JPS6318465A - 移動最小二乗関数回帰回路 - Google Patents
移動最小二乗関数回帰回路Info
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- JPS6318465A JPS6318465A JP16394986A JP16394986A JPS6318465A JP S6318465 A JPS6318465 A JP S6318465A JP 16394986 A JP16394986 A JP 16394986A JP 16394986 A JP16394986 A JP 16394986A JP S6318465 A JPS6318465 A JP S6318465A
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
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- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 23
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 6
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は信号に任意次数の関数を回帰計算する信号処理
装置において、パラメータの解析区間長を定めて置き、
パラメータの増加方向に解析区間をずらして回帰計算を
行わせた場合に、膨大な計算量となってしまう欠点を解
決するために、解析区間の積分を行う代わりに、解析区
間長の遅延を与える遅延回路の入力と出力の差を取り、
その差を積分することによって、計算量を劇的に減少し
たものである。
装置において、パラメータの解析区間長を定めて置き、
パラメータの増加方向に解析区間をずらして回帰計算を
行わせた場合に、膨大な計算量となってしまう欠点を解
決するために、解析区間の積分を行う代わりに、解析区
間長の遅延を与える遅延回路の入力と出力の差を取り、
その差を積分することによって、計算量を劇的に減少し
たものである。
本発明は解析区間を移動させながら、最小二乗法を用い
てデータの関数回帰計算する回路に関するものである。
てデータの関数回帰計算する回路に関するものである。
例えば、超音波で生体の組織診断に用いる組織性状診断
装置等では、超音波信号を発射してその反射を受信し、
実時間で生体等を診断するために、受信した超音波信号
を解析し生体等の音gjl特性を画像化して表示する。
装置等では、超音波信号を発射してその反射を受信し、
実時間で生体等を診断するために、受信した超音波信号
を解析し生体等の音gjl特性を画像化して表示する。
この解析に移動最小二乗関数回帰計算が使用され、ノイ
ズ成分により変化する測定値の一定区間毎に最小二乗関
数回帰計算(誤差の二乗和が最小になる関数を求めるこ
と)を行って、その区間の理論関数の係数を求めて画像
に表示する。
ズ成分により変化する測定値の一定区間毎に最小二乗関
数回帰計算(誤差の二乗和が最小になる関数を求めるこ
と)を行って、その区間の理論関数の係数を求めて画像
に表示する。
この場合、移動最小二乗関数回帰計算は計算量が膨大で
あるので、生体の運動に追随できなくなる恐れがある。
あるので、生体の運動に追随できなくなる恐れがある。
超音波診断装置では、例えば、超音波信号の200μs
ec程度の短い周期の信号を高速に信号処理する必要が
ある。従って、移動最小二乗関数回帰計算が簡易に実行
でき、高速処理できる計算回路が要望されている。
ec程度の短い周期の信号を高速に信号処理する必要が
ある。従って、移動最小二乗関数回帰計算が簡易に実行
でき、高速処理できる計算回路が要望されている。
簡単の為、入力信号yを等時間間隔で測定値をサンプリ
ングした離散時間信号とし、時刻tO+1、.12.1
. ・・t、・・における入力信号の値を”jo−)
’I 、)’z、 y3 ・・y、・・とする。
ングした離散時間信号とし、時刻tO+1、.12.1
. ・・t、・・における入力信号の値を”jo−)
’I 、)’z、 y3 ・・y、・・とする。
ここでt0≦t≦tll−1の区間のm個のデータに対
してn次時間関数を最小二乗回帰させる。
してn次時間関数を最小二乗回帰させる。
先ず、時刻tについてのn次時間関数を次式のように表
せるものとする。
せるものとする。
y=allt ’ +a、l−、jn−1+ ・−+a
2 t”+a、 t +30 とすると、 入力信号の値y、と時刻t、における(弐1)の値との
差の二乗をt0≦t、≦t、−1の区間で合計した値、
即ち、信号の回帰二乗誤差の総和Eは次のようになる。
2 t”+a、 t +30 とすると、 入力信号の値y、と時刻t、における(弐1)の値との
差の二乗をt0≦t、≦t、−1の区間で合計した値、
即ち、信号の回帰二乗誤差の総和Eは次のようになる。
ここで、このEを最小にするための条件は、6B/6a
、=0 (p=o、l 、、、、n) であるから、この条件式の解の行列は次式に示される。
、=0 (p=o、l 、、、、n) であるから、この条件式の解の行列は次式に示される。
そして、次式を解くことによって、(式1)の係数ap
(1)−0,1,、、、、n)を求めることかでき
る。
(1)−0,1,、、、、n)を求めることかでき
る。
例えば、n=1とすると、時間関数はY = a +t
+a0となり、その係数a、、aoは次式のようになる
。
+a0となり、その係数a、、aoは次式のようになる
。
O4
ここで、解析区間t0≦t≦t、−2においての係数が
求まったのでこの解析区間を1データだけずらしたt1
≦t≦t、についての係数を同様な手順によって求める
。
求まったのでこの解析区間を1データだけずらしたt1
≦t≦t、についての係数を同様な手順によって求める
。
さらに、1データだけずらした解析区間t2≦t≦Lm
