JP2005165624A - Bayesian network approximation processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベイジアンネットワークの近似処理を行うベイジアンネットワーク近似処理装置に関する。
The present invention relates to a Bayesian network approximation processing apparatus that performs Bayesian network approximation processing.
機械、装置、システム等に発生する様々な事象に対する処理を行う為に、ベイジアンネットワークと呼ばれる処理方法を用いることがある。ベイジアンネットワークとは、確率変数をノードで表し、因果関係や相関関係のような依存関係を示す変数の間にリンクを張ったグラフ構造による確率モデルであって、このリンクが因果関係の方向に有向性を有し、そのリンクを辿ったパスが循環しない非循環有向グラフで表されるモデルである(ベイジアンネットワークは下記の非特許文献1に詳しい)。
A processing method called a Bayesian network may be used to process various events that occur in machines, devices, systems, and the like. A Bayesian network is a probabilistic model with a graph structure in which random variables are represented by nodes and links are established between variables that show dependency relationships such as causality and correlation, and this link is in the direction of causality. This is a model that has a directivity and is represented by an acyclic directed graph in which a path that follows the link does not circulate (the Bayesian network is detailed in
そして、下記特許文献1及び特許文献2には、ベイジアンネットワークを自動診断システムに用いた発明が開示されている。
上述したベイジアンネットワークによる処理では、経験に基づくテーブル(過去の様々な事象について、システムへの入力値とその事象が発生した場合の出力値との対応関係のテーブル)を作成しておき、ある入力値を受け付けた場合に、その事象の対応する出力値を当該テーブルから探し、出力を行っている。従って、ある事象に対するシステムへの入力値とその全ての場合の出力値とを(つまり全てのベイズ関数の全ての出力値を)、予めテーブルに格納しておかなければならない。 In the processing by the Bayesian network described above, a table based on experience (for a variety of past events, a table of correspondences between input values to the system and output values when those events occur) is created, and a certain input When a value is received, an output value corresponding to the event is searched from the table and output. Therefore, the input value to the system for an event and the output values in all cases (that is, all output values of all Bayes functions) must be stored in the table in advance.
例えば、システムに於いて発生が想定される事象が10あり、その各事象の結果が各々4通り想定される場合(4値10入力の場合)、テーブルとして410 項目(約100万項目)が必要となる。 For example, if there are 10 events that are expected to occur in the system and there are 4 possible outcomes for each event (in the case of 4 values and 10 inputs), there are 4 10 items (about 1 million items) as a table. Necessary.
しかしこのようなテーブルを予め用意しておくこと自体が非常に困難であり、更に、仮にこのようなテーブルを作成することが出来たとしても、そのデータ量が多量となる為、ハードウェア資源として多大なリソースが要求される。従って、ユビキタス分野などの小規模なハードウェア資源しか持たない場合には、ベイジアンネットワークを用いた処理を行うことが出来ない問題点がある。 However, it is very difficult to prepare such a table in advance, and even if such a table can be created, the amount of data becomes large. A lot of resources are required. Therefore, when there is only a small hardware resource such as in the ubiquitous field, there is a problem that processing using a Bayesian network cannot be performed.
又、上述したようなテーブルの更新を頻繁に行うことは困難でもある。 It is also difficult to update the table as described above frequently.
そこで本発明者は、入力値からなるレコード(入力レコード)と、過去の様々な事象について、システムへの入力値フィールドとそれに対応する適切な出力値フィールドを組み合わせたレコード(経験レコード)とに基づいてその類似性を有効度として計算し、経験レコードを有効度別に分類して、その有効度の高い経験レコードの出力値フィールドを出力値として出力することで、ベイジアンネットワークの近似処理を行う、ベイジアンネットワーク近似処理装置を発明した。 Therefore, the inventor of the present invention is based on a record composed of input values (input record) and a record (experience record) that combines an input value field to the system and an appropriate output value field corresponding thereto for various past events. Bayesian network is approximated by calculating the similarity as effectiveness, classifying experience records by effectiveness, and outputting the output value field of experience records with high effectiveness as output values. A network approximation processing device was invented.
更に当該ベイジアンネットワークを用いた第2の問題点を解決する為、当該ベイジアンネットワーク近似処理装置をハードウェア化することで、その処理速度を高速化すると共に、小規模なハードウェア資源であってもベイジアンネットワークに近似する処理を可能とした。 Further, in order to solve the second problem using the Bayesian network, the Bayesian network approximation processing device is implemented as hardware to increase the processing speed, and even with a small hardware resource. Processing that approximates a Bayesian network is made possible.
請求項1の発明は、
ベイジアンネットワークの近似処理を行うベイジアンネットワーク近似処理装置であって、各フィールドに対する重み付けを与えるデータである感度データの入力を受け付ける感度データ入力受付手段と、有効度基準データの入力を受け付ける有効度基準データ入力受付手段と、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置の外部で取得された入力レコードの入力を受け付ける入力レコード入力受付手段と、予め設定された、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置への入力値フィールドとそれに対する出力値フィールドとからなる経験レコードを取得する経験レコード入力受付手段と、前記経験レコード毎に、前記入力レコードと前記経験レコードについて、それらのフィールド毎に与えられた感度データで重み付けを行った乗算の合計を、各経験レコードに対する有効度として計算する有効度演算手段と、前記経験レコードを前記有効度基準データに基づいて、前記有効度で分類し、分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの値から出力データを計算する有効度分類手段と、前記有効度分類手段から前記出力データを受信し出力する出力手段と、からなるベイジアンネットワーク近似処理装置である。
The invention of
A Bayesian network approximation processing device that performs Bayesian network approximation processing, sensitivity data input receiving means for receiving input of sensitivity data, which is data that gives weight to each field, and effectiveness reference data for receiving input of effectiveness reference data Input accepting means; input record input accepting means for accepting input of an input record acquired outside the Bayesian network approximation processing apparatus; preset input value field to the Bayesian network approximation processing apparatus and output thereto An experience record input receiving means for acquiring an experience record composed of a value field, and for each experience record, a sum of multiplications weighted by sensitivity data given to each of the input record and the experience record for each field The Effectiveness calculating means for calculating the effectiveness for each experience record, and classifying the experience record by the effectiveness based on the effectiveness reference data, and outputting from the value of the output value field in the classified experience record A Bayesian network approximation processing apparatus comprising: an effectiveness classification unit that calculates data; and an output unit that receives and outputs the output data from the effectiveness classification unit.
