JPH0728766A - Pattern recognition system and monitor system - Google Patents

Pattern recognition system and monitor system

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Publication number
JPH0728766A
JPH0728766A JP5153524A JP15352493A JPH0728766A JP H0728766 A JPH0728766 A JP H0728766A JP 5153524 A JP5153524 A JP 5153524A JP 15352493 A JP15352493 A JP 15352493A JP H0728766 A JPH0728766 A JP H0728766A
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JP
Japan
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pattern
recognition
teacher information
neural network
reaction
Prior art date
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Pending
Application number
JP5153524A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Shimada
毅 島田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0728766A publication Critical patent/JPH0728766A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the pattern recognition system which detects a weak reaction. CONSTITUTION:The character pattern inputted by an image scanner 1 and a picture preprocessing part 10 is recognized by a neural network. When a weak reaction detecting part 11 detects a weak reaction, a problem pattern storage part 12 stores a problem pattern, and a related information storage part 13 stores related information. A teacher information determining part 15 determines teacher information of each pattern. Teacher information is stored in a teacher information storage part 16, and a validity discriminating part 17 discriminates the validity of the recognition result based on teacher information with respect to each or patterns other than the problem pattern. Patterns whose recognition results are not valid are stored in the problem pattern storage part 12. A teacher information adding work support part 18 supports operator's teacher information adding work by outputting related information with respect to the problem pattern. If a performance reduction detecting part 19 detects the performance reduction of the neural network, an adjusting part 20 adjusts parameters of the neural network.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、パターンが複数の認識
結果候補のいずれに該当するかを認識するパターン認識
システムの改良に関するもので、特に、前記認識におけ
る弱反応を検出するものに係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a pattern recognition system for recognizing which one of a plurality of recognition result candidates a pattern corresponds to, and more particularly to detecting a weak reaction in the recognition.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、各種パターンの認識を行うパ
ターン認識システムが用いられている。このパターン認
識システムは、複数の認識結果候補に基づいて構成され
た、ニューラルネットなどの認識手段を備え、この認識
手段が、入力されたパターンがいずれの前記認識結果候
補に該当するかを認識するものである。ここで、本明細
書において「該当」とは、完全な同一のみならず、特徴
の類似や部分の類似を含む広い概念である。このパター
ン認識システムは、手書き文字・音声・信号・画像のよ
うなパターンを認識してコンピュータに入力したり、化
学プラントのような大規模システムの状態評価をするな
ど、様々な目的に用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a pattern recognition system for recognizing various patterns has been used. This pattern recognition system includes a recognition unit such as a neural net configured based on a plurality of recognition result candidates, and this recognition unit recognizes which recognition result candidate the input pattern corresponds to. It is a thing. Here, in this specification, “corresponding” is a broad concept including not only complete identity but also feature similarity and part similarity. This pattern recognition system is used for various purposes such as recognizing patterns such as handwritten characters, voices, signals, and images, inputting them into a computer, and evaluating the state of large-scale systems such as chemical plants. There is.

【0003】ところで、パターン認識システムの認識対
象となるパターンは、一般に、その母集団の特性が条件
によって変化するものが多い。例えば、認識対象となる
パターンが、化学プラントの状態を表すパターンの場
合、プラントの諸装置の経年劣化という時間的条件によ
って、配管やバルブにかかる圧力分布が変化する。ま
た、郵便物の住所表記の文字は、地域という条件によっ
て変化する。すなわち、都心部の郵便物はビジネスレタ
ーやダイレクトメールが多いため、住所表記は活字文字
が多く、一方、郊外の郵便物では私信が多いため、住所
表記は手書き文字が多い。
By the way, in many cases, the pattern to be recognized by the pattern recognition system generally has characteristics of its population that change depending on conditions. For example, when the pattern to be recognized is a pattern that represents the state of a chemical plant, the pressure distribution applied to the pipes and valves changes due to the temporal condition of aging deterioration of various devices of the plant. In addition, the letters of the address notation of the mail change depending on the condition of the area. That is, since the postal mail in the center of the city has many business letters and direct mails, the address notation has many printed characters, while the suburban mail has many personal letters, so the address notation has many handwritten characters.

【0004】このような条件によるパターンの変化に対
応し、パターン認識システムの認識性能を維持するため
には、実際の使用環境で入力されるパターンの特性に適
合するように、認識手段を調整することが重要である。
このためには、パターン認識システムの認識性能を定期
的に評価し、性能が相対的又は絶対的に低下している場
合には、認識できないパターンに対する性能が向上する
よう、パラメータを調整する必要がある。なお、ここ
で、「パラメータ」とは、認識手段の構成や挙動を制御
する数値などのデータの意味であり、例えば、認識手段
がニューラルネットである場合、ニューラルネットを構
成する各素子間の結合荷重や各素子の反応特性を制御す
るパラメータである。
In order to cope with the change in pattern due to such conditions and to maintain the recognition performance of the pattern recognition system, the recognition means is adjusted so as to match the characteristics of the pattern input in the actual use environment. This is very important.
For this purpose, it is necessary to periodically evaluate the recognition performance of the pattern recognition system and adjust the parameters so that the performance for unrecognizable patterns is improved when the performance is relatively or absolutely decreased. is there. Here, the “parameter” means data such as a numerical value for controlling the configuration and behavior of the recognizing means. For example, when the recognizing means is a neural network, the coupling between the elements forming the neural network is performed. It is a parameter that controls the load and the reaction characteristics of each element.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のパターン認識システムは、次のような問題
点を有していた。まず、従来のパターン認識システム
は、入力されたパターンが最も類似する認識結果候補の
コードを認識結果として機械的に出力するもので、いず
れの認識結果候補にも類似しないパターンが入力された
場合でも、パターンが認識できないという事実自体を検
出するものではなかった。
However, the conventional pattern recognition system as described above has the following problems. First, the conventional pattern recognition system mechanically outputs the code of the recognition result candidate having the most similar input pattern as a recognition result, even when a pattern that is not similar to any recognition result candidate is input. , Did not detect the fact that the pattern is unrecognizable.

【0006】すなわち、一般的なパターン認識システム
では、全ての認識結果候補に対するパターンの類似度が
計算され、類似度が最大の認識結果候補のコードが機械
的に認識結果となる。例えば、認識手段がニューラルネ
ットである場合、ニューラルネットの出力層の各素子
(以下「出力層素子」という)が各認識結果候補に対応
しており、各認識結果候補との間のパターンの類似度が
各出力層素子の反応強度として出力される。そして、最
大の反応強度を示した出力層素子に対応する認識結果候
補のコードが認識結果となる。この場合、当該出力層素
子の反応強度が、当該認識結果に対する確信度となる。
That is, in a general pattern recognition system, pattern similarity is calculated for all recognition result candidates, and the code of the recognition result candidate having the maximum similarity mechanically becomes the recognition result. For example, when the recognition means is a neural network, each element in the output layer of the neural network (hereinafter referred to as “output layer element”) corresponds to each recognition result candidate, and the pattern of similarity with each recognition result candidate is similar. The degree is output as the reaction intensity of each output layer element. Then, the code of the recognition result candidate corresponding to the output layer element showing the maximum reaction strength becomes the recognition result. In this case, the reaction strength of the output layer element becomes the certainty factor for the recognition result.

【0007】そして、いずれの認識結果候補にも類似し
ないパターンが入力された場合、当該パターンの各認識
結果候補に対する反応強度すなわち確信度は、いずれも
低く大差のないものとなる(なお、本明細書において、
認識手段が所定の基準以下の反応強度しか生じないこと
を「弱反応」という)。
When a pattern that is not similar to any of the recognition result candidates is input, the reaction strength, that is, the certainty factor, of the pattern with respect to each recognition result candidate is low and there is no great difference. In the calligraphy,
It is called "weak reaction" that the recognition means produces only a reaction strength below a predetermined standard.

【0008】しかし、前記のような従来のパターン認識
システムでは、このような場合も類似度が最大である認
識結果候補のコードが機械的に認識結果となっていたの
で、弱反応を検出することができなかった。そして、弱
反応の場合、当該弱反応を生じさせたパターン(本明細
書において「問題パターン」という)については、認識
手段の調整など、弱反応を前提とした処理が必要である
が、従来のパターン認識システムでは、弱反応が検出さ
れない結果、弱反応を前提とした処理を行うことができ
なかった。
However, in the conventional pattern recognition system as described above, even in such a case, the code of the recognition result candidate having the highest degree of similarity is the mechanical recognition result, so that the weak reaction should be detected. I couldn't. In the case of a weak reaction, the pattern that causes the weak reaction (referred to as “problem pattern” in the present specification) requires a process based on the weak reaction, such as adjustment of recognition means. In the pattern recognition system, the weak reaction was not detected, and as a result, the processing based on the weak reaction could not be performed.

【0009】また、従来のパターン認識システムでは、
上記のように弱反応が検出されない結果、認識手段にお
ける前記のような性能の低下も検出されなかった(この
ような性能の低下は、例えば、所定回数以上の弱反応の
観察によって検出することが考えられる。)。このた
め、認識手段の適切な調整時期を知ることも困難で、認
識手段の性能低下が、実際の運用上支障が出ることによ
って判明する場合もあった。このため、適切な時期に調
整が可能なパターン認識システムが求められていた。
Further, in the conventional pattern recognition system,
As a result of not detecting the weak reaction as described above, the above-described deterioration in performance of the recognition unit was not detected (such deterioration in performance may be detected by observing weak reactions a predetermined number of times or more, for example). Conceivable.). For this reason, it is difficult to know an appropriate adjustment time of the recognition means, and the deterioration of the performance of the recognition means may be revealed by the fact that the actual operation is hindered. Therefore, there has been a demand for a pattern recognition system that can be adjusted at an appropriate time.

【0010】また、従来のパターン認識システムでは、
弱反応が検出されない結果、問題パターンをシステム稼
働中に自動的に収集することも不可能であった。このた
め、従来のパターン認識システムにおける認識手段の調
整では、著しい性能低下が判明したときに、使用環境に
おいて新規にサンプルとなるパターンを大量に採取し、
認識手段の挙動を決定する各種パラメータの調整全体を
最初からやり直すという手法が採用されていた。
Further, in the conventional pattern recognition system,
As a result of weak reaction not being detected, it was also impossible to automatically collect problem patterns during system operation. Therefore, in the adjustment of the recognition means in the conventional pattern recognition system, when a significant decrease in performance is found, a large amount of new sample patterns are collected in the use environment,
A method has been adopted in which the entire adjustment of various parameters that determine the behavior of the recognition means is redone from the beginning.

【0011】しかし、このような調整全体のやり直しは
非効率的でコストが高く、頻繁に実行することは困難で
あった。すなわち、調整全体のやり直しにおいて高い認
識性能を実現するためには、膨大なサンプルに対して、
認識性能の評価とパラメータの調整とを多数回繰り返し
て行わねばならず、このような処理が調整のコストを増
大させていた。しかも、このような処理は、大容量のデ
ータ処理を行う大規模なコンピュータを要するため、パ
ターン認識システムの使用現場において行なうことはで
きず、簡便な調整は困難であった。
However, it is inefficient, costly, and difficult to perform the entire adjustment again. That is, in order to achieve high recognition performance in the entire adjustment redone,
The evaluation of the recognition performance and the adjustment of the parameters have to be repeated many times, and such a process increases the cost of the adjustment. Moreover, since such a processing requires a large-scale computer for processing a large amount of data, it cannot be performed at the site of use of the pattern recognition system, and simple adjustment is difficult.

【0012】特に、このような無差別なサンプル収集で
は、出現頻度が低いパターンをサンプルとして採取する
ためには、オペレータが、長時間にわたって常時、パタ
ーン認識システムを監視したり、収集するサンプル数を
一層増大させなければならず、調整の負担を一層増大さ
せていた。
In particular, in such indiscriminate sample collection, in order to collect a pattern having a low appearance frequency as a sample, the operator constantly monitors the pattern recognition system for a long time and determines the number of samples to be collected. It had to be increased further and the burden of adjustment was further increased.

【0013】また、認識手段の調整では、一般に、サン
プルと、サンプルに対する正しい認識結果を示す教師情
報とを対にして用いる。そして、従来のパターン認識シ
ステムは、この教師情報を自動的に決定する手段を備え
ていなかったため、教師情報を、人間であるオペレータ
がサンプルごとに入力することによってサンプルに付加
しなければならず、効率的な調整が困難であった。
Further, in the adjustment of the recognition means, generally, a sample and teacher information indicating a correct recognition result for the sample are used as a pair. Since the conventional pattern recognition system does not include means for automatically determining the teacher information, the teacher information must be added to the sample by the human operator inputting it for each sample. It was difficult to adjust efficiently.

【0014】また、従来のパターン認識システムは、教
師情報の付加作業を支援する手段も備えていなかったた
め、教師情報の付加作業に必要なサンプルに関する情報
は、人間のオペレータが収集しなければならず、教師情
報付加作業の負担が一層増大していた。
Further, since the conventional pattern recognition system does not have means for supporting the task of adding the teacher information, the human operator must collect the information about the sample required for the task of adding the teacher information. The burden of adding teacher information was further increasing.

