JP3114277B2 - Construction method of automatic cell classification logic - Google Patents
Construction method of automatic cell classification logicInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、階層型ネットワークを
用いたパタン分類装置、特に、細胞分類装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern classification device using a hierarchical network, and more particularly to a cell classification device.
【0002】[0002]
【従来の技術】特公昭58−29872に記載されてい
るように、従来の細胞分類(主に白血球分類)では、細
胞の特徴パラメータをもとに、統計的識別関数を多段階
組み合わせた識別論理あるいは枝分かれ識別論理を用い
ている。2. Description of the Related Art As described in Japanese Patent Publication No. 58-29872, in the conventional cell classification (mainly leukocyte classification), an identification logic in which a statistical identification function is combined in multiple stages based on cell characteristic parameters. Alternatively, a branching identification logic is used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の細胞自動分類論
理の構築方法は、基準となる学習サンプルを設定し識別
論理を生成(学習)していた。しかし、基準となった学
習サンプルに比べてサンプルの作成条件の相違による細
胞の特徴パラメータが当初の設定範囲より変動すると分
類論理が適応できず、分類論理を変更する必要が生じ
る。In the conventional method of constructing an automatic cell classification logic, a reference learning sample is set and an identification logic is generated (learned). However, if the cell characteristic parameters vary from the initially set range due to differences in sample preparation conditions compared to the reference learning sample, the classification logic cannot be adapted, and the classification logic needs to be changed.
【0004】本発明の目的は、分類論理を構築しやすい
階層型ネットワークの特徴を生かしサンプルの作成施設
対応の細胞自動分類論理の構築方法を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a method of constructing an automatic cell classification logic corresponding to a facility for preparing a sample by making use of the feature of a hierarchical network in which classification logic can be easily constructed.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の細胞自動分類論理の構築方法では、階層型
ニューラルネットワークを用い、基準となる学習サンプ
ルに、施設毎のサンプルを付加し各施設対応の学習サン
プルを作成することで、施設対応の細胞自動分類論理の
構築を行うものである。In order to achieve the above object, in the method of constructing an automatic cell classification logic of the present invention, a hierarchical neural network is used, and a sample for each facility is added to a reference learning sample to add By creating a learning sample corresponding to a facility, an automatic cell classification logic corresponding to the facility is constructed.
【0006】[0006]
【作用】本発明においては、識別論理として、階層型ニ
ューラルネットワークを用い、その学習および実時間の
識別に階層型ニューラルネットワーク演算装置を用いて
いる。In the present invention, a hierarchical neural network is used as the identification logic, and a hierarchical neural network operation device is used for learning and real-time identification.
【0007】階層型ニューラルネットワークとしては、
例えば図2のような入力層、中間層、出力層の3層から
成るネットワークを、ユニットのしきい値関数としては
例えばシグモイド関数を用いる。中間層は、一般形とし
ては多層であるが、ここでは一層の例を示している。ま
た、入力と出力の関係は、As a hierarchical neural network,
For example, a network composed of three layers of an input layer, an intermediate layer, and an output layer as shown in FIG. The intermediate layer is generally a multilayer, but an example is shown here. The relationship between input and output is
【0008】[0008]
【数1】 (Equation 1)
【0009】であり、シグモイド関数とは、And the sigmoid function is
【0010】[0010]
【数2】 (Equation 2)
【0011】の形で与えられる関数である。Is a function given in the form
【0012】入力層に特徴パラメータ数分のユニット、
出力層にカテゴリー数分のユニット、中間層には上記両
層のユニット数に見合った数のユニットを設け、あるカ
テゴリーの細胞の特徴パラメータを入力層のユニットに
与えたとき、出力層の上記カテゴリーに対応するユニッ
トに教師データとして“1”、出力層の他のユニットに
は“0”を与え、教師データと出力データの誤差を小さ
くするように、所謂バックプロパゲーション法(例え
ば、ニューラルネットワーク情報処理:産業図書、(1
988)を参照)を用いて、ネットワーク・ユニット間
の重み係数を変更する。以上の処理を繰返し、重み係数
を最適化する。このプロセスが学習であり、学習後の重
み係数を基に識別を行う。具体的には、数1で得られる
出力値Zkから、[0012] In the input layer, units for the number of feature parameters,
The output layer is provided with units corresponding to the number of categories, and the intermediate layer is provided with a number of units corresponding to the number of units in the above two layers. Are assigned as “1” as teacher data to the unit corresponding to “1” and “0” to other units in the output layer, so that an error between the teacher data and the output data is reduced so-called back propagation method (for example, neural network information). Processing: Industrial books, (1
988)) to change the weighting factor between network units. The above processing is repeated to optimize the weight coefficient. This process is learning, and identification is performed based on the weighting factor after learning. Specifically, from the output value Z k obtained by Equation 1,
【0013】[0013]
【数3】 (Equation 3)
【0014】なるmを求め、入力細胞の属するカテゴリ
ーをm番目のカテゴリーとすることにより識別を行う。The following m is obtained, and the category to which the input cell belongs is set as the m-th category for identification.