請求項2の発明は、
ベイジアンネットワークの近似処理を行うベイジアンネットワーク近似処理装置であって、各フィールドに対する重み付けを与えるデータである感度データの入力を受け付ける感度データ入力受付手段と、有効度基準データの入力を受け付ける有効度基準データ入力受付手段と、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置の外部で取得された入力レコードの入力を受け付ける入力レコード入力受付手段と、予め設定された、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置への入力値フィールドとそれに対する出力値フィールドとからなる経験レコードを取得する経験レコード入力受付手段と、NFを前記経験レコードに於ける入力値フィールドの数、NIを前記入力値フィールドの要素数とすると、数1に基づいて前記経験レコード毎の有効度を計算する有効度演算手段と、前記経験レコードを前記有効度基準データに基づいて、前記有効度で分類し、分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの値から出力データを計算する有効度分類手段と、前記有効度分類手段から前記出力データを受信し出力する出力手段と、からなるベイジアンネットワーク近似処理装置である。
The invention of
A Bayesian network approximation processing device that performs Bayesian network approximation processing, sensitivity data input receiving means for receiving input of sensitivity data, which is data that gives weight to each field, and effectiveness reference data for receiving input of effectiveness reference data Input accepting means; input record input accepting means for accepting input of an input record acquired outside the Bayesian network approximation processing apparatus; preset input value field to the Bayesian network approximation processing apparatus and output thereto An experience record input receiving means for acquiring an experience record composed of a value field, NF is the number of input value fields in the experience record, and NI is the number of elements of the input value field. The effectiveness of each record Effectiveness calculating means for calculating and effectiveness classification for classifying the experience records by the effectiveness based on the effectiveness reference data and calculating output data from the value of the output value field in the classified experience records A Bayesian network approximation processing device comprising: means; and output means for receiving and outputting the output data from the effectiveness classification means.
請求項9の発明は、
前記ベイジアンネットワーク近似処理装置は、少なくとも、前記感度データ、前記有効度基準データ、前記入力レコードを記憶するデータ記憶手段を有しており、前記有効度演算手段は、前記計算した各経験レコードの有効度を前記データ記憶手段に記憶し、前記有効度分類手段は、前記有効度基準データ毎に前記経験レコードを分類する際に、前記データ記憶手段に記憶した各有効度を取得した後に前記経験レコードの分類を行う、ベイジアンネットワーク近似処理装置である。
The invention of claim 9
The Bayesian network approximation processing device includes at least data storage means for storing the sensitivity data, the validity reference data, and the input record, and the validity calculation means is configured to validate each calculated experience record. Degree is stored in the data storage means, and the effectiveness classification means obtains each validity stored in the data storage means when classifying the experience records for each validity reference data, and then the experience record Is a Bayesian network approximation processing device.
これらの発明によって、従来のようにベイジアンネットワークを構成する全てのベイズ関数の全ての値を、予め格納しておかなくても、本発明のように経験レコード毎の有効度を計算することで、経験レコードを自動的に選択し、それに基づいてを出力データとすることが可能となる。これによって必要となる過去の事象に対する出力値を減らすことが出来、従来よりも小規模なリソースであってもベイジアンネットワークと同様な処理が可能となる。 According to these inventions, by calculating the effectiveness for each experience record as in the present invention without storing in advance all the values of all the Bayes functions constituting the Bayesian network as in the prior art, It is possible to automatically select an experience record and use it as output data. As a result, the output value for the required past event can be reduced, and processing similar to that of the Bayesian network can be performed even with a smaller resource than before.
請求項10の発明は、
ベイジアンネットワークの近似処理を行うベイジアンネットワーク近似処理装置であって、各フィールドに対する重み付けを与えるデータである感度データの入力を受け付ける感度データ入力受付手段と、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置の外部で取得された入力レコードの入力を受け付ける入力レコード入力受付手段と、予め設定された、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置への入力値フィールドとそれに対する出力値フィールドとからなる経験レコードを取得する経験レコード入力受付手段と、前記経験レコード毎に、前記入力レコードと前記経験レコードについて、それらのフィールド毎に与えられた感度データで重み付けを行った乗算の合計を、各経験レコードに対する有効度として計算する有効度演算手段と、前記経験レコードを予め定められた基準に基づいて前記有効度で分類し、分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの値から出力データを計算する有効度分類手段と、前記有効度分類手段から前記出力データを受信し出力する出力手段と、からなるベイジアンネットワーク近似処理装置である。
The invention of
A Bayesian network approximation processing device that performs Bayesian network approximation processing, acquired from outside the Bayesian network approximation processing device, sensitivity data input receiving means for receiving input of sensitivity data that is data giving weights to each field An input record input receiving means for receiving input of an input record; an experience record input receiving means for acquiring an experience record composed of a preset input value field to the Bayesian network approximation processing device and an output value field thereto; Effectiveness calculating means for calculating, for each experience record, the sum of multiplications weighted with the sensitivity data given for each field for the input record and the experience record, as the effectiveness for each experience record; Above The test record is classified according to the effectiveness based on a predetermined criterion, the effectiveness classification means for calculating the output data from the value of the output value field in the classified experience record, the effectiveness classification means from the A Bayesian network approximation processing device comprising output means for receiving and outputting output data.
請求項11の発明は、
ベイジアンネットワークの近似処理を行うベイジアンネットワーク近似処理装置であって、各フィールドに対する重み付けを与えるデータである感度データの入力を受け付ける感度データ入力受付手段と、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置の外部で取得された入力レコードの入力を受け付ける入力レコード入力受付手段と、予め設定された、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置への入力値フィールドとそれに対する出力値フィールドとからなる経験レコードを取得する経験レコード入力受付手段と、NFを前記経験レコードに於ける入力値フィールドの数、NIを前記入力値フィールドの要素数とすると、数1に基づいて前記経験レコード毎の有効度を計算する有効度演算手段と、前記経験レコードを予め定められた基準に基づいて前記有効度で分類し、分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの値から出力データを計算する有効度分類手段と、前記有効度分類手段から前記出力データを受信し出力する出力手段と、からなるベイジアンネットワーク近似処理装置である。
The invention of
A Bayesian network approximation processing device that performs Bayesian network approximation processing, acquired from outside the Bayesian network approximation processing device, sensitivity data input receiving means for receiving input of sensitivity data that is data giving weights to each field An input record input receiving means for receiving input of an input record; an experience record input receiving means for acquiring an experience record composed of a preset input value field to the Bayesian network approximation processing device and an output value field thereto; Effectiveness calculation means for calculating the effectiveness of each experience record based on
請求項17の発明は、
前記ベイジアンネットワーク近似処理装置は、少なくとも、前記感度データ、前記入力レコードを記憶するデータ記憶手段を有しており、前記有効度演算手段は、前記計算した各経験レコードの有効度を前記データ記憶手段に記憶し、前記有効度分類手段は、前記経験レコードを分類する際に、前記データ記憶手段に記憶した各有効度を取得した後に前記経験レコードの分類を行う、ベイジアンネットワーク近似処理装置である。
The invention of claim 17
The Bayesian network approximation processing device includes at least data storage means for storing the sensitivity data and the input record, and the validity calculation means calculates the calculated validity of each experience record as the data storage means. And the effectiveness classification means is a Bayesian network approximation processing device that classifies the experience records after obtaining each validity stored in the data storage means when classifying the experience records.
これらの発明によって、従来のようにベイジアンネットワークを構成する全てのベイズ関数の全ての値を、予め格納しておかなくても、本発明のように経験レコード毎の有効度を計算することで、経験レコードを自動的に選択し、それに基づいてを出力データとすることが可能となる。これによって必要となる過去の事象に対する出力値を減らすことが出来、従来よりも小規模なリソースであってもベイジアンネットワークと同様な処理が可能となる。又、請求項1、請求項2の場合と異なり有効度基準データを用いる必要もない。
According to these inventions, by calculating the effectiveness for each experience record as in the present invention without storing in advance all the values of all the Bayes functions constituting the Bayesian network as in the prior art, It is possible to automatically select an experience record and use it as output data. As a result, the output value for the required past event can be reduced, and processing similar to that of the Bayesian network can be performed even with a smaller resource than before. Further, unlike the cases of
有効度分類手段で、有効度の分類を行う際には、各種の方法をとることが出来る。 When the effectiveness classification means performs the classification of the effectiveness, various methods can be taken.