【0015】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、弱反
応を検出するパターン認識システムを提供することであ
る。また、本発明の他の目的は、認識手段の性能低下を
検出するパターン認識システムを提供することである。
また、本発明の他の目的は、弱反応を生じさせる問題パ
ターンを自動的に収集するパターン認識システムを提供
することである。また、本発明の他の目的は、低廉かつ
簡便な認識手段の調整が可能なパターン認識システムを
提供することである。また、本発明の他の目的は、問題
パターンに対応する教師情報を自動的に決定するパター
ン認識システムを提供することである。また、本発明の
他の目的は、問題パターンに対する教師情報の付加作業
を効果的に支援するパターン認識システムを提供するこ
とである。
The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a pattern recognition system for detecting a weak reaction. Another object of the present invention is to provide a pattern recognition system which detects a performance deterioration of the recognition means.
Another object of the present invention is to provide a pattern recognition system that automatically collects problem patterns that cause weak reactions. Another object of the present invention is to provide a pattern recognition system which is inexpensive and can adjust the recognition means easily. Another object of the present invention is to provide a pattern recognition system that automatically determines teacher information corresponding to a problem pattern. Another object of the present invention is to provide a pattern recognition system that effectively supports the task of adding teacher information to a problem pattern.

【0016】本発明のさらに他の目的は、監視対象であ
る対象系の異常を弱反応として検出することによって、
当該対象系の異常を報知する監視システムを提供するこ
とにある。
Still another object of the present invention is to detect an abnormality in a target system to be monitored as a weak reaction,
It is to provide a monitoring system that reports an abnormality of the target system.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、請求項1のパターン認識システムは、パターンを入
力する入力手段と、前記パターンが複数の認識結果候補
のいずれに該当するかを認識する認識手段と、前記認識
の結果を出力する出力手段とを有するパターン認識シス
テムにおいて、前記認識における弱反応を検出する弱反
応検出手段を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the pattern recognition system according to claim 1 recognizes input means for inputting a pattern and which of a plurality of recognition result candidates the pattern corresponds to. In a pattern recognition system having a recognition means and an output means for outputting the result of the recognition, a weak reaction detection means for detecting a weak reaction in the recognition is provided.

【0018】また、請求項2の発明は、請求項1記載の
パターン認識システムにおいて、前記認識手段の性能低
下を検出する性能低下検出手段を備えたことを特徴とす
る。
The invention according to claim 2 is the pattern recognition system according to claim 1, characterized by further comprising performance deterioration detecting means for detecting a performance deterioration of the recognition means.

【0019】また、請求項3の発明は、請求項1記載の
パターン認識システムにおいて、前記弱反応を生じさせ
た前記パターンである問題パターンを格納する問題パタ
ーン格納手段を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the pattern recognition system according to claim 1, characterized by further comprising problem pattern storage means for storing a problem pattern which is the pattern causing the weak reaction. .

【0020】また、請求項4の発明は、請求項3記載の
パターン認識システムにおいて、前記問題パターンに対
応する正しい認識結果を表す情報である教師情報を決定
する教師情報決定手段を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the pattern recognition system according to claim 3, further comprising teacher information determining means for determining teacher information which is information indicating a correct recognition result corresponding to the problem pattern. Characterize.

【0021】また、請求項5の発明は、請求項4記載の
パターン認識システムにおいて、前記パターンに対応す
る前記教師情報に基づいて、当該パターンに対する前記
認識の結果の妥当性を判定する妥当性判定手段を備えた
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the pattern recognition system according to the fourth aspect, the validity judgment for judging the validity of the recognition result for the pattern based on the teacher information corresponding to the pattern. It is characterized by having means.

【0022】また、請求項6の発明は、請求項4記載の
パターン認識システムにおいて、前記問題パターン及び
当該問題パターンに対応する前記教師情報に基づいて前
記認識手段を調整する調整手段を備えたことを特徴とす
る。
The invention according to claim 6 is the pattern recognition system according to claim 4, further comprising adjusting means for adjusting the recognizing means based on the problem pattern and the teacher information corresponding to the problem pattern. Is characterized by.

【0023】また、請求項7の発明は、請求項3記載の
パターン認識システムにおいて、前記問題パターンと、
当該問題パターンに関連する関連情報を出力することに
よって前記問題パターンに対する前記教師情報の付加作
業を支援する教師情報付加作業支援手段を備えたことを
特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the pattern recognition system according to the third aspect, the problem pattern,
It is characterized by comprising teacher information addition work support means for supporting the addition work of the teacher information to the problem pattern by outputting relevant information related to the problem pattern.

【0024】また、請求項8の発明は、請求項1記載の
パターン認識システムにおいて、前記認識手段として、
ニューラルネットを用いたことを特徴とする。
The invention according to claim 8 is, in the pattern recognition system according to claim 1, as the recognition means,
It is characterized by using a neural network.

【0025】また、請求項9の監視システムは、監視対
象である対象系の状態を表すパターンを入力する入力手
段と、前記パターンが複数の認識結果候補のいずれに該
当するかを認識する認識手段とを有し、前記複数の認識
結果候補は、前記対象系における予測された状態であ
り、前記認識における弱反応を検出する弱反応検出手段
と、前記弱反応の検出を報知する報知手段を備えたこと
を特徴とする。
The monitoring system according to a ninth aspect of the present invention is an input means for inputting a pattern representing a state of a target system to be monitored, and a recognition means for recognizing which of a plurality of recognition result candidates the pattern corresponds to. The plurality of recognition result candidates is a predicted state in the target system, a weak reaction detection means for detecting a weak reaction in the recognition, and a notification means for notifying the detection of the weak reaction It is characterized by that.

【0026】また、請求項10の発明は、請求項9記載
の監視システムにおいて、前記認識手段として、ニュー
ラルネットを用いたことを特徴とする。
According to a tenth aspect of the invention, in the monitoring system according to the ninth aspect, a neural net is used as the recognizing means.

【0027】[0027]

【作用】上記のような構成を有する本発明は、次のよう
な作用を有する。すなわち、請求項1の発明では、弱反
応検出手段が、パターン認識における弱反応を検出する
ので、弱反応を前提とした処理を行うことが可能とな
る。
The present invention having the above structure has the following functions. That is, in the invention of claim 1, since the weak reaction detecting means detects the weak reaction in the pattern recognition, it is possible to perform the processing based on the weak reaction.

【0028】また、請求項2の発明では、性能低下検出
手段が、認識手段における性能低下を検出するので、適
切な時期に認識手段の調整を行うことができる。
Further, in the invention of claim 2, the performance deterioration detecting means detects the performance deterioration in the recognizing means, so that the recognizing means can be adjusted at an appropriate time.

【0029】また、請求項3の発明では、問題パターン
格納手段が、弱反応を生じさせる問題パターンを格納す
るので、問題パターンを自動的に収集することができ
る。
According to the third aspect of the invention, the problem pattern storage means stores the problem pattern that causes a weak reaction, so that the problem pattern can be automatically collected.

【0030】また、請求項4の発明では、教師情報決定
手段が、問題パターンに対応する教師情報を自動的に決
定するので、認識手段の調整における負担が軽減され
る。
Further, according to the invention of claim 4, since the teacher information determining means automatically determines the teacher information corresponding to the problem pattern, the burden of adjusting the recognizing means is reduced.

【0031】また、請求項5の発明では、妥当性判定手
段が、各パターンに対応する教師情報に基づいて、当該
パターンに対する認識結果の妥当性を確認するので、弱
反応を生じないが誤った認識を生じるパターンを検出す
ることが可能となる。
Further, in the invention of claim 5, the validity determining means confirms the validity of the recognition result for the pattern based on the teacher information corresponding to each pattern, so that a weak reaction does not occur but is erroneous. It is possible to detect patterns that cause recognition.

【0032】また、請求項6の発明では、調整手段が、
問題パターン及び教師情報に基づいて認識手段を調整す
るので、パターン認識システムの使用現場における簡便
かつ低廉な調整が可能となる。
Further, in the invention of claim 6, the adjusting means comprises:
Since the recognition means is adjusted based on the problem pattern and the teacher information, the pattern recognition system can be adjusted easily and inexpensively in the field of use.

【0033】また、請求項7の発明では、教師情報付加
作業支援手段が教師情報付加作業を効果的に支援するの
で、認識手段の調整が容易になる。
Further, in the invention of claim 7, the teacher information adding work supporting means effectively supports the teacher information adding work, so that the recognition means can be easily adjusted.

【0034】また、請求項8の発明では、認識手段とし
てニューラルネットを用いているので、認識の基準を系
統的に論理化することなくパターン認識を行うことがで
きる。
Further, according to the invention of claim 8, since the neural network is used as the recognition means, the pattern recognition can be performed without systematically logicalizing the recognition reference.

【0035】また、請求項9の発明では、対象系の予測
された状態を表す認識結果候補を前提とし、対象系の異
常を、パターンに係る弱反応として検出・報知するの
で、対象系の異常状態の条件を積極的に定めることな
く、対象系の異常を検出することができる。
According to the ninth aspect of the invention, the abnormality of the target system is detected and reported as a weak reaction related to the pattern on the premise of the recognition result candidate representing the predicted state of the target system. It is possible to detect an abnormality in the target system without positively determining the condition of the state.

【0036】また、請求項10の発明では、認識手段と
してニューラルネットを用いているので、認識の基準を
系統的に論理化することなく対象系の監視を行うことが
できる。
According to the tenth aspect of the present invention, since the neural network is used as the recognition means, the target system can be monitored without systematically logicalizing the recognition reference.

【0037】[0037]

【実施例】次に、本発明の複数の実施例について、図面
に従って具体的に説明する。なお、下記各実施例はコン
ピュータを用いて実現されるもので、各実施例の構成の
うち、入出力装置のように専らハードウェアによって実
現されるべき部分以外は、プログラムとして格納された
所定の手順でコンピュータを動作させることによって実
現されている。したがって、以下、各実施例の各機能を
有する仮想的回路ブロックを想定して本装置を説明す
る。
Next, a plurality of embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. It should be noted that each of the following embodiments is realized using a computer, and in the configuration of each embodiment, except for a portion such as an input / output device that should be realized exclusively by hardware, a predetermined program stored as a program is used. It is realized by operating the computer in steps. Therefore, the present apparatus will be described below assuming a virtual circuit block having each function of each embodiment.

【0038】なお、各実施例に用いられるコンピュータ
は、少なくとも、CPU(中央演算処理装置)と、RA
M(随時書込読出型記憶素子)からなる主記憶装置とを
有するもので、典型的には、キーボードやマウスなどの
入力装置と、CRT表示装置やプリンタ印字装置などの
出力装置と、必要なI/O制御回路とを含むものであ
る。
The computer used in each embodiment has at least a CPU (central processing unit) and RA.
It has an M (mainly write / read type storage element) main storage device, and typically has an input device such as a keyboard and a mouse, an output device such as a CRT display device and a printer printing device, and a necessary device. An I / O control circuit is included.

【0039】また、このコンピュータのソフトウェアの
構成としては、典型的には、OS(オペレーティングシ
ステム)上で、各実施例を実現するためのプログラムが
アプリケーション(応用)プログラムとして実行される
態様が考えられるが、コンピュータ上に、入出力手順を
含む専用のプログラムのみを搭載してもよい。
As a software configuration of this computer, typically, a mode in which a program for realizing each embodiment is executed as an application (application) program on an OS (operating system) can be considered. However, only a dedicated program including an input / output procedure may be installed on the computer.

【0040】また、プログラムの格納態様も自由であ
り、ROM(読出し専用メモリ)に格納しておいてもよ
く、また、ハードディスク装置のような外部記憶装置に
格納しておき、コンピュータの起動時や処理の開始時に
主メモリ上にロード(読み込み)してもよい。また、プ
ログラムを複数の部分に分割して外部記憶装置に格納し
ておき、処理内容に応じて必要なモジュールのみを随時
主メモリ上にロード(読み込み)してもよい。
The storage mode of the program is also free, and it may be stored in a ROM (read-only memory) or stored in an external storage device such as a hard disk drive at the time of starting the computer. It may be loaded into the main memory at the start of processing. Alternatively, the program may be divided into a plurality of parts and stored in an external storage device, and only the necessary modules may be loaded (read) into the main memory at any time according to the processing content.

【0041】各実施例において、情報を格納する手段
は、典型的には、ハードディスク装置のような外部記憶
装置上に設けられるが、主メモリや、近年試みられてい
るフラッシュメモリ(大容量の不揮発性メモリ)上に実
現してもよい。また、辞書データのように当面変更され
ない情報は、ROMに格納してもよい。
In each of the embodiments, the means for storing information is typically provided on an external storage device such as a hard disk device, but a main memory or a flash memory that has been tried in recent years (a large-capacity nonvolatile memory). Memory). Information that is not changed for the time being, such as dictionary data, may be stored in the ROM.