【0015】上記プロセスにおいて、学習サンプルの設
定により各ユニット間の重み係数は全く異なったものと
なる。したがって学習サンプルの構成によって識別論理
が構築できることになる。本発明では、基準サンプルに
当該施設の学習サンプルを付加するので、その施設で作
成される細胞試料に特有の細胞の特徴パラメータの変動
に追従した識別論理が構築できる。In the above process, the weighting factors between the units are completely different depending on the setting of the learning sample. Therefore, the identification logic can be constructed by the configuration of the learning sample. In the present invention, since the learning sample of the institution is added to the reference sample, it is possible to construct an identification logic that follows the variation of the characteristic parameter of the cell unique to the cell sample created in the institution.
【0016】[0016]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】図1は、装置構成を示した図であり、学習
用のサンプルは学習基準サンプルメモリ1の出力と学習
対象サンプル用メモリ2の出力を選択回路3でサンプリ
ング回路4に導き、サンプリング回路4の出力を学習サ
ンプル用メモリ5に記憶する。学習基準サンプル用メモ
リ1にはあらかじめ制御装置7から正規化された特徴パ
ラメータが記憶されているが、学習基準サンプル用メモ
リの別の形態としては読み出し専用メモリでも可能であ
る。一方、学習対象サンプル用メモリ2は施設ごとのサ
ンプルを記憶するために制御装置7より、書き込み可能
な構成である。ここで施設とは識別に供される細胞試料
の作成場所を示し、例えば病院あるいは検査センターな
どである。たとえ共通の作成基準により細胞試料が作ら
れても、施設ごとにサンプル作成用機材の状態や環境の
差、あるいは作成技術の差があるので、細胞分類のため
の最適な論理式は施設ごとに異なってくる。選択回路3
は制御回路6からの指示により、サンプリング回路4の
入力の選択を行い、学習基準サンプルメモリ1と学習対
象サンプル用メモリ2の出力を切り替える。サンプリン
グ回路4は、選択回路3の出力を入力とし、制御回路6
の指示によりサンプリング対象となるカテゴリーに属す
る細胞のデータを抑制し、サンプリングの対象外となる
細胞についてはそのまま出力し、学習サンプル用メモリ
5に記憶する。この後、学習サンプル用メモリ5の出力
は学習装置に供される。学習基準サンプル用メモリ1、
学習対象サンプル用メモリ2、学習サンプル用メモリ5
の構成は同一であり、それぞれ細胞の正規化された特徴
パラメータ、教師データで構成される。特徴パラメータ
としては、細胞の核に関しては、面積、周囲長、形状
(面積周囲長比、核の太さ、凹凸、核数など)、濃度、
色調、テクスチャーなど、細胞の細胞質に関しては、面
積、濃度、色調、テクスチャー、顆粒など、核・細胞質
早退情報に関しては、面積、濃度などがある。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the apparatus. As for a learning sample, an output of a learning reference sample memory 1 and an output of a learning target sample memory 2 are guided to a sampling circuit 4 by a selection circuit 3, and a sampling circuit is provided. 4 is stored in the learning sample memory 5. The learning reference sample memory 1 stores the characteristic parameters normalized by the control device 7 in advance. However, another form of the learning reference sample memory may be a read-only memory. On the other hand, the learning target sample memory 2 is configured to be writable by the control device 7 in order to store samples for each facility. Here, the facility indicates a place where a cell sample to be provided for identification is prepared, and is, for example, a hospital or an inspection center. Even if a cell sample is prepared according to a common preparation standard, the optimal logical formula for cell classification is different for each facility because there are differences in the conditions and environment of sample preparation equipment and preparation techniques for each facility. It will be different. Selection circuit 3
Selects the input of the sampling circuit 4 in accordance with an instruction from the control circuit 6, and switches the output between the learning reference sample memory 1 and the learning target sample memory 2. The sampling circuit 4 receives the output of the selection circuit 3 as an input, and