例えば前記有効度演算手段で計算した有効度が前記有効度基準データよりも高い経験レコードに於ける出力値フィールドの平均値を、前記出力データとすることが出来る。 For example, an average value of an output value field in an experience record whose effectiveness calculated by the effectiveness calculation means is higher than the effectiveness reference data can be used as the output data.
又、前記有効度演算手段で計算した有効度が前記有効度基準データよりも高く、且つ、予め定められた上位n番目までに該当する経験レコードに於ける出力値フィールドの平均値を、前記出力データとしても良い。 In addition, the effectiveness calculated by the effectiveness calculation means is higher than the effectiveness reference data, and the average value of the output value field in the experience record corresponding to the upper nth predetermined is output as the output It is good as data.
更に、前記有効度演算手段で計算した有効度に基づいて前記経験レコードを前記有効度基準データ毎に分類し、最も高い有効度基準に分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、前記出力データとしても良い。 Further, based on the effectiveness calculated by the effectiveness calculation means, the experience record is classified for each effectiveness reference data, the value of the output value field in the experience record classified in the highest effectiveness criteria, The output data may be used.
この場合には、請求項6に記載のように、前記最も高い有効度基準データに分類された経験レコードが複数ある場合には、そこに分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの平均値を、前記出力データとしても良いし、請求項7に記載のように、前記最も高い有効度基準データに分類された経験レコードが複数ある場合には、そこに分類された経験レコードのうち、最も高い有効度の経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、前記出力データとしても良いし、請求項8に記載のように、前記最も高い有効度基準データに分類された経験レコードが複数ある場合には、そこに分類された経験レコードのうち、任意の経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、前記出力データとしても良い。
In this case, as described in
又、有効度基準データを用いない場合(請求項10、請求項11の場合)の有効度の分類も上述と同様に各種の方法をとることが出来る。
Further, the effectiveness classification when the effectiveness reference data is not used (in the case of
例えば前記有効度のソーティングを行い、最も高い有効度である経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、出力データとすることが出来る。 For example, the effectiveness sorting is performed, and the value of the output value field in the experience record having the highest effectiveness can be used as the output data.
又、前記有効度のソーティングを行い、予め定められた上位n番目までに該当する経験レコードに於ける出力値フィールドの平均値を、出力データとしても良い。 Further, the effectiveness sorting may be performed, and the average value of the output value field in the experience records corresponding to the predetermined top n may be used as the output data.
更に、前記有効度のソーティングを行い、予め定められた上位n番目までに該当する経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、各々出力データとしても良い。 Further, the sorting of the effectiveness may be performed, and the values in the output value fields in the experience records corresponding to the predetermined upper nth may be used as output data.
加えて、予め定められた上位n番目までに該当する経験レコードのうち、任意の経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、出力データとしても良い。 In addition, the value of the output value field in an arbitrary experience record may be used as the output data among the experience records corresponding to the predetermined top n.
又、請求項12から請求項15のようにして選択した経験レコードの出力値フィールドに対して、その経験レコードの有効度を重み付けし、その重み付け後の有効度の平均値を、出力データとしても良い。
Further, the effectiveness value of the experience record is weighted with respect to the output value field of the experience record selected as in
本発明にかかるベイジアンネットワーク近似処理装置は、ハードウェア上で実現することが好適であるが、その際にフィールドを構成する確率分布は小数配列よりも整数配列の方が、ハードウェアの処理に適しているので、整数配列とすると良い。 The Bayesian network approximation processing device according to the present invention is preferably realized on hardware, but the probability distribution constituting the field at that time is preferably an integer array rather than a decimal array for hardware processing. Therefore, it is better to use an integer array.
又、ベイジアンネットワーク近似処理装置をハードウェアとする場合には、請求項19から請求項23に記載のように、制御チップ等に直接回路として組み込んだり、組み込みCPUに対する外付けのコプロセッサに組み込んだり、拡張ボードのハードウェアに組み込んだり、移動端末にマイクロコントローラとして内蔵したり、小規模制御装置向けのオールインワン製品として組み込むことが好適である。 When the Bayesian network approximation processing device is hardware, as described in claims 19 to 23, the Bayesian network approximation processing device is incorporated directly into a control chip or the like, or incorporated into an external coprocessor for an embedded CPU. It is suitable to be incorporated in the hardware of an expansion board, incorporated in a mobile terminal as a microcontroller, or incorporated as an all-in-one product for a small-scale control device.
本発明によって、ベイジアンネットワークの際に従来は必須であった各事象の全ての値を要素とするテーブルの作成が不要となる。本発明では、一部の値のみを有するテーブル(経験レコード)から類似する経験レコードを抽出するので、従来よりもリソースを必要としない。従って小規模なハードウェア資源であっても、ベイジアンネットワークの近似処理が可能となる。 According to the present invention, it is not necessary to create a table having all values of each event as elements in the Bayesian network. In the present invention, since similar experience records are extracted from a table (experience record) having only some values, resources are not required as compared with the conventional case. Therefore, the Bayesian network approximation processing can be performed even with a small hardware resource.
又、従来はテーブル生成に時間がかかる為、最新の経験を直ちに反映させることが困難であったが、本発明では、テーブルを使用しない為、最新の経験を直ちに反映させることが可能となる。 Conventionally, since it takes time to generate a table, it is difficult to immediately reflect the latest experience. However, in the present invention, since the table is not used, it is possible to immediately reflect the latest experience.
更にハードウェア化にあたっては、SDRAM(Synchronous DRAM)のバースト転送(1回のアドレス指定で複数のデータをまとめて連続的に転送する方法)に適合しているので、高速処理の効果が得られる。つまり、バースト転送を行うSDRAMの場合、メモリにアドレスを送ると一定時間経過してからデータが連続的に返ってくるという動作が可能であり、連続したアドレスであれば、2つ目以降のデータは待ち時間なしに受け取れるので、高速処理を可能としている。そして本発明は、バースト転送に同期して演算を行えるように設計されていることから、データが一つ入力される毎にその場で演算を行いメモリの読み込みにかかる時間だけで演算が完了することから、高速処理が実現可能となる。
Furthermore, since the hardware is adapted to SDRAM (Synchronous DRAM) burst transfer (a method of transferring a plurality of data continuously by one address designation), an effect of high-speed processing can be obtained. In other words, in the case of an SDRAM that performs burst transfer, it is possible to perform an operation in which data is continuously returned after an elapse of a certain time when an address is sent to the memory. Can be received without waiting time, enabling high-speed processing. Since the present invention is designed so that the operation can be performed in synchronization with the burst transfer, the operation is performed on the spot each time one piece of data is input, and the operation is completed only in the time required for reading the memory. Therefore, high-speed processing can be realized.