【0042】A.第1実施例 (1)第1実施例の構成 第1実施例は、郵便物の自動分類などに用いられる文字
読取装置であり、本発明のパターン認識システムの一類
型である。まず、図1は、第1実施例の構成を示すブロ
ック図である。なお、図1において、矢印はデータの流
れを、破線の矢印は制御の流れを示す。また、図1にお
いて、矢印同士の交差は、単なる図形上の交差であっ
て、各矢印によって表現されるデータ又は制御の流れ同
士の関連を意味するものではない。第1実施例は、この
図に示すように、1又は2以上の文字を含む所定のサイ
ズごとの画像データを入力する画像スキャナ1と、認識
結果出力用の外部インタフェース2(前記出力手段に相
当するもの)と、キーボード3及びマウス4と、表示装
置5と、情報を処理する処理部6とを有する。なお、処
理部6には、I/O制御回路7が設けられている。
A. First Embodiment (1) Configuration of the First Embodiment The first embodiment is a character reading device used for automatic classification of mail and the like, which is one type of the pattern recognition system of the present invention. First, FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment. In FIG. 1, arrows indicate data flows, and broken arrows indicate control flows. Further, in FIG. 1, the intersection of the arrows is merely a graphic intersection and does not mean the relation between the data or control flows represented by the arrows. In the first embodiment, as shown in this figure, an image scanner 1 for inputting image data of a predetermined size including one or more characters, and an external interface 2 for recognition result output (corresponding to the output means). A keyboard 3 and a mouse 4, a display device 5, and a processing unit 6 for processing information. The processing unit 6 is provided with an I / O control circuit 7.

【0043】また、処理部6は、パターンを認識するニ
ューラルネットの挙動を演算するニューラルネットドラ
イバ8と、前記ニューラルネットの諸元を決定するパラ
メータを格納するパラメータ格納部9と、前記画像デー
タから1文字ごとのパターンを切り出して前記ニューラ
ルネットドライバ8に入力する画像前処理部10とを有
する。なお、ニューラルネットドライバ8及びパラメー
タ格納部9は、前記認識手段を構成している。また、画
像スキャナ1及び前記画像前処理部10は、前記入力手
段を構成している。
Further, the processing unit 6 uses the neural network driver 8 for calculating the behavior of the neural network for recognizing the pattern, the parameter storage unit 9 for storing the parameters for determining the specifications of the neural network, and the image data. The image preprocessing unit 10 cuts out a pattern for each character and inputs it to the neural network driver 8. The neural network driver 8 and the parameter storage unit 9 compose the recognition means. Further, the image scanner 1 and the image preprocessing unit 10 constitute the input means.

【0044】また、処理部6は、パターン認識における
弱反応を検出する弱反応検出部11(前記弱反応検出手
段に相当するもの)と、弱反応を生じさせた問題パター
ンを格納する問題パターン格納部12(前記問題パター
ン格納手段に相当するもの)と、問題パターンに関連す
る関連情報を格納する関連情報格納部13とを有する。
Further, the processing unit 6 stores a weak reaction detecting unit 11 (corresponding to the weak reaction detecting means) for detecting a weak reaction in pattern recognition, and a problem pattern storage for storing a problem pattern causing a weak reaction. It has a section 12 (corresponding to the problem pattern storage means) and a related information storage section 13 for storing related information related to the problem pattern.

【0045】また、処理部6は、認識結果候補である文
字からなる単語の辞書データを格納する辞書データ格納
部14と、各パターンについて、当該パターンの前後に
連続する文字のパターンに対する認識結果と、前記辞書
データとに基づいて、当該パターンに対応する教師情報
を決定する教師情報決定部15と、教師情報を格納する
教師情報格納部16とを有する。なお、辞書データ格納
部14及び教師情報決定部15は、前記教師情報決定手
段を構成している。
Further, the processing unit 6 stores the dictionary data storage unit 14 for storing the dictionary data of the words consisting of the characters which are the recognition result candidates, and the recognition results for the character patterns continuous before and after the pattern for each pattern. A teacher information determination unit 15 that determines teacher information corresponding to the pattern based on the dictionary data, and a teacher information storage unit 16 that stores the teacher information. The dictionary data storage unit 14 and the teacher information determination unit 15 constitute the teacher information determination means.

【0046】また、処理部6は、問題パターン以外のパ
ターンについて、当該パターンの教師情報に基づいて、
当該パターンの妥当性を判定し、妥当でないパターンを
問題パターンとみなして問題パターン格納部12に格納
させる妥当性判定部17(前記妥当性判定手段を構成す
るもの)を有する。
Further, the processing section 6 determines, for patterns other than the problem pattern, based on the teacher information of the pattern.
There is a validity determining section 17 (which constitutes the validity determining means) for determining the validity of the pattern and regarding an invalid pattern as a problem pattern and storing it in the problem pattern storage section 12.

【0047】また、処理部6は、問題パターンに関する
関連情報を出力し、教師情報の選択入力を受け付けるこ
とによって教師情報付加作業を支援する教師情報付加作
業支援部18と、所定の基準に基づいてニューラルネッ
トの性能低下を検出する性能低下検出部19(前記性能
低下検出手段に相当するもの)と、前記性能低下が検出
された場合に問題パターン及び教師情報に基づいてニュ
ーラルネットのパラメータを調整する調整部20(前記
調整手段に相当するもの)とを有する。なお、キーボー
ド3、マウス4、表示装置5、I/O制御回路7及び教
師情報付加作業支援部は、前記教師情報付加作業支援手
段を構成している。
Further, the processing section 6 outputs related information relating to the problem pattern and receives the selection input of the teacher information to support the teacher information addition work supporting section 18, and based on a predetermined standard. A performance degradation detecting unit 19 (corresponding to the performance degradation detecting means) that detects a performance degradation of the neural network, and adjusts the parameters of the neural network based on the problem pattern and the teacher information when the performance degradation is detected. And an adjusting unit 20 (corresponding to the adjusting means). The keyboard 3, the mouse 4, the display device 5, the I / O control circuit 7, and the teacher information addition work support unit constitute the teacher information addition work support means.

【0048】する。To do this.

【0049】なお、ニューラルネットドライバ8及びパ
ラメータ格納部9によって実現されるニューラルネット
は、生体の神経網を模擬した情報処理機構である。本実
施例で用いるニューラルネットは、図2(ニューラルネ
ットの概念図)に示すように(図の下方から順に)、入
力層、中間層及び出力層を有し、これら各層は複数の素
子を含んでおり、各素子は直下の層のすべての素子と結
合されている。図2の丸印は個々の素子を、矢印は素子
間の結合を表す。なお、図2では、図の単純化のため、
素子間の結合は、その一部のみを図示する。
The neural network realized by the neural network driver 8 and the parameter storage unit 9 is an information processing mechanism simulating a neural network of a living body. The neural network used in this embodiment has an input layer, an intermediate layer and an output layer as shown in FIG. 2 (conceptual diagram of the neural network) (from the bottom of the figure), and each of these layers includes a plurality of elements. And each element is combined with all the elements in the layer immediately below. Circles in FIG. 2 represent individual elements, and arrows represent coupling between elements. In FIG. 2, for simplification of the figure,
Only a part of the coupling between elements is illustrated.

【0050】各層のうち、入力層は、入力されるパター
ンの次元数Jと同数のJ個の素子Uj を有し、入力端子
として機能する。すなわち、パターンxを、
Of the respective layers, the input layer has J elements U j having the same number as the dimension number J of the input pattern, and functions as an input terminal. That is, the pattern x is

【数1】x=(x1 ,x2 ,・・・,xJ ) と表すとき、各素子Uj にはパターンxの成分xj が入
力される。入力層の素子(以下「入力層素子」という)
の反応特性は恒等関数であり、素子Uj の反応強度は入
力される成分xj と等しいxj である。
## EQU1 ## When expressed as x = (x 1 , x 2 , ..., X J ), the component x j of the pattern x is input to each element U j . Input layer element (hereinafter referred to as "input layer element")
The reaction properties of is the identity function, the reaction strength of element U j is equal to x j and the component x j input.

【0051】各層のうち、中間層の素子(以下「中間層
素子」という)は、図3(中間層素子の配列を示す平面
図)に示すように、層の上に格子状に配置されている。
この図に示すように、各素子は、層上に定義された物理
座標に対応する格子点に配置されている。例えば、中間
層の左下隅の格子点の座標は(0,0)であり、その一
つ右隣の座標は(1,0)、一つ上の座標は(0,1)
である。素子の座標は、当該素子が配置されている格子
点に対応する物理座標によって表される。したがって、
中間層上に縦横にX×Y個の素子が配置されていると
き、例えば、層の右上角にある素子の座標は(X−1,
Y−1)である。
Of the respective layers, the elements of the intermediate layer (hereinafter referred to as "intermediate layer elements") are arranged in a lattice pattern on the layers as shown in FIG. 3 (a plan view showing the arrangement of the intermediate layer elements). There is.
As shown in this figure, each element is arranged at a grid point corresponding to the physical coordinates defined on the layer. For example, the coordinate of the grid point at the lower left corner of the middle layer is (0,0), the coordinate to the right of that is (1,0), and the coordinate above is (0,1).
Is. The coordinates of the element are represented by the physical coordinates corresponding to the lattice point where the element is arranged. Therefore,
When X × Y elements are arranged vertically and horizontally on the intermediate layer, for example, the coordinates of the element in the upper right corner of the layer are (X−1,
Y-1).

【0052】中間層素子Ui は、全ての入力層素子の反
応強度を受信する。中間層素子の反応特性には、吊鐘型
反応特性関数g、すなわち、
The intermediate layer element U i receives the reaction intensities of all the input layer elements. The reaction characteristic of the intermediate layer element is a bell-shaped reaction characteristic function g, that is,

【数2】 を採用する。また、ここで、各記号はそれぞれ、[Equation 2] To adopt. Also, here, each symbol is

【数3】 を表す。[Equation 3] Represents

【0053】すなわち、本実施例のニューラルネット
は、近年試みられている、反応特性関数の値が所定の閾
値以上になる入力空間の領域が有界な素子を含むニュー
ラルネットである。また、ベクトル間の距離dには任意
の距離を用いることができるが、ここでは、最も一般的
なユークリッド距離、すなわち、
That is, the neural network of the present embodiment is a neural network that has been attempted in recent years and includes an element in which the region of the input space in which the value of the reaction characteristic function is a predetermined threshold value or more is bounded. Although any distance can be used as the distance d between the vectors, here, the most general Euclidean distance, that is,

【数4】 を採用する。[Equation 4] To adopt.

【0054】図4は、反応特性関数gの概形を示す特性
図であり、横軸に距離dを、縦軸に反応強度ai をとる
ように描いたものである。ここで、反応特性のパラメー
タri 、pi は反応特性の形状を調節するパラメータで
あり、あわせて素子パラメータとよばれる。これらは、
素子が反応する入力の範囲の感度を制御する。すなわ
ち、ri を大きくすれば、素子が強く反応するパターン
xの存在範囲は広がり、ri を小さくすれば強く反応す
るパターンの存在範囲が狭まる。また、pi を小さくす
ればdの変化に対し緩やかに変化する特性となり、pi
を大きくすればdの変化に対し敏感に変化する特性とな
る。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an outline of the reaction characteristic function g, in which the horizontal axis represents the distance d and the vertical axis represents the reaction intensity a i . Here, the reaction characteristic parameters r i and p i are parameters for adjusting the shape of the reaction characteristic, and are collectively called element parameters. They are,
Controls the sensitivity of the range of inputs to which the device responds. That is, when r i is increased, the existence range of the pattern x in which the element strongly reacts is expanded, and when r i is decreased, the existence range of the pattern in which the element strongly reacts is narrowed. Further, it is slowly varying characteristics with respect to d changes in by reducing the p i, p i
When is increased, the characteristic is such that it is sensitive to changes in d.

【0055】図4の実線はri =1.0,pi =1.0 の場合
のgの形状、破線はri =0.5,pi=5.0 の場合の形状
を示している。縦軸に垂直な直線の左側であって、斜線
が描かれた領域は、破線の場合において、素子が所定の
閾値δ以上で反応する範囲を示している。この場合閾値
は、0.1 である。閾値以上で反応する領域を、以下、反
応領域と呼ぶ。
The solid line in FIG. 4 shows the shape of g when r i = 1.0 and p i = 1.0, and the broken line shows the shape when r i = 0.5 and p i = 5.0. The shaded area on the left side of the straight line perpendicular to the vertical axis indicates the range in which the element reacts at a predetermined threshold value δ or more in the case of the broken line. In this case, the threshold is 0.1. A region that reacts at a threshold value or more is hereinafter referred to as a reaction region.

【0056】吊鐘型反応特性を持つ素子の場合、反応領
域は結合荷重ベクトルwi を中心とするJ次元入力空間
上の超球となるので、特に反応超球と呼ぶ。ここで、超
球とは、任意次元空間上において、3次元空間における
球に相当するものである。
In the case of an element having a hanging bell type reaction characteristic, the reaction region is a hypersphere on the J-dimensional input space centered on the coupling weight vector w i , and is therefore called a reaction hypersphere. Here, the hypersphere corresponds to a sphere in a three-dimensional space in an arbitrary dimensional space.