The data of the cells belonging to the category to be sampled is suppressed by the instruction, and the cells not to be sampled are output as they are and stored in the learning sample memory 5. Thereafter, the output of the learning sample memory 5 is provided to a learning device. Learning reference sample memory 1,
Learning target sample memory 2, learning sample memory 5
Has the same configuration, and is composed of normalized characteristic parameters of cells and teacher data. As the characteristic parameters, for the cell nucleus, the area, perimeter, shape (area perimeter ratio, nucleus thickness, unevenness, number of nuclei, etc.), concentration,
Cell cytoplasm such as color tone and texture includes area, density, color tone, texture, granules, etc., and nuclear / cytoplasmic early regression information includes area and density.
【0018】図3は、図1のサンプリング回路のブロッ
ク構成図である。FIG. 3 is a block diagram of the sampling circuit of FIG.
【0019】選択回路3の出力は、分配器40によって
特徴パラメータと教師データとに分割されそれぞれラッ
チ41、42に保持される。ラッチ41の出力は、ゲー
ト回路49の入力となる。一方、教師データを保持して
いるラッチ42の出力はデコーダ43の入力と、ゲート
回路49の入力となる。また、ラッチ42の出力はデコ
ーダ43によりデコードされ細胞のカテゴリーに対応す
る出力がオンになる。デコーダ43の出力はカウンタ4
4〜47に導かれ、カウンタは図1の制御回路6からの
出力によって予めプリセットされている。ここでプリセ
ットされるカウンタはサンプリングの対象となるカテゴ
リーの細胞に対応する。例えば、カウンタ46がサンプ
リング対象となるカウンタであった場合、デコーダ43
の出力によってカウンタ46のプリセット値からカウン
トダウンされ、プリセット値間隔でカウンタ46の出力
はオンになる。カウンタ44〜47の何れかがオンにな
った場合、ゲート回路48をオンにしさらにゲート回路
49をオンにしラッチ41、42の出力を通過させる。
カウンタ44〜47の出力がすべてオフの場合はゲート
回路48、49何れもオフになりラッチ41、42の出
力はゲート回路49を通過しない。ゲート回路49を通
過したデータのみを図1の学習サンプル用メモリに記憶
する。また、本実施例は、汎用の計算機のみで実現する
ことも可能である。The output of the selection circuit 3 is divided into characteristic parameters and teacher data by a distributor 40 and held in latches 41 and 42, respectively. The output of the latch 41 becomes the input of the gate circuit 49. On the other hand, the output of the latch 42 holding the teacher data becomes the input of the decoder 43 and the input of the gate circuit 49. The output of the latch 42 is decoded by the decoder 43, and the output corresponding to the cell category is turned on. The output of the decoder 43 is a counter 4
4 to 47, the counter is preset in advance by the output from the control circuit 6 in FIG. The counters preset here correspond to cells of the category to be sampled. For example, if the counter 46 is a counter to be sampled, the decoder 43
Is counted down from the preset value of the counter 46, and the output of the counter 46 is turned on at intervals of the preset value. When any of the counters 44 to 47 is turned on, the gate circuit 48 is turned on and the gate circuit 49 is turned on to pass the outputs of the latches 41 and 42.
When all the outputs of the counters 44 to 47 are off, the gate circuits 48 and 49 are both off, and the outputs of the latches 41 and 42 do not pass through the gate circuit 49. Only the data that has passed through the gate circuit 49 is stored in the learning sample memory of FIG. Further, the present embodiment can be realized only by a general-purpose computer.