本発明のベイジアンネットワーク近似処理装置1のシステム構成の一例を図1のシステム構成図を用いて説明する。
An example of the system configuration of the Bayesian network
ベイジアンネットワーク近似処理装置1は、感度データ入力受付手段2、有効度基準データ入力受付手段3、入力レコード入力受付手段4、経験レコード入力受付手段5、データ記憶手段6、有効度演算手段7、有効度分類手段8、出力手段9とからなる。
The Bayesian network
ベイジアンネットワーク近似処理装置1は、外部のセンサー等から取得した入力レコード10(後述)と予め設定している経験レコード11(後述)とに基づいて、ベイジアンネットワーク近似処理装置1で処理を行った結果を出力データ12として出力し、例えばモータや各種制御装置等の制御を行う。
Bayesian network
フィールドとは、一つの変数に対応した確率分布データである。例えば温度センサーからの入力値やモーターへの出力値を確率分布で示したものがフィールドとなる。ベイジアンネットワーク近似処理装置1の本実施例では、確率分布は、複数の代表値に対してそれぞれの確率を整数で示した整数配列とする。例えば図5(c)に示すように、温度センサーからの入力値について、「〜20℃」の確率が20%、「20℃〜30℃」の確率が70%、「30℃〜40℃」の確率が10%、「40℃〜」の確率が0%であった場合、温度センサーからの入力値フィールドは{20,70,10,0}という整数配列となる。
A field is probability distribution data corresponding to one variable. For example, an input value from a temperature sensor or an output value to a motor is represented by a probability distribution as a field. In this embodiment of the Bayesian network
尚、この配列は本来ならば確率分布であるので、小数点表示(上述の整数配列の場合、{0.2,0.7,0.1,0.0})となるが、ベイジアンネットワーク近似処理装置1を制御チップ等のハードウェアに回路として設ける場合には整数処理の方が有効であることから確率を100倍し、配列の要素としている。従って、100倍して整数配列とせずに小数表示の配列であっても良い。
Since this array is originally a probability distribution, decimal points are displayed (in the case of the above-described integer array, {0.2, 0.7, 0.1, 0.0}), but a Bayesian network approximation process is performed. When the
レコードとは、一つの事象に対応する、複数のフィールドをまとめたものである。例えばある時刻に於ける「温度センサーからの入力値フィールド」、「湿度センサーからの入力値フィールド」、「人数センサーからの入力値フィールド」、「ヒーターへの出力値フィールド」等をまとめて一つのレコードとして扱うものである。同じフィールドで構成されているレコードは、レコード同士を比較することが出来、本発明のベイジアンネットワーク近似処理装置1では、当該処理装置への現在の入力値を入力レコード10、過去に起こった事象を経験レコード11とし、レコード同士を比較することで、適切な経験レコード11を選び出す。
A record is a collection of a plurality of fields corresponding to one event. For example, "input value field from temperature sensor", "input value field from humidity sensor", "input value field from people sensor", "output value field to heater", etc. It is handled as a record. Records composed of the same field can be compared with each other. In the Bayesian network
出力データ12は、ベイジアンネットワーク近似処理装置1が外部に出力するフィールドである。従って過去の経験レコード11(後述)に照らし合わせ、適切な経験レコード11を選び出し、そこから出力データ12を計算して、出力データ12を出力することが、このベイジアンネットワーク近似処理装置1の機能となる。
The
入力レコード10は、センサー等から取得した、現在のベイジアンネットワーク近似処理装置1への入力を示すレコードである。
The
経験レコード11は、予め設定された、過去の様々な事象について、ベイジアンネットワーク近似処理装置1への入力値フィールドとそれに対応する適切な出力値フィールドとを組み合わせたレコードである。ベイジアンネットワーク近似処理装置1は、複数の経験レコード11を、入力レコード10と比較することで、適切な経験レコード11を選び出し、出力値フィールドを得る。従って経験レコード11の数が多いほど、精度の高い結果の出力が可能となる。
The
感度データ入力受付手段2は、感度データの入力をベイジアンネットワーク近似処理装置1に受け付け(受信し、以下同様)、データ記憶手段6に記憶する手段である。感度データとは、レコードを比較する際に、それぞれのフィールドにどの程度の重みを与えるかを指定するデータである。感度データは、入力レコード10の対応するフィールドの確率分布を示す配列の要素数と、経験レコード11の対応するフィールドの確率分布の配列の要素数とを乗じた数の要素を持つ。例えば入力値フィールドが{20,70,10,0}で示されるような4要素の配列であった場合、対応する出力値フィールドも同様に4要素の配列であれば、この感度データは16要素(4×4要素)からなる。感度データはフィールド毎に入力される。
The sensitivity data
有効度基準データ入力受付手段3は、有効度基準データの入力をベイジアンネットワーク近似処理装置1に受け付け(受信し、以下同様)、データ記憶手段6に記憶する手段である。有効度基準データとは、どれだけの有効度(後述)を持つ出力データ12を得るかを指定する数値である。従って、有効度基準データよりも高い有効度を持つ経験レコード11に於ける出力値フィールドを出力データ12として得られることになる。複数の有効度基準データを指定した場合には、有効度によって経験レコード11が分類され、分類毎に出力値フィールドが得られる。
The validity criterion data
有効度とは、入力レコード10とある経験レコード11とを比較したときの、類似の度合いを示す数値である。入力レコード10とある経験レコード11を、感度データに基づいて比較することで、その経験レコード11がどの程度入力レコード10に似ているかを有効度として示すことが出来る。ベイジアンネットワーク近似処理装置1では、有効度の高い経験レコード11の出力値フィールドを集め、出力値を計算する。
The effectiveness is a numerical value indicating the degree of similarity when the
入力レコード10のあるフィールドの要素数がNI個の場合、入力レコード10の配列を1×NIの配列、経験レコード11の配列をNI×1の配列とし、感度データはNI×NIの配列となるので、数1で有効度が計算される。この有効度の計算は、有効度演算手段7で行い、数1を用いた有効度の計算については後述する。
入力レコード入力受付手段4は、センサー等のベイジアンネットワーク近似処理装置1の外部で取得された入力レコード10を、ベイジアンネットワーク近似処理装置1に入力として受け付け(受信し、以下同様)、それをデータ記憶手段6に記憶する手段である。
The input record input receiving means 4 receives (receives, and so on) an
経験レコード入力受付手段5は、予め設定された経験レコード11をベイジアンネットワーク近似処理装置1に取得し(受信し、以下同様)、それを有効度演算手段7に送出する手段である。
The experience record
データ記憶手段6は、感度データ入力受付手段2で受け付けた感度データ、有効度基準データ入力受付手段3で受け付けた有効度基準データ、入力レコード入力受付手段4で受け付けた入力レコード10等のデータを記憶する手段であり、例えばレジスタやキャッシュ、メモリ等が該当するが、これらに限定するものではなく、データを記憶することが出来るものであれば如何なるものであっても良い。
The data storage means 6 stores the sensitivity data received by the sensitivity data input receiving means 2, the validity reference data received by the validity reference data input receiving means 3, the
有効度演算手段7は、入力レコード10と経験レコード11とについて、経験レコード11毎に、その経験レコード11のフィールド毎に与えられた感度データで重み付けを行った乗算の合計をそれぞれの有効度として計算する手段である。
