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JP5075871B2 - Discriminator - Google Patents
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Description

本発明は、判別対象の追加が可能な判別装置に関する。   The present invention relates to a discrimination apparatus that can add a discrimination target.

近年、誤差逆伝播学習方式によって学習するニューラルネットワークが、画像認識、音声認識、パターン認識などの種々の分野において利用されるようになってきている。このようなニューラルネットワークは、入力データに基づいて、予め登録された複数の判別対象の中から、当該入力データが属する判別対象を判別することが可能である。   In recent years, neural networks that learn using an error back-propagation learning method have been used in various fields such as image recognition, speech recognition, and pattern recognition. Such a neural network can discriminate a discrimination target to which the input data belongs from a plurality of discrimination targets registered in advance based on the input data.

このニューラルネットワークを利用したものとして、水中探知装置が知られている(特許文献1)。水中探知装置は、超音波を利用して、水底の泥や岩等の底質に関する底質情報を取得するものであり、底魚やエビ、カニなどの生息場所や、魚網の破損の原因となる岩場などを知るために利用されている。この底質情報は、水中探知装置の振動子から水底に向けて発射された超音波の送信パルスのエコー信号に基づいて生成された入力データを、ニューラルネットワークに入力し、当該ニューラルネットワークから出力された出力データを処理することにより得ることができる。そして得られた出力データは、表示モニタ等を介してユーザに報知される。   An underwater detection device is known as one using this neural network (Patent Document 1). Underwater detectors use ultrasound to acquire sediment information about bottom sediments such as mud and rocks in the bottom of the sea, causing habitats for bottom fish, shrimps, crabs, and fishnets. It is used to know rocky places. This bottom sediment information is input to the neural network and input data generated based on the echo signal of the ultrasonic transmission pulse emitted from the transducer of the underwater detector to the bottom of the water, and is output from the neural network. Can be obtained by processing the output data. The obtained output data is notified to the user via a display monitor or the like.

ところで、ニューラルネットワークにおいて、新たに判別対象を追加(登録)したい場合がある。例えば、水中探知装置において、判別させたい底質(ユーザ底質)を新たに追加したい場合がある。このような場合、最も単純な方法として、ニューラルネットワークのニューロンの数を増加させる方法が知られている。   By the way, there are cases where it is desired to add (register) a new discrimination target in the neural network. For example, in the underwater detection device, there is a case where it is desired to newly add a bottom sediment (user bottom sediment) to be discriminated. In such a case, a method of increasing the number of neurons in the neural network is known as the simplest method.

特開2008−275351号公報JP 2008-275351 A

しかしながら、ニューロンの数を増加させる方法では、新規判別対象を登録する際(判別対象を追加する)際に、ニューラルネットワークの構造を変える必要があると共に、ニューロンの増加に伴って学習時間が爆発的に増加するという問題点がある。また、図20に示すように、登録されている判別対象各々の、入力データに対する類似度を出力するニューラルネットワークにおいて、ニューラルネットワークの構造を変える前後で、予め登録されている判別対象間の、同一の入力データに対する出力値の比率が変化する可能性がある。またさらに、登録した判別対象の登録を解除しようとした場合、再度ニューラルネットワークの構造を変える必要があるという問題がある。   However, in the method of increasing the number of neurons, it is necessary to change the structure of the neural network when registering a new discrimination target (adding a discrimination target), and the learning time explodes as the number of neurons increases. There is a problem that it increases. In addition, as shown in FIG. 20, in the neural network that outputs the similarity of each registered discrimination target to the input data, the same between the discrimination targets registered in advance before and after changing the structure of the neural network. The ratio of the output value to the input data may change. Furthermore, there is a problem in that it is necessary to change the structure of the neural network again when trying to deregister the registered discrimination target.

特に、水中探知装置において、ユーザが識別したい底質(ユーザ底質)は、水域、季節、天候等によって異なることが多いため、ユーザ底質の登録(新規判別対象の登録)、及び登録の解除が頻繁に起こる可能性がある。このユーザ底質の登録、及び登録の解除の度に、ニューラルネットワークの構造を変化させる必要があり、学習時間が膨大にかかる。さらに、予め登録されている底質間における同一の入力データに対する出力値の比率が変わるため、ユーザが、同じ入力データにも関わらず、底質が変化したと錯覚するおそれがあり、底質情報を正確にユーザに把握させることができないという問題がある。   In particular, in the underwater detection device, the bottom sediment that the user wants to identify (user bottom sediment) is often different depending on the water area, season, weather, etc., so the registration of the user bottom sediment (registration of new discrimination target) and the cancellation of the registration Can happen frequently. It is necessary to change the structure of the neural network each time the user bottom sediment is registered and deregistered, and the learning time is enormous. Furthermore, since the ratio of the output value to the same input data between the registered bottom sediments changes, the user may have an illusion that the bottom sediment has changed despite the same input data. There is a problem that the user cannot be accurately grasped.

本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、少ない学習時間で新規判別対象の登録、及び登録の解除が可能であり、かつ新規判別対象の登録、及び登録の解除の前後で、予め登録されている判別対象間の出力値の比率が変更されない判別装置を提供することにある。さらには、この判別装置を有する水中探知装置を提供することにある。   The present invention solves the above problems, and the problem is that registration and registration of a new discrimination target can be performed with less learning time, and registration and registration of a new discrimination target are possible. An object of the present invention is to provide a discriminating apparatus in which the ratio of output values between discriminating objects registered in advance is not changed before and after the release of. Furthermore, it is providing the underwater detection apparatus which has this discrimination | determination apparatus.

本発明は、水中へ送信された超音波のエコー信号を受信し、当該エコー信号に基づいた入力データをニューラルネットワークに入力し、ニューラルネットワークから出力された出力データに基づいて、登録されている複数の底質のうち当該入力データが属する底質に関する底質情報を、所定時間毎に生成する水中探知装置であって、予め登録されている複数の底質のうち、前記入力データが属する底質を判別するための第1の出力データを出力する固定ニューラルネットワークと、外部からの操作によって、新規底質が登録された際、前記入力データが当該新規底質に属するか否かを判別するための第2の出力データを出力する可変ニューラルネットワークを追加し、外部からの操作によって、登録された新規底質の登録が解除された際、該可変ニューラルネットワークを削除するニューラルネットワーク管理部と、前記第1の出力データに対して前記第2の出力データが優先された前記底質情報を生成することが可能な出力処理部とを備えていることを特徴とする。   The present invention receives an ultrasonic echo signal transmitted into water, inputs input data based on the echo signal to a neural network, and registers a plurality of registered data based on output data output from the neural network. An underwater detection device that generates, every predetermined time, bottom sediment information related to the bottom sediment to which the input data belongs, among a plurality of pre-registered bottom sediments to which the input data belongs In order to determine whether or not the input data belongs to the new bottom sediment when a new bottom sediment is registered by a fixed neural network that outputs the first output data for discriminating and an external operation When a variable neural network that outputs the second output data is added and the registered new bottom sediment is canceled by an external operation, A neural network management unit that deletes a modified neural network; and an output processing unit that can generate the bottom sediment information in which the second output data is prioritized with respect to the first output data. It is characterized by that.

上記の構成によれば、予め登録されている複数の底質のうち、入力データが属する底質を判別するための第1の出力データが固定ニューラルネットワークから出力される。外部からの操作によって、新たに新規底質が登録された際、可変ニューラルネットワークが追加され、入力データが当該新規底質に属するか否かを判別するための第2の出力データが当該可変ニューラルネットワークから出力される。また、第1の出力データに対して第2の出力データが優先された底質情報を生成することが可能である。さらに、外部からの操作によって、当該登録された新規底質の登録が解除された際、可変ニューラルネットワークは削除される。
このように、可変ニューラルネットワークを追加、削除することにより、新規底質の登録、及び登録の解除をすることができるため、固定ニューラルネットワークの構造を変更する必要がない。また、可変ニューラルネットワークは、新規底質に属するか否かを判別するニューラルネットワークであり、ニューロンの数が少ないため、学習時間を抑えることができる。またさらに、入力データが新規底質に属するか否かをユーザに認識させることができる、第1の出力データに対して第2の出力データが優先された底質情報を生成することが可能である。
なお、本発明に係る水中探知装置は、底質を判別する機能を備えたものであればよく、例えば、魚群探知機や測深機、ソナーなどが挙げられる。
According to the above configuration, the first output data for determining the bottom sediment to which the input data belongs out of the plurality of bottom sediments registered in advance is output from the fixed neural network. When a new bottom sediment is registered by an external operation, a variable neural network is added, and second output data for determining whether or not the input data belongs to the new bottom sediment is the variable neural network. Output from the network. Moreover, it is possible to generate sediment information in which the second output data is prioritized with respect to the first output data. Furthermore, the variable neural network is deleted when the registration of the registered new bottom sediment is released by an external operation.
Thus, by adding and deleting variable neural networks, it is possible to register and deregister new sediments, so there is no need to change the structure of the fixed neural network. The variable neural network is a neural network that determines whether or not it belongs to a new bottom sediment. Since the number of neurons is small, the learning time can be suppressed. Furthermore, it is possible to generate bottom sediment information in which the second output data is given priority over the first output data, which allows the user to recognize whether or not the input data belongs to the new bottom sediment. is there.
Note that the underwater detection device according to the present invention may be any device having a function of determining bottom sediment, and examples thereof include a fish finder, a sounding device, and a sonar.

また、本発明の水中探知装置において、前記可変ニューラルネットワークは、受信した前記エコー信号に基づいて生成され、外部からの操作によって、前記新規底質の学習データとして設定されたユーザ登録学習データ、及び前記固定ニューラルネットワークの学習の際に用いられ、前記新規底質以外の底質の学習データとして設定された固定学習データによって学習されるようにされていてもよい。上記の構成によれば、受信したエコー信号に基づいて生成され、外部からの操作によって新規底質の学習データとして設定されたユーザ登録学習データ、及び固定ニューラルネットワークの学習の際に用いられ、新規底質以外の底質の学習データとして設定された固定学習データによって学習される。このようにすることで、可変ニューラルネットワークの学習の際に用いられる学習データは、水中カメラなどで実際に確認しなくても取得することができる。   Further, in the underwater detection device of the present invention, the variable neural network is generated based on the received echo signal, and is user-registered learning data set as the new bottom sediment learning data by an external operation, and The learning may be performed by fixed learning data that is used when learning the fixed neural network and is set as learning data of sediment other than the new sediment. According to the above configuration, the user registration learning data generated based on the received echo signal and set as new bottom sediment learning data by an external operation, and used for learning of the fixed neural network, Learning is performed using fixed learning data set as learning data for bottom sediment other than bottom sediment. In this way, the learning data used when learning the variable neural network can be acquired without actually confirming with an underwater camera or the like.

また、本発明の水中探知装置において、前記ユーザ登録学習データは、外部からの操作によって学習データの追加、及びユーザ登録学習データの一部の学習データを削除可能にされていてもよい。上記の構成によれば、ユーザ登録学習データは、外部からの操作によって学習データの追加、及びユーザ登録学習データの一部の学習データを削除可能にされている。このようにすることで、新規底質の学習データを優良なものにすることが可能であり、入力データが新規底質に属するか否かについての底質情報を精度良く生成することが出来る。   In the underwater detection device of the present invention, the user registration learning data may be configured such that learning data can be added and a part of the user registration learning data can be deleted by an external operation. According to the above configuration, the user registration learning data can be added with learning data and a part of the user registration learning data can be deleted by an external operation. By doing so, it is possible to improve the learning data of the new bottom sediment, and it is possible to accurately generate bottom sediment information about whether or not the input data belongs to the new bottom sediment.

また、本発明の水中探知装置において、前記底質情報は、前記第2の出力データから生成される、前記入力データと前記新規底質との類似度に相当する値、及び/又は前記第1の出力データから生成される、前記入力データと前記予め登録されている複数の底質各々との類似度に相当する値からなるようにされていてもよい。上記の構成によれば、底質情報は、前記第2の出力データから生成される、入力データと新規底質との類似度に相当する値、及び/又は前記第1の出力データから生成される、入力データと予め登録されている複数の底質各々との類似度に相当する値からなる。このようにすることで、入力データと新規底質底質との類似度、及び入力データと予め登録されている複数の底質各々との類似度が一目瞭然となる。また、底質を判別する水域内で、入力データと新規底質との類似度が変化する様子、及び入力データと予め登録されている複数の底質各々との類似度が変化する様子が一目瞭然となる。   In the underwater detection device of the present invention, the bottom sediment information may be a value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment generated from the second output data, and / or the first sediment. The input data may be made of a value corresponding to the similarity between the input data and each of the plurality of previously registered bottom sediments. According to the above configuration, the bottom sediment information is generated from the second output data, the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment, and / or the first output data. And a value corresponding to the similarity between each of the input data and a plurality of sediments registered in advance. By doing so, the similarity between the input data and the new bottom sediment, and the similarity between the input data and each of the plurality of sediments registered in advance become obvious. In addition, it is obvious at a glance how the similarity between the input data and the new bottom sediment changes within the water area where the bottom sediment is determined, and how the similarity between the input data and each of the multiple registered bottom sediments changes. It becomes.

また、本発明の水中探知装置においては、閾値を設定する閾値設定部を更に備え、前記出力処理部において、前記入力データと前記新規底質との類似度に相当する値が、前記閾値以上の場合、前記第1の出力データに対して前記第2の出力データが優先された前記底質情報を生成し、前記第2の出力データが示す値が前記閾値よりも小さい場合、前記第1の出力データのみにより前記底質情報が生成されるようにされていてもよい。上記の構成によれば、前記入力データと前記新規底質との類似度に相当する値が、閾値設定部により設定された閾値以上の場合、第1の出力データに対して第2の出力データが優先された底質情報を生成し、閾値よりも小さい場合、第1の出力データのみにより底質情報が生成される。このように、入力データと新規底質との類似度に相当する値の大きさによって、第2の出力データを底質情報の生成に用いるか否かが決まるため、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、設定された閾値以上であるか否かが一目瞭然となる。   The underwater detection device of the present invention further includes a threshold setting unit for setting a threshold, and in the output processing unit, a value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is equal to or greater than the threshold. In this case, the bottom sediment information in which the second output data is prioritized with respect to the first output data is generated, and when the value indicated by the second output data is smaller than the threshold, the first The bottom sediment information may be generated only from the output data. According to said structure, when the value equivalent to the similarity of the said input data and the said new bottom sediment is more than the threshold value set by the threshold value setting part, 2nd output data with respect to 1st output data If the bottom sediment information with priority is generated and is smaller than the threshold value, the bottom sediment information is generated only by the first output data. As described above, whether or not the second output data is used for generating bottom sediment information is determined depending on the magnitude of the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment. It becomes obvious at a glance whether the value corresponding to the similarity is equal to or greater than a set threshold value.

また、本発明の水中探知装置においては、前記入力データと前記新規底質との類似度に相当する値が、前記閾値以上の場合に、前記入力データが前記固定ニューラルネットワークに入力されないようにする可変ニューラルネットワーク出力判定部を更に備えていてもよい。上記の構成によれば、前記入力データと前記新規底質との類似度に相当する値が、閾値設定部により設定された閾値以上の場合に、入力データは固定ニューラルネットワークに入力されない。こうすることにより、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、閾値以上の場合に、固定ニューラルネットワークにおける処理を省くことが出来る。   In the underwater detection device of the present invention, when the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is not less than the threshold value, the input data is not input to the fixed neural network. A variable neural network output determination unit may be further provided. According to the above configuration, when the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is equal to or greater than the threshold set by the threshold setting unit, the input data is not input to the fixed neural network. By doing so, when the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is equal to or greater than the threshold value, the processing in the fixed neural network can be omitted.