【0020】[0020]
【発明の効果】階層型ニューラルネットワークの学習
に、基準サンプルに施設対応のサンプルを加えることに
より、より安定な細胞の分類論理が構築でき、かつ二種
類のサンプルを加えることにより学習サンプルが増大し
ても出現頻度の高いカテゴリーに属する細胞像の個数を
サンプリングできるので、学習サンプルが調整でき、容
易に細胞自動分類の論理が構築できる。According to the present invention, more stable cell classification logic can be constructed by adding a facility-compatible sample to a reference sample in learning of a hierarchical neural network, and the number of learning samples increases by adding two types of samples. Even so, the number of cell images belonging to the category with a high appearance frequency can be sampled, so that the learning sample can be adjusted and the logic of automatic cell classification can be easily constructed.
【図1】本発明の一実施例のをシステム構成を示すブロ
ック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration according to an embodiment of the present invention.
【図2】実施例の階層型ニューラルネットワークを示す
概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a hierarchical neural network according to an embodiment.
【図3】図1におけるサンプリング回路の一例を示す詳
細ブロック図である。FIG. 3 is a detailed block diagram illustrating an example of a sampling circuit in FIG. 1;
1、2、5…学習サンプル用のメモリ、 3…選択回路、 4…サンプリング回路、 6…制御回路、 7…制御装置、 40…分配器、 41、42…ラッチ 43…デコーダ、 44〜47…カウンタ、 48、49…ゲート回路。 1, 2, 5: learning sample memory, 3: selection circuit, 4: sampling circuit, 6: control circuit, 7: control device, 40: distributor, 41, 42 ... latch 43: decoder, 44-47 ... Counter, 48, 49 ... gate circuit.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 33/48 G01N 15/10 G06F 15/18 520 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 33/48 G01N 15/10 G06F 15/18 520
Claims (4)
自動分類装置での細胞の自動分類に必要な論理を生成す
る細胞自動分類論理の構築方法において、基準となる学
習サンプルに各施設に対応した学習サンプルを付加し
て、前記各施設での前記細胞自動分類論理を生成するこ
とを特徴とする細胞自動分類論理の構築方法。 1. A cell having a hierarchical neural network.
Generates the logic required for automatic cell sorting with an automatic sorter
In the construction of automatic cell classification logic
A learning sample corresponding to each facility is added to the learning sample.
To generate the automatic cell classification logic at each facility.
And a method for constructing an automatic cell classification logic.
方法に於いて、前記各施設毎の学習サンプルの付加に際
して、各カテゴリーに分類される学習サンプルを選択し
て付加することを特徴とする細胞自動分類論理の構築方
法。 2. Construction of the automatic cell classification logic according to claim 1.
In the method, when adding the learning sample for each facility,
To select training samples that fall into each category.
Of automatic cell classification logic characterized by adding
Law.
自動分類装置に於いて、基準となる学習サンプルに各施In the automatic classifier, each sample is applied to the reference learning sample.
設毎の学習サンプルを付加する手段と、前記各施設でのA means for adding a learning sample for each facility;
細胞の自動分類に必要な論理を生成する細胞自動分類論Automatic cell classification theory that generates the logic required for automatic cell classification
理の構成手段を有することを特徴とする細胞自動分類装Automatic cell sorter, comprising:
置。Place.
て、前記学習サンプルを付加する手段は、各カテゴリーThe means for adding the learning sample includes
に分類される学習サンプルを選択する手段を有することHave means to select training samples classified as
を特徴とする細胞自動分類装置。An automatic cell sorting apparatus characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03260102A JP3114277B2 (en) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | Construction method of automatic cell classification logic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599920A JPH0599920A (en) | 1993-04-23 |
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Family
ID=17343322
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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| KR101927852B1 (en) * | 2016-06-10 | 2018-12-13 | 주식회사 토모큐브 | Method and Apparatus for Identifying Cell Species Using 3D Refractive Index Tomography and Machine Learning Algorithm |
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1991
- 1991-10-08 JP JP03260102A patent/JP3114277B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0599920A (en) | 1993-04-23 |
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