The effectiveness calculation means 7 calculates, for each
有効度分類手段8は、有効度演算手段7で計算した有効度を有効度基準データ毎に分類し、有効度の高い経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を(有効度が高いとその経験レコード11が類似している可能性が高いことから、好適には最も高い有効度基準に分類された経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を)出力データ12として、出力手段9に送出する手段である。尚、この有効度に分類された複数の経験レコード11がある場合には、そこに分類された各経験レコード11に於ける出力値フィールドの平均値を出力データ12とすると良い。
The effectiveness classification means 8 classifies the effectiveness calculated by the effectiveness calculation means 7 for each validity reference data, and sets the value of the output value field in the
図3に本発明のベイジアンネットワーク近似処理装置1の処理の概念図を示す。
FIG. 3 shows a conceptual diagram of processing of the Bayesian network
具体的には、有効度演算手段7が、各経験レコード11について、上述の数1を用いることで有効度を計算し、それを有効度分類手段8で有効度基準データ毎に分類する。そして最も高い有効度の基準に分類された経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を、出力データ12として出力手段9に送出する。尚、有効度の分類は、有効度毎にソーティング(並べ替え)を行えば良い。そして複数の経験レコード11が分類されている場合には、その各経験レコード11の出力値フィールドの平均値を、出力データ12として出力手段9に送出する。
Specifically, the effectiveness calculation means 7 calculates the effectiveness for each
尚、有効度演算手段7に於いて、上述した有効度の計算に際しては、一般的には感度データが固定されていることが多く、入力レコード10の一つあたりに多数の経験レコード11を入力する為、値が変わる頻度は「感度データ<入力レコード10<経験レコード11」である。これを利用して、入力レコード10を受け付けた時点で先に感度データと入力レコード10との乗算を計算しておき、これを中間データとしてデータ記憶手段6等に記憶しておき、経験レコード11を読み込み有効度の計算に用いる際に、データ記憶手段6等に記憶した中間データと経験レコード11の各要素とを乗算して有効度を計算しても良い。これによって処理速度、回路規模の面から有利となる。
In the effectiveness calculation means 7, sensitivity data is generally fixed when calculating the above-described effectiveness, and a large number of
つまり、「有効度=感度データ×入力レコード10×経験レコード11」をまとめて計算する代わりに、「中間データ=感度データ×入力レコード10」を予め計算しておき、それをデータ記憶手段6に記憶し、経験レコード11を読み込んだ際に「有効度=中間データ×経験レコード11」の計算をすることで、更に少ないリソースで多数の経験レコード11の処理を行うことが出来る。
That is, instead of calculating “effectiveness = sensitivity data ×
出力手段9は、有効度分類手段8で分類した出力データ12を、ベイジアンネットワーク近似処理装置1の外部へ処理結果として出力する手段である。
The output unit 9 is a unit that outputs the
本発明のベイジアンネットワーク近似処理装置1は、ハードウェア、ソフトウェアのいずれであっても処理することが出来るが、特に効果が著しいのが、ハードウェアとした場合である。
The Bayesian network
従来のベイジアンネットワークを処理するソフトウェアの場合、図26(a)に示すように、メモリ上で読み込んだ後に、CPUで計算を行い、更にCPUでの計算が終了後再度メモリ上での読み込み作業を実行している。 In the case of software for processing a conventional Bayesian network, as shown in FIG. 26 (a), after reading on the memory, the CPU performs the calculation, and after the calculation on the CPU is completed, the reading operation on the memory is performed again. Running.
一方、本発明のベイジアンネットワーク近似処理装置1をハードウェア化した場合、図26(b)に示すように、SDRAMのバースト転送に適合していることから、メモリ上では常に読み込みを行い、それをハードウェアで計算している。つまり、メモリとハードウェアとの間で並行してパイプライン処理が行えることから、従来よりも高速処理の効果が得られることとなる。
On the other hand, when the Bayesian network
ベイジアンネットワーク近似処理装置1は、制御チップ等に直接回路として組み込んだり、組み込みCPUに対する外付けのコプロセッサに組み込んだり、拡張ボードのハードウェアに組み込んだり、ユビキタス分野向け(例えば携帯電話、PHS、PDA等の移動端末)にマイクロコントローラとして内蔵したり、小規模制御装置向けのオールインワン製品として組み込むことが好適である。
The Bayesian network
図4にベイジアンネットワーク近似処理装置1がハードウェアに組み込まれた場合の概念図を示す。図4(a)はCPUに対する外付けのコプロセッサとなった場合であり、図4(b)は拡張ボードに組み込まれた場合であり、図4(c)ユビキタス分野向けにマイクロコントローラとして内蔵した場合であり、図4(d)は小規模制御装置向けのオールインワン製品として組み込んだ場合である。
FIG. 4 shows a conceptual diagram when the Bayesian network
図4(a)の場合は、ベイジアンネットワーク近似処理装置1の演算ユニットをCPUに接続する場合を示しており、経験レコード11や入力レコード10は、CPUから入力を受け付ける(受信する)こととなる。従ってベイジアンネットワーク近似処理装置1は、演算ユニットのチップに記録されていることとなる。
FIG. 4A shows a case where the arithmetic unit of the Bayesian network
図4(b)の場合は、拡張ボード上にコントローラとSDRAMとベイジアンネットワーク近似処理装置1の演算ユニットとを設け、ホストはコントローラを通じて、経験レコード11をSDRAMに書き込んでおく。ホストが入力レコード10をコントローラに与えると、コントローラは演算ユニットの設定を行い、SDRAMから演算ユニットに経験レコード11を転送して、演算ユニットがベイジアンネットワーク近似処理を行う。この間、ホストは別の処理を行うことが出来、又、拡張ボードはホストとは関係なく高速動作できるメリットがある。
In the case of FIG. 4B, a controller, SDRAM, and an arithmetic unit of the Bayesian network
図4(c)の場合は、図4(a)を高速化する為に図4(b)の手法と組み合わせたものであって、ベイジアンネットワーク近似処理装置1の演算ユニットとコントローラを一体化し、外部にSDRAMを接続し、更にCPUとも接続する。ここでSDRAMは演算ユニット専用で、CPUからはコントローラ経由でないとアクセスできない点が特徴となる。これもSDRAMと演算ユニットとが、ホストと関係なく動作できるメリットがある。
In the case of FIG. 4C, the method of FIG. 4B is combined with the method of FIG. 4B in order to increase the speed of FIG. 4A, and the arithmetic unit and controller of the Bayesian network
図4(d)の場合は、図4(c)のコントローラを強化し、ワンチップマイコンとしての機能を持たせ、機器全体の制御までを行わせようとするものである。 In the case of FIG. 4D, the controller shown in FIG. 4C is strengthened so as to have a function as a one-chip microcomputer and to control the entire device.