【0057】図5は、反応超球と結合荷重ベクトルとの
関係を示す図であって、入力空間が三次元の場合として
描いたものである。すなわち。素子Ui は、この反応超
球に含まれるパターンのみにδ以上で反応する。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the reaction hypersphere and the coupling load vector, which is drawn as a case where the input space is three-dimensional. Ie. The element U i responds to δ or more only to the pattern included in this reaction hypersphere.

【0058】各層のうち、出力層素子Uk は、全ての中
間層素子の反応強度を受信し、シグモイド型関数f、す
なわち、
Among the layers, the output layer element U k receives the reaction intensities of all the intermediate layer elements and outputs the sigmoid function f, that is,

【数5】 である反応特性にしたがって反応する。ここで、各記号
はそれぞれ、 ak :Uk の反応強度 wki:中間層の素子Ui からUk への結合上の荷重 ai :中間層の素子Ui の反応強度 を表す。これら出力層素子は、ニューラルネットの出力
端子として機能する。
[Equation 5] React according to the reaction characteristics of Here, each symbol represents a k : reaction intensity of U k w ki : load on coupling from the device U i of the intermediate layer to U k a i : reaction intensity of the device U i of the intermediate layer These output layer elements function as output terminals of the neural network.

【0059】なお、第1実施例におけるニューラルネッ
トのパラメータは、前記各素子間の結合間における信号
の通りやすさを表す結合荷重(結合上の荷重)や、各素
子の反応特性を制御する素子パラメータである。
The parameters of the neural network in the first embodiment are the connection weights (loads on the connection) that represent the ease of passage of signals between the connections between the elements, and the elements that control the reaction characteristics of each element. It is a parameter.

【0060】(2)第1実施例の作用 上記のような構成を有する第1実施例は、次のような作
用を有する。なお、ニューラルネットのパラメータは、
あらかじめ、認識結果として出力されるべき全ての文字
を認識結果候補に基づいて文字の認識をするように調整
しておく。また、辞書データ格納部14には、認識結果
候補となるべき文字からなる単語を収録しておく。これ
ら単語は、郵便物の宛名に現れる地名であるものとす
る。
(2) Operation of the first embodiment The first embodiment having the above structure has the following operation. The parameters of the neural network are
In advance, all the characters to be output as the recognition result are adjusted so as to recognize the characters based on the recognition result candidates. The dictionary data storage unit 14 also stores words made of characters that should be recognition result candidates. It is assumed that these words are place names that appear in the mailing address.

【0061】[概略的作用]画像スキャナ1が画像デー
タを入力すると、画像前処理部10が画像データから1
文字ごとの文字パターンを切り出してニューラルネット
ドライバ8に入力する。ニューラルネットは入力された
パターンを認識して認識結果を外部インタフェース2か
ら出力する。認識の際、弱反応検出部11が弱反応を検
出すると、問題パターン格納部12が弱反応を生じさせ
た問題パターンを格納し、関連情報格納部13が問題パ
ターンに関連する情報を保存する。
[Schematic Operation] When the image scanner 1 inputs image data, the image preprocessing unit 10 converts the image data into 1
A character pattern for each character is cut out and input to the neural network driver 8. The neural network recognizes the input pattern and outputs the recognition result from the external interface 2. Upon recognition, when the weak reaction detection unit 11 detects a weak reaction, the problem pattern storage unit 12 stores the problem pattern that causes the weak reaction, and the related information storage unit 13 stores information related to the problem pattern.

【0062】また、教師情報決定部15は各パターンの
教師情報を決定する。これら教師情報のうち、問題パタ
ーンの教師情報は教師情報格納部16に格納され、妥当
性判定部17は、問題パターン以外のパターンについ
て、その教師情報に基づいて認識結果の妥当性を判定す
る。認識結果が妥当でないパターンは問題パターンとみ
なされ問題パターン格納部12に格納される。
Further, the teacher information determining section 15 determines the teacher information of each pattern. Of these pieces of teacher information, the teacher information of the problem pattern is stored in the teacher information storage unit 16, and the validity determining unit 17 determines the validity of the recognition result for the patterns other than the problem pattern based on the teacher information. A pattern whose recognition result is not valid is regarded as a problem pattern and stored in the problem pattern storage unit 12.

【0063】教師情報付加作業支援部18は、問題パタ
ーンについて、関連情報を出力することによってオペレ
ータによる教師情報付加作業を支援する。性能低下検出
部19が所定の基準に基づいてニューラルネットの性能
低下を検出すると、調整部20が問題パターン及び教師
情報に基づいてニューラルネットのパラメータを調整す
る。以下、上記の手順の詳細を説明する。
The teacher information addition work support unit 18 supports the teacher information addition work by the operator by outputting relevant information about the problem pattern. When the performance deterioration detecting unit 19 detects the performance deterioration of the neural network based on a predetermined reference, the adjusting unit 20 adjusts the parameters of the neural network based on the problem pattern and the teacher information. The details of the above procedure will be described below.

【0064】[画像スキャナからのパターン入力]パタ
ーン入力では、まず、画像スキャナ1が、文字の書かれ
た郵便物などの対象物からデジタル画像データを入力す
る。すなわち、画像スキャナ1は、図示はしないが、カ
メラ及び画像処理回路を有し、カメラが文字の書かれた
対象物を撮影して画像信号を生成すると、画像処理回路
が、前記画像信号から画像のノイズ(汚れ)を除去し、
画像信号から所定のフレームサイズごとの画像信号を切
り出し、さらに、切り出した画像信号をデジタル画像デ
ータに変換する。
[Pattern Input from Image Scanner] In pattern input, first, the image scanner 1 inputs digital image data from an object such as a mail in which characters are written. That is, although not shown, the image scanner 1 has a camera and an image processing circuit, and when the camera captures an object on which characters are written and generates an image signal, the image processing circuit causes the image signal to be output from the image signal. Remove the noise (dirt) of
An image signal for each predetermined frame size is cut out from the image signal, and the cut out image signal is converted into digital image data.

【0065】この画像データは処理部6に送られ、処理
部6の画像前処理部10が画像データから文字列部分を
検出し、この文字列部分のデータを1文字分のデータご
とに分離する。図6は、このように分離された1文字の
手書き文字の画像データの例である。この画像は、黒を
1、白を0とする画素の濃淡値を横X画素・縦Y画素に
順列させたデジタルビットマップデータである。
This image data is sent to the processing unit 6, the image preprocessing unit 10 of the processing unit 6 detects a character string portion from the image data, and the data of this character string portion is separated for each character data. . FIG. 6 is an example of the image data of one handwritten character separated in this way. This image is digital bitmap data in which the grayscale values of pixels in which black is 1 and white is 0 are arranged in the order of horizontal X pixels and vertical Y pixels.

【0066】また、画像前処理部10は、1文字分ごと
の各画像データをベクトルパターンに変換し、ニューラ
ルネットドライバ8に入力する。すなわち、この変換
は、図6における左下角の画素の濃淡値を第1要素、右
上角の値を第XY要素として、左→右という順序の要素
抽出を、下→上方向という順序で行い、抽出した各要素
を部分ベクトルとしてX×Y次元のベクトルを生成する
処理である。
Further, the image preprocessing unit 10 converts each image data for each character into a vector pattern and inputs it to the neural network driver 8. That is, in this conversion, the grayscale value of the pixel in the lower left corner in FIG. 6 is used as the first element and the value in the upper right corner is set as the XY element, and element extraction in the order of left → right is performed in the order of downward → upward. This is a process of generating an X × Y-dimensional vector by using each extracted element as a partial vector.

【0067】[パターン認識]ニューラルネットドライ
バ8は、ベクトル形式のパターンが入力されるごとに、
パラメータ格納部9に格納されたパラメータに基づいて
ニューラルネットの挙動を演算する。この演算の結果、
入力されたパターンに対するニューラルネットの各素子
の反応強度が決定され、これによってパターン認識が行
われて認識結果が生成される。すなわち、ニューラルネ
ットでは、入力層−中間層−出力層の順に、入力に対す
る素子の反応強度が結合線を通じて上層に伝搬すること
によって、下層から段階的にニューラルネットの出力が
決定される。
[Pattern Recognition] The neural network driver 8 receives a pattern in vector format every time it is input.
The behavior of the neural network is calculated based on the parameters stored in the parameter storage unit 9. The result of this operation is
The reaction strength of each element of the neural network with respect to the input pattern is determined, and the pattern recognition is performed thereby to generate the recognition result. That is, in the neural network, the output of the neural network is determined step by step from the lower layer by the reaction strength of the element with respect to the input being propagated to the upper layer through the coupling line in the order of input layer-middle layer-output layer.

【0068】第1実施例におけるニューラルネットで
は、各出力層素子が認識結果として出力されるべき各文
字(種類)を表すコードと1対1に対応しており、パタ
ーンに対する認識結果である文字コードは、出力層素子
のうち、当該文字コードに対応する素子の反応強度が最
強となることによって出力される。
In the neural network of the first embodiment, each output layer element has a one-to-one correspondence with a code representing each character (type) to be output as a recognition result, and is a character code which is a recognition result for a pattern. Is output when the reaction intensity of the element corresponding to the character code is the strongest among the output layer elements.

【0069】このように得られた認識結果は、処理部6
における後述のデータ処理に用いられるほか、外部イン
タフェース2を介して、郵便物自動住所読取区分機にお
けるソーター部のような外部情報処理手段に送られる。
The recognition result obtained in this way is processed by the processing unit 6
In addition to being used for data processing described later, the data is sent via the external interface 2 to an external information processing means such as a sorter section in the automatic mail address reading / sorting machine.

【0070】[弱反応の検出]上記のようにパターン認
識が行われると、ニューラルネットドライバ8は、ニュ
ーラルネットにおける各素子の反応強度を弱反応検出部
11に提供し、弱反応検出部11は、提供されたデータ
に基づいて、ニューラルネットの反応強度が所定の値以
下となる現象を検出する。例えば、第1実施例で用いる
ニューラルネットは、パターンがどの中間層素子の反応
領域にも含まれない場合、中間層素子はいずれも反応せ
ず、出力層素子も反応しない。すなわち、
[Detection of Weak Reaction] When the pattern recognition is performed as described above, the neural network driver 8 provides the weak reaction detection unit 11 with the reaction intensity of each element in the neural network, and the weak reaction detection unit 11 receives the reaction intensity. Based on the provided data, it detects a phenomenon that the reaction strength of the neural network is below a predetermined value. For example, in the neural network used in the first embodiment, when the pattern is not included in the reaction area of any intermediate layer element, none of the intermediate layer elements react and the output layer element does not react. That is,

【数6】 が不成立ならば、パターンに対して十分強く反応する中
間層素子が存在しないので、弱反応を検出することが相
当である。ここで、Ui は中間層素子の反応強度、xは
パターン、θa は所定の閾値を表す微小な正定値であ
る。この微小な値θa は、認識対象となるパターン群の
特性によって変化するが、例えば 0.1程度にすればよ
い。
[Equation 6] If does not hold, there is no intermediate layer element that reacts sufficiently strongly to the pattern, so it is appropriate to detect a weak reaction. Here, U i is a reaction intensity of the intermediate layer element, x is a pattern, and θ a is a minute positive definite value representing a predetermined threshold value. This minute value θ a changes depending on the characteristics of the pattern group to be recognized, but may be set to about 0.1, for example.

【0071】弱反応の場合、問題パターン格納部12が
弱反応を生じさせたパターンを問題パターンとして格納
し、関連情報格納部13が当該問題パターンに関連する
関連情報を格納する。ここで、関連情報とは、例えば、
問題パターン入力時におけるニューラルネットの各素子
の反応強度、問題パターンに前後して入力されたパター
ン(以下「関連パターン」という)、この関連パターン
に対する各素子の反応強度や認識結果である。
In the case of a weak reaction, the problem pattern storage unit 12 stores the pattern that causes the weak reaction as a problem pattern, and the related information storage unit 13 stores the related information related to the problem pattern. Here, the related information is, for example,
The response strength of each element of the neural network when the problem pattern is input, the pattern input before and after the problem pattern (hereinafter referred to as “related pattern”), the reaction strength of each element with respect to this related pattern, and the recognition result.

【0072】なお、第1実施例において、弱反応検出時
にその旨を報知する報知手段を設けてもよく、このよう
にすれば、確信度の低い認識結果の利用による混乱を回
避することができる。
In the first embodiment, it is possible to provide an informing means for informing that when a weak reaction is detected. By doing so, it is possible to avoid confusion due to the use of a recognition result having a low certainty factor. .