また、本発明の水中探知装置において、前記閾値は外部からの操作によって変更可能にされていてもよい。上記の構成によれば、閾値は外部からの操作によって変更可能にされている。こうすることにより、第2の出力データを底質情報に反映させるか否かを決定する、入力データと新規底質との類似度に相当する値の大きさを、ユーザは、自らの好みに応じて変更することが出きる。   In the underwater detection device of the present invention, the threshold value may be changed by an external operation. According to the above configuration, the threshold value can be changed by an external operation. In this way, the user decides whether or not the second output data should be reflected in the bottom sediment information, and determines the magnitude of the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment according to his / her preference. You can change it accordingly.

また、本発明の水中探知装置において、前記底質情報を出力する出力部(表示モニタやスピーカ等)を備え、前記出力部に出力させる前記底質情報の出力形態は複数あり、当該出力形態が外部からの操作によって変更可能にされていてもよい。上記の構成によれば、出力部に底質情報を出力させる出力形態は複数あり、外部からの操作によって変更可能にされている。こうすることで、ユーザは、自らの好みに応じて、出力形態を変更することが出来る。   The underwater detection device of the present invention further includes an output unit (such as a display monitor or a speaker) that outputs the bottom sediment information, and there are a plurality of output forms of the bottom sediment information that are output to the output unit. It may be made changeable by an external operation. According to the above configuration, there are a plurality of output forms for causing the output unit to output bottom sediment information, which can be changed by an external operation. By doing so, the user can change the output form according to his / her preference.

また、本発明は、入力データをニューラルネットワークに入力し、ニューラルネットワークから出力された出力データに基づいて、登録されている複数の判別対象のうち当該入力データが属する判別対象に関する判別情報を生成する判別装置であって、予め登録されている複数の判別対象のうち、前記入力データが属する判別対象を判別するための第1の出力データを出力する固定ニューラルネットワークと、外部からの操作によって、新規判別対象が登録された際、前記入力データが当該新規判別対象に属するか否かを判別するための第2の出力データを出力する可変ニューラルネットワークを追加し、外部からの操作によって、新規判別対象の登録が解除された際、該第2のニューラルネットワークを削除するニューラルネットワーク管理部と、前記第1の出力データに対して前記第2の出力データが優先された前記判別情報を生成することが可能な出力処理部とを備えていることを特徴とする。   Further, the present invention inputs input data to a neural network, and generates discrimination information related to a discrimination target to which the input data belongs among a plurality of registered discrimination targets based on the output data output from the neural network. A discriminating device, which includes a fixed neural network that outputs first output data for discriminating a discriminating target to which the input data belongs among a plurality of discriminating targets registered in advance, and a new by an external operation When a discrimination target is registered, a variable neural network that outputs second output data for determining whether or not the input data belongs to the new discrimination target is added, and a new discrimination target is obtained by an external operation. A neural network tube that deletes the second neural network when the registration is canceled And parts, characterized in that it comprises a possible output processing unit configured to generate the said determination information and the second output data is given priority over the first output data.

上記の構成によれば、予め登録されている複数の判別対象のうち、入力データが属する判別対象を判別するための第1の出力データが固定ニューラルネットワークから出力される。外部からの操作によって、新たに新規判別対象が登録された際、可変ニューラルネットワークが追加され、入力データが当該新規判別対象に属するか否かを判別するための第2の出力データが当該可変ニューラルネットワークから出力される。また、第1の出力データに対して第2の出力データが優先された判別情報を生成することが可能である。さらに、外部からの操作によって、当該登録された新規判別対象の登録が解除された際、可変ニューラルネットワークは、削除される。
このように、可変ニューラルネットワークを追加、削除することにより、新規判別対象を登録、及び登録の解除をすることができるため、固定ニューラルネットワークの構造を変更する必要がない。また、可変ニューラルネットワークは、新規判別対象に属するか否かを判別するニューラルネットワークであり、ニューロンの数が少ないため、学習時間を抑えることができる。またさらに、第1の出力データに対して第2の出力データが優先された判別情報が生成されるため、入力データが新規判別対象に属するか否かを容易に判別することが可能である。
According to said structure, the 1st output data for discriminating the discrimination | determination object to which input data belong among the some discrimination | determination object registered beforehand is output from a fixed neural network. When a new discrimination target is newly registered by an external operation, a variable neural network is added, and second output data for discriminating whether or not the input data belongs to the new discrimination target is the variable neural network. Output from the network. In addition, it is possible to generate discrimination information in which the second output data has priority over the first output data. Furthermore, the variable neural network is deleted when the registration of the registered new discrimination target is canceled by an external operation.
In this way, by adding and deleting variable neural networks, new discrimination targets can be registered and deregistered, so there is no need to change the structure of the fixed neural network. The variable neural network is a neural network that determines whether or not it belongs to a new determination target. Since the number of neurons is small, the learning time can be reduced. Furthermore, since discrimination information in which the second output data is prioritized over the first output data is generated, it is possible to easily determine whether or not the input data belongs to a new discrimination target.

本発明は、予め登録されている複数の判別対象のうち、入力データが属する判別対象を判別するニューラルネットワークの構造を変更せずに、新規判別対象の登録、及び登録の解除を可能にする。   The present invention makes it possible to register a new discrimination target and cancel the registration without changing the structure of a neural network that discriminates a discrimination target to which input data belongs among a plurality of discrimination targets registered in advance.

本発明の一実施形態にかかる水中探知装置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置の表示装置の外部構造である。It is an external structure of the display apparatus of the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置の表示モニタに表示される底質情報の表示形態を説明する図であり、(a)は第一底質表示形態、(b)は、第一比率表示形態について説明する図である。It is a figure explaining the display form of the bottom sediment information displayed on the display monitor of the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention, (a) is a 1st bottom sediment display form, (b) is a 1st ratio. It is a figure explaining a display form. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置のニューラルネットワークから出力される出力データを示す図であり、(a)は固定ニューラルネットワークから出力される出力データ、(b)は可変ニューラルネットワークから出力される出力データを示す図である。It is a figure which shows the output data output from the neural network of the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention, (a) is the output data output from a fixed neural network, (b) is output from a variable neural network. It is a figure which shows output data. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置の表示モニタに表示される底質情報の表示形態を説明する図であり、(a)は第一底質表示形態、(b)は、第一比率表示形態について説明する図である。It is a figure explaining the display form of the bottom sediment information displayed on the display monitor of the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention, (a) is a 1st bottom sediment display form, (b) is a 1st ratio. It is a figure explaining a display form. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置の表示モニタに表示される底質情報の表示形態を説明する図であり、(a)は第二底質表示形態、(b)は、第二比率表示形態について説明する図である。It is a figure explaining the display form of the bottom sediment information displayed on the display monitor of the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention, (a) is a 2nd bottom sediment display form, (b) is a 2nd ratio. It is a figure explaining a display form. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置の表示モニタに表示される底質情報の表示形態を説明する図であり、(a)は第二底質表示形態、(b)は、第二比率表示形態について説明する図である。It is a figure explaining the display form of the bottom sediment information displayed on the display monitor of the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention, (a) is a 2nd bottom sediment display form, (b) is a 2nd ratio. It is a figure explaining a display form. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置の表示モニタに表示される底質情報の表示形態を説明する図であり、(a)は第三底質表示形態、(b)は、第三比率表示形態について説明する図である。It is a figure explaining the display form of the bottom sediment information displayed on the display monitor of the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention, (a) is a 3rd bottom sediment display form, (b) is a 3rd ratio. It is a figure explaining a display form. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置の表示モニタに表示される底質情報の表示形態を説明する図であり、(a)は第三底質表示形態、(b)は、第三比率表示形態について説明する図である。It is a figure explaining the display form of the bottom sediment information displayed on the display monitor of the underwater detection apparatus concerning one Embodiment of this invention, (a) is a 3rd bottom sediment display form, (b) is a 3rd ratio. It is a figure explaining a display form. 本発明の一実施形態にかかる水中探知装置の表示モニタに表示される底質情報の表示形態の一変形例を説明する図である。It is a figure explaining one modification of the display form of the bottom sediment information displayed on the display monitor of the underwater detection device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る水中探知装置におけるメイン処理の動作の流れを表すフローチャート図である。It is a flowchart figure showing the flow of operation | movement of the main process in the underwater detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る水中探知装置における操作ボタン処理の動作の流れを表すフローチャート図である。It is a flowchart figure showing the flow of operation of the operation button processing in the underwater detection device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る水中探知装置におけるユーザ底質追加処理の動作の流れを表すフローチャート図である。It is a flowchart figure showing the flow of operation of user bottom sediment addition processing in the underwater detection device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る水中探知装置におけるユーザ底質修正処理の動作の流れを表すフローチャート図である。It is a flowchart figure showing the flow of operation | movement of the user bottom sediment correction process in the underwater detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る水中探知装置における学習処理の動作の流れを表すフローチャート図である。It is a flowchart figure showing the flow of operation | movement of the learning process in the underwater detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る水中探知装置のユーザ底質修正処理における表示モニタに表示される画面を示す図である。It is a figure which shows the screen displayed on the display monitor in the user bottom sediment correction process of the underwater detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る水中探知装置の一変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the underwater detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 従来のニューラルネットワークについて説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conventional neural network.

以下、本発明に係る一実施形態である水中探知装置について図面を参照して説明する。図1は、水中探知装置1について説明する説明図である。   Hereinafter, an underwater detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the underwater detection device 1.

(水中探知装置1の概略構成)
図1に示すように、水中探知装置1は、船舶5に搭載されている。水中探知装置1が搭載された船舶5の船底には、振動子11が設けられており、該振動子11は、超音波である送信パルスを水底に向けて発射し、当該送信パルスが水底で反射されたエコー信号を受信する。
(Schematic configuration of the underwater detection device 1)
As shown in FIG. 1, the underwater detection device 1 is mounted on a ship 5. A vibrator 11 is provided on the bottom of the ship 5 on which the underwater detection device 1 is mounted. The vibrator 11 emits a transmission pulse that is an ultrasonic wave toward the bottom of the water, and the transmission pulse is generated at the bottom of the water. A reflected echo signal is received.

また、船舶5には、探知装置本体90が操舵室に設置されており、該探知装置本体90は、入力データ生成部6、可変ニューラルネットワーク部7(以下、可変NN部7)、固定ニューラルネットワーク26(以下、固定NN26)、出力制御部8、及び操作入力部70を有している。   The ship 5 has a detection device main body 90 installed in the wheelhouse. The detection device main body 90 includes an input data generation unit 6, a variable neural network unit 7 (hereinafter, variable NN unit 7), a fixed neural network. 26 (hereinafter, fixed NN 26), output control unit 8, and operation input unit 70.

入力データ生成部6は、振動子11で受信されたエコー信号に基づいて、特徴量を算出し、後述の可変ニューラルネットワーク40(以下、可変NN40)や固定NN26に入力される入力データを生成する。   The input data generation unit 6 calculates a feature amount based on the echo signal received by the transducer 11 and generates input data to be input to a later-described variable neural network 40 (hereinafter, variable NN40) or fixed NN26. .

固定NN26は、予め登録されている複数の底質のうち、上記入力データが属する底質を判別するための第1の出力データを生成する。   The fixed NN 26 generates first output data for determining a bottom sediment to which the input data belongs among a plurality of bottom sediments registered in advance.

可変NN部7は、操作入力部70を介してユーザから新規底質の登録がされた場合に、入力データが当該新規底質に属するか否かを判別するための第2の出力データを生成する可変NN40を固定NN26の前段に追加する。そして、当該可変NN40の第2の出力データに応じて、固定NN26に入力データを出力するか否かを判定し、出力すると判定した場合のみ、固定NN26に入力データを出力するようにされている。   The variable NN unit 7 generates second output data for determining whether or not the input data belongs to the new bottom sediment when a new bottom sediment is registered by the user via the operation input unit 70. The variable NN 40 to be added is added before the fixed NN 26. Then, according to the second output data of the variable NN 40, it is determined whether or not the input data is output to the fixed NN 26. Only when it is determined that the input data is output, the input data is output to the fixed NN 26. .

また、可変NN部7は、操作入力部70を介してユーザから新規底質の登録がされた場合、固定NN26の前段に追加されている可変NN40を削除する。   Further, when a new bottom sediment is registered by the user via the operation input unit 70, the variable NN unit 7 deletes the variable NN 40 added to the previous stage of the fixed NN 26.

出力制御部8は、固定NN26から出力される第1の出力データ、及び/又は可変NN40から出力される第2の出力データに基づいて、底質情報55を生成し、当該底質情報55をユーザが認識できるように、探知装置本体90に設けられた表示モニタ50などに出力する。   The output control unit 8 generates bottom sediment information 55 based on the first output data output from the fixed NN 26 and / or the second output data output from the variable NN 40, and the bottom sediment information 55 is generated. The information is output to the display monitor 50 provided in the detection device main body 90 so that the user can recognize it.

(水中探知装置1の詳細構成)
図2は、本発明の一実施形態に係る水中探知装置の構成を示すブロック図である。この水中探知装置1は、魚群を探知する機能と海底の底質を判別する機能とを備える。魚群を探知する機能については、従来のものと同様であるので説明を省略する。
(Detailed configuration of the underwater detection device 1)
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the underwater detection device according to the embodiment of the present invention. The underwater detection device 1 has a function of detecting a school of fish and a function of determining the bottom sediment of the seabed. Since the function of detecting a school of fish is the same as that of the conventional one, the description thereof is omitted.

振動子11は、2つの周波数(ここでは50kHzと200kHz)の超音波である送信パルスを水底に向けて発射し、当該送信パルスが水底で反射されたエコー信号を受信する。送信パルス幅が1ms、周波数が50kHzのとき、送信パルスは50周期分の正弦波信号となる。   The vibrator 11 emits a transmission pulse, which is an ultrasonic wave having two frequencies (here, 50 kHz and 200 kHz), toward the bottom of the water, and receives an echo signal in which the transmission pulse is reflected from the bottom of the water. When the transmission pulse width is 1 ms and the frequency is 50 kHz, the transmission pulse is a sine wave signal for 50 cycles.

入力データ生成部6は、送受信部12、周波数変換部13、A/D変換器14、検波部15、振幅データ記憶部16、深度算出部17、送信パルス幅算出部18、振幅データ抽出部19、ゲイン補正部20、平滑化部21、正規化部22、及び特徴量算出部23を有している。   The input data generation unit 6 includes a transmission / reception unit 12, a frequency conversion unit 13, an A / D converter 14, a detection unit 15, an amplitude data storage unit 16, a depth calculation unit 17, a transmission pulse width calculation unit 18, and an amplitude data extraction unit 19 , A gain correction unit 20, a smoothing unit 21, a normalization unit 22, and a feature amount calculation unit 23.

送受信部12は、後述の送信パルス幅算出部18から入力される送信パルス幅制御信号に応じたパルス幅の送信駆動信号を振動子11に供給するとともに、振動子11から出力されたエコー信号に対して帯域制限と信号増幅の処理を施す。   The transmission / reception unit 12 supplies a transmission drive signal having a pulse width corresponding to a transmission pulse width control signal input from a transmission pulse width calculation unit 18 (described later) to the transducer 11, and generates an echo signal output from the transducer 11. On the other hand, band limiting and signal amplification are performed.