上述の拡張ボードとしては、例えばGidel社のPROCStar25-1C、PROCStar25-1、PROCStar25-2、PROCStar25-3や、三菱電機エンジニアリング株式会社のKAC-02Aがある。又、コントローラとしては、例えばARM社のARM922T、ARM926EJ-S、ARM1026EJ-S 、ARM1136J(F)-S、ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、SC100、SC200、ARM7EJ-S、ARM946E-S、ARM966E-Sや、ルネサステクノロジ社のM32R/Eシリーズ(M32102S6FP、M32104S6FP、M32121FCAWG、M32121MCB-XXXWG等)、M32R/ECUシリーズ(32170グループ(M32170F3VFP、M32170F4VFP、M32170F6VFP)、32171グループ(M32171F2VFP、M32171F3VFP、M32171F4VFP)、32172グループ(M32172F2VFP)、32173グループ(M32173F2VFP)、32174グループ(M32174F3VFP、M32174F4VFP)、32176グループ(M32176F2VFP、M32176F2VWG、M32176F2TFP、M32176F2TWG、M32176F3VFP、M32176F3VWG、M32176F3TFP、M32176F3TWG、M32176F4VFP、M32176F4VWG、M32176F4TFP、M32176F4TWG)、32180グループ(M32180F8TFP、M32180F8UFP、M32180F8VFP)、32182グループ(M32182F3TFP、M32182F3UFP、32182F3VFP、M32182F8TFP、M32182F8UFP、M32182F8VFP)、M32R/Iシリーズがある。
Examples of the expansion board include PROCStar25-1C, PROCStar25-1, PROCStar25-2, PROCStar25-3 from Gidel, and KAC-02A from Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd. As the controller, for example, ARM922T, ARM926EJ-S, ARM1026EJ-S, ARM1136J (F) -S, ARM7TDMI, ARM7TDMI-S, SC100, SC200, ARM7EJ-S, ARM946E-S, ARM966E-S, Renesas Technology's M32R / E series (M32102S6FP, M32104S6FP, M32121FCAWG, M32121MCB-XXXWG, etc.), M32R / ECU series (32170 group (M32170F3VFP, M32170F4VFP, M32170F6VFP), 32171 group (M32171F2VFP, M32171F3V172, 172F3V172, 172MFP) ), 32173 group (M32173F2VFP), 32174 groups (M32174F3VFP, M32174F4VFP), 32176 groups (M32176F2VFP, M32176F2VWG, M32176F2TFP, M32176F2TWG, M32176F3VFP, M32176F3VWG, M32176F3TFP, M32176F3TWG, M32176F4VFP, M32176F4VWG, M32176F4TFP, M32176F4TWG), 32180 groups (M32180F8TFP, M32180F8UFP , M32180F8VFP), 32182 group (M32182F3TFP, M32182F3UFP, 32182F3VFP, M32182F8TFP, M32182F8UFP, M32182F8VFP), and M32R / I series.
次にベイジアンネットワーク近似処理装置1に於ける処理の流れについて、図2のフローチャート図及び図1のシステム構成図を用いて詳細に説明する。
Next, the processing flow in the Bayesian network
ベイジアンネットワーク近似処理装置1で用いる、少なくとも一以上の経験レコード11は予め設定されているものとする。
It is assumed that at least one
まずベイジアンネットワーク近似処理装置1は、感度データの入力を感度データ入力受付手段2で受け付け、それをデータ記憶手段6に記憶する(S100)。この際に入力を受け付ける感度データの一例を図5(a1)から図5(a3)に示す。図5(a1)及び図5(a2)では感度データを対称に設定した場合であり、図5(a3)では感度データを非対称に設定した場合の一例である。
First, the Bayesian network
感度データは、上述したように、フィールドの類似度が、全体の類似度にどの程度影響するかを示したものである。例えばフィールドAの感度データをフィールドBの感度データの2倍に設定した場合、フィールドAの方が有効度が高くなるので、フィールドAの類似度の方がフィールドBよりも重要であるという指定をすることとなる。このような感度データの設定をすることによって、値があまり変動しないフィールドを強調したり、値が大きく変動するフィールドを弱めたりすることにも利用可能である。一方、感度データの裾野を図5(a2)のように広く設定することによって、フィールドが完全に同一でなくても有効であるという指定をすることも出来る。これはノイズ成分の多いデータの場合に、変動を吸収することが出来る点で有効である。又、図5(a3)に示したように、感度データを非対称に設定した場合には、例えば図5(a3)のような場合には、入力レコード10が経験レコード11側よりも大きければ有効であるとして設定することも出来る。
As described above, the sensitivity data indicates how much the field similarity affects the overall similarity. For example, when the sensitivity data of field A is set to twice the sensitivity data of field B, the effectiveness of field A is higher, so the designation that the similarity of field A is more important than field B is specified. Will be. By setting such sensitivity data, it can be used to emphasize a field whose value does not fluctuate very much or to weaken a field whose value fluctuates greatly. On the other hand, by setting the base of the sensitivity data widely as shown in FIG. 5 (a2), it is possible to specify that the fields are effective even if they are not completely the same. This is effective in that fluctuations can be absorbed in the case of data with a lot of noise components. Also, as shown in FIG. 5 (a3), when sensitivity data is set asymmetrically, for example, as shown in FIG. 5 (a3), it is effective if the
尚、感度データは重み付けであるので、どのような数値基準(例えば負数)であっても良い。 Since the sensitivity data is weighted, any numerical standard (for example, a negative number) may be used.
次に、経験レコード11の分類を行う為の、有効度基準データの入力を有効度基準データ入力受付手段3で受け付け、それをデータ記憶手段6に記憶する(S110)。有効度基準データの一例を図5(b)に示す。 Next, the validity reference data input for classifying the experience records 11 is received by the validity reference data input receiving means 3, and stored in the data storage means 6 (S110). An example of the effectiveness standard data is shown in FIG.
尚、S100及びS110の感度データ、有効度基準データの入力受付についてはどちらが先であっても良い。 It should be noted that either the sensitivity data in S100 or S110 and the input of validity standard data may be received first.