【0073】[教師情報の決定]教師情報決定部15
は、問題パターンを含む各パターンについて、その教師
情報を決定する。すなわち、文字列が地名のように定型
的な文字列である場合、文字の出現順序は規則性を帯び
るので、教師情報は、文字列の個々の文字に対する認識
結果のうち一部(望ましくは過半数)が十分な確信度を
もって得られれば、当該文字列の他の部分については、
認識結果が得られず又は認識結果が誤りである場合にも
正しく決定することができる。具体的には、地名の一部
が欠損している場合、辞書データ格納部14の辞書デー
タを検索すれば、直前直後の文字との関連性から欠損部
分に入るべき文字を特定し、教師情報とすることができ
る。
[Determination of Teacher Information] Teacher information determination unit 15
Determines the teacher information for each pattern including the problem pattern. That is, when the character string is a fixed character string such as a place name, the appearance order of the characters has regularity. Therefore, the teacher information is a part of the recognition result for each character of the character string (preferably a majority ) Is obtained with sufficient confidence, for other parts of the string,
Even if the recognition result is not obtained or the recognition result is incorrect, it can be correctly determined. Specifically, when a part of the place name is missing, by searching the dictionary data in the dictionary data storage unit 14, the character that should be in the missing part is specified based on the relationship with the character immediately before and after, and the teacher information Can be

【0074】例えば、図7は、郵便物の宛先記載部分の
画像であるが、この画像の右端行の8個の文字パターン
から、上から順に、「足□区十住竜田町」という認識結
果が得られたと仮定する。ここで、第2文字目の「□」
は、ニューラルネットが認識できなかった、すなわち、
すべての出力層素子の反応が微弱だった問題パターンを
表している。この場合、教師情報決定部15が、辞書デ
ータから、「足」の字で始まる区名を検索すると、該当
するものとして「足立」(区)のみが得られる。したが
って、この問題パターンに対応する正しい認識結果、す
なわち教師記号は「立」であると決定できる。
For example, FIG. 7 is an image of the address description part of the mail, and from the top of the eight character patterns in the rightmost row of this image, from the top, the recognition result of "Toju Tatsuta Tatsutacho" Suppose that is obtained. Here, the second character "□"
Was not recognized by the neural net, ie
This shows a problem pattern in which the response of all output layer devices was weak. In this case, when the teacher information determination unit 15 searches the dictionary data for a ward name that starts with the letters “foot”, only “Adachi” (ward) is obtained as the corresponding one. Therefore, the correct recognition result corresponding to this problem pattern, that is, the teacher symbol can be determined to be "standing".

【0075】なお、教師情報は、上記のような手順によ
って一義的に決定できない場合は、複数の候補の集合と
して決定される。例えば、問題パターンの直前の文字の
認識結果が「山」で、直後のパターンの認識結果が
「県」の場合、教師情報は、「形」(山形県)、「梨」
(山梨県)、「口」(山口県)のように複数、候補とし
て決定される。以上のように決定された教師情報や教師
情報候補は、教師情報格納部16に格納される。
If the teacher information cannot be uniquely determined by the above procedure, it is determined as a set of a plurality of candidates. For example, if the recognition result of the character just before the question pattern is "mountain" and the recognition result of the pattern immediately after is "prefecture", the teacher information is "shape" (Yamagata prefecture), "pear".
(Yamanashi Prefecture), “Mouth” (Yamaguchi Prefecture). The teacher information and the teacher information candidates determined as described above are stored in the teacher information storage unit 16.

【0076】[認識結果の妥当性の判定]教師情報決定
部15は、問題パターンを含まない文字列の各パターン
についても、辞書データに基づいて教師情報を決定す
る。例えば、図7における「足□区十住竜田町」という
認識結果のうち、4〜7番目のパターンの認識結果であ
る「十住竜田」を地名として辞書データを検索すると、
この地名は足立区内には存在しないことが判明する。足
立区内で四文字からなる地名を検索すると「十住竜田」
と共通の構成部分を有するものは「千住竜田」のみであ
り、4番目のパターンに対する教師情報は「千」である
と決定できる。
[Determination of Validity of Recognition Result] The teacher information determination unit 15 determines teacher information based on dictionary data for each pattern of a character string that does not include a problem pattern. For example, when the dictionary data is searched by using "Tozumi Tatsuta", which is the recognition result of the 4th to 7th patterns, as the place name, of the recognition results of "Tozumi Tatsutacho, Ashiku-ku" in FIG.
It turns out that this place name does not exist in Adachi Ward. Search for a place name consisting of four letters in Adachi City
Only “Senju Ryuta” has the same constituent part as, and it can be determined that the teacher information for the fourth pattern is “thousand”.

【0077】上記のように決定された教師情報は、認識
結果の妥当性の判定に用いられる。すなわち、妥当性判
定部17は、各パターンの認識結果を当該パターンに対
応する教師情報と比較し、両者が一致しない場合、問題
パターン格納部12が当該パターンを問題パターンとし
て格納する。この場合、当該パターンに対応する教師情
報及び関連情報も、それぞれ、教師情報格納部16及び
関連情報格納部13に格納される。
The teacher information determined as described above is used to judge the validity of the recognition result. That is, the validity determination unit 17 compares the recognition result of each pattern with the teacher information corresponding to the pattern, and if the two do not match, the problem pattern storage unit 12 stores the pattern as a problem pattern. In this case, the teacher information and the related information corresponding to the pattern are also stored in the teacher information storage unit 16 and the related information storage unit 13, respectively.

【0078】[認識性能低下の検出]以上のように、第
1実施例がパターン認識に用いられている間に入力され
た問題パターンは、問題パターン格納部12内に蓄積さ
れるが、問題パターンが格納される度に、性能低下検出
部19は、ニューラルネットの性能低下の検出処理を行
う。この性能低下の検出の具体的基準は自由に定めるこ
とができるが、具体的には、例えば、問題パターン格納
部12内に格納されている問題パターンが一定数を越え
たことをもって性能が低下したと判断するようにすれば
よい。
[Detection of Degradation of Recognition Performance] As described above, the problem pattern input while the first embodiment is used for pattern recognition is accumulated in the problem pattern storage unit 12, The performance degradation detection unit 19 performs a performance degradation detection process for the neural network every time the is stored. Although a specific standard for detecting this performance degradation can be freely set, specifically, the performance is degraded when the number of problem patterns stored in the problem pattern storage unit 12 exceeds a certain number, for example. You should judge that.

【0079】性能低下を検出した場合、性能低下検出部
19は、調整部20を起動するが、この調整部20の起
動は、第1実施例が認識処理に用いられていないとき
(例えば、郵便局の業務が終った夜間)に実行するよう
設定することが極めて望ましい。また、性能低下検出時
に警報のみを出力し、調整は保守作業中においてオペレ
ータが別段の調整指示を入力したときに行なってもよ
い。
When the performance degradation is detected, the performance degradation detecting unit 19 activates the adjusting unit 20. The activation of the adjusting unit 20 is performed when the first embodiment is not used for the recognition processing (for example, by mail). It is highly desirable to set it to run at night when the station's work is finished. Alternatively, only the alarm may be output when the performance deterioration is detected, and the adjustment may be performed when the operator inputs another adjustment instruction during the maintenance work.

【0080】なお、調整に先だって、教師情報付加作業
支援部18が教師情報付加作業の支援を行ない、この
際、教師情報決定部15が決定した教師情報をオペレー
タが確認して確定させ、又は、教師情報が決定できなか
った問題パターンについて、オペレータが判断して決定
した教師情報を付加する。
Prior to the adjustment, the teacher information addition work support unit 18 supports the teacher information addition work. At this time, the operator confirms and confirms the teacher information determined by the teacher information determination unit 15, or The teacher information determined by the operator is added to the problem pattern for which the teacher information could not be determined.

【0081】[教師情報付加作業]すなわち、教師情報
付加作業支援部18は、各問題パターン、各問題パター
ンの関連情報を表示装置5に表示することによってオペ
レータに提示すると共に、オペレータによる教師情報の
選択をキーボード3やマウス4を介して入力することに
よって、オペレータによる教師情報付加作業を支援す
る。この場合、オペレータには、関連情報として教師情
報や教師情報候補も提示され、オペレータは、提示され
た関連情報に基づいて教師情報を決定し、決定した教師
情報をその場で入力すればよい。教師情報付加作業の支
援は、問題パターン格納部12内の全ての問題パターン
に対応する教師情報が確定又は入力されるまで続行され
る。
[Teacher Information Addition Work] That is, the teacher information addition work support unit 18 presents each question pattern and related information of each question pattern to the operator by displaying it on the display device 5, and at the same time, the teacher information addition work is performed. By inputting a selection via the keyboard 3 or the mouse 4, the operator's task of adding teacher information is supported. In this case, the operator is also presented with the teacher information and the teacher information candidates as the related information, and the operator may determine the teacher information based on the presented related information and input the determined teacher information on the spot. The support of the teacher information addition work is continued until the teacher information corresponding to all question patterns in the question pattern storage unit 12 is confirmed or input.

【0082】なお、オペレータが中止を命じた場合、教
師情報付加作業を中止し、教師情報が確定又は入力済の
問題パターンのみについて調整を行うようにしてもよ
い。
When the operator commands the stop, the work of adding the teacher information may be stopped and the adjustment may be performed only on the problem pattern for which the teacher information is fixed or has been input.

【0083】ここで、図8は、問題パターン及び関連情
報の表示例である。この表示では、パターンの採取期間
などの形式的事項と共に、問題パターンを含む文字列を
構成する一連の文字パターンが画像として表示されてい
る。この画像は文字の番号ごとのパターンに区分され、
各パターンの番号は、当該パターンに対する教師情報が
確定している場合及び認識結果の確信度が所定の基準値
以上の場合には、[1]のように括弧で囲われて表示さ
れている。括弧で囲われていないものは、教師情報が未
確定の問題パターンであり、オペレータが教師情報を指
定すべき対象である。
Here, FIG. 8 is a display example of problem patterns and related information. In this display, a series of character patterns forming a character string including a problem pattern are displayed as an image together with formal items such as a pattern collection period. This image is divided into patterns for each number of letters,
The number of each pattern is displayed in parentheses like [1] when the teacher information for the pattern is confirmed and when the certainty factor of the recognition result is equal to or higher than a predetermined reference value. Those not enclosed in parentheses are problem patterns for which teacher information is undetermined, and are targets for which the operator should specify teacher information.

【0084】例えば、パターン番号1の認識結果は
「足」で、文字種類「足」に対応する出力層素子の反応
強度は0.892 と強い(反応強度・確信度が高い)。しか
も、この認識結果は辞書データに基づく教師情報とも一
致しているので、このパターンは問題パターンではな
く、調整やオペレータの判断は不必要である。
For example, the recognition result of the pattern number 1 is “foot”, and the reaction strength of the output layer element corresponding to the character type “foot” is strong at 0.892 (high reaction strength / confidence). Moreover, since this recognition result matches the teacher information based on the dictionary data, this pattern is not a problem pattern, and adjustment and operator judgment are unnecessary.

【0085】また、パターン番号2の認識結果は「×」
と表示されているが、これは出力層のどの素子も十分強
く反応しなかったことを示しているので問題パターンで
あり、調整及びオペレータの判断(確認操作による確
定)が必要である。
The recognition result of pattern number 2 is "x".
However, this is a problem pattern because it indicates that none of the elements in the output layer reacted sufficiently strongly, and adjustment and operator judgment (determination by confirmation operation) are necessary.

【0086】この入出力画面では、斜めの黒い矢印で表
示されるマウスカーソルのポイントするパターン番号が
直接の操作対象となるが、このマウスカーソルは、図8
では、4番目のパターン上にあり、4番目のパターン及
びその関連情報は太枠表示によって囲まれている。この
パターンに対しもっとも強く反応している出力層素子は
漢数字「十」に対応する素子で、その反応強度は0.885
である。しかし、辞書データに基づく教師情報は漢数字
「千」であり、認識結果がこの教師情報と矛盾している
ので、このパターンは問題パターンであり、教師情報の
確定とパラメータ調整が必要である。
In this input / output screen, the pattern number pointed to by the mouse cursor, which is indicated by a diagonal black arrow, is the direct operation target.
In, the pattern is on the fourth pattern, and the fourth pattern and its related information are surrounded by a thick frame. The output layer element that responds most strongly to this pattern is the element corresponding to the Chinese numeral "10", and its reaction strength is 0.885.
Is. However, since the teacher information based on the dictionary data is the Chinese numeral “thousand” and the recognition result is inconsistent with this teacher information, this pattern is a problem pattern, and it is necessary to determine the teacher information and adjust the parameters.

【0087】なお、第1実施例におけるニューラルネッ
トのパラメータ調整は調整部20が自動的に行うが、こ
の調整はオペレータが手動操作で行ってもよく、この場
合、教師情報付加作業で提示される関連情報が調整の指
針となる。例えば、図8下方に表示されているように、
このパターンに対するニューラルネットの中間層の最大
反応強度は0.677 、平均反応強度は0.320 である。この
値は、中間層には比較的高い値でこのパターンに反応す
る素子があるが、この素子の反応強度が適正に出力層に
伝達されていないことを意味している。したがって、オ
ペレータは、このパターンに対する正しい認識を得るた
めには、中間層から出力層への結合荷重を調整すればよ
いという判断をすることができる。また、中間層の最大
反応強度が低い場合には、オペレータは、入力層−中間
層の結合荷重の調整を行なうか、あるいは中間層の素子
を増やす必要があるという判断をすることができる。
The adjustment of the parameters of the neural network in the first embodiment is automatically performed by the adjusting unit 20, but this adjustment may be made manually by the operator. In this case, the adjustment is presented by the teacher information addition work. Relevant information will guide the adjustment. For example, as shown in the lower part of FIG.
The maximum reaction strength of the middle layer of the neural network for this pattern is 0.677, and the average reaction strength is 0.320. This value means that there is an element that responds to this pattern with a relatively high value in the intermediate layer, but the reaction intensity of this element is not properly transmitted to the output layer. Therefore, the operator can determine that the coupling load from the intermediate layer to the output layer should be adjusted in order to obtain correct recognition for this pattern. Further, when the maximum reaction strength of the intermediate layer is low, the operator can judge that it is necessary to adjust the coupling load of the input layer-the intermediate layer or increase the number of elements of the intermediate layer.