周波数変換部13は、50kHzあるいは200kHzのエコー信号を中間周波数信号に変換する。この中間周波数信号の変換により、2つの周波数のエコー信号に対する以降の信号処理が共通化される。A/D変換器14は、中間周波数信号をデジタル信号に変換する。検波部15は、A/D変換器14から出力されるデジタル信号を検波して振幅データを出力する。振幅データは、振幅データ記憶部16に記憶され、深度算出部17や振幅データ抽出部19などによる演算処理時に振幅データ記憶部16から読み出される。   The frequency converter 13 converts an echo signal of 50 kHz or 200 kHz into an intermediate frequency signal. By the conversion of the intermediate frequency signal, the subsequent signal processing for the echo signals of two frequencies is made common. The A / D converter 14 converts the intermediate frequency signal into a digital signal. The detector 15 detects the digital signal output from the A / D converter 14 and outputs amplitude data. The amplitude data is stored in the amplitude data storage unit 16 and is read out from the amplitude data storage unit 16 during arithmetic processing by the depth calculation unit 17 and the amplitude data extraction unit 19.

深度算出部17は、振幅データから海底深度を求める。なお、海底深度の算出については、従来の方法と同様であるので説明を省略する。送信パルス幅算出部18は、深度算出部17で算出した海底深度に基づいて、海底深度に比例する送信パルス幅を算出し、この送信パルス幅に応じた送信パルス幅制御信号を送受信部12に送る。なお、送信パルス幅は、海底深度に正確に比例させてもよいし、略比例させるだけでもよい。振幅データ抽出部19は、海底深度に比例する時間間隔で、入力される振幅データから、後述の特徴量算出部23における特徴量の算出に用いる振幅データを抽出する。   The depth calculation unit 17 obtains the seabed depth from the amplitude data. Since the calculation of the seabed depth is the same as the conventional method, the description thereof is omitted. The transmission pulse width calculation unit 18 calculates a transmission pulse width proportional to the seabed depth based on the seabed depth calculated by the depth calculation unit 17, and sends a transmission pulse width control signal corresponding to the transmission pulse width to the transmission / reception unit 12. send. It should be noted that the transmission pulse width may be exactly proportional to the seabed depth or may be only approximately proportional. The amplitude data extraction unit 19 extracts amplitude data used for calculation of a feature amount in a feature amount calculation unit 23 described later from input amplitude data at a time interval proportional to the seabed depth.

ゲイン補正部20は、振幅データ抽出部19で抽出した振幅データに対してTVG(Time Variable Gain)処理を施す。このTVG処理によって、超音波信号の伝搬損失に起因する受信信号レベルの減衰量が補正される。なお、図2ではゲイン補正部10を振幅データ抽出部19の後段に配置しているが、前段に配置してもよい。   The gain correction unit 20 performs TVG (Time Variable Gain) processing on the amplitude data extracted by the amplitude data extraction unit 19. By this TVG processing, the attenuation amount of the received signal level due to the propagation loss of the ultrasonic signal is corrected. In FIG. 2, the gain correction unit 10 is arranged at the subsequent stage of the amplitude data extraction unit 19, but may be arranged at the previous stage.

平滑化部21は、ゲイン補正後の振幅データを平滑化する。この平滑化によって、船体の僅かな動揺やノイズなどによる振幅データ値の変動を抑制し、判別結果の安定性を向上させる。   The smoothing unit 21 smoothes the amplitude data after gain correction. This smoothing suppresses fluctuations in the amplitude data value due to slight fluctuations of the hull, noise, etc., and improves the stability of the discrimination result.

正規化部22は、平滑化した振幅データをそれらの最大値で正規化する。振幅データを正規化することによって、底質判別結果が振動子11の感度の経年変化や海面付近の気泡などによる受信レベルの変動に影響されなくなる。本実施形態では、海底深度に比例したパルス幅の送信パルスを振動子11から発射し、エコー信号の所定範囲から海底深度に比例する時間間隔で振幅データを抽出し、抽出した振幅データに対してTVG処理を施し、さらにTVG処理後の振幅データを正規化している。この結果、正規化後の振幅データは、底質が同じであれば、海底深度によらず同じになる。したがって、正規化後の振幅データから算出する特徴量に基づいて底質情報を取得する本実施形態の水中探知装置1では、底質情報は海底深度に依存しない。すなわち、底質が同じであれば、海底深度が異なっても底質情報は同じになる。   The normalizing unit 22 normalizes the smoothed amplitude data with their maximum values. By normalizing the amplitude data, the bottom sediment discrimination result is not affected by the variation in the reception level due to the secular change of the sensitivity of the vibrator 11 or the bubbles near the sea surface. In the present embodiment, a transmission pulse having a pulse width proportional to the seabed depth is emitted from the transducer 11, amplitude data is extracted from a predetermined range of the echo signal at a time interval proportional to the seabed depth, and the extracted amplitude data is extracted. TVG processing is performed, and amplitude data after TVG processing is further normalized. As a result, the normalized amplitude data is the same regardless of the seabed depth if the bottom sediment is the same. Therefore, in the underwater detection device 1 of the present embodiment that acquires bottom sediment information based on the feature amount calculated from the normalized amplitude data, the bottom sediment information does not depend on the seabed depth. That is, if the bottom sediment is the same, the bottom sediment information is the same even if the seabed depth is different.

特徴量算出部23は、正規化した振幅データから特徴量を算出し、固定NN26や可変NN40等に入力される入力データを生成する。なお、50kHz、及び200kHzの処理サイクルごとに特徴量は算出される。また、本実施形態において、入力データは、この50kHzの処理サイクルで得られた特徴量、及び200kHzの処理で得られた特徴量を1組の特徴量セットとし、該特徴量セットに基づいて形成された19個の入力信号からなる。   The feature amount calculation unit 23 calculates a feature amount from the normalized amplitude data, and generates input data that is input to the fixed NN 26, the variable NN 40, and the like. The feature amount is calculated for each processing cycle of 50 kHz and 200 kHz. Further, in the present embodiment, the input data is formed based on the feature amount obtained in the processing cycle of 50 kHz and the feature amount obtained in the processing of 200 kHz as one set of feature amount sets. 19 input signals.

固定NN26は、予め登録されている複数の底質のうち、特徴量算出部23から出力される入力データが属する底質を判別するための第1の出力データを生成する。本実施形態では、予め4種類の底質{岩,石,砂,泥}が登録されており、第1の出力データは、入力データと各々の底質との類似度に相当する値である。   The fixed NN 26 generates first output data for discriminating the bottom sediment to which the input data output from the feature amount calculation unit 23 belongs among a plurality of bottom sediments registered in advance. In this embodiment, four types of sediments {rock, stone, sand, mud} are registered in advance, and the first output data is a value corresponding to the similarity between the input data and each sediment. .

ここで、固定NN26の構成について説明する。固定NN26は、入力層、中間層、出力層の3層からなる階層型ニューラルネットワークである。入力層は、入力データである19個の入力信号に、それぞれ対応する19個の入力ニューロンにより構成される。出力層は、予め登録されている4種の底質に、それぞれ対応する4個の出力ニューロンから構成されている。各出力ニューロンは、入力データと対応する底質との類似度に相当する値を出力信号として出力する。第1の出力データは、該4個の出力信号からなる。   Here, the configuration of the fixed NN 26 will be described. The fixed NN 26 is a hierarchical neural network composed of three layers: an input layer, an intermediate layer, and an output layer. The input layer is composed of 19 input neurons corresponding to 19 input signals as input data. The output layer is composed of four output neurons each corresponding to four types of sediments registered in advance. Each output neuron outputs a value corresponding to the similarity between the input data and the corresponding sediment as an output signal. The first output data consists of the four output signals.

次に、固定NN26の学習について説明する。まず、水底の底質がそれぞれ岩、石、砂、泥である各場所で、水中探知装置1を用いて多数の入力データが収集されるとともに、水中カメラなどで実際に底質種別が確認される。次に、パーソナルコンピュータ等によって、上記の収集された入力データと確認された底質種別とから、誤差逆伝搬法によってシナプス結合係数が決められる。なお、このように誤差逆伝搬法によって決定されたシナプス結合係数は、後述のROM82に記憶されている。また、収集された入力データは、新規底質以外の底質についての学習データである固定学習データとしてROM82に記憶されている。   Next, learning of the fixed NN 26 will be described. First, at each location where the bottom sediment is rock, stone, sand, or mud, a large amount of input data is collected using the underwater detector 1 and the bottom sediment type is actually confirmed by an underwater camera or the like. The Next, the synapse coupling coefficient is determined by the back propagation method from the collected input data and the confirmed sediment type by a personal computer or the like. The synapse coupling coefficient determined by the error back propagation method is stored in the ROM 82 described later. The collected input data is stored in the ROM 82 as fixed learning data, which is learning data for sediment other than the new sediment.

可変NN部7は、可変ニューラルネットワーク判定部24(以下、可変NN判定部24)、可変ニューラルネットワーク出力判定部25(以下、可変NN出力判定部25)、ニューラルネットワーク管理部27(以下、NN管理部27)、可変NN40、閾値設定部28、及び学習データ取得部31を有している。   The variable NN unit 7 includes a variable neural network determination unit 24 (hereinafter, variable NN determination unit 24), a variable neural network output determination unit 25 (hereinafter, variable NN output determination unit 25), and a neural network management unit 27 (hereinafter, NN management). Unit 27), variable NN 40, threshold setting unit 28, and learning data acquisition unit 31.

可変NN判定部24は、NN管理部27から出力される登録信号に基づいて可変NN40が登録されているか否かを判定する。可変NN40が登録されていると判定した場合に、特徴量算出部23から出力された入力データを可変NN40に出力する。   The variable NN determination unit 24 determines whether or not the variable NN 40 is registered based on the registration signal output from the NN management unit 27. When it is determined that the variable NN 40 is registered, the input data output from the feature amount calculation unit 23 is output to the variable NN 40.

可変NN出力判定部25は、後述の閾値設定部28から出力される閾値信号に基づいて、特徴量算出部23から出力された入力データを固定NN26に出力するか否かを判定する。入力データを固定NN26に出力すると判定した場合には、当該入力データを固定NN26に出力する。具体的には、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、操作入力部70を介してユーザによって設定された閾値以上であることを示す閾値信号が閾値設定部28から入力された場合に、当該入力データを出力しないと判定する。一方、閾値よりも小さいとする閾値信号が閾値設定部28から入力された場合、該入力データを出力すると判定する。また、閾値モードではないことを示す閾値信号を、閾値設定部28から受信した場合には、入力データは常に固定NN26に出力される。ここで、閾値モードとは、入力データと新規底質との類似度に相当する値に応じて、固定NN26に出力するか否かを決定するモードのことである。   The variable NN output determination unit 25 determines whether or not to output the input data output from the feature amount calculation unit 23 to the fixed NN 26 based on a threshold signal output from the threshold setting unit 28 described later. When it is determined that the input data is output to the fixed NN 26, the input data is output to the fixed NN 26. Specifically, a threshold signal indicating that the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is equal to or greater than a threshold set by the user via the operation input unit 70 is input from the threshold setting unit 28. If it is determined that the input data is not output. On the other hand, when a threshold signal that is smaller than the threshold is input from the threshold setting unit 28, it is determined that the input data is output. When a threshold signal indicating that the mode is not the threshold mode is received from the threshold setting unit 28, the input data is always output to the fixed NN 26. Here, the threshold mode is a mode for determining whether to output to the fixed NN 26 according to a value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment.

NN管理部27は、特徴量算出部23から出力された入力データ、及び学習データ取得部31から出力された入力データを記憶する。また、NN管理部27は、新規判別対象である新規底質の登録、又は新規底質の登録の解除を示すNN操作信号を操作入力部70から受信する。なお、新規底質の登録を示すNN操作信号には、NN管理部27に記憶されている入力データのうち、可変NN40に学習させる入力データ(ユーザ登録学習データ)を指定する指定データが含まれている。   The NN management unit 27 stores the input data output from the feature amount calculation unit 23 and the input data output from the learning data acquisition unit 31. Further, the NN management unit 27 receives from the operation input unit 70 an NN operation signal indicating registration of a new bottom sediment as a new discrimination target or cancellation of registration of a new bottom sediment. It should be noted that the NN operation signal indicating registration of a new sediment includes designation data for designating input data (user registration learning data) to be learned by the variable NN 40 among the input data stored in the NN management unit 27. ing.

また、NN管理部27は、新規底質の登録を示すNN操作信号を受信した場合、指定データが指定する入力データをユーザ登録学習データとして設定し、当該ユーザ登録学習データと固定学習データとを用いて、可変NN40に学習をさせる。また、同時に、可変NN40が追加されたことを示す登録信号を可変NN判定部24に出力する。一方、新規底質の登録の解除を示すNN操作信号を受信した場合、NN管理部27は、可変NN40が削除されたことを示す登録信号を可変NN判定部24に出力する。   Further, when the NN management unit 27 receives an NN operation signal indicating registration of a new bottom sediment, the NN management unit 27 sets input data specified by the specified data as user registration learning data, and sets the user registration learning data and the fixed learning data. To make the variable NN 40 learn. At the same time, a registration signal indicating that the variable NN 40 has been added is output to the variable NN determination unit 24. On the other hand, when an NN operation signal indicating cancellation of registration of new sediment is received, the NN management unit 27 outputs a registration signal indicating that the variable NN 40 has been deleted to the variable NN determination unit 24.

可変NN40は、特徴量算出部23から出力される入力データが、新規底質に属するか否かを判別するための第2の出力データを生成する。   The variable NN 40 generates second output data for determining whether or not the input data output from the feature amount calculation unit 23 belongs to the new bottom sediment.

ここで、可変NN40の構成について説明する。可変NN40は、入力層、中間層、出力層の3層からなる階層型ニューラルネットワークである。入力層は、固定ニューラルネットワーク26と同様、入力データである19個の入力信号それぞれに対応する19個の入力ニューロンにより構成される。出力層は、新規底質、及び新規底質以外の底質にそれぞれに対応する2個の出力ニューロンから構成されている。各出力ニューロンは、対応する底質との類似度に相当する値を出力信号として出力する。第2の出力データは、該2個の出力信号からなる。   Here, the configuration of the variable NN 40 will be described. The variable NN 40 is a hierarchical neural network including three layers: an input layer, an intermediate layer, and an output layer. Similar to the fixed neural network 26, the input layer is composed of 19 input neurons corresponding to 19 input signals as input data. The output layer is composed of two output neurons each corresponding to a new bottom sediment and a bottom sediment other than the new bottom sediment. Each output neuron outputs a value corresponding to the similarity to the corresponding bottom sediment as an output signal. The second output data consists of the two output signals.

次に、可変NN40の学習について説明する。まず、ユーザ登録学習データを、新規底質の底質情報として設定し、ROM82に記憶されている固定学習データを新規底質以外の底質情報として設定する。なお、ユーザ登録学習データのデータ量と、固定学習データのデータ量とが異なる場合、データ量が少ない方の一部のデータを複製することでデータ量を増加させ、ユーザ登録学習データのデータ量と、固定学習データのデータ量とが同じになるようにされる。次に、後述の主制御回路80を用いて、上記のユーザ登録学習データと固定学習データとから、誤差逆伝搬法によってシナプス結合係数が決められる。なお、誤差逆伝搬法によって決定されたシナプス結合係数、及びユーザ登録学習データは、後述のRAM83に記憶される。こうすることにより、水中カメラなどで実際に底質種別を確認することなく、可変NN40に学習させることができる。また、出力層の出力ニューロンの数が2個と少ないため、新規底質の登録の際にかかる学習時間を少ないものとすることができる。   Next, learning of the variable NN 40 will be described. First, user registration learning data is set as bottom sediment information of a new bottom sediment, and fixed learning data stored in the ROM 82 is set as bottom sediment information other than the new bottom sediment. If the data amount of the user registration learning data is different from the data amount of the fixed learning data, the data amount is increased by duplicating a part of the data having a smaller data amount, and the data amount of the user registration learning data And the amount of fixed learning data is set to be the same. Next, a synapse coupling coefficient is determined from the user registration learning data and the fixed learning data by the error back propagation method using the main control circuit 80 described later. The synapse coupling coefficient determined by the error back propagation method and the user registration learning data are stored in the RAM 83 described later. By doing so, the variable NN 40 can be made to learn without actually checking the bottom sediment type with an underwater camera or the like. In addition, since the number of output neurons in the output layer is as small as two, the learning time required for registering a new sediment can be reduced.