感度データ、有効度基準データの入力を受け付けた後、ベイジアンネットワーク近似処理装置1は、センサー等のベイジアンネットワーク近似処理装置1の外部から取得した入力レコード10を、入力レコード入力受付手段4で受け付け、これをデータ記憶手段6に記憶する(S120)。
After accepting the input of sensitivity data and validity standard data, the Bayesian network
図5(c)に入力レコード10の一例を、図5(d)に経験レコード11の一例を示す。図5(c)の例では、入力レコード10が温度データを表す場合であって、「〜20℃を値0」、「20℃〜30℃を値1」、「30℃〜40℃を値2」、「40℃〜を値3」として表現しており、更に値0をとる確率は20%、値1をとる確率は70%、値2をとる確率は10%、値3をとる確率は0%を示している。又、図5(d)の例では、経験レコード11として温度と湿度と風速の関係を示しており、「値が0になる確率は、温度が20%、湿度が0%、風速が90%」、「値が1になる確率は、温度が70%、湿度が10%、風速が10%」、「値が2になる確率は、温度が10%、湿度が20%、風速が0%」、「値が3になる確率は、温度が0%、湿度が70%、風速が0%」となることを示している。
FIG. 5C shows an example of the
経験レコード入力受付手段5は各経験レコード11を一つずつ取得し(S130)、有効度演算手段7に対して、取得した経験レコード11を一つずつ送出する。そして有効度演算手段7は、データ記憶手段6に記憶している入力レコード10と感度データとを取得し、経験レコード11のフィールドと入力レコード10のフィールドとを比較し、このフィールドの有効度の数値を計算する(S140)。
The experience record input receiving means 5 acquires each
具体的には、取得した経験レコード11のフィールドに対応する入力レコード10のフィールドとその感度データとを各々乗算し、それら各要素の乗算した結果を加算することで、フィールド毎に計算した有効度を計算し、各経験レコード11に対する有効度を計算する。即ち数1の処理を行うこととなる。
例えば経験レコード11のフィールドfが{20,80,0,0}であって、その経験レコード11のフィールドfに対応する入力レコード10のフィールドfが{0,100,0,0}であって、更に感度データ(=s[f][NI][NI])が、
s[f][0]={100,20,0,0}
s[f][1]={20,100,20,0}
s[f][2]={0,20,100,20}
s[f][3]={0,0,20,100}
であったとすると、その有効度は各要素毎及び感度データの対応するデータを乗算したものを加算することになるので(即ち各要素毎に、入力レコード10のフィールド×経験レコード11のフィールド×感度データ、を行い、その結果を全て加算する)、(20×0×100)+(80×0×20)+(0×0×0)+(0×0×0)+(20×100×20)+(80×100×100)+(0×100×20)+(0×100×0)+(20×0×0)+(80×0×20)+(0×0×100)+(0×0×20)+(20×0×0)+(80×0×0)+(0×0×20)+(0×0×100)=840000となる。
For example, the field f of the
s [f] [0] = {100, 20, 0, 0}
s [f] [1] = {20, 100, 20, 0}
s [f] [2] = {0, 20, 100, 20}
s [f] [3] = {0, 0, 20, 100}
Therefore, the effectiveness is added by multiplying the corresponding data of each element and sensitivity data (that is, for each element, the field of the
又、経験レコード11のフィールドfが{20,80,0,0}であって、その経験レコード11のフィールドfに対応する入力レコード10のフィールドfが{20,80,0,0}であって、感度データが上述と同様である場合の有効度は、(20×20×100)+(80×20×20)+(0×20×0)+(0×20×0)+(20×80×20)+(80×80×100)+(0×80×20)+(0×80×0)+(20×0×0)+(80×0×20)+(0×0×100)+(0×0×20)+(20×0×0)+(80×0×0)+(0×0×20)+(0×0×100)=744000となる。
The field f of the
上述で各フィールド毎に有効度が計算できたので、経験レコード11に対する有効度を計算する為に、その合計値を各フィールド毎に加算することとなる。例えば上述の例の場合、S140で得られた各フィールドに対する有効度を加算する。従って、この場合の有効度は840000+744000=1584000となる。
Since the effectiveness can be calculated for each field as described above, in order to calculate the effectiveness for the
このように数1で計算した各経験レコード11の有効度を、有効度分類手段8が、S110で入力を受け付けた有効度基準データ毎に分類を行い、最も高い有効度基準データに該当する経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を出力データ12とする(S150)。当該有効度基準データに複数の経験レコード11が分類された場合には、そこに分類された各経験レコード11に於ける出力値フィールドの平均値を計算し、出力データとする。
In this way, the effectiveness classification means 8 classifies the effectiveness of each
上述の図5(b)に示した有効度基準データの場合(これが最も高い有効度基準データであるとする)、上述の有効度は1584000であることから、基準は「0」となり、この経験レコード11が最も高い(この場合は経験レコード11が一つなので、常にこの経験レコード11の出力値フィールドの値)ので、この経験レコード11の出力値フィールドを出力値として出力手段9に送出する。
In the case of the effectiveness standard data shown in FIG. 5B (assuming that this is the highest validity standard data), since the above-mentioned validity is 1584000, the standard is “0”, and this experience Since the
S140及びS150に於ける処理を、図24にコンピュータ言語の一つであるC言語を用いて表記する。尚、ベイジアンネットワーク近似処理装置1を制御チップ等のハードウェアとして実現する場合には、この処理がハードウェア資源上で実現されていることは言うまでもない。
The processing in S140 and S150 is represented in FIG. 24 using C language which is one of computer languages. Needless to say, when the Bayesian network
S150で有効度分類手段8が処理した出力データ12を、有効度分類手段8は出力手段9に送出し、出力手段9が出力値として、出力データ12を出力する(S160)。
The effectiveness classification means 8 sends the
次に具体的な例を用いてベイジアンネットワーク近似処理装置1の処理の流れを説明する。尚、ベイジアンネットワーク近似処理装置1で処理するモデルとして故障予測とし、入力されるのは油温と油量の2つであるとする。即ち入力レコード10として油温と油量の2つがあり、出力されるのは故障予測にかかる出力データ12である。
Next, a processing flow of the Bayesian network
油温フィールドは図6(a)に示すように、「〜20℃の時には値0」、「20℃〜40℃の時には値1」、「40℃〜60℃の時には値2」、「60℃〜の時には値3」の4値を取るフィールドとし、油量フィールドは図6(b)に示すように、「800ml〜の時には値0」、「600ml〜800mlの時には値1」、「400ml〜600mlの時には値2」、「〜400mlの時には値3」を取るフィールドとする。ここでは、説明を容易にする為に、値が大きければ異常であるように割り当てたが、任意に割り当てて良い。又、故障予測フィールドは図6(c)に示すように、「正常の時には値0」、「注意の時には値1」、「要点検の時には値2」、「非常停止の時には値3」を取るフィールドとする。
As shown in FIG. 6 (a), the oil temperature field is “
更に経験レコード11として、過去の入力レコード10と、その事象の時に出力して欲しい出力値フィールドを設定しておく。この例では図7(a)から図7(e)の5つの経験レコード11がある場合を説明する。図7(a)では事象が正常時の場合の入力レコード10とその出力値フィールドからなる経験レコード11のサンプル、図7(b)では事象が注意時の場合の入力レコード10とその出力値フィールドからなる経験レコード11のサンプル1、図7(c)では事象が注意時の場合の入力レコード10とその出力値フィールドからなる経験レコード11のサンプル2、図7(d)では事象が要点検時の場合の入力レコード10とその出力値フィールドからなる経験レコード11のサンプル、図7(e)では事象が非常停止時の場合の入力レコード10とその出力値フィールドからなる経験レコード11のサンプル、の場合である。
Further, as the
ベイジアンネットワーク近似処理装置1は、図8に示す油温フィールドの感度データと油量フィールドの感度データとを、ベイジアンネットワーク近似処理装置1の感度データ入力受付手段2で受け付け、それをデータ記憶手段6に記憶する(S100)。
The Bayesian network
次に、ベイジアンネットワーク近似処理装置1の有効度基準データ入力受付手段3は、図9に示すデータを有する有効度基準データの入力を受け付け、それをデータ記憶手段6に記憶する(S110)。
Next, the validity criterion data
感度データ、有効度基準データの入力を受け付けた後、本実施例では油温と油量から装置の故障予測を行うので、ベイジアンネットワーク近似処理装置1は、油温を検知する油温センサーと油量を検知する油量センサーで取得した、図10に示す入力レコード10を入力レコード入力受付手段4で入力を受け付け、それをデータ記憶手段6に記憶する(S120)。
After receiving the input of the sensitivity data and the effectiveness reference data, the failure prediction of the apparatus is performed from the oil temperature and the oil amount in the present embodiment. Therefore, the Bayesian network
次に経験レコード入力受付手段5は、各経験レコード11を一つずつ取得し(S130)、有効度演算手段7に対して、取得した経験レコード11を一つずつ送出する。そして有効度演算手段7は、データ記憶手段6に記憶している入力レコード10と感度データとを取得する。そして有効度演算手段7は、経験レコード11毎に、入力レコード10と各経験レコード11とについてフィールド毎に与えられた感度データで重み付けを行った乗算の合計をそれぞれの有効度として計算する(即ち数1を計算する)(S140)。
Next, the experience record input receiving means 5 acquires each
そして有効度分類手段8は、有効度演算手段7で計算した有効度に基づいて、経験レコード11毎の有効度を有効度基準データ毎に分類し、高い有効度基準データ(好適には最も高い有効度基準データ)に分類された経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を、出力手段9で出力する出力データ12とする(S150)。もし最も高い有効度基準データに分類された経験レコード11が複数あった場合には、そこに分類された経験レコード11の出力値フィールドの平均値を出力データ12とする。尚、S140及びS150の処理について、C言語で表現すると図24のように表現できる。
And the effectiveness classification means 8 classifies the effectiveness for each
S140及びS150の処理を実施例2の具体例に当てはめると下記のような計算となる。 When the processes of S140 and S150 are applied to the specific example of the second embodiment, the following calculation is performed.