+1についての係数を求める手順を繰り返し計算を行う
ことによって、時間tに関して係数を時々刻々と求める
。
+1についての係数を求める手順を繰り返し計算を行う
ことによって、時間tに関して係数を時々刻々と求める
。
前記方法によって係数を求めると、それぞれの解析区間
において前記行列式の各要素を求めるために上記記号Σ
に関するm回の加算が必要となっている。
において前記行列式の各要素を求めるために上記記号Σ
に関するm回の加算が必要となっている。
このため計算量が膨大となり、この計算を実時間で処理
し、測定の画像表示するのが困難であった。
し、測定の画像表示するのが困難であった。
また、複数の処理装置で並列処理を行って高速化を図る
と、必然的にハードウェアの量が膨大となる問題点があ
った。
と、必然的にハードウェアの量が膨大となる問題点があ
った。
上記問題点は、複数の信号レベルに対応するパラメータ
のn乗の巾乗値を得る巾乗算回路と、それぞれの信号レ
ベルと、その信号レベルに対応する前記パラメータの巾
乗値との積を得る乗算器と、 前記それぞれの回路の出力データを順次入力データとし
て所定時間遅延させる遅延回路と、入力データと、遅延
回路の出力との差の出力を得る減算回路と、 減算回路の出力を積分する積分回路とを備えた本発明の
移動最小二乗関数回帰回路によって解決する。
のn乗の巾乗値を得る巾乗算回路と、それぞれの信号レ
ベルと、その信号レベルに対応する前記パラメータの巾
乗値との積を得る乗算器と、 前記それぞれの回路の出力データを順次入力データとし
て所定時間遅延させる遅延回路と、入力データと、遅延
回路の出力との差の出力を得る減算回路と、 減算回路の出力を積分する積分回路とを備えた本発明の
移動最小二乗関数回帰回路によって解決する。
解析区間1j≦t≦Ls−1+j のに次の時間関数
の係数をakj (k=o、1.2 ・・n)とすると
、 ここで t−、=0 (i=1.2,3.、、)とす
ると、左辺の要素は次のようにして求まる。
の係数をakj (k=o、1.2 ・・n)とすると
、 ここで t−、=0 (i=1.2,3.、、)とす
ると、左辺の要素は次のようにして求まる。
但し、mは解析区間内のデータ数で、j〉0として、
同様に右辺の要素も次式で求まる。
これより、各解析区間においては、(式2,3)のよう
に、tLkもしくは y 、 t 、 k のm個
のサンプリングが遅延した遅延回路の人力と出力との差
を積分することによって、左辺、右辺の行列の要素が求
まる。
に、tLkもしくは y 、 t 、 k のm個
のサンプリングが遅延した遅延回路の人力と出力との差
を積分することによって、左辺、右辺の行列の要素が求
まる。
(式2)の右辺はjが増加するにつれてt、にとm個の
サンプリング前のL i−@にの差を累積することを表
している。
サンプリング前のL i−@にの差を累積することを表
している。
従って、従来は各解析区間において各要素を求めるため
には、上記記号Σが示すようにm回の加算が必要であっ
たが、本発明によって1回の減算と1回の加算で各要素
を求めることができる。
には、上記記号Σが示すようにm回の加算が必要であっ
たが、本発明によって1回の減算と1回の加算で各要素
を求めることができる。
第1図、第2図に本発明の一実施例を示す。
第1図において、全体のデータの流れを説明する。
入力データyJに同期した時刻発生回路1より時刻1j
を巾乗算器2によってt、k (k−2゜3.4・・・
2n)を発生させる。
を巾乗算器2によってt、k (k−2゜3.4・・・
2n)を発生させる。
また、巾乗算回路2の出力とy4の積を乗算器3で作り
1以上のデータを解析区間内総和回路4に入力する。
1以上のデータを解析区間内総和回路4に入力する。
定数設定器5には、定数m(解析区間内データ数)が格
納される。
納される。
これによって前記行列式の要素が求まり、これを係数計
算回路6で前記行列式を解(ことによって求める移動最
小二乗関数の各係数を得る。
算回路6で前記行列式を解(ことによって求める移動最
小二乗関数の各係数を得る。
次に第2図を用いて本特許の中心的な考えである解析区
間内総和回路4について説明する。
間内総和回路4について説明する。
解析区間内総和回路4への入力は多数あるが。
Ljkに注目すると入力(、には遅延回路7によってm
サンプル遅れ+ tj−1′ が得られる。
サンプル遅れ+ tj−1′ が得られる。
この遅延回路の入力と出力の差をM算回路8で求め、積
分回路9で累積することによって前記行列式の要素のm
−1時点前の値、 が求まる。このように時刻t、においてtj−mや。
分回路9で累積することによって前記行列式の要素のm
−1時点前の値、 が求まる。このように時刻t、においてtj−mや。
≦【≦1.の解析区間の係数、即ちa。(j−1114
11+al(j−11◆重)+aZ(j−+m◆(ll
”””’+a n (j−i+l+ を求めることがで
きる。
11+al(j−11◆重)+aZ(j−+m◆(ll
”””’+a n (j−i+l+ を求めることがで
きる。
入力が)’iLi’であっても、解析区間内総和回路4
は同様に計算することができる。
は同様に計算することができる。
なお、遅延回路7を構成するのに、インダクタンス要素
で作成された遅延線、あるいは、電荷結合素子(COD
) 、あるいは、フリップフロップ等で構成される。
で作成された遅延線、あるいは、電荷結合素子(COD
) 、あるいは、フリップフロップ等で構成される。
また、減算回路8には差動アンプ、あるいは、ディジタ
ル計算に使用される加算回路が用いられる。
ル計算に使用される加算回路が用いられる。
積分回路9にはオペレーショナルアンプとコンデンサと
からなる回路を用いることができる。
からなる回路を用いることができる。
積分回路9に累算器を用いることができる。
また、恭準パラメータに重みづけをし、例えdLtfi
に重みqを付加してqt’あるいはqyt″とじ、測定