閾値設定部28は、上記の第2の出力データである、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、操作入力部70を介してユーザによって設定された閾値以上か否かを判定し、当該判定結果を示す閾値信号を可変NN出力判定部25、及び出力処理部29に出力する。なお、後述の出力処理部29において、底質情報の生成の際に、固定NN26の第1の出力データを常に用いる場合には、閾値モードではないことを示す閾値信号を可変NN出力判定部25、及び出力処理部29に出力する。   The threshold setting unit 28 determines whether or not the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment, which is the second output data, is equal to or greater than the threshold set by the user via the operation input unit 70. The threshold value signal indicating the determination result is output to the variable NN output determination unit 25 and the output processing unit 29. When the first output data of the fixed NN 26 is always used when generating bottom sediment information in the output processing unit 29 described later, a variable NN output determination unit 25 generates a threshold signal indicating that the mode is not the threshold mode. And output to the output processing unit 29.

出力制御部8は、出力処理部29、表示制御部51、音声制御部61、表示モニタ50、及びスピーカ60を有する。   The output control unit 8 includes an output processing unit 29, a display control unit 51, an audio control unit 61, a display monitor 50, and a speaker 60.

出力処理部29は、閾値設定部28から出力された閾値信号、並びに固定NN26から出力される第1の出力データ、及び/又は可変NN40から出力される第2の出力データに基づいて底質情報を生成する。具体的に述べると、出力処理部29は閾値設定部28から、閾値以上とする判定結果を示す閾値信号を受信した場合、第1の出力データに対して第2の出力データを優先した底質情報を生成する。一方で、閾値よりも小さいとする判定結果を示す閾値信号を受信した場合、第1の出力データのみから底質情報を生成する。また、閾値モードではないことを示す閾値信号を受信した場合、可変NN40が登録されている場合は、第1の出力データと第2の出力データとを用いて底質情報を生成し、可変NN40が登録されていない場合は、第1の出力データのみから底質情報を生成する。   Based on the threshold signal output from the threshold setting unit 28, the first output data output from the fixed NN 26, and / or the second output data output from the variable NN 40, the output processing unit 29 Is generated. Specifically, when the output processing unit 29 receives from the threshold setting unit 28 a threshold signal indicating a determination result that is equal to or greater than the threshold, the bottom sediment giving priority to the second output data over the first output data. Generate information. On the other hand, when a threshold signal indicating a determination result that is smaller than the threshold is received, sediment information is generated only from the first output data. When a threshold signal indicating that the threshold mode is not set is received, and variable NN 40 is registered, bottom sediment information is generated using the first output data and the second output data, and variable NN 40 is generated. Is not registered, bottom sediment information is generated only from the first output data.

表示制御部51は、出力処理部29で生成された底質情報を表示用データに変換し、当該表示用データを表示モニタ50に表示させる。音声制御部61は、所定の底質情報に基づいて音声データを生成し、スピーカ60から出力させる。なお、水中探知装置1が表示モニタ50やスピーカ60を備えていない場合には、他の機器のモニタに表示用データを表示させたり、他の機器のスピーカから音声データを出力させてもよい。操作入力部70は、閾値変更の操作、表示形態(出力形態)の変更操作、新規底質の登録操作等のユーザの操作を検出する。   The display control unit 51 converts the sediment information generated by the output processing unit 29 into display data, and causes the display monitor 50 to display the display data. The voice control unit 61 generates voice data based on predetermined bottom sediment information and outputs the voice data from the speaker 60. When the underwater detection device 1 does not include the display monitor 50 or the speaker 60, display data may be displayed on a monitor of another device, or audio data may be output from a speaker of another device. The operation input unit 70 detects user operations such as a threshold change operation, a display mode (output mode) change operation, and a new sediment registration operation.

学習データ取得部31は、外部から新規底質の学習データを取得することが可能にされている。例えば、他の水中探知装置1で取得された新規底質の学習データを、無線通信を介して取得したり、USB(Universal Serial Bus)メモリ等の外部メモリに記憶された新規底質の学習データを取得することができるようにされている。   The learning data acquisition unit 31 can acquire learning data of a new bottom sediment from the outside. For example, new bottom sediment learning data acquired by another underwater detection device 1 is acquired via wireless communication, or new bottom sediment learning data stored in an external memory such as a USB (Universal Serial Bus) memory. Have been able to get.

ここで、『固定ニューラルネットワーク』とは、新規判別対象を登録する前に登録されている、複数の判別対象のうち、入力データが属する判別対象を判別するための出力データを出力するニューラルネットワークである。また。『可変ニューラルネットワーク』とは、入力データが新規判別対象、及び新規判別対象を登録する前に登録されている複数の判別対象のどちらに属するかを判別するための出力データを出力するニューラルネットワークである。   Here, the “fixed neural network” is a neural network that outputs output data for determining a discrimination target to which input data belongs among a plurality of discrimination targets registered before registering a new discrimination target. is there. Also. A “variable neural network” is a neural network that outputs output data for determining whether input data belongs to a new discrimination target or a plurality of discrimination targets registered before registering the new discrimination target. is there.

また、『固定学習データ』とは、固定ニューラルネットワークの学習の際に用いられるデータである。『ユーザ登録学習データ』とは、新規判別対象についてのデータである。   “Fixed learning data” is data used for learning of a fixed neural network. “User registration learning data” is data about a new discrimination target.

(水中探知装置の動作)
次に、水中探知装置1の動作について説明する。送受信部12は、送信パルス幅算出部18から入力される送信パルス幅制御信号に応じたパルス幅の送信駆動信号を振動子11に供給する。この結果、振動子11から50kHzあるいは200kHzの超音波の送信パルスが海底に向けて発射(送信)される。送信パルス幅が1ms、送信周波数が50kHzのとき、送信パルスは50周期分の正弦波信号となる。
(Operation of underwater detector)
Next, the operation of the underwater detection device 1 will be described. The transmission / reception unit 12 supplies the transducer 11 with a transmission drive signal having a pulse width corresponding to the transmission pulse width control signal input from the transmission pulse width calculation unit 18. As a result, an ultrasonic transmission pulse of 50 kHz or 200 kHz is emitted (transmitted) from the vibrator 11 toward the seabed. When the transmission pulse width is 1 ms and the transmission frequency is 50 kHz, the transmission pulse is a sine wave signal for 50 cycles.

振動子11から発射された送信パルスは海底で反射し、海底エコーを含む信号が振動子11で受信される。この受信信号に対する帯域制限および信号増幅が送受信部12で行われ、さらに周波数変換部13で受信信号が中間周波数信号に変換される。この周波数変換により、2つの周波数の受信信号に対する以降の信号処理が共通化される。中間周波数信号(周波数変換された受信信号)は、A/D変換器14でデジタル信号に変換され、さらに検波部15で検波され、検波部15から振幅データが出力される。振幅データは、振幅データ記憶部16に記憶され、深度算出部17や振幅データ抽出部19などによる演算処理時に振幅データ記憶部16から読み出される。   The transmission pulse emitted from the transducer 11 is reflected by the seabed, and a signal including a seabed echo is received by the transducer 11. Band limiting and signal amplification for the received signal are performed by the transmitting / receiving unit 12, and the received signal is converted into an intermediate frequency signal by the frequency converting unit 13. By this frequency conversion, subsequent signal processing for the received signals of two frequencies is made common. The intermediate frequency signal (frequency-converted received signal) is converted into a digital signal by the A / D converter 14, further detected by the detector 15, and amplitude data is output from the detector 15. The amplitude data is stored in the amplitude data storage unit 16 and is read out from the amplitude data storage unit 16 during arithmetic processing by the depth calculation unit 17 and the amplitude data extraction unit 19.

深度算出部17は、従来からの方法で海底深度を求める。送信パルス幅算出部18は、深度算出部17で算出した海底深度に基づいて、海底深度に比例する送信パルス幅を算出し、この送信パルス幅に応じた送信パルス幅制御信号を送受信部12に送る。例えば、海底深度が50m、100m、200mのとき、送信パルス幅をそれぞれ0.5ms、1ms、2msとする。また、海底深度が70m〜90m、90m〜110mのとき、送信パルス幅をそれぞれ0.8ms、1msとして、階段状に海底深度に比例させてもよい。つまり、送信パルス幅を海底深度に正確に比例させてもよいし、略比例させるだけでもよい。そして、送信パルス幅制御信号を受信した送受信部12から上述の送信駆動信号が振動子11に供給されると、振動子11から海底深度に比例するパルス幅の送信パルスが発射される。   The depth calculation unit 17 obtains the seabed depth by a conventional method. The transmission pulse width calculation unit 18 calculates a transmission pulse width proportional to the seabed depth based on the seabed depth calculated by the depth calculation unit 17, and sends a transmission pulse width control signal corresponding to the transmission pulse width to the transmission / reception unit 12. send. For example, when the seabed depth is 50 m, 100 m, and 200 m, the transmission pulse width is 0.5 ms, 1 ms, and 2 ms, respectively. Further, when the seabed depth is 70 m to 90 m and 90 m to 110 m, the transmission pulse width may be set to 0.8 ms and 1 ms, respectively, and may be proportional to the seabed depth stepwise. That is, the transmission pulse width may be exactly proportional to the seabed depth, or may be only approximately proportional. When the transmission drive signal described above is supplied to the vibrator 11 from the transmission / reception unit 12 that has received the transmission pulse width control signal, a transmission pulse having a pulse width proportional to the seabed depth is emitted from the vibrator 11.

振幅データ抽出部19は、検波部15から出力される振幅データの系列の所定範囲から、すなわちエコー信号の所定範囲から海底深度に比例する時間間隔で振幅データを抽出する。ここで、振幅データの系列とは、送信パルスを1回送信して得られる複数の振幅データを、それらが生じた時刻の順に並べることによって生成される数値列である。   The amplitude data extraction unit 19 extracts amplitude data from a predetermined range of the amplitude data series output from the detection unit 15, that is, from a predetermined range of the echo signal at a time interval proportional to the seabed depth. Here, the series of amplitude data is a numerical sequence generated by arranging a plurality of amplitude data obtained by transmitting a transmission pulse once in the order of times when they occurred.

ゲイン補正部20は、振幅データ抽出部19で抽出した振幅データに対してTVG(Time Variable Gain)処理を施す。このTVG処理によって、超音波信号の伝搬損失に起因する受信信号レベルの減衰量が補正される。図2ではゲイン補正部10を振幅データ抽出部19の後段に配置しているが、前段に配置してもよい。平滑化部21は、ゲイン補正した振幅データを平滑化する。具体的には、複数回の同じ周波数(50kHzあるいは200kHz)の処理サイクルで得た振幅データを、データ番号ごとに平均する。k回目の処理サイクルで平滑化部21が出力する値は、例えば、(k−4)回目からk回目までの5回の処理サイクルで得られた振幅データの平均値である。平滑化処理は、船体の僅かな動揺やノイズなどによる振幅データ値の変動を抑制し、底質判別結果の安定性を向上させる。   The gain correction unit 20 performs TVG (Time Variable Gain) processing on the amplitude data extracted by the amplitude data extraction unit 19. By this TVG processing, the attenuation amount of the received signal level due to the propagation loss of the ultrasonic signal is corrected. In FIG. 2, the gain correction unit 10 is disposed at the subsequent stage of the amplitude data extraction unit 19, but may be disposed at the preceding stage. The smoothing unit 21 smoothes the amplitude data after gain correction. Specifically, amplitude data obtained by a plurality of processing cycles of the same frequency (50 kHz or 200 kHz) is averaged for each data number. The value output from the smoothing unit 21 in the k-th processing cycle is, for example, an average value of amplitude data obtained in five processing cycles from the (k−4) th to the k-th processing cycle. The smoothing process suppresses fluctuations in the amplitude data value due to slight fluctuations in the hull or noise, and improves the stability of the bottom sediment discrimination result.

正規化部22は、平滑化した振幅データをそれらの最大値で正規化する。振幅データを正規化することによって、底質判別結果が振動子11の感度の経年変化や海面付近の気泡などによる受信レベルの変動に影響されなくなる。本実施形態では、海底深度に比例したパルス幅の送信パルスを振動子11から発射し、エコー信号の所定範囲から海底深度に比例する時間間隔で振幅データを抽出し、抽出した振幅データに対してTVG処理を施し、さらにTVG処理後の振幅データを正規化している。この結果、正規化後の振幅データは、底質が同じであれば、海底深度によらず同じになる。したがって、正規化後の振幅データから算出する特徴量に基づいて底質を判別する本発明では、底質判別結果は海底深度に依存しない。すなわち、底質が同じであれば、海底深度が異なっても底質判別結果は同じになる。   The normalizing unit 22 normalizes the smoothed amplitude data with their maximum values. By normalizing the amplitude data, the bottom sediment discrimination result is not affected by the variation in the reception level due to the secular change of the sensitivity of the vibrator 11 or the bubbles near the sea surface. In the present embodiment, a transmission pulse having a pulse width proportional to the seabed depth is emitted from the transducer 11, amplitude data is extracted from a predetermined range of the echo signal at a time interval proportional to the seabed depth, and the extracted amplitude data is extracted. TVG processing is performed, and amplitude data after TVG processing is further normalized. As a result, the normalized amplitude data is the same regardless of the seabed depth if the bottom sediment is the same. Therefore, in the present invention in which the bottom sediment is determined based on the feature amount calculated from the normalized amplitude data, the bottom sediment determination result does not depend on the seabed depth. That is, if the bottom sediment is the same, the bottom sediment discrimination result is the same even if the seabed depth is different.

特徴量算出部23は、正規化した振幅データの系列における複数個の区間(以下、セグメント)について、各セグメント内の振幅データの合計値(これを特徴量とよぶ)を算出する。特徴量は、50kHzおよび200kHzの処理サイクルごとに算出される。本実施形態では各セグメント内の振幅データを合計することにより特徴量を算出したが、各セグメント内の振幅データ値の標準偏差を用いて、あるいは各セグメント内の振幅データから算出したモーメントの値を用いて特徴量を算出してもよい。算出された特徴量に基づいて入力データを形成する。なお、本実施形態では、50kHzおよび200kHzの処理サイクルで得た1組の特徴量セットに基づいて形成された19個の入力信号を入力データとしている。   The feature amount calculation unit 23 calculates a total value of amplitude data in each segment (hereinafter referred to as a feature amount) for a plurality of sections (hereinafter referred to as segments) in the normalized amplitude data series. The feature amount is calculated for each processing cycle of 50 kHz and 200 kHz. In the present embodiment, the feature amount is calculated by summing the amplitude data in each segment. However, the moment value calculated using the standard deviation of the amplitude data value in each segment or from the amplitude data in each segment is used. The feature amount may be calculated by using it. Input data is formed based on the calculated feature amount. In the present embodiment, 19 input signals formed on the basis of one set of feature values obtained in the processing cycles of 50 kHz and 200 kHz are used as input data.

可変NN判定部24は、特徴量算出部23から入力データが入力された場合、NN管理部27から出力される登録信号に基づいて可変NN40が登録されているか否かを判定する。可変NN40が登録されていると判定した場合、該入力データを登録されている可変NN40に出力する。   When the input data is input from the feature amount calculation unit 23, the variable NN determination unit 24 determines whether the variable NN 40 is registered based on the registration signal output from the NN management unit 27. When it is determined that the variable NN 40 is registered, the input data is output to the registered variable NN 40.