まず入力レコード10と経験レコード11Aとの比較を行い有効度を有効度演算手段7で計算すると、図11のように油温フィールドの有効度、油量フィールドの有効度が計算できる。この場合、油温フィールドの有効度は680000となり、油量フィールドの有効度は300000となる。従って経験レコード11Aとの比較を行った場合の有効度は980000となる。この経験レコード11Aの場合の有効度をデータ記憶手段6に記憶する。
First, when the
入力レコード10と経験レコード11Bとの比較を行い有効度を有効度演算手段7で計算すると、図12のように油温フィールドの有効度、油量フィールドの有効度が計算できる。この場合、油温フィールドの有効度は680000となり、油量フィールドの有効度は50000となる。従って経験レコード11Bとの比較を行った場合の有効度は730000となる。この経験レコード11Bの場合の有効度をデータ記憶手段6に記憶する。
When the
入力レコード10と経験レコード11Cとの比較を行い有効度を有効度演算手段7で計算すると、図13のように油温フィールドの有効度、油量フィールドの有効度が計算できる。この場合、油温フィールドの有効度は320000となり、油量フィールドの有効度は300000となる。従って経験レコード11Cとの比較を行った場合の有効度は620000となる。この経験レコード11Cの場合の有効度をデータ記憶手段6に記憶する。
When the
入力レコード10と経験レコード11Dとの比較を行い有効度を有効度演算手段7で計算すると、図14のように油温フィールドの有効度、油量フィールドの有効度が計算できる。この場合、油温フィールドの有効度は320000となり、油量フィールドの有効度は50000となる。従って経験レコード11Dとの比較を行った場合の有効度は370000となる。この経験レコード11Dの場合の有効度をデータ記憶手段6に記憶する。
When the
入力レコード10と経験レコード11Eとの比較を行い有効度を有効度演算手段7で計算すると、図15のように油温フィールドの有効度、油量フィールドの有効度が計算できる。この場合、油温フィールドの有効度は40000となり、油量フィールドの有効度は300000となる。従って経験レコード11Eとの比較を行った場合の有効度は340000となる。この経験レコード11Eの場合の有効度をデータ記憶手段6に記憶する。
When the
このように各経験レコード11Aから経験レコード11Eの有効度と、S110で入力を受け付けた有効度基準データとを、有効度分類手段8がデータ記憶手段6から抽出し、有効度分類手段8が有効度基準データ毎に分類し、最も高い有効度基準データに分類された経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を、出力手段9に出力データ12として送出する(S150)。ここでは最も高い有効度基準データに分類された経験レコード11は一つなので、出力値フィールドの平均値は計算しなくても良い。
Thus, the effectiveness classification means 8 extracts the validity of the experience record 11E from each experience record 11A and the validity reference data received in S110 from the data storage means 6, and the effectiveness classification means 8 is effective. The data is classified for each degree reference data, and the value of the output value field in the
従って上述の場合、経験レコード11Aの有効度は980000であることから、有効度基準データの値2(800001〜1000000)に該当する。 Therefore, in the above-mentioned case, since the effectiveness of the experience record 11A is 980000, it corresponds to the value 2 (800001 to 1000000) of the effectiveness reference data.
経験レコード11Bの有効度は730000であることから、有効度基準データの値3(600001〜800000)に該当する。 Since the validity of the experience record 11B is 730000, it corresponds to the value 3 (600001 to 800000) of the validity standard data.
そして経験レコード11Cの有効度は620000であることから、経験レコード11Bと同様に有効度基準データの値3(600001〜800000)に該当する。 And since the effectiveness of the experience record 11C is 620000, it corresponds to the value 3 (600001 to 800000) of the effectiveness reference data in the same manner as the experience record 11B.
経験レコード11Dの有効度は370000であることから、有効度基準データの値5(200001〜400000)に該当する。 Since the effectiveness of the experience record 11D is 370000, it corresponds to the value 5 (20,0001 to 400000) of the effectiveness reference data.
経験レコード11Eの有効度は340000であることから、経験レコード11Dと同様に有効度基準データの値5(200001〜400000)に該当する。 Since the validity of the experience record 11E is 340000, it corresponds to the value 5 (20,0001 to 400000) of the validity reference data as in the experience record 11D.
上述のように有効度基準データ毎に分類されたものを模式的に図16に示す。そうすると最も高い有効度基準データに分類されたのが、基準値「2」の経験レコード11Aなので、この経験レコード11Aに於ける出力値フィールド(図7(a)に於ける経験レコード11の故障予測の値)の値を参照すると、「100,0,0,0」である。そして基準値「2」に分類された経験レコード11はこれだけなので、出力データ12の値も「100,0,0,0」となる。従って有効度分類手段8は出力手段9で出力する出力データ12として「100,0,0,0」を出力手段9に送出する。
FIG. 16 schematically shows what is classified for each validity criterion data as described above. Then, since it is the experience record 11A of the reference value “2” that is classified into the highest validity reference data, the failure value of the
出力手段9は、有効度分類手段8から出力データ12「100,0,0,0」を受信すると、それを出力する。従って、現在の出力結果としては、正常時であると判断できる。
When the output means 9 receives the
次に経験データ、感度データ、有効度基準データは実施例2と同様であって(即ち、経験データが図7、感度データが図8、有効度基準データが図9)、入力レコード入力受付手段4で受け付け(S120)、データ記憶手段6に記憶した入力レコード10が図17に示す場合であったとする。尚、S100、S110は実施例2と同様となる。
Next, experience data, sensitivity data, and effectiveness standard