【0088】なお、第1実施例におけるニューラルネッ
トとしては、近年試みられている、自動的に素子が増減
するニューラルネットを用いてもよく、このようにすれ
ば、全く乃至ほとんど、オペレータの介入なくパラメー
タの調整を行うことが可能となる。
As the neural network in the first embodiment, a neural network in which the number of elements is automatically increased / decreased, which has been tried in recent years, may be used. In this case, there is no or almost no operator intervention. It becomes possible to adjust the parameters.

【0089】教師情報の候補が複数ある場合は、オペレ
ータがどの候補を採用するか指定しなければならない
が、その際は選択する候補の上でマウスのボタンをクリ
ックすれば(押せば)よい。
When there are a plurality of candidates for the teacher information, the operator has to specify which candidate to adopt. In that case, the mouse button may be clicked (pressed) on the candidate to be selected.

【0090】また、教師情報がまったく提供されていな
い場合もしくは教師情報に正しい教師情報が含まれてい
ない場合は、画面右下方の「教師情報指定」欄をマウス
カーソルでポイントし、いわゆるカナ漢字変換やJIS
コード入力などの文字指定手法によって正しい文字種類
を指定する。このように決定された教師情報は、確定し
た教師情報として、教師情報保存手段に格納される。
If the teacher information is not provided at all or if the teacher information does not include correct teacher information, the mouse cursor is used to point to the "Teacher information designation" column at the lower right of the screen to convert so-called Kana-Kanji characters. And JIS
Specify the correct character type by the character specification method such as code input. The teacher information thus determined is stored in the teacher information storage means as the confirmed teacher information.

【0091】[パラメータの調整]教師情報付加作業に
続いて、調整部20がニューラルネットのパラメータを
調整する。この調整は、素子の反応領域の位置やサイ
ズ、形状を調整することによって、素子の反応領域に問
題パターンが含まれるようにする操作であり、問題パタ
ーンとそれに対応する教師情報を用いて行なわれる。こ
こでは、出力層素子の反応強度(すなわち出力パター
ン)と、確定した教師情報との誤差に基づいた修正を説
明する。
[Parameter Adjustment] Following the teacher information addition work, the adjusting unit 20 adjusts the parameters of the neural network. This adjustment is an operation for adjusting the position, size, and shape of the reaction area of the element so that the reaction area of the element includes the problem pattern, and is performed using the problem pattern and the teacher information corresponding thereto. . Here, the correction based on the error between the reaction intensity (that is, the output pattern) of the output layer element and the determined teacher information will be described.

【0092】パラメータの調整のうち、出力層素子への
結合荷重の修正では、まず、出力層のすべての素子Uk
の反応と、教師情報との誤差を求める。教師情報は、パ
ターンに対する出力層素子の望ましい反応強度を指定す
るものである。ここで教師情報tは、
Among the parameter adjustments, in the correction of the coupling weight to the output layer element, first, all the elements U k of the output layer are corrected.
The error between the reaction of and the teacher information is obtained. The teacher information specifies a desired reaction strength of the output layer element with respect to the pattern. Here, the teacher information t is

【数7】 t=(t1 ,t2 ,・・・,tk ) (0<tk <1) であり、その成分tk は出力層素子Uk の望ましい反応
強度を指定する値である。第1実施例においては、その
パターンの文字種類を示す出力層素子に対する成分のみ
値1をとり、他の素子に対する成分は値0をとるような
教師情報を与える。
Equation 7] t = (t 1, t 2 , ···, t k) a (0 <t k <1) , the value is that component t k to specify the desired reaction intensity of the output layer element U k is there. In the first embodiment, teacher information is given such that only the component for the output layer element indicating the character type of the pattern has the value 1 and the components for the other elements have the value 0.

【0093】ここで、Uk における誤差Ek は、[0093] In this case, the error E k in U k is,

【数8】Ek =tk −ak と定義される。## EQU8 ## Defined as E k = t k −a k .

【0094】したがって、中間層のすべての素子Ui
らUk への結合荷重wkiは、誤差Ek に従って、
Therefore, the coupling weight w ki from all the elements U i to U k of the intermediate layer is according to the error E k :

【数9】wki←wki+Δwki [Equation 9] w ki ← w ki + Δw ki

【数10】Δwki←ηEk i と修正される。ここで「←」は、変数への代入操作を表
している。またηは結合荷重の修正率を示す係数であ
り、通常はη=0.1程度に設定すればよい。
[Equation 10] Δw ki ← ηE k a i is modified. Here, “←” represents a substitution operation to a variable. Further, η is a coefficient indicating the correction rate of the coupling load, and normally it may be set to about η = 0.1.

【0095】パラメータの調整のうち、中間層素子の結
合荷重と素子パラメータの修正においては、以下の計算
を行う。すなわち、まず、パターンに対して、中間層に
おいて最も強く反応した素子を判定する。つまり、
Among the parameter adjustments, the following calculations are performed in the correction of the coupling load of the intermediate layer element and the element parameter. That is, first, the element that most strongly reacted with the pattern in the intermediate layer is determined. That is,

【数11】 の値が最大となる素子Um を求める。次に、中間層上
に、素子Um を中心とする半径Rの領域をνを設定す
る。すなわち、前述した中間層上の格子点に対応して定
めてある座標を用いて、
[Equation 11] The element U m having the maximum value of is obtained. Next, ν is set on the intermediate layer with a radius R centered on the element U m . That is, using the coordinates determined corresponding to the grid points on the intermediate layer described above,

【数12】 とする。ここで、Pm ,Pi は、それぞれ素子Um ,U
i の中間層上における物理座標を示す。また、dはユー
クリッド距離である。Rの値についてはここでは詳述し
ないが、一例としては、中間層の大きさが縦Y,横Xで
あり、min()を引数の最小値をとる関数とすると
き、
[Equation 12] And Here, P m and P i are elements U m and U, respectively.
The physical coordinates of i on the intermediate layer are shown. Further, d is the Euclidean distance. Although the value of R will not be described in detail here, as an example, when the size of the intermediate layer is vertical Y and horizontal X, and min () is a function that takes the minimum value of the argument,

【数13】 とする。ここでTは学習繰り返し回数である。[Equation 13] And Here, T is the number of learning repetitions.

【0096】上式のνは、素子Um の近傍にある素子の
集合となる。結合荷重ベクトルwiと素子パラメータp
i ,ri が修正されるのは、νに属する素子のみに限定
する。νに含まれる素子について、結合荷重の修正は、
Ν in the above equation is a set of elements in the vicinity of the element U m . Coupling weight vector w i and element parameter p
i and r i are modified only in the elements belonging to ν. For the elements included in ν, the correction of the coupling load is

【数14】wi ←wi +Δwi [Expression 14] w i ← w i + Δw i

【数15】Δwi ←α(x−wi ) に従う。ここで、xは入力されたパターンである。ま
た、αは、結合荷重の修正率を示す係数である。この値
は、 0.1程度に設定すればよい。
## EQU15 ## According to Δw i ← α (x−w i ). Here, x is the input pattern. Further, α is a coefficient indicating the correction rate of the coupling load. This value should be set to about 0.1.

【0097】また、νに含まれる素子について、素子パ
ラメータri の修正は、
For the elements included in ν, the element parameter r i is modified by

【数16】ri ←ri +Δri ## EQU16 ## r i ← r i + Δr i

【数17】 に従う。ここで、γr はri の修正率を与える正係数で
あり、通常は 0.1程度に設定する。ri の修正量Δri
は、出力層素子の反応強度と教師情報との誤差で定まる
第一項と、拡散項と呼ばれる第二項の和として求まる。
[Equation 17] Follow Here, γ r is a positive coefficient that gives the correction rate of r i , and is normally set to about 0.1. r i of the correction amount Δr i
Is obtained as the sum of the first term determined by the error between the reaction intensity of the output layer element and the teacher information and the second term called the diffusion term.

【0098】ここで、上記数式17の意味を説明する。
kik は、素子Ui の反応が誤差Ek の原因である程
度を表す量である。wkik >0なら、これを0に近付
けるためには、Ui の反応が弱まることが望ましいの
で、Ui の反応超球の半径を小さくするために、ri
減少させるべきである。したがって、
Here, the meaning of the equation 17 will be described.
w ki E k is a quantity representing the extent to which the reaction of the element U i causes the error E k . If w ki E k > 0, it is desirable to weaken the reaction of U i in order to bring it close to 0, so r i should be decreased in order to reduce the radius of the reaction hypersphere of U i. . Therefore,

【数18】 とすればよい。そして、出力層のすべての素子について
和をとることによって、第一項が得られる。
[Equation 18] And it is sufficient. Then, the first term is obtained by summing all the elements in the output layer.

【0099】第二項は、出力層で誤差が出ない範囲で、
反応超球の半径を増加させる効果を持つ、第二項は、一
つの中間層素子を、可能な限り広い領域のパターンに反
応させるための項である。出力層での誤差に影響しない
ように、γ>>ξr >0としておく。一般には、ξr
0.001 程度でよい。
The second term is a range within which no error appears in the output layer,
The second term, which has the effect of increasing the radius of the reaction hypersphere, is a term for causing one intermediate layer element to react with a pattern in a region as wide as possible. Γ >> ξ r > 0 is set so as not to affect the error in the output layer. In general, ξ r =
It should be about 0.001.

【0100】νに含まれる素子について、素子パラメー
タpi の修正は以下の式に従う。
For the elements included in ν, the element parameters p i are modified according to the following equation.

【0101】[0101]

【数19】pi ←pi +Δpi [Formula 19] p i ← p i + Δp i

【数20】 ここで、γp はpi の修正率を与える正係数であり、通
常は 0.1程度に設定する。ξp は、誤差に影響を与えな
い範囲で、Ui が強く反応する領域を広げる効果を持
つ。γp >>ξp >0としておく。通常は、ξp =0.00
1 程度でよい。
[Equation 20] Here, γ p is a positive coefficient that gives a correction rate of p i , and is normally set to about 0.1. ξ p has the effect of widening the region in which U i reacts strongly within the range that does not affect the error. Let γ p >> ξ p > 0. Normally, ξ p = 0.00
1 is enough.

【0102】なお、問題パターンと教師情報は、調整終
了後に消去される。
The problem pattern and the teacher information are erased after the adjustment is completed.

【0103】(3)第1実施例の効果 以上のように、第1実施例によれば、弱反応検出部11
が、パターン認識における弱反応を検出するので、弱反
応を前提とした処理を行うことが可能となる。また、第
1実施例では、性能低下検出部19が、ニューラルネッ
トにおける性能低下を検出するので、適切な時期にニュ
ーラルネットの調整を行うことができ、ニューラルネッ
トの性能低下によって、実際の運用上の支障が出ること
を未然に予防できる。
(3) Effects of the First Embodiment As described above, according to the first embodiment, the weak reaction detecting section 11 is used.
However, since the weak reaction in the pattern recognition is detected, it is possible to perform the processing assuming the weak reaction. Further, in the first embodiment, since the performance deterioration detecting unit 19 detects the performance deterioration in the neural network, it is possible to adjust the neural network at an appropriate time. It is possible to prevent problems from occurring.

【0104】また、第1実施例では、問題パターン格納
部12が問題パターンを格納するので、問題パターンを
自動的に収集することができる。このため、調整のため
に、使用環境において新規にサンプルを大量に採取した
り、ニューラルネットのパラメータの調整全体を最初か
らやり直す必要がなくなり、調整が効率化されるので、
調整コストが低廉となり、頻繁な調整が容易になる。特
に、調整全体のやり直しに要する膨大なサンプルに対す
る多数回の処理が不要となるので、調整のコストが一層
削減される。
Further, in the first embodiment, the problem pattern storage unit 12 stores the problem patterns, so that the problem patterns can be automatically collected. Therefore, for the purpose of adjustment, it is not necessary to collect a large amount of new samples in the use environment or to redo the entire adjustment of the parameters of the neural network from the beginning, and the adjustment can be made more efficient.
Adjustment costs are low, and frequent adjustments are easy. In particular, since it is not necessary to process a large number of samples required to redo the entire adjustment, the adjustment cost is further reduced.

【0105】特に、第1実施例では、問題パターンが選
択的に収集されるので、出現頻度が低いパターンを採取
するためにオペレータが長時間にわたって常時パターン
認識システムを監視したり、収集サンプル数を増大させ
る必要もなくなり、問題パターン収集の負担が軽減され
る。
In particular, in the first embodiment, the problem patterns are selectively collected, so that the operator constantly monitors the pattern recognition system for a long time or collects the number of collected samples in order to collect patterns with low appearance frequencies. There is no need to increase it, and the burden of collecting problem patterns is reduced.