可変NN出力判定部25は、特徴量算出部23から入力データが入力された場合、閾値設定部28から出力される閾値信号に基づいて、当該入力データを固定NN26に出力するか否かを判定する。具体的には、該閾値信号が、第2の出力データが閾値以上の場合、当該入力データを固定NN26に出力しない。一方、第2の出力データが閾値よりも小さい場合、当該入力データを固定NN26に出力する。また、閾値モードではないことを示す閾値信号の場合は、当該入力データを固定NN26に出力する。   The variable NN output determination unit 25 determines whether or not to output the input data to the fixed NN 26 based on the threshold signal output from the threshold setting unit 28 when input data is input from the feature amount calculation unit 23. To do. Specifically, when the threshold signal is equal to or greater than the threshold value, the input data is not output to the fixed NN 26. On the other hand, when the second output data is smaller than the threshold value, the input data is output to the fixed NN 26. In the case of a threshold signal indicating that the mode is not the threshold mode, the input data is output to the fixed NN 26.

固定NN26は、階層型ニューラルネットワークであり、特徴量算出部23から出力される入力データ、又はNN管理部27から出力される入力データに基づいて、第1の出力データを生成する。なお、出力データは4個の出力信号からなり、各出力信号が底質種別{岩,石,砂,泥}との類似度に相当する値となるように、シナプス結合係数が決められている。なお、シナプス結合係数はROM82に予め記録されている。   The fixed NN 26 is a hierarchical neural network, and generates first output data based on input data output from the feature amount calculation unit 23 or input data output from the NN management unit 27. The output data consists of four output signals, and the synapse coupling coefficient is determined so that each output signal has a value corresponding to the similarity to the sediment type {rock, stone, sand, mud}. . The synapse coupling coefficient is recorded in the ROM 82 in advance.

つまり、固定NN26は、底質を判別する海底からのエコー信号により算出した入力データに基づいて、予め登録されている底質種別との類似度を示す数値(底質情報)を生成する。なお、予め登録されている底質種別の数は4個に限られるものではなく、また底質種別は、{岩, 石, 砂, 泥}に限られるものではない。   That is, the fixed NN 26 generates a numerical value (sediment information) indicating a similarity to a previously registered bottom sediment type based on input data calculated from an echo signal from the seabed that determines the bottom sediment. The number of sediment types registered in advance is not limited to four, and the sediment type is not limited to {rock, stone, sand, mud}.

NN管理部27は、特徴量算出部23から入力データが入力された場合や、学習データ取得部31から入力データが入力された場合、当該入力データを当該入力データの特性(入力データの取得時の時刻、水温、取得方法、水域等の情報)と関連付けて記憶する。また、NN管理部27は、新規底質の登録を示すNN操作信号を受信した場合、当該NN操作信号に含まれている指定データが示す入力データをユーザ登録学習データとして設定し、当該ユーザ登録学習データと固定学習データとを用いて、可変NN40に学習をさせる。また、同時に可変NN40が登録されたことを示す登録信号を可変NN判定部24に出力する。一方で、新規底質の登録の解除を示すNN操作信号を受信した場合、可変NN40の登録が解除されたことを示す登録信号を可変NN判定部24に出力し、可変NN40を削除する。   When the input data is input from the feature amount calculation unit 23 or when the input data is input from the learning data acquisition unit 31, the NN management unit 27 converts the input data into characteristics of the input data (when the input data is acquired). Information, such as time, water temperature, acquisition method, and water area). Further, when the NN management unit 27 receives an NN operation signal indicating registration of a new bottom sediment, the NN management unit 27 sets input data indicated by designation data included in the NN operation signal as user registration learning data, and the user registration The variable NN 40 is trained using the learning data and the fixed learning data. At the same time, a registration signal indicating that the variable NN 40 is registered is output to the variable NN determination unit 24. On the other hand, when an NN operation signal indicating cancellation of registration of a new sediment is received, a registration signal indicating that registration of the variable NN 40 is canceled is output to the variable NN determination unit 24, and the variable NN 40 is deleted.

可変NN40は、階層型ニューラルネットワークであり、特徴量算出部23から出力される入力データに基づいて、第2の出力データを生成する。なお、第2出力データは2個の出力信号からなる。そして、1つの出力信号は入力データと新規底質との類似度に相当する値、もう一つの出力信号は、入力データと新規底質以外の底質との類似度に相当する値となるように、シナプス結合係数が決められている。なお、シナプス結合係数はRAM83に記録されている。   The variable NN 40 is a hierarchical neural network, and generates second output data based on the input data output from the feature amount calculation unit 23. The second output data is composed of two output signals. One output signal has a value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment, and the other output signal has a value corresponding to the similarity between the input data and the bottom sediment other than the new bottom sediment. In addition, the synaptic coupling coefficient is determined. The synapse coupling coefficient is recorded in the RAM 83.

閾値設定部28は、可変NN40から第2の出力データが入力された場合、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、操作入力部70を介してユーザによって設定された閾値以上であるか否かを判定し、当該判定結果を示す閾値信号を可変NN出力判定部25、及び出力処理部29に出力する。   When the second output data is input from the variable NN 40, the threshold setting unit 28 has a value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment equal to or greater than the threshold set by the user via the operation input unit 70. And a threshold signal indicating the determination result is output to the variable NN output determination unit 25 and the output processing unit 29.

出力処理部29は、閾値設定部28から出力された閾値信号、並びに固定NN26から出力される第1の出力データ、及び/又は可変NN40から出力される第2の出力データに基づいて底質情報を生成する。具体的に述べると、出力処理部29は閾値設定部28から閾値信号を受信した場合、第1の出力データに対して第2の出力データを優先した底質情報を生成し、閾値信号を受信していない場合、第1の出力データのみから底質情報を生成する。また、出力処理部29は、操作入力部70を介して出力形態が選択された場合、当該選択された出力された出力形態に基づいた底質情報を生成する。   Based on the threshold signal output from the threshold setting unit 28, the first output data output from the fixed NN 26, and / or the second output data output from the variable NN 40, the output processing unit 29 Is generated. Specifically, when the output processing unit 29 receives a threshold signal from the threshold setting unit 28, the output processing unit 29 generates bottom sediment information giving priority to the second output data with respect to the first output data, and receives the threshold signal. If not, bottom sediment information is generated only from the first output data. Further, when an output form is selected via the operation input unit 70, the output processing unit 29 generates bottom sediment information based on the selected output form.

表示制御部51は、出力処理部29で生成された底質情報を表示用データに変換し、当該表示用データを表示モニタ50に表示させる。音声制御部61は、所定の底質情報に基づいて音声データを生成し、スピーカ60から出力させる。   The display control unit 51 converts the sediment information generated by the output processing unit 29 into display data, and causes the display monitor 50 to display the display data. The voice control unit 61 generates voice data based on predetermined bottom sediment information and outputs the voice data from the speaker 60.

(探知装置本体90の外部構造)
次に、図3を参照して、本実施の形態における水中探知装置1の探知装置本体90の外部構造について説明する。
(External structure of the detector main body 90)
Next, with reference to FIG. 3, the external structure of the detection device main body 90 of the underwater detection device 1 in the present embodiment will be described.

探知装置本体90は、図3に示すように表示モニタ50と、ユーザによる操作の対象となる各種の操作ボタンを有する操作入力部70とが設けられている。操作入力部は、表示モニタ50に表示させる底質情報の表示形態の変更、可変NN40から出力される第2の出力データの閾値の決定、新規底質(可変NN40)の登録などの操作を可能にしている。   As shown in FIG. 3, the detection device main body 90 is provided with a display monitor 50 and an operation input unit 70 having various operation buttons to be operated by the user. The operation input unit can perform operations such as changing the display form of the bottom sediment information displayed on the display monitor 50, determining the threshold value of the second output data output from the variable NN 40, and registering the new sediment (variable NN 40). I have to.

(水中探知装置の電気的構成)
次に、図4を参照して、本実施の形態における水中探知装置1の電気的構成について説明する。本実施の形態における水中探知装置1は、主制御回路80、及び主制御回路と電気的に接続する周辺装置とを備える。主制御回路80は、予め設定されたプログラムに従って制御動作を行うCPU81と、ROM82と、RAM83とを有している。
(Electric configuration of underwater detector)
Next, the electrical configuration of the underwater detection device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The underwater detection device 1 in the present embodiment includes a main control circuit 80 and a peripheral device that is electrically connected to the main control circuit. The main control circuit 80 includes a CPU 81 that performs a control operation in accordance with a preset program, a ROM 82, and a RAM 83.

CPU81には、振動子11、各種指示などの操作を入力するための操作入力部70、表示モニタ50の表示制御を行う表示制御部51、スピーカ60の音声制御を行なう音声制御部61、可変NN40に学習させる入力データを取得する学習データ取得部31が接続されている。
ROM82には、各種のプログラム 、固定NN26のシナプス結合係数、固定学習データ等が記憶されている。RAM83は、上記の振幅データ、特徴量、入力データ、可変NN40のシナプス結合係数、作成されたユーザ底質(新規底質)の情報等が記憶される。
The CPU 81 includes the vibrator 11, an operation input unit 70 for inputting operations such as various instructions, a display control unit 51 for performing display control of the display monitor 50, a sound control unit 61 for performing sound control of the speaker 60, and a variable NN 40. A learning data acquisition unit 31 for acquiring input data to be learned is connected.
The ROM 82 stores various programs, a synapse coupling coefficient of the fixed NN 26, fixed learning data, and the like. The RAM 83 stores the amplitude data, the feature amount, the input data, the synapse coupling coefficient of the variable NN 40, information on the created user sediment (new sediment), and the like.

(表示モニタの表示形態)
次に、本実施形態における表示モニタの表示形態について、図5乃至図10を参照しながら説明する。
(Display format of the display monitor)
Next, the display form of the display monitor in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

(第1表示形態)
図5は、任意の時刻において、固定NN26の第1の出力データのみを用いて底質情報を生成した場合の表示形態(以下、第1表示形態)について説明する図である。
(First display form)
FIG. 5 is a diagram for explaining a display form (hereinafter referred to as a first display form) when bottom sediment information is generated using only the first output data of the fixed NN 26 at an arbitrary time.

図5は、底質情報55を生成しながら船舶5を走行させた時の表示モニタ50の画像である。図中の水平方向は時間を表すが、船舶5の船速が明らかな場合は、距離として表すことも可能である。表示モニタ50の画像は、図中の右端部tから矢印A方向に移動するように表示され、左端部tnに至ると、順次消滅するように表示される。従って、右端部t0の下部に表示された画像が最新の情報であり左端部tnに近づくにつれ、より過去の情報となっている。表示モニタ50の画像の上半分は、通常の水中探知装置が表示するものと同じ画像である。53は送信駆動信号に直接起因する画像、54は海底面の画像である。55は底質情報の画像であり、底質各々を表す基本表示画像56が識別可能となるよう(例えば、色彩を付すなど)にされている。具体的に述べると、56aは泥、56bは砂、56cは石、56dは岩を表す基本表示画像である。なお、上記の表示モニタ50の画像についての事項は、図8、図10を参照して説明する第2の表示形態、及び第3の表示形態についても適用される事項である、 FIG. 5 is an image of the display monitor 50 when the ship 5 is traveled while generating the bottom sediment information 55. The horizontal direction in the figure represents time, but when the ship speed of the ship 5 is clear, it can also be represented as a distance. Image display monitor 50 is displayed so as to move from the right end t 0 in FIG direction of the arrow A, and reaches the left end portion t n, it is displayed so as to sequentially disappear. Therefore, the image displayed at the lower part of the right end t 0 is the latest information and becomes more past information as it approaches the left end t n . The upper half of the image on the display monitor 50 is the same image as that displayed by a normal underwater detection device. 53 is an image directly attributable to the transmission drive signal, and 54 is an image of the seabed. 55 is an image of bottom sediment information, and a basic display image 56 representing each bottom sediment can be identified (for example, colored). More specifically, 56a is a basic display image representing mud, 56b sand, 56c stone, and 56d rock. In addition, the matter about the image of the display monitor 50 is a matter applied to the second display form and the third display form described with reference to FIGS. 8 and 10.

本実施の形態においては、図5(a)に示すように、予め登録されている底質のうち、類似度に相当する値が最も高い底質のみを表示する表示形態(以下、第一底質表示形態)と、図5(b)に示すように、予め登録されている底質の類似度に相当する値各々を、全体に対する比率に応じて表示する表示形態(以下、第一比率表示形態)との2種類の第1表示形態を有している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5 (a), a display form (hereinafter referred to as the first bottom) that displays only the bottom sediment having the highest value corresponding to the similarity among the bottom sediments registered in advance. Quality display form) and a display form (hereinafter referred to as a first ratio display) that displays each value corresponding to the similarity of the bottom sediment registered in advance according to the ratio to the whole as shown in FIG. 5 (b). Two types of first display forms.

図5(a)に示す、第一底質表示形態は、例えば、固定NN26から出力された各底質の類似度に相当する値が、図6(a)に示すように、全体を100%とした場合に、泥が60%、砂が20%、石が10%、岩が10%であったとすると、泥の類似度に相当する値が最も高いので、図7(a)に示すように泥の基本表示画像である56aのみを表示モニタ50の右端部t0の下部に表示する。 In the first bottom sediment display form shown in FIG. 5 (a), for example, the value corresponding to the similarity of each bottom sediment output from the fixed NN 26 is 100% as shown in FIG. 6 (a). If mud is 60%, sand is 20%, stone is 10%, and rock is 10%, the value corresponding to the similarity of mud is the highest, so as shown in FIG. Only 56a, which is a basic display image of mud, is displayed below the right end t 0 of the display monitor 50.

また、図5(b)に示す比率表示形態は、固定NN26から出力された各底質の類似度に相当する値を、ユーザが認識可能となるように表示する。本実施形態においては、図7(b)に示すように、各基本表示画像56の縦方向の幅が、各底質の類似度に相当する値の全体に対する比率に応じた長さとすることで、ユーザが認識可能となるようにされている。例えば、泥が60%、砂が20%、石が10%、岩が10%であったとすると、その縦方向の幅の比率は60:20:10:10となり、底質情報55の縦方向の長さを当該比率となるように各基本表示画像56に割り当てられる。   Further, the ratio display form shown in FIG. 5B displays a value corresponding to the similarity of each sediment output from the fixed NN 26 so that the user can recognize it. In the present embodiment, as shown in FIG. 7B, the vertical width of each basic display image 56 is set to a length corresponding to the ratio of the value corresponding to the similarity of each sediment to the whole. , So that the user can recognize it. For example, if the mud is 60%, the sand is 20%, the stone is 10%, and the rock is 10%, the ratio of the vertical width is 60: 20: 10: 10. Is assigned to each basic display image 56 so as to have the ratio.