解析において最小二乗関数の回帰精度を上げるのに使用
される。
に重みqを付加してqt’あるいはqyt″とじ、測定
解析において最小二乗関数の回帰精度を上げるのに使用
される。
なお、パラメータと入力信号とは1対lの対応にあって
、両者は一義的に決定される関係にあることは云うまで
もない。
、両者は一義的に決定される関係にあることは云うまで
もない。
本発明によって、従来はm回の加算が必要であった計算
が1回の減算と1回の加算で済むために、ハードウェア
が減少するという利点が得られるとともにデータの移動
最小二乗関数回帰が高速に処理される。
が1回の減算と1回の加算で済むために、ハードウェア
が減少するという利点が得られるとともにデータの移動
最小二乗関数回帰が高速に処理される。
第1図は本発明の移動最小二乗関数回帰回路の一実施例
の構成ブロック図、 第2図は解析区間内総和回路のブロック図である。 図において、 1は時刻発生回路、2は巾乗算回路・3は乗算器、4は
解析区間内総和回路、5は定数m設定器、6ば係数計算
回路、7は遅延回路、8は減算回路、9は積分回路を示
す。 本発明の一実施例の構成ブロック図 第1図
の構成ブロック図、 第2図は解析区間内総和回路のブロック図である。 図において、 1は時刻発生回路、2は巾乗算回路・3は乗算器、4は
解析区間内総和回路、5は定数m設定器、6ば係数計算
回路、7は遅延回路、8は減算回路、9は積分回路を示
す。 本発明の一実施例の構成ブロック図 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 信号変化の基準となる特定のパラメータに関して信号レ
ベルの移動最小二乗関数回帰を求める回路であって、 該パラメータの巾乗値を得る手段(2)と、前記信号レ
ベルと該信号レベルに対応する前記パラメータの巾乗値
との積を得る手段(3)と、前記それぞれの手段によっ
て得られるデータを順次入力データとして所定時間遅延
させる遅延手段(7)と、 該入力データと、該遅延手段(7)によって得られたデ
ータとの差の出力を得る減算手段(8)と、該減算手段
(8)の出力を積分する積分手段(9)とを備えてなる
ことを特徴とする移動最小二乗関数回帰回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16394986A JPS6318465A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 移動最小二乗関数回帰回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16394986A JPS6318465A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 移動最小二乗関数回帰回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6318465A true JPS6318465A (ja) | 1988-01-26 |
JPH044624B2 JPH044624B2 (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=15783882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16394986A Granted JPS6318465A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 移動最小二乗関数回帰回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6318465A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0233220A (ja) * | 1988-07-23 | 1990-02-02 | Ryoichi Mori | スプライン関数発生回路 |
US5378612A (en) * | 1990-05-11 | 1995-01-03 | Juridical Foundation The Chemo-Sero-Therapeutic Research Institute | Culture medium for production of recombinant protein |
JPH0789954B2 (ja) * | 1990-01-22 | 1995-10-04 | アメリカ合衆国 | 細胞の保存と増殖のための二酸化炭素―非依存性増殖培地 |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP16394986A patent/JPS6318465A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0233220A (ja) * | 1988-07-23 | 1990-02-02 | Ryoichi Mori | スプライン関数発生回路 |
JPH0789954B2 (ja) * | 1990-01-22 | 1995-10-04 | アメリカ合衆国 | 細胞の保存と増殖のための二酸化炭素―非依存性増殖培地 |
US5378612A (en) * | 1990-05-11 | 1995-01-03 | Juridical Foundation The Chemo-Sero-Therapeutic Research Institute | Culture medium for production of recombinant protein |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH044624B2 (ja) | 1992-01-28 |
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