【0106】また、第1実施例では、教師情報決定部1
5が、問題パターンに対応する教師情報を自動的に決定
するので、ニューラルネットの調整における負担が軽減
される。また、第1実施例では、教師情報付加作業支援
部18が教師情報付加作業を効果的に支援するので、ニ
ューラルネットの調整にかかる負担が一層軽減される。
Further, in the first embodiment, the teacher information determining unit 1
Since 5 automatically determines the teacher information corresponding to the problem pattern, the burden of adjusting the neural network is reduced. Further, in the first embodiment, the teacher information addition work support unit 18 effectively supports the teacher information addition work, so that the burden on the adjustment of the neural network is further reduced.

【0107】また、第1実施例では、妥当性判定部17
が、各パターンに対応して教師情報決定部15が決定し
た教師情報に基づいて、当該パターンに対するニューラ
ルネットの認識結果の妥当性を確認するので、弱反応を
生じないが誤った認識を生じるようなパターンを検出・
収集することが可能となる。
Further, in the first embodiment, the validity judging section 17
However, since the validity of the recognition result of the neural net for the pattern is confirmed based on the teacher information determined by the teacher information determination unit 15 corresponding to each pattern, a weak reaction is not generated, but erroneous recognition is generated. Various patterns
It becomes possible to collect.

【0108】また、第1実施例では、調整部20が、問
題パターン及び教師情報に基づいてニューラルネットの
パラメータを自動的に調整するので、パターン認識シス
テムの使用現場における簡便かつ低廉な調整が可能とな
る。
Further, in the first embodiment, the adjusting unit 20 automatically adjusts the parameters of the neural network based on the problem pattern and the teacher information, so that the adjustment can be performed easily and inexpensively in the field of use of the pattern recognition system. Becomes

【0109】以上説明したように、第1実施例によれ
ば、パターンに対するニューラルネットの弱反応や性能
低下を検出し、適切な時期にニューラルネットの調整が
行えると共に、調整作業自体をも有効に支援し、低廉・
簡便・容易にニューラルネットの調整を行う、優れたパ
ターン認識システムを提供することができる。したがっ
て、第1実施例のパターン認識システムは、大規模、複
雑な認識対象に好適なものであり、特に、パターンの母
集団の特性が条件によって変化するようなパターンに対
しても迅速に対応し得るものである。
As described above, according to the first embodiment, the weak reaction of the neural network with respect to the pattern and the performance deterioration are detected, the neural network can be adjusted at an appropriate time, and the adjustment work itself is also effective. Support and low cost
It is possible to provide an excellent pattern recognition system that adjusts a neural network simply and easily. Therefore, the pattern recognition system according to the first embodiment is suitable for a large-scale and complex recognition target, and particularly, it can quickly deal with a pattern in which the characteristics of the population of the pattern change depending on conditions. I will get it.

【0110】この結果、第1実施例は、例えば、文字・
音声の認識、特性が経年変化する電力系統・化学プラン
ト等大規模系の状態監視、電力需要・株式や為替市況の
予測、部材の表面瑕疵検出など、人間の能力では困難な
パターン認識に広く応用することができる。
As a result, in the first embodiment, for example,
Widely applied to pattern recognition, which is difficult for human ability, such as voice recognition, condition monitoring of large-scale system such as electric power system / chemical plant whose characteristics change over time, prediction of power demand / stock and foreign exchange market conditions, surface flaw detection of parts, etc. can do.

【0111】B.第2実施例 (1)第2実施例の構成 第2実施例は、本発明を適用した監視システムであり、
図9は、第2実施例の構成を示すブロック図である。第
2実施例は、この図に示すように、監視対象である電力
系統21(前記対象系に相当するもの)の状態を表す状
態データを収集・入力するデータ収集装置22と、前記
状態データに基づいて電力系統21の状態を認識するこ
とによって電力系統21の状態を監視する監視ユニット
23と、この監視ユニット23からは遠隔の地点に設け
られ、前記認識の結果に基づいて電力系統21を制御す
る系統制御装置24と、監視ユニット23と系統制御装
置24とを接続する通信機構25を有する。
B. Second Embodiment (1) Configuration of the Second Embodiment The second embodiment is a monitoring system to which the present invention is applied.
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment. In the second embodiment, as shown in this figure, a data collection device 22 that collects and inputs status data representing the status of the power system 21 (corresponding to the target system) that is a monitoring target, and the status data A monitoring unit 23 that monitors the state of the power system 21 by recognizing the state of the power system 21 on the basis of the state of the power system 21 and a position remote from the monitoring unit 23, and controls the power system 21 based on the result of the recognition. And a communication mechanism 25 that connects the monitoring unit 23 and the system control device 24.

【0112】このうち、データ収集装置22は、図示は
しないが、電力系統21の各部に取り付けられた各種セ
ンサと、前記センサからの出力信号を前記状態データで
あるデジタル信号に変換するAD変換器とを備えてい
る。
Of these, the data collecting device 22 includes various sensors (not shown) and an AD converter for converting an output signal from the sensor into a digital signal as the status data, which is attached to each part of the power system 21. It has and.

【0113】また、監視ユニット23は、状態データか
らパターンを生成するパターン生成部26と、パターン
を認識するニューラルネットの挙動を演算するニューラ
ルネットドライバ27と、前記ニューラルネットの諸元
を決定するパラメータを格納するパラメータ格納部28
と、ニューラルネットの認識における弱反応を検出する
弱反応検出部29(前記弱反応検出手段に相当するも
の)と、弱反応検出時に警報信号を発生する警報部30
とを有する。なお、データ収集装置22及びパターン生
成部26は、前記入力手段を構成している。また、ニュ
ーラルネットの動作を実現するニューラルネットドライ
バ27及びパラメータ格納部28は、前記認識手段を構
成している。
The monitoring unit 23 also includes a pattern generator 26 for generating a pattern from state data, a neural network driver 27 for calculating the behavior of a neural network that recognizes the pattern, and parameters for determining the specifications of the neural network. Parameter storage unit 28 for storing
A weak reaction detection unit 29 (corresponding to the weak reaction detection means) for detecting a weak reaction in recognition of the neural network, and an alarm unit 30 for generating an alarm signal when the weak reaction is detected.
Have and. The data collection device 22 and the pattern generation unit 26 make up the input unit. Also, the neural network driver 27 and the parameter storage unit 28 that realize the operation of the neural network constitute the recognition means.

【0114】また、系統制御装置24は、警報を表示す
るための表示装置31と、電力系統21を制御するため
の図示しない制御機構とを備えている。なお、監視ユニ
ット23の警報部30、通信機構25及び系統制御装置
24は、前記報知手段を構成している。
The system controller 24 also includes a display device 31 for displaying an alarm and a control mechanism (not shown) for controlling the power system 21. The alarm unit 30, the communication mechanism 25, and the system control device 24 of the monitoring unit 23 constitute the notification means.

【0115】第2実施例におけるニューラルネットは、
第1実施例と同様に、入力されたパターンが、複数の認
識結果候補のいずれに該当するかを認識するものであ
る。そして、このニューラルネットにおける認識結果候
補は、電力系統21上で発生することが予測される全て
の状態を表す各種のパターンである。なお、このニュー
ラルネットのパラメータは、予め、認識結果候補に基づ
いてパターンを認識するように調整され、パラメータ格
納部28に格納されている。
The neural network in the second embodiment is
Similar to the first embodiment, it recognizes which of the plurality of recognition result candidates the input pattern corresponds to. The recognition result candidates in this neural network are various patterns that represent all the states that are predicted to occur on the power system 21. The parameters of this neural network are adjusted in advance so as to recognize the pattern based on the recognition result candidates and stored in the parameter storage unit 28.

【0116】(2)第2実施例の作用 上記のような構成を有する第2実施例における電力系統
21の状態の監視は、次のように行なわれる。すなわ
ち、前記センサ群が、所定のサンプリング間隔で電力系
統21上の各種の状態量、例えば、電圧、相差角、通過
電力をアナログ信号で出力する。AD変換器は、これら
アナログ信号を一定の変域の値に規格化しデジタル信号
である状態データに変換し、監視ユニット23に提供す
る。監視ユニット23のパターン生成部26は、状態デ
ータからノイズを除去し、各測定点で計測されたスカラ
ー値から電力系統21全体の状態を表すベクトルパター
ンであるパターンを生成しニューラルネットドライバ2
7に提供する。
(2) Operation of the second embodiment Monitoring of the state of the electric power system 21 in the second embodiment having the above-mentioned configuration is performed as follows. That is, the sensor group outputs various state quantities on the power system 21, for example, voltage, phase difference angle, and passing power as analog signals at predetermined sampling intervals. The AD converter standardizes these analog signals into values in a certain range and converts them into state data which are digital signals, and provides them to the monitoring unit 23. The pattern generation unit 26 of the monitoring unit 23 removes noise from the state data, generates a pattern that is a vector pattern representing the state of the entire power system 21 from the scalar value measured at each measurement point, and outputs the neural network driver 2
Provide to 7.

【0117】ニューラルネットは、パターンに対する認
識結果として、電力系統21に対する状態評価を生成す
る。なお、ニューラルネットが電力系統21の状態評価
のみならず、一定時間後の状態予測などを生成するよう
にしてもよい。認識結果である状態評価は、パターンと
共に、通信機構25を通じて系統制御装置24へ送信さ
れると共に、弱反応検出部29へ提供される。
The neural network generates a state evaluation for the power system 21 as a recognition result for the pattern. Note that the neural network may generate not only the state evaluation of the power system 21 but also state prediction after a certain time. The state evaluation which is the recognition result is transmitted to the system control device 24 through the communication mechanism 25 together with the pattern, and is also provided to the weak reaction detection unit 29.

【0118】なお、ニューラルネットは、パターンに対
して、当該パターンが電力系統21上に観測されるとき
の系統の状態を判定する。すなわち、この状態の判定
は、複数の評価項目の成立不成立で表現され、複数項目
の同時成立も許容される。ニューラルネットの出力層
は、このような状態の判定を出力するため、前記各評価
項目数と同数の素子を有し、ある評価項目が成立してい
る場合は、その成立に対する確信度に応じ、当該評価項
目に対応する素子が強い反応強度を生じる。
The neural network determines the state of the system for the pattern when the pattern is observed on the power system 21. That is, the determination of this state is expressed by the establishment failure of a plurality of evaluation items, and the simultaneous establishment of a plurality of items is also allowed. The output layer of the neural network outputs the determination of such a state, and therefore has the same number of elements as the number of each evaluation item, and when a certain evaluation item is satisfied, according to the certainty factor to the establishment, The element corresponding to the evaluation item produces a strong reaction strength.

【0119】認識が行われると、弱反応検出部29は、
第1実施例におけると同様に、ニューラルネットの各素
子の反応強度に関するデータに基づいて、いずれの評価
項目の確信度も所定の基準以下となる場合を検出する。
そして、ニューラルネットは全ての予測された状態のパ
ターンを学習しているから、これら以外の状態パターン
が観測された場合は、電力系統21は異常状態にあると
考えられる。
When the recognition is performed, the weak reaction detecting section 29
As in the first embodiment, the case where the certainty factor of any evaluation item is equal to or less than a predetermined reference is detected based on the data regarding the reaction strength of each element of the neural network.
Since the neural network has learned all the predicted state patterns, if any other state pattern is observed, the power system 21 is considered to be in an abnormal state.

【0120】このように弱反応が検出された場合は、警
報部30が通信機構25を通じて系統制御装置24へ警
報信号を送信する。なお、監視ユニット23を、弱反応
検出時に、この弱反応を生じさせたパターンを問題パタ
ーンとして保存するような構成にしてもよい。
When a weak reaction is detected in this way, the alarm unit 30 transmits an alarm signal to the system controller 24 through the communication mechanism 25. The monitoring unit 23 may be configured to store the pattern that causes the weak reaction as a problem pattern when the weak reaction is detected.

【0121】警報信号を受信した系統制御装置24は、
表示装置31を通じて警報を発し、そのときのパターン
を表示するので、系統制御装置24のオペレータは、こ
のパターンを参考に、系統制御装置24に設けられた前
記制御機構を用いて電力系統21を制御し、異常に対処
することができる。
The system controller 24 which has received the alarm signal
Since an alarm is issued through the display device 31 and the pattern at that time is displayed, the operator of the system control device 24 controls the power system 21 using the control mechanism provided in the system control device 24 with reference to this pattern. And can deal with abnormalities.

【0122】[実例]次に、第2実施例を用いた電力系
統21における異常検出の実例を説明する。この実例
は、電力系統21の状態量を、25か所の観測地点にお
ける電圧のみとしたものである。図10は、実例におけ
る電圧を示すパターンである25次元のベクトルパター
ンを示すグラフである。横軸には観測地点の番号を、縦
軸は、電圧の変動幅を変換し[0,1]の範囲に規格化
したのちの単位電圧である。
[Practical Example] Next, a practical example of abnormality detection in the power system 21 using the second embodiment will be described. In this example, the state quantity of the power system 21 is only the voltage at 25 observation points. FIG. 10 is a graph showing a 25-dimensional vector pattern which is a pattern showing the voltage in the actual example. The abscissa represents the observation point number, and the ordinate represents the unit voltage after converting the fluctuation range of the voltage and normalizing it in the range of [0, 1].