(第2表示形態)
次に、任意の時刻において、固定NN26の第1の出力データ、又は可変NN40の第2の出力データのどちらか一方の出力データのみを用いて底質情報を生成する表示形態(以下、第2表示形態)について説明する。第2表示形態は、可変NN40から出力されたユーザ底質(新規底質)の類似度に相当する値が、閾値設定部28によって設定された閾値よりも大きい場合には、ユーザ底質を表すユーザ底質表示画像57を表示モニタ50の右端部t0の下部に表示する。一方閾値よりも小さい場合には、固定NN26から出力され各底質の類似度に相当する値に基づいて、基本表示画像56を表示モニタ50の右端部t0の下部に表示する。なお、ユーザ底質表示画像57は、基本表示画像56と識別可能となるように(例えば、色彩を付すなど)されている。以下、可変NN40から出力された、ユーザ底質、及びユーザ底質以外の底質についての類似度に相当する値が、図6(b)に示すように、全体を100%とした場合に、ユーザ底質(新規底質)が60%、ユーザ底質以外の底質が40%であった場合について説明する。
(Second display form)
Next, a display form for generating sediment information using only one of the first output data of the fixed NN 26 and the second output data of the variable NN 40 at an arbitrary time (hereinafter referred to as the second output data). Display mode) will be described. The second display form indicates the user bottom when the value corresponding to the similarity of the user bottom (new bottom) output from the variable NN 40 is larger than the threshold set by the threshold setting unit 28. The user bottom sediment display image 57 is displayed below the right end t 0 of the display monitor 50. On the other hand, if it is smaller than the threshold value, the basic display image 56 is displayed below the right end t 0 of the display monitor 50 based on the value output from the fixed NN 26 and corresponding to the similarity of each sediment. Note that the user bottom sediment display image 57 is made distinguishable from the basic display image 56 (for example, colored). Hereinafter, when the value corresponding to the similarity between the user bottom sediment and the bottom sediment other than the user bottom sediment output from the variable NN 40 is 100% as shown in FIG. 6B, The case where the user bottom sediment (new bottom sediment) is 60% and the bottom sediment other than the user bottom sediment is 40% will be described.

本実施形態において、第2表示形態は、第二底質表示形態と第二比率表示形態がある。   In the present embodiment, the second display mode includes a second bottom sediment display mode and a second ratio display mode.

図8(a)は、第二底質表示形態を示している。図9(a)に示すように、第二底質表示形態は、閾値設定部28によって設定された閾値が50%だった場合、ユーザ底質の類似度に相当する値の方が大きいため、ユーザ底質表示画像57を表示モニタ50の右端部t0の下部に表示する。一方、閾値設定部28によって設定された閾値が80%だった場合、ユーザ底質の類似度に相当する値の方が小さいため、予め登録されている底質のうち、類似度に相当する値が最も高い底質のみを表示モニタ50の右端部t0の下部に表示する。 Fig.8 (a) has shown the 2nd bottom sediment display form. As shown in FIG. 9A, in the second bottom sediment display form, when the threshold set by the threshold setting unit 28 is 50%, the value corresponding to the similarity of the user bottom sediment is larger. The user bottom sediment display image 57 is displayed below the right end t 0 of the display monitor 50. On the other hand, when the threshold set by the threshold setting unit 28 is 80%, the value corresponding to the similarity of the user bottom sediment is smaller, so the value corresponding to the similarity among the sediments registered in advance. Only the bottom sediment with the highest value is displayed below the right end t 0 of the display monitor 50.

図8(b)は、第二比率表示形態を示している。図9(b)に示すように、第二比率表示形態は、閾値設定部28によって設定された閾値が50%だった場合、ユーザ底質の類似度に相当する値の方が大きいため、ユーザ底質表示画像57を表示モニタ50の右端部t0の下部に表示する。一方、閾値設定部28によって設定された閾値が80%だった場合、ユーザ底質の類似度に相当する値の方が小さいため、予め登録されている底質の類似度に相当する値各々を、全体に対する比率に応じて表示モニタ50の右端部t0の下部に表示する。 FIG. 8B shows a second ratio display form. As shown in FIG. 9B, in the second ratio display form, when the threshold set by the threshold setting unit 28 is 50%, the value corresponding to the similarity of the user bottom sediment is larger, so that the user A bottom display image 57 is displayed below the right end t 0 of the display monitor 50. On the other hand, when the threshold set by the threshold setting unit 28 is 80%, the value corresponding to the similarity of the user bottom sediment is smaller, so each value corresponding to the similarity of the bottom sediment registered in advance is set. In accordance with the ratio with respect to the whole, it is displayed below the right end portion t 0 of the display monitor 50.

(第3表示形態)
次に、任意の時刻において、固定NN26の第1の出力データ、及び可変NN40の第2の出力データの双方の出力データを用いて底質情報を生成する表示形態(以下、第3表示形態)について説明する。
(Third display form)
Next, a display form for generating sediment information using the output data of both the first output data of the fixed NN 26 and the second output data of the variable NN 40 at an arbitrary time (hereinafter referred to as a third display form). Will be described.

本実施形態において、第3表示形態は、第三底質表示形態と第三比率表示形態とがある。   In the present embodiment, the third display mode includes a third sediment display mode and a third ratio display mode.

図10(a)は、第三底質表示形態を示している。第三底質表示形態は、まず、底質情報55の縦方向の長さを、ユーザ底質、及びユーザ底質以外の底質についての類似度に相当する値の、全体に対する比率に応じて、ユーザ底質表示画像57及び基本表示画像56に割り当てる。例えば、図6(b)に示すように、全体を100%とした場合に、ユーザ底質が60%、ユーザ底質以外の底質が40%だとすると、図11(a)に示すように、ユーザ底質表示画像57と基本表示画像56との縦方向の幅の長さの比率は60:40とする。次に基本表示画像56の縦方向の長さを、予め登録されている各底質の類似度に相当する値の全体に対する比率に応じて、各基本表示画像56に割り当てる。   FIG. 10A shows a third bottom sediment display form. In the third bottom sediment display form, first, the length in the vertical direction of the bottom sediment information 55 is set according to the ratio of the value corresponding to the similarity of the bottom sediment other than the user bottom sediment and the bottom sediment to the whole. The user bottom display image 57 and the basic display image 56 are assigned. For example, as shown in FIG. 6 (b), when the whole is 100%, if the user bottom sediment is 60% and the bottom sediment other than the user bottom sediment is 40%, as shown in FIG. 11 (a), The ratio of the length in the vertical direction between the user bottom display image 57 and the basic display image 56 is 60:40. Next, the length of the basic display image 56 in the vertical direction is assigned to each basic display image 56 according to the ratio of the value corresponding to the similarity of each bottom sediment registered in advance to the whole.

図10(b)は、第三比率表示形態を示している。第3比率表示形態は、図11(b)に示すように、可変NN40から出力されたユーザ底質の類似度に相当する値が、閾値設定部28によって設定された閾値以上の場合には、第三底質表示形態と同じ表示形態をとり、閾値よりも小さい場合には、第一比率表示形態を採るものである。   FIG. 10B shows a third ratio display form. In the third ratio display form, as shown in FIG. 11B, when the value corresponding to the similarity of the user sediment output from the variable NN 40 is equal to or larger than the threshold set by the threshold setting unit 28, When the display form is the same as the third bottom sediment display form and is smaller than the threshold value, the first ratio display form is adopted.

以上、本実施形態における表示モニタの表示形態について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、図12に示すように、予め登録されている2つの底質を一つの底質として取り扱い、基本混合表示画像58として表示されるようにされていてもよい。図12では、予め登録されている底質である、泥と砂を同一の底質として取り扱った際の、表示形態を示している。   Although the display form of the display monitor in the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 12, two bottom sediments registered in advance may be handled as one bottom sediment and displayed as a basic mixed display image 58. FIG. 12 shows a display form when mud and sand, which are sediments registered in advance, are handled as the same sediment.

また、図12に示すように、予め登録されている底質と、ユーザ底質とを一つの種類の底質として取り扱い、ユーザ混合表示画像59として表示されるようにされていてもよい。図12では、ユーザ底質と、予め登録されている底質とを同一の底質として取り扱った際の、表示形態を示している。   Also, as shown in FIG. 12, the bottom sediment registered in advance and the user bottom sediment may be handled as one type of bottom sediment and displayed as a user mixed display image 59. FIG. 12 shows a display form when the user bottom sediment and the previously registered bottom sediment are handled as the same bottom sediment.

また、複数の表示形態を表示モニタ50に表示することができるようにされていてもよい。   In addition, a plurality of display forms may be displayed on the display monitor 50.

なお、上記の各種の表示形態は、操作入力部70を介してユーザが選択できるようにされている。こうすることで、ユーザは、自らの好みに応じて、出力形態(表示形態)を変更することが出来る。   The various display forms described above can be selected by the user via the operation input unit 70. By doing so, the user can change the output form (display form) according to his / her preference.

(水中探知装置1のCPU81の動作)
次に本実施の形態に係る水中探知装置1の動作について説明する。
(Operation of the CPU 81 of the underwater detection device 1)
Next, the operation of the underwater detection device 1 according to the present embodiment will be described.

(メイン処理)
水中探知装置1のメイン処理について説明する。図13は、メイン処理における水中探知装置1の動作の流れを表すフローチャート図である。
(Main process)
The main process of the underwater detection device 1 will be described. FIG. 13 is a flowchart showing the operation flow of the underwater detection device 1 in the main process.

まず、CPU81は、操作入力部70を介してユーザより、水中探知開始操作がされたか否かを判断する(S1)。水中探知開始操作がされていないと判断した場合(S1:NO)には、S1の処理に戻る。一方、水中探知開始操作がされたと判断した場合(S1:YES)には、海底深度を算出し、海底深度に応じたパルス幅の送信パルスを海底に向けて送信し、エコー信号を受信する(S2)。   First, the CPU 81 determines whether or not an underwater detection start operation has been performed by the user via the operation input unit 70 (S1). If it is determined that the underwater detection start operation has not been performed (S1: NO), the process returns to S1. On the other hand, when it is determined that an underwater detection start operation has been performed (S1: YES), the seabed depth is calculated, a transmission pulse having a pulse width corresponding to the seabed depth is transmitted toward the seabed, and an echo signal is received ( S2).

次に、CPU81は、受信したエコー信号に基づいて、入力データを生成し(S3)、可変NN40が登録(追加)されているか否かを判断する(S4)。可変NN40が登録されていないと判断した場合(S4:NO)には、後述のS8の処理に移る。一方、可変NN40が登録されていると判断した場合(S4:YES)には、入力データを当該可変NN40に入力し(S5)、閾値モードが設定されているか否かを判断する(S6)。閾値モードが設定されていないと判断した場合(S6:NO)には、後述のS8の処理に移る。一方、閾値モードが設定されていると判断した場合(S6:YES)には、可変NN40から出力される第2の出力データが閾値以上か否かを判断する(S7)。閾値以上でないと判断した場合(S7:NO)には、後述のS8の処理に移る。一方で、閾値以上と判断した場合には(S7:YES)、表示モニタ50、及びスピーカ60を制御して、ユーザに水底の底質が新規底質であることを報知する(S9)。   Next, the CPU 81 generates input data based on the received echo signal (S3), and determines whether or not the variable NN 40 is registered (added) (S4). If it is determined that the variable NN 40 is not registered (S4: NO), the process proceeds to S8 described later. On the other hand, when it is determined that the variable NN 40 is registered (S4: YES), input data is input to the variable NN 40 (S5), and it is determined whether or not the threshold mode is set (S6). If it is determined that the threshold mode is not set (S6: NO), the process proceeds to S8 described later. On the other hand, if it is determined that the threshold mode is set (S6: YES), it is determined whether the second output data output from the variable NN 40 is equal to or greater than the threshold (S7). If it is determined that it is not equal to or greater than the threshold (S7: NO), the process proceeds to S8 described later. On the other hand, if it is determined that the threshold value is exceeded (S7: YES), the display monitor 50 and the speaker 60 are controlled to notify the user that the bottom sediment is a new bottom sediment (S9).

S8の処理においては、CPU81は、固定NN26に入力データを入力する。CPU81は、S8の処理、及びS9の処理の後、可変NN40の第2の出力データ、及び/又は固定NN26の第1の出力データ、並びに選択されている表示形態に基づいて、底質情報を生成し、当該底質情報を表示モニタ50に表示する(S10)。   In the process of S8, the CPU 81 inputs input data to the fixed NN 26. After the process of S8 and the process of S9, the CPU 81 outputs the bottom sediment information based on the second output data of the variable NN 40 and / or the first output data of the fixed NN 26 and the selected display form. The bottom sediment information is generated and displayed on the display monitor 50 (S10).

次に、CPU81は、入力データを、当該入力データの特性(入力データの取得時の時刻、水温、取得方法、水域等の情報)と関連付けてRAM83に記憶する(S11)。次にCPU81は、操作入力部70の操作ボタンが操作されたか否かを判断する(S12)。操作されていないと判断した場合(S12:NO)には、S2の処理に戻る。一方で、操作ボタンが操作されたと判断した場合には(S12:YES)、その操作が水中探知終了の操作であるか否かを判断する(S13)。水中探知終了の操作であると判断した場合(S13:YES)には、本処理を終了する。一方で、水中探知終了の操作ではないと判断した場合(S13:NO)には、後述の操作ボタン処理をし(S14)、S2の処理に戻る。   Next, the CPU 81 stores the input data in the RAM 83 in association with the characteristics of the input data (information such as the time when the input data was acquired, the water temperature, the acquisition method, and the water area) (S11). Next, the CPU 81 determines whether or not the operation button of the operation input unit 70 has been operated (S12). If it is determined that it has not been operated (S12: NO), the process returns to S2. On the other hand, when it is determined that the operation button has been operated (S12: YES), it is determined whether or not the operation is an underwater detection end operation (S13). If it is determined that the operation is to end underwater detection (S13: YES), this process ends. On the other hand, if it is determined that the operation is not an underwater detection end operation (S13: NO), an operation button process described later is performed (S14), and the process returns to S2.

(操作ボタン処理)
水中探知装置1の操作ボタン処理について説明する。図14は、操作ボタン処理における水中探知装置1の動作の流れを表すフローチャート図である。
(Operation button processing)
The operation button process of the underwater detection device 1 will be described. FIG. 14 is a flowchart showing the operation flow of the underwater detection device 1 in the operation button process.

まず、CPU81は、操作入力部70の操作ボタンの操作が、表示形態変更操作であるか否かを判断する(S20)。表示形態変更操作であると判断した場合(S20:YES)には、表示モニタ50に表示させる表示形態を選択された表示形態に変更し(S21)、本処理を終了する。一方、表示形態変更操作ではないと判断した場合(S20:NO)には、ユーザ底質追加操作であるか否かを判断する(S22)。ユーザ底質追加操作であると判断した場合(S22:YES)には、後述のユーザ底質追加処理をし(S23)、本処理を終了する。   First, the CPU 81 determines whether or not the operation of the operation button of the operation input unit 70 is a display form change operation (S20). If it is determined that the operation is a display mode changing operation (S20: YES), the display mode to be displayed on the display monitor 50 is changed to the selected display mode (S21), and this process is terminated. On the other hand, when it is determined that the operation is not a display form changing operation (S20: NO), it is determined whether the operation is a user sediment addition operation (S22). If it is determined that the operation is a user bottom sediment addition operation (S22: YES), a user bottom sediment addition process described later is performed (S23), and this process is terminated.

一方、ユーザ底質追加操作ではないと判断した場合(S22:NO)には、CPU81は、ユーザ底質削除操作であるか否かを判断する(S24)。ユーザ底質削除操作であると判断した場合(S24:YES)には、可変NN40を削除し、当該可変NN40の学習データを学習データの特性(ユーザ底質の名称、登録、及び登録解除操作がされた日時等の情報)と関連付けてRAM83に記憶し、本処理を終了する。   On the other hand, when it is determined that it is not a user bottom sediment addition operation (S22: NO), the CPU 81 determines whether it is a user bottom sediment deletion operation (S24). If it is determined that the operation is a user bottom sediment deletion operation (S24: YES), the variable NN 40 is deleted, and the learning data of the variable NN 40 is replaced with the characteristics of the learning data (user bottom sediment name, registration, and deregistration operations). The information is stored in the RAM 83 in association with the date and time information), and the process is terminated.

一方、ユーザ底質削除操作ではないと判断した場合(S24:NO)には、CPU81は、ユーザ底質修正操作であるか否かを判断する(S26)。ユーザ底質修正操作であると判断した場合(S26:YES)には、後述のユーザ底質修正処理をし(S27)、本処理を終了する。   On the other hand, when it is determined that the operation is not a user bottom sediment deletion operation (S24: NO), the CPU 81 determines whether the operation is a user bottom sediment correction operation (S26). If it is determined that the operation is a user bottom sediment correction operation (S26: YES), a user bottom sediment correction process described later is performed (S27), and this process is terminated.

