異常などの推論)を
行うようにしている. 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、時系列データか
ら窓関数をもとに認識に必要なデータを抽出してニュー
ロコンピュータに入力する構成を採用しているため、ニ
ューロコンピュータにおいて時系列データの認識を一般
的、高精度かつ効率的に行うことができる。
This is done from the original time series data in Figure 2 (A) to Figure 2 (A).
(Example) The time series data extracted by the window function used for processing is shown, and the thick line part is the extracted time series data, which is input to the neurocomputer 5 as input NL. (1) The window function is determined in advance by the administrator empirically based on time-series patterns in which abnormalities were discovered in the past. (I) It is different from -λ of the window function in Figure 2 (A), but for example, regarding the temperature X in a certain part of the blast furnace in Figure 2 (A), it is Time t1,
There is a time t2 when the minimum value is reached, and the nearest maximum value t is determined from this time t. And one τ=Q−t,
Find the value of −τ of the window function as . This interval from -τ to O becomes the time series data necessary to confirm whether a certain part of the blast furnace is normal or abnormal. FIG. 3 shows an example of the configuration of a 221 computer according to the present invention. It consists of 3N layers: input layer, intermediate layer, and output layer, and each layer has each node indicated by O. Here, each node of the input layer has time series data λl.corresponding to the thick line portion in FIG. 2(C). ,,λ,,,,λ. ,...
・λ. .. , as shown in the figure, and use the pack propagation method to calculate the weights between the input layer and the hidden layer, and between the hidden layer and the output layer, based on the error signal that is the difference between the output of the output layer and the teacher signal. Adjust W, etc., and repeat the learning process. After completing the study, 1! Based on poem M, inferences are made at the next time (inferences about whether the blast furnace situation is normal or abnormal, etc.). [Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, data necessary for recognition is extracted from time-series data based on a window function and inputted to a neurocomputer, so Computers can generally recognize time-series data with high precision and efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は本発明の動
作説明図、第3図は本発明に係るニューロコンピュータ
構成例を示す. 図中、1はサンプリングユニノト、2は時系列データ保
存ユニノト、3は芯閏数住成ユニノト、4は演算ユニノ
ト、 5はニューロコンピュータを 表す。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the present invention, and FIG. 3 is an example of the configuration of a neurocomputer according to the present invention. In the figure, 1 represents a sampling unit, 2 represents a time series data storage unit, 3 represents a core leap number generation unit, 4 represents a calculation unit, and 5 represents a neurocomputer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 時系列データをニューロコンピュータに入力する時系列
データ入力方式において、 時系列データに対して予め生成した窓関数をもとに認識
に必要な時系列データを抽出し、この抽出した時系列デ
ータをニューロコンピュータの入力層に入力するように
構成したことを特徴とするニューロコンピュータへの時
系列データ入力方式。
[Claims] In a time-series data input method for inputting time-series data into a neurocomputer, time-series data necessary for recognition is extracted based on a window function generated in advance for the time-series data. 1. A method for inputting time-series data to a neurocomputer, characterized in that the time-series data is input to an input layer of the neurocomputer.
JP1459190A 1990-01-24 1990-01-24 Time series data inputting system to neuro-computer Pending JPH03218558A (en)

Priority Applications (1)

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