【0123】ニューラルネットは25次元の電圧パター
ンが入力されると、出力層の各素子に対応する12の評
価項目に基づいてパターンを認識・評価する。次の表
は、これら12の評価項目の内容を示すものである。
When a 25-dimensional voltage pattern is input, the neural network recognizes and evaluates the pattern based on the 12 evaluation items corresponding to each element in the output layer. The following table shows the contents of these 12 evaluation items.

【0124】[0124]

【表1】 [Table 1]

【0125】また、図11は、評価結果の一例を示す図
である。この図では、縦軸に評価項目を、横軸に各評価
項目成立の確信度をとっている。確信度は、評価項目に
対応する出力層の素子の反応強度である。この図の評価
は、パターンに対して、「昼間」、「電圧やや低下」、
「南東部」の3項目が肯定されており、換言すれば、
「系統は昼間の状態にあって、南東部において、電圧が
やや低下している」ことを意味する。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the evaluation result. In this figure, the vertical axis represents the evaluation item and the horizontal axis represents the certainty factor of establishment of each evaluation item. The certainty factor is the reaction strength of the element of the output layer corresponding to the evaluation item. The evaluation of this figure is based on the pattern "daytime", "slightly decreased voltage",
The three items of "Southeastern" are affirmed, in other words,
It means "the system is in the daytime and the voltage is slightly lower in the southeastern part".

【0126】(3)第2実施例の効果 以上のように、第2実施例によれば、電力系統21の予
測される状態を表す認識結果候補を前提とし、電力系統
21の異常を、パターンに係る弱反応として検出・報知
するので、電力系統21の異常状態の条件を積極的に定
めることなく、電力系統21の予測外の異常を検出する
ことができる。
(3) Effects of the Second Embodiment As described above, according to the second embodiment, the abnormality of the power system 21 is detected as a pattern on the basis of the recognition result candidate representing the predicted state of the power system 21. Since it is detected and reported as a weak reaction related to the above, it is possible to detect an unexpected abnormality of the power system 21 without positively determining the condition of the abnormal state of the power system 21.

【0127】また、第2実施例によれば、認識手段とし
てニューラルネットを用いているので、認識の基準を系
統的に論理化することなく電力系統21の異常を検出す
ることができる。
Further, according to the second embodiment, since the neural net is used as the recognition means, it is possible to detect the abnormality of the power system 21 without systematically logicalizing the recognition reference.

【0128】C.他の実施例 なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではな
く、その要旨を変更しない範囲で種々変形できるもので
あるから、次のような他の実施例をも包含するものであ
る。
C. Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified without changing the gist thereof, and thus includes the following other embodiments. Is.

【0129】例えば、上記各実施例では、認識手段とし
てニューラルネットを用いたが、認識手段としては、パ
ターンを認識する手段であればいかなるものを用いるこ
とも可能であり、例えば、主成分分析を基礎とする統計
的なパターン認識手法(一例としては、複合類似度法)
に基づいた認識手段を用いることもできる。
For example, in each of the above embodiments, the neural net is used as the recognizing means, but any recognizing means can be used as long as it is a means for recognizing a pattern. Basic statistical pattern recognition method (composite similarity method as an example)
It is also possible to use a recognition means based on.

【0130】また、本発明のパターン認識システムは、
性能低下検出手段、問題パターン格納手段、教師情報決
定手段、教師情報付加作業支援手段、妥当性判定手段、
調整手段の全部又は一部を設けずに実施することもでき
る。また、第1実施例である文字認識装置は、パターン
認識の対象を文字としたが、本発明は、文字以外にもパ
ターンの母集団の統計的な性質が変化し得る大規模で複
雑な対象、例えば、音声認識、ソナー音響分析、化学プ
ラント監視、電力需要予測、株式・為替市況予測など各
種用途に適している。
Further, the pattern recognition system of the present invention is
Performance degradation detection means, problem pattern storage means, teacher information determination means, teacher information addition work support means, validity determination means,
It can also be implemented without providing all or part of the adjusting means. In the character recognition device of the first embodiment, the pattern recognition target is a character. However, the present invention is not limited to the character, but a large-scale and complicated target in which the statistical properties of the population of the pattern may change. For example, it is suitable for various applications such as voice recognition, sonar acoustic analysis, chemical plant monitoring, power demand forecasting, stock / exchange market forecasting.

【0131】また、第2実施例の監視システムは、電力
系統を監視対象としたが、本発明の監視システムは、化
学プラントなどあらゆる対象を監視対象とすることがで
きる。また、監視システムは、前記性能低下検出手段、
前記問題パターン格納手段、前記教師情報決定手段、前
記教師情報付加作業支援手段、前記妥当性判定手段、前
記調整手段を設けて実施することもできる。このように
すれば、電力需要傾向の変化などに対応し、認識手段で
あるニューラルネットを機動的に変更しながら異常検出
を行うことができる。
Further, although the monitoring system of the second embodiment targets the power system for monitoring, the monitoring system of the present invention can target all targets such as a chemical plant. In addition, the monitoring system, the performance deterioration detecting means,
The problem pattern storage means, the teacher information determination means, the teacher information addition work support means, the validity determination means, and the adjustment means may be provided for implementation. In this way, it is possible to detect abnormality while flexibly changing the neural network that is the recognition means in response to changes in the power demand trend.

【0132】また、上記各実施例はコンピュータを用い
て実現されているが、その機能の全部又は一部は専用の
電子回路上に実現してもよい。例えば、認識手段である
ニューラルネットを実現するために、最近試みられてい
るニューラルネット専用演算装置を用いることも可能で
ある。
Although each of the above-described embodiments is realized by using a computer, all or part of the functions may be realized by a dedicated electronic circuit. For example, it is possible to use a neural network dedicated arithmetic unit that has been tried recently in order to realize a neural network as a recognition means.

【0133】[0133]

【発明の効果】以上のように、本発明のパターン認識シ
ステムによれば、認識における弱反応を前提とした処
理、特に、パターンの母集団の特性変化に対応し、適時
かつ効率的な認識手段の調整を行うことが可能となる。
また、本発明の監視システムによれば、異常状態の条件
を積極的に定めることなく監視対象の予測外の状態を検
出することができる。
As described above, according to the pattern recognition system of the present invention, processing that is premised on weak reaction in recognition, in particular, a timely and efficient recognition means that responds to characteristic changes of the population of patterns. Can be adjusted.
Further, according to the monitoring system of the present invention, it is possible to detect an unexpected state of the monitoring target without positively determining the abnormal condition.

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

【図1】本発明の第1実施例の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施例におけるニューラルネットの構造を示
す概念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a structure of a neural network in the embodiment.

【図3】同実施例におけるニューラルネットの中間層の
素子配列を示す平面図。
FIG. 3 is a plan view showing an element array of an intermediate layer of the neural network in the example.

【図4】同実施例におけるニューラルネットの中間層素
子の反応特性関数の概形を示す特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an outline of a reaction characteristic function of an intermediate layer element of the neural network in the example.

【図5】同実施例における反応超球と結合荷重ベクトル
の関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a reaction hypersphere and a coupling load vector in the example.

【図6】同実施例における1文字分の手書き文字の画像
データの一例。
FIG. 6 is an example of image data of a handwritten character for one character in the embodiment.

【図7】同実施例における郵便物の宛名記載部分の画像
の一例。
FIG. 7 is an example of an image of an address portion of a mail in the embodiment.

【図8】同実施例における問題パターン及び関連情報の
表示例。
FIG. 8 is a display example of a problem pattern and related information in the embodiment.

【図9】本発明の第2実施例の構成を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention.

【図10】同実施例の実例における電圧のパターンを示
すグラフ。
FIG. 10 is a graph showing a voltage pattern in an actual example of the same embodiment.

【図11】同実施例の実例における評価結果の一例を示
すグラフ。
FIG. 11 is a graph showing an example of evaluation results in an actual example of the same embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画像スキャナ 2…外部インタフェース 3…キーボード 4…マウス 5,31…表示装置 6…処理部 7…I/O制御回路 8,27…ニューラルネットドライバ 9,28…パラメータ格納部 10…画像前処理部 11,29…弱反応検出部 12…問題パターン格納部 13…関連情報格納部 14…辞書データ格納部 15…教師情報決定部 16…教師情報格納部 17…妥当性判定部 18…教師情報付加作業支援部 19…性能低下検出部 20…調整部 21…電力系統 22…データ収集装置 23…監視ユニット 24…系統制御装置 25…通信機構 26…パターン生成部 30…警報部 1 ... Image scanner 2 ... External interface 3 ... Keyboard 4 ... Mouse 5, 31 ... Display device 6 ... Processing unit 7 ... I / O control circuit 8, 27 ... Neural network driver 9, 28 ... Parameter storage unit 10 ... Image pre-processing Part 11, 29 ... Weak reaction detection part 12 ... Question pattern storage part 13 ... Related information storage part 14 ... Dictionary data storage part 15 ... Teacher information determination part 16 ... Teacher information storage part 17 ... Validity determination part 18 ... Teacher information addition Work support unit 19 ... Performance deterioration detection unit 20 ... Adjustment unit 21 ... Power system 22 ... Data collection device 23 ... Monitoring unit 24 ... System control device 25 ... Communication mechanism 26 ... Pattern generation unit 30 ... Warning unit

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パターンを入力する入力手段と、 前記パターンが複数の認識結果候補のいずれに該当する
かを認識する認識手段と、 前記認識の結果を出力する出力手段とを有するパターン
認識システムにおいて、 前記認識における弱反応を検出する弱反応検出手段を備
えたことを特徴とするパターン認識システム。
1. A pattern recognition system comprising: an input unit for inputting a pattern; a recognition unit for recognizing which of a plurality of recognition result candidates the pattern corresponds to; and an output unit for outputting the result of the recognition. A pattern recognition system comprising weak reaction detecting means for detecting a weak reaction in the recognition.
【請求項2】 前記認識手段の性能低下を検出する性能
低下検出手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の
パターン認識システム。
2. The pattern recognition system according to claim 1, further comprising a performance deterioration detection unit that detects a performance deterioration of the recognition unit.
【請求項3】 前記弱反応を生じさせた前記パターンで
ある問題パターンを格納する問題パターン格納手段を備
えたことを特徴とする請求項1記載のパターン認識シス
テム。
3. The pattern recognition system according to claim 1, further comprising problem pattern storage means for storing a problem pattern that is the pattern that has caused the weak reaction.
【請求項4】 前記問題パターンに対応する正しい認識
結果を表す情報である教師情報を決定する教師情報決定
手段を備えたことを特徴とする請求項3記載のパターン
認識システム。
4. The pattern recognition system according to claim 3, further comprising teacher information determining means for determining teacher information that is information representing a correct recognition result corresponding to the problem pattern.
【請求項5】 前記パターンに対応する前記教師情報に
基づいて、当該パターンに対する前記認識の結果の妥当
性を判定する妥当性判定手段を備えたことを特徴とする
請求項4記載のパターン認識システム。
5. The pattern recognition system according to claim 4, further comprising a validity determining means for determining validity of the recognition result for the pattern based on the teacher information corresponding to the pattern. .
【請求項6】 前記問題パターン及び当該問題パターン
に対応する前記教師情報に基づいて前記認識手段を調整
する調整手段を備えたことを特徴とする請求項4記載の
パターン認識システム。
6. The pattern recognition system according to claim 4, further comprising adjustment means for adjusting the recognition means based on the problem pattern and the teacher information corresponding to the problem pattern.
【請求項7】 前記問題パターンと、当該問題パターン
に関連する関連情報を出力することによって前記問題パ
ターンに対する前記教師情報の付加作業を支援する教師
情報付加作業支援手段を備えたことを特徴とする請求項
3記載のパターン認識システム。
7. A teacher information addition work support means for supporting the addition work of the teacher information to the problem pattern by outputting the problem pattern and related information related to the problem pattern. The pattern recognition system according to claim 3.
【請求項8】 前記認識手段として、ニューラルネット
を用いたことを特徴とする請求項1記載のパターン認識
システム。
8. The pattern recognition system according to claim 1, wherein a neural network is used as the recognition means.
【請求項9】 監視対象である対象系の状態を表すパタ
ーンを入力する入力手段と、 前記パターンが複数の認識結果候補のいずれに該当する
かを認識する認識手段とを有し、 前記複数の認識結果候補は、前記対象系における予測さ
れた状態であり、 前記認識における弱反応を検出する弱反応検出手段と、 前記弱反応の検出を報知する報知手段を備えたことを特
徴とする監視システム。
9. An input unit for inputting a pattern representing a state of a target system to be monitored, and a recognition unit for recognizing which of a plurality of recognition result candidates the pattern corresponds to, The recognition result candidate is a predicted state in the target system, and is provided with a weak reaction detection unit that detects a weak reaction in the recognition, and a notification unit that notifies the detection of the weak reaction. .
【請求項10】 前記認識手段として、ニューラルネッ
トを用いたことを特徴とする請求項9記載の監視システ
ム。
10. The monitoring system according to claim 9, wherein a neural network is used as the recognition means.
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