一方で、ユーザ底質削除操作ではないと判断した場合(S26:NO)には、CPU81は、閾値変更操作であるか否かを判断する(S28)。閾値変更操作ではないと判断した場合(S28:NO)には、本処理を終了する。一方で、閾値変更操作であると判断した場合には、RAM83に記憶されている閾値を、ユーザによって選択された閾値に変更し、本処理を終了する。   On the other hand, if it is determined that the operation is not a user sediment removal operation (S26: NO), the CPU 81 determines whether or not the operation is a threshold value changing operation (S28). If it is determined that the operation is not a threshold change operation (S28: NO), this process is terminated. On the other hand, if it is determined that the operation is a threshold value changing operation, the threshold value stored in the RAM 83 is changed to the threshold value selected by the user, and this process is terminated.

(ユーザ底質追加処理)
水中探知装置1のユーザ底質追加処理について説明する。図15は、ユーザ底質追加処理における水中探知装置1の動作の流れを表すフローチャート図である。
(User sediment additional processing)
The user bottom sediment addition process of the underwater detection device 1 will be described. FIG. 15 is a flowchart showing an operation flow of the underwater detection device 1 in the user sediment addition process.

まず、CPU81は、操作入力部70のユーザの操作に基づいて、新たにユーザ底質を作成するか否かを判断する(S40)。新たにユーザ底質を作成すると判断した場合(S40:YES)には、後述の学習処理をする(S41)。次に、CPU81は、学習処理により得られたシナプス結合係数、可変NN40の学習に用いられた学習データ、ユーザ底質の名称等の情報を含むユーザ底質情報を作成し、このユーザ底質情報をRAM83に記憶する(S42)。次にCPU81は、学習処理により得られたシナプス結合係数をもつ可変NN40を固定NN26の前段に追加し(S45)、本処理を終了する。   First, the CPU 81 determines whether or not to create a new user sediment based on a user operation of the operation input unit 70 (S40). If it is determined that a new user sediment is to be created (S40: YES), a learning process described later is performed (S41). Next, the CPU 81 creates user bottom sediment information including information such as the synapse coupling coefficient obtained by the learning process, the learning data used for learning of the variable NN 40, the name of the user bottom sediment, and the user bottom sediment information. Is stored in the RAM 83 (S42). Next, the CPU 81 adds the variable NN 40 having the synapse coupling coefficient obtained by the learning process to the preceding stage of the fixed NN 26 (S45), and ends this process.

一方で、新たにユーザ底質を作成しないと判断した場合(S40:NO)には、CPU81は、RAM83に記憶されている、過去に作成したユーザ底質情報の一覧(ユーザ底質の名称の一覧など)を表示モニタ50に表示する(S43)。次に、CPU81は、操作入力部70を介してユーザによりユーザ底質情報が選択されたか否かを判断する(S44)。選択されていないと判断した場合(S44:NO)には、S44の処理に戻る。一方で、選択されたと判断した場合(S44:YES)には、RAM83に記憶されている、当該選択されたユーザ底質情報のシナプス結合係数をもつ可変NN40を固定NN26の前段に追加し(S45)、本処理を終了する。   On the other hand, if it is determined that a user bottom sediment is not newly created (S40: NO), the CPU 81 stores a list of previously created user bottom sediment information (names of user bottom sediments) stored in the RAM 83. A list or the like) is displayed on the display monitor 50 (S43). Next, the CPU 81 determines whether or not user bottom sediment information has been selected by the user via the operation input unit 70 (S44). If it is determined that it has not been selected (S44: NO), the process returns to S44. On the other hand, if it is determined that it has been selected (S44: YES), the variable NN 40 having the synapse coupling coefficient of the selected user sediment information stored in the RAM 83 is added to the preceding stage of the fixed NN 26 (S45). ), This process is terminated.

(ユーザ底質修正処理)
水中探知装置1のユーザ底質修正処理について説明する。図16は、ユーザ底質修正処理における水中探知装置1の動作の流れを表すフローチャート図である。
(User bottom sediment correction processing)
The user bottom sediment correction process of the underwater detection device 1 will be described. FIG. 16 is a flowchart showing an operation flow of the underwater detection device 1 in the user bottom sediment correction process.

まず、CPU81は、過去に作成したユーザ底質情報を表示モニタ50に表示する(S60)。次に、CPU81は、操作入力部70を介してユーザによりユーザ底質情報が選択されたか否かを判断する(S61)。ユーザ底質が選択されていないと判断した場合(S61)には、S61の処理に戻る。一方で、ユーザ底質が選択されたと判断した場合には、操作入力部70を介してユーザにより追加学習操作がされたか否かを判断する(S62)。追加学習操作がされたと判断した場合(S62:YES)には、後述の学習処理をし(S67)、RAM83に記憶されているユーザ底質情報の当該シナプス結合係数、及びユーザ登録学習データの学習データの情報を更新し(S68)、本処理を終了する。   First, the CPU 81 displays user bottom sediment information created in the past on the display monitor 50 (S60). Next, the CPU 81 determines whether or not user bottom sediment information is selected by the user via the operation input unit 70 (S61). If it is determined that no user sediment has been selected (S61), the process returns to S61. On the other hand, if it is determined that the user bottom has been selected, it is determined whether or not an additional learning operation has been performed by the user via the operation input unit 70 (S62). If it is determined that an additional learning operation has been performed (S62: YES), a learning process described later is performed (S67), and the synapse coupling coefficient of the user sediment information stored in the RAM 83 and the learning of user registration learning data are performed. The data information is updated (S68), and this process is terminated.

一方で、追加学習操作ではないと判断した場合(S62:NO)には、図18に示すように、当該選択されたユーザ底質(ユーザ底質情報)のユーザ登録学習データの学習データの一覧を表示する(S63)。次に、CPU81は、操作入力部70を介してユーザにより削除する学習データが選択されたか否かを判断する(S64)。削除する学習データが選択されていないと判断した場合(S64:NO)には、S63の処理に戻る。一方で、削除する学習データが選択されたと判断した場合(S64:YES)には、当該選択された学習データをユーザ登録学習データから削除する(S64)。次にCPU81は、ユーザ登録学習データと、ROM82に記憶されている固定学習データとを用いて誤差逆伝播法により可変NN40のシナプス結合係数を算出し(S65)、RAM83に記憶されているユーザ底質の当該シナプス結合係数、及びユーザ登録学習データの学習データの情報を更新し(S68)、本処理を終了する。   On the other hand, when it is determined that it is not an additional learning operation (S62: NO), as shown in FIG. 18, a list of learning data of user registration learning data of the selected user bottom sediment (user bottom sediment information) Is displayed (S63). Next, the CPU 81 determines whether or not learning data to be deleted is selected by the user via the operation input unit 70 (S64). If it is determined that the learning data to be deleted has not been selected (S64: NO), the process returns to S63. On the other hand, when it is determined that the learning data to be deleted is selected (S64: YES), the selected learning data is deleted from the user registration learning data (S64). Next, the CPU 81 calculates the synapse coupling coefficient of the variable NN 40 by the error back propagation method using the user registration learning data and the fixed learning data stored in the ROM 82 (S65), and the user base stored in the RAM 83 is calculated. The synapse coupling coefficient of the quality and the learning data information of the user registration learning data are updated (S68), and this process is terminated.

(学習処理)
水中探知装置1の学習処理について説明する。図17は、学習処理における水中探知装置1の動作の流れを表すフローチャート図である。
(Learning process)
The learning process of the underwater detection device 1 will be described. FIG. 17 is a flowchart showing the operation flow of the underwater detection device 1 in the learning process.

まず、CPU81は、操作入力部70のユーザの操作に基づいて、可変NN40を学習させる際に、RAM83に記憶されている入力データを用いて学習させるか否かを判断する(S80)。ROM82に記憶されている入力データを用いて学習させると判断した場合(S80:YES)には、RAM83に記憶されている入力データの特性の一覧を表示する(S81)。次に、CPU81は、操作入力部70を介してユーザにより、入力データが選択されたか否かを判断する(S82)。選択されていないと判断した場合(S82:NO)には、S82の処理に戻る。一方で、選択されたと判断した場合には、当該入力データをユーザ登録学習データとし、ユーザ登録学習データとROM82に記憶されている固定学習データを用いて誤差逆伝播法により、可変NN40のシナプス結合係数を算出し(S90)、本処理を終了する。   First, the CPU 81 determines whether or not to learn using the input data stored in the RAM 83 when learning the variable NN 40 based on the user's operation of the operation input unit 70 (S80). If it is determined that the learning is performed using the input data stored in the ROM 82 (S80: YES), a list of characteristics of the input data stored in the RAM 83 is displayed (S81). Next, the CPU 81 determines whether or not input data has been selected by the user via the operation input unit 70 (S82). If it is determined that it has not been selected (S82: NO), the process returns to S82. On the other hand, if it is determined that the input data is selected, the input data is set as user registration learning data, and the synapse coupling of the variable NN40 is performed by the error back propagation method using the user registration learning data and the fixed learning data stored in the ROM 82. A coefficient is calculated (S90), and this process is terminated.

一方で、RAM83に記憶されている入力データを用いて学習をさせないと判断した場合(S80:NO)には、CPU81は、操作入力部70を介してユーザにより、学習データ取得開始操作がされたか否かを判断する(S83)。学習データ取得開始操作がされていないと判断した場合(S83:NO)には、S83の処理に戻る。一方で、学習データ取得開始操作がされたと判断した場合(S83:YES)には、海底深度を算出し、海底深度に応じたパルス幅の送信パルスを海底に向けて送信し、エコー信号を受信する(S84)。   On the other hand, if it is determined that learning is not performed using the input data stored in the RAM 83 (S80: NO), the CPU 81 has performed a learning data acquisition start operation by the user via the operation input unit 70. It is determined whether or not (S83). If it is determined that the learning data acquisition start operation has not been performed (S83: NO), the process returns to S83. On the other hand, when it is determined that the learning data acquisition start operation has been performed (S83: YES), the seabed depth is calculated, a transmission pulse having a pulse width corresponding to the seabed depth is transmitted toward the seabed, and an echo signal is received. (S84).

次に、CPU81は、受信したエコー信号に基づいて、入力データを生成し(S85)、該入力データを固定NN26に入力する(S86)。次に、CPU81は、固定NN26より出力された第1の出力データを用いて底質情報を生成し、当該底質情報を表示モニタ50に表示する(S87)。次に、CPU81は、入力データをRAM83に記憶(S88)する。   Next, the CPU 81 generates input data based on the received echo signal (S85), and inputs the input data to the fixed NN 26 (S86). Next, the CPU 81 generates bottom sediment information using the first output data output from the fixed NN 26, and displays the bottom sediment information on the display monitor 50 (S87). Next, the CPU 81 stores the input data in the RAM 83 (S88).

次に、CPU81は、操作入力部70を介してユーザにより、学習データ取得終了操作がされたか否か判断する(S89)。学習データ取得終了操作がされていないと判断した場合(S89:NO)には、S84の処理に戻る。   Next, the CPU 81 determines whether or not a learning data acquisition end operation has been performed by the user via the operation input unit 70 (S89). If it is determined that the learning data acquisition end operation has not been performed (S89: NO), the process returns to S84.

一方で、学習データ取得終了操作がされたと判断した場合(S89:YES)には、本学習処理で取得された入力データをユーザ登録学習データとし、ユーザ登録学習データとROM82に記憶されている固定学習データを用いて誤差逆伝播法により、可変NN40のシナプス結合係数を算出し(S90)、本処理を終了する。   On the other hand, if it is determined that the learning data acquisition end operation has been performed (S89: YES), the input data acquired in this learning process is set as user registration learning data, and the user registration learning data and the fixed data stored in the ROM 82 are stored. The learning data is used to calculate the synapse coupling coefficient of the variable NN 40 by the error back propagation method (S90), and the process is terminated.

(本実施の形態の概要)
以上のように、本実施形態の水中探知装置1は、水中へ送信された超音波のエコー信号を受信し、当該エコー信号に基づいた入力データをニューラルネットワークに入力し、ニューラルネットワークから出力された出力データに基づいて、登録されている複数の底質のうち当該入力データが属する底質に関する底質情報55を、所定時間毎に生成する水中探知装置であって、予め登録されている複数の底質のうち、入力データが属する底質を判別するための第1の出力データを出力する固定NN26と、外部からの操作によって、新規底質が登録された際、入力データが当該新規底質に属するか否かを判別するための第2の出力データを出力する可変NN40を追加し、外部からの操作によって、登録された新規底質の登録が解除された際、該可変NN40を削除するNN管理部27と、第1の出力データに対して前記第2の出力データが優先された底質情報55を生成することが可能な出力処理部29と、底質情報55を出力する表示モニタ50やスピーカ60とを備えている。
(Outline of this embodiment)
As described above, the underwater detection device 1 of the present embodiment receives an echo signal of an ultrasonic wave transmitted into the water, inputs input data based on the echo signal to the neural network, and is output from the neural network. An underwater detection device that generates, every predetermined time, bottom sediment information 55 relating to bottom sediment to which the input data belongs among a plurality of registered bottom sediments based on output data. Among the bottom sediments, when the new bottom sediment is registered by the fixed NN 26 that outputs the first output data for determining the bottom sediment to which the input data belongs and the operation from the outside, the input data becomes the new bottom sediment. When the variable NN40 for outputting the second output data for determining whether or not the registered new bottom sediment is canceled by an external operation, An NN management unit 27 that deletes the variable NN 40; an output processing unit 29 that can generate bottom sediment information 55 in which the second output data is prioritized with respect to the first output data; and bottom sediment information 55 Display monitor 50 and speaker 60 are provided.

上記の構成によれば、予め登録されている複数の底質のうち、入力データが属する底質を判別するための第1の出力データが固定NN26から出力される。外部からの操作によって、新たに新規底質が登録された際、可変NN40が追加され、入力データが当該新規底質に属するか否かを判別するための第2の出力データが当該可変NN40から出力される。また、可変NN40は、新規底質に属するか否かを判別するニューラルネットワークであり、ニューロンの数を少なくすることができるため、学習時間を抑えることができる。また、第1の出力データに対して第2の出力データが優先された底質情報55を生成することが可能であり、当該底質情報55は、表示モニタ50やスピーカ60より出力される。さらに、外部からの操作によって、当該登録された新規底質の登録が解除された際、可変NN40は削除される。
このように、可変NN40を追加、削除することにより、新規底質の登録、及び登録の解除をすることができるため、固定NN26の構造を変更する必要がない。また、第1の出力データに対して第2の出力データが優先された底質情報55が表示モニタ50やスピーカ60から出力されるため、ユーザは、入力データが新規底質に属するか否かを容易に認識することができる。
According to said structure, the 1st output data for discriminating the bottom sediment to which input data belong among the several registered bottom sediments is output from fixed NN26. When a new bottom sediment is newly registered by an external operation, the variable NN 40 is added, and second output data for determining whether or not the input data belongs to the new bottom sediment is received from the variable NN 40. Is output. The variable NN 40 is a neural network that determines whether or not it belongs to a new sediment, and the number of neurons can be reduced, so that the learning time can be suppressed. Further, it is possible to generate bottom sediment information 55 in which the second output data has priority over the first output data, and the bottom sediment information 55 is output from the display monitor 50 or the speaker 60. Further, the variable NN 40 is deleted when the registration of the registered new bottom sediment is canceled by an external operation.
In this way, by adding and deleting the variable NN 40, it is possible to register and deregister new sediments, so there is no need to change the structure of the fixed NN 26. Further, since the bottom sediment information 55 in which the second output data is prioritized with respect to the first output data is output from the display monitor 50 and the speaker 60, the user determines whether or not the input data belongs to the new bottom sediment. Can be easily recognized.

また、本発明の水中探知装置1において、可変NN40は、受信したエコー信号に基づいて生成され、外部からの操作によって、新規底質として設定されたユーザ登録学習データ、及び固定NN26の学習の際に用いられ、新規底質以外の底質として設定された登録学習データによって学習される。上記の構成によれば、受信したエコー信号に基づいて生成され、外部からの操作によって新規底質として設定されたユーザ登録学習データ、及び固定NN26の学習の際に用いられ、新規底質以外の底質として設定された固定学習データによって学習される。このようにすることで、可変NN40の学習の際に用いられる学習データは、水中カメラなどで実際に確認しなくても取得することができる。   Further, in the underwater detection device 1 of the present invention, the variable NN 40 is generated based on the received echo signal, and when the user registration learning data set as the new bottom sediment and the fixed NN 26 are learned by an external operation. And is learned by registered learning data set as bottom sediment other than new bottom sediment. According to the above configuration, the user registration learning data generated based on the received echo signal and set as a new bottom sediment by an external operation and the fixed NN 26 are used for learning, and other than the new bottom sediment. It is learned by fixed learning data set as bottom sediment. By doing in this way, the learning data used when learning the variable NN 40 can be acquired without actually confirming with an underwater camera or the like.

また、本発明の水中探知装置1において、ユーザ登録学習データは、外部からの操作によって学習データの追加、及びユーザ登録学習データの一部の学習データを削除可能にされている。上記の構成によれば、ユーザ登録学習データは、外部からの操作によって学習データの追加、及びユーザ登録学習データの一部の学習データを削除可能にされている。このようにすることで、新規底質の学習データを優良なものにすることが可能であり、入力データが新規底質に属するか否かについての底質情報55を精度良く生成することが出来る。   In the underwater detection device 1 of the present invention, the user registration learning data can be added with learning data and a part of the user registration learning data can be deleted by an external operation. According to the above configuration, the user registration learning data can be added with learning data and a part of the user registration learning data can be deleted by an external operation. By doing so, it is possible to improve the learning data of the new bottom sediment, and it is possible to accurately generate the bottom sediment information 55 as to whether or not the input data belongs to the new bottom sediment. .

また、本発明の水中探知装置1において、底質情報55は、第2の出力データから生成される、入力データと新規底質との類似度に相当する値、及び/又は第1の出力データから生成される、入力データと予め登録されている複数の底質各々との類似度に相当する値からなる。上記の構成によれば、底質情報55は、第2の出力データから生成される、入力データと新規底質との類似度に相当する値、及び/又は第1の出力データから生成される、入力データと予め登録されている複数の底質各々との類似度に相当する値からなる。このようにすることで、入力データと新規底質底質との類似度、及び入力データと予め登録されている複数の底質各々との類似度が一目瞭然となる。また、底質を判別する水域内で、入力データと新規底質との類似度が変化する様子、及び入力データと予め登録されている複数の底質各々との類似度が変化する様子が一目瞭然となる。   Moreover, in the underwater detection device 1 of the present invention, the bottom sediment information 55 is generated from the second output data, and corresponds to a value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment, and / or the first output data. From the input data and a value corresponding to the similarity between each of the plurality of sediments registered in advance. According to the above configuration, the bottom sediment information 55 is generated from the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment generated from the second output data, and / or from the first output data. , Consisting of a value corresponding to the degree of similarity between the input data and each of a plurality of sediments registered in advance. By doing so, the similarity between the input data and the new bottom sediment, and the similarity between the input data and each of the plurality of sediments registered in advance become obvious. In addition, it is obvious at a glance how the similarity between the input data and the new bottom sediment changes within the water area where the bottom sediment is determined, and how the similarity between the input data and each of the multiple registered bottom sediments changes. It becomes.

また、本発明の水中探知装置1においては、閾値を設定する閾値設定部28を更に備え、出力処理部29において、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、閾値以上の場合、第1の出力データに対して第2の出力データが優先された底質情報55を生成し、閾値よりも小さい場合、第1の出力データのみにより底質情報が生成される。上記の構成によれば、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、閾値設定部28により設定された閾値以上の場合、第1の出力データに対して第2の出力データが優先された底質情報55を生成し、閾値よりも小さい場合、第1の出力データのみにより底質情報55が生成される。このように、入力データと新規底質との類似度に相当する値の大きさによって、第2の出力データを底質情報55の生成に用いるか否かが決まるため、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、設定された閾値以上であるか否かが一目瞭然となる。   In addition, the underwater detection device 1 of the present invention further includes a threshold setting unit 28 for setting a threshold, and in the output processing unit 29, a value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is equal to or greater than the threshold. The bottom sediment information 55 in which the second output data is prioritized with respect to the first output data is generated. If the bottom sediment information 55 is smaller than the threshold value, the bottom sediment information is generated only by the first output data. According to the above configuration, when the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is not less than the threshold set by the threshold setting unit 28, the second output data is compared to the first output data. If the priority sediment information 55 is generated and is smaller than the threshold value, the sediment information 55 is generated only from the first output data. As described above, whether or not the second output data is used for generating the bottom sediment information 55 is determined by the magnitude of the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment. It becomes obvious at a glance whether or not the value corresponding to the similarity to is greater than or equal to the set threshold value.

また、本発明の水中探知装置1においては、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、閾値以上の場合に、入力データが固定NN26に入力されないようにする可変NN出力判定部25を更に備えている。上記の構成によれば、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、閾値設定部28により設定された閾値以上の場合に、入力データは固定NN26に入力されない。こうすることにより、入力データと新規底質との類似度に相当する値が、閾値以上の場合に、固定NN26における処理を省くことが出来る。   Further, in the underwater detection device 1 of the present invention, a variable NN output determination unit that prevents input data from being input to the fixed NN 26 when the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is equal to or greater than a threshold value. 25 is further provided. According to the above configuration, when the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is equal to or larger than the threshold set by the threshold setting unit 28, the input data is not input to the fixed NN 26. By doing so, when the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is equal to or greater than the threshold value, the processing in the fixed NN 26 can be omitted.

また、本発明の水中探知装置1において、閾値は外部からの操作によって変更可能にされている。上記の構成によれば、第2の出力データを底質情報55の生成に反映させるか否かを決定する、入力データと新規底質との類似度に相当する値の大きさを、ユーザは、自らの好みに応じて変更することが出きる。   Further, in the underwater detection device 1 of the present invention, the threshold value can be changed by an external operation. According to the above configuration, the user determines the magnitude of the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment that determines whether or not the second output data is reflected in the generation of the bottom sediment information 55. You can change it according to your own preference.

また、本発明の水中探知装置1において、表示モニタ50やスピーカ60に底質情報を出力させる出力形態は複数あり、当該出力形態が外部からの操作によって変更可能にされている。上記の構成によれば、ユーザは、自らの好みに応じて、出力形態を変更することが出来る。   Further, in the underwater detection device 1 of the present invention, there are a plurality of output forms for outputting bottom sediment information to the display monitor 50 and the speaker 60, and the output forms can be changed by an external operation. According to said structure, the user can change an output form according to own liking.

(本実施の形態の変形例)
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
(Modification of this embodiment)
The embodiments of the present invention have been described above, but only specific examples have been illustrated, and the present invention is not particularly limited. Specific configurations and the like can be appropriately changed in design. Further, the actions and effects described in the embodiments of the invention only list the most preferable actions and effects resulting from the present invention, and the actions and effects according to the present invention are described in the embodiments of the present invention. It is not limited to what was done.

例えば、本実施形態において、可変NN部7(可変NN40)は、固定NN26の前段に一つのみ設けられているが、図19に示すように複数の可変NN部7(可変NN40)を設けることが可能にされていてもよい。こうすることにより、複数種の新規底質を判別対象として追加することが可能となる。なお、この場合、各々の可変NN部7の可変NN40の学習に用いられる固定学習データは、固定NN26の学習データ、及び後段に設けられている可変NNのユーザ登録学習データとなる。また、各々の可変NN部7の閾値設定部28によって設定される閾値を変えることにより、底質情報の生成の際に優先させる、可変NN40の出力データを変更することが可能である。   For example, in the present embodiment, only one variable NN unit 7 (variable NN40) is provided in front of the fixed NN 26, but a plurality of variable NN units 7 (variable NN40) are provided as shown in FIG. May be enabled. This makes it possible to add a plurality of types of new bottom sediments as discrimination targets. In this case, the fixed learning data used for learning the variable NN 40 of each variable NN unit 7 is the learning data of the fixed NN 26 and the user registration learning data of the variable NN provided in the subsequent stage. Further, by changing the threshold value set by the threshold value setting unit 28 of each variable NN unit 7, it is possible to change the output data of the variable NN 40 that is prioritized when generating bottom sediment information.

1 水中探知装置
25 可変ニューラルネットワーク出力判定部
26 固定ニューラルネットワーク
27 ニューラルネットワーク管理部
28 閾値設定部
29 出力処理部
50 表示モニタ(出力部)
60 スピーカ(出力部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Underwater detection apparatus 25 Variable neural network output determination part 26 Fixed neural network 27 Neural network management part 28 Threshold setting part 29 Output processing part 50 Display monitor (output part)
60 Speaker (output unit)

Claims (9)

水中へ送信された超音波のエコー信号を受信し、当該エコー信号に基づいた入力データをニューラルネットワークに入力し、ニューラルネットワークから出力された出力データに基づいて、登録されている複数の底質のうち当該入力データが属する底質に関する底質情報を、所定時間毎に生成する水中探知装置であって、
予め登録されている複数の底質のうち、前記入力データが属する底質を判別するための第1の出力データを出力する固定ニューラルネットワークと、
外部からの操作によって、新規底質が登録された際、前記入力データが当該新規底質に属するか否かを判別するための第2の出力データを出力する可変ニューラルネットワークを追加し、外部からの操作によって、登録された新規底質の登録が解除された際、該可変ニューラルネットワークを削除するニューラルネットワーク管理部と、
前記第1の出力データに対して前記第2の出力データが優先された前記底質情報を生成することが可能な出力処理部と
を備えていることを特徴とする水中探知装置。
The ultrasonic echo signal transmitted into the water is received, input data based on the echo signal is input to the neural network, and a plurality of registered bottom sediments are output based on the output data output from the neural network. Among them, an underwater detection device that generates bottom sediment information about the bottom sediment to which the input data belongs, every predetermined time,
A fixed neural network that outputs first output data for determining a bottom sediment to which the input data belongs among a plurality of bottom sediments registered in advance;
When a new bottom sediment is registered by an external operation, a variable neural network that outputs second output data for determining whether or not the input data belongs to the new bottom sediment is added. When the registration of the registered new bottom sediment is canceled by the operation of, the neural network management unit that deletes the variable neural network,
An underwater detection device comprising: an output processing unit capable of generating the bottom sediment information in which the second output data is prioritized with respect to the first output data.
前記可変ニューラルネットワークは、受信した前記エコー信号に基づいて生成され、外部からの操作によって、前記新規底質の学習データとして設定されたユーザ登録学習データ、及び前記固定ニューラルネットワークの学習の際に用いられ、前記新規底質以外の底質の学習データとして設定された固定学習データによって学習されることを特徴とする請求項1に記載の水中探知装置。   The variable neural network is generated based on the received echo signal, and is used for learning the user registration learning data set as the new bottom sediment learning data and learning the fixed neural network by an external operation. The underwater detection device according to claim 1, wherein learning is performed using fixed learning data set as learning data for bottom sediment other than the new bottom sediment. 前記ユーザ登録学習データは、外部からの操作によって、学習データの追加、及びユーザ登録学習データの一部の学習データを削除可能にされていることを特徴とする請求項2に記載の水中探知装置。   The underwater detection device according to claim 2, wherein the user registration learning data is configured such that learning data can be added and a part of the user registration learning data can be deleted by an external operation. . 前記底質情報は、前記第2の出力データから生成される、前記入力データと前記新規底質との類似度に相当する値、及び/又は前記第1の出力データから生成される、前記入力データと前記予め登録されている複数の底質各々との類似度に相当する値からなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の水中探知装置。   The bottom sediment information is generated from the second output data, the value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment, and / or the input generated from the first output data. The underwater detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the underwater detection device includes a value corresponding to a degree of similarity between the data and each of the plurality of bottom sediments registered in advance. 閾値を設定する閾値設定部を更に備え、
前記出力処理部は、前記入力データと前記新規底質との類似度に相当する値が、前記閾値以上の場合、前記第1の出力データに対して前記第2の出力データが優先された前記底質情報を生成し、前記第2の出力データが示す値が前記閾値よりも小さい場合、前記第1の出力データのみにより前記底質情報を生成することを特徴とする請求項4に記載の水中探知装置。
A threshold setting unit for setting the threshold;
The output processing unit gives priority to the second output data over the first output data when a value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is equal to or greater than the threshold. The bottom sediment information is generated, and when the value indicated by the second output data is smaller than the threshold value, the bottom sediment information is generated only by the first output data. Underwater detection device.
前記入力データと前記新規底質との類似度に相当する値が、前記閾値以上の場合に、前記入力データが前記固定ニューラルネットワークに入力されないようにする可変ニューラルネットワーク出力判定部を更に備えていることを特徴とする請求項5に記載の水中探知装置。   A variable neural network output determination unit that prevents the input data from being input to the fixed neural network when a value corresponding to the similarity between the input data and the new bottom sediment is equal to or greater than the threshold; The underwater detection device according to claim 5. 前記閾値は、外部からの操作によって変更可能にされていることを特徴とする請求項5、又は請求項6に記載の水中探知装置。   The underwater detection device according to claim 5, wherein the threshold value is changeable by an external operation. 前記底質情報を出力する出力部(表示モニタやスピーカ等)を備え、
前記出力部に出力させる前記底質情報の出力形態は複数あり、当該出力形態が外部からの操作によって変更可能にされていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の水中探知装置。
Provided with an output unit (display monitor, speaker, etc.) for outputting the bottom sediment information,
The output form of the bottom sediment information to be output to the output unit is plural, and the output form can be changed by an operation from the outside. The underwater detection device described.
入力データをニューラルネットワークに入力し、ニューラルネットワークから出力された出力データに基づいて、登録されている複数の判別対象のうち当該入力データが属する判別対象に関する判別情報を生成する判別装置であって、
予め登録されている複数の判別対象のうち、前記入力データが属する判別対象を判別するための第1の出力データを出力する固定ニューラルネットワークと、
外部からの操作によって、新規判別対象が登録された際、前記入力データが当該新規判別対象に属するか否かを判別するための第2の出力データを出力する可変ニューラルネットワークを追加し、外部からの操作によって、新規判別対象の登録が解除された際、該第2のニューラルネットワークを削除するニューラルネットワーク管理部と、
前記第1の出力データに対して前記第2の出力データが優先された前記判別情報を生成することが可能な出力処理部と
を備えていることを特徴とする判別装置。
A discrimination device that inputs input data to a neural network and generates discrimination information related to a discrimination target to which the input data belongs among a plurality of registered discrimination targets based on output data output from the neural network,
A fixed neural network that outputs first output data for determining a determination target to which the input data belongs among a plurality of determination targets registered in advance;
When a new discrimination target is registered by an external operation, a variable neural network that outputs second output data for judging whether or not the input data belongs to the new discrimination target is added. A neural network management unit for deleting the second neural network when registration of a new discrimination target is canceled by the operation of
And an output processing unit capable of generating the discrimination information in which the second output data is prioritized with respect to the first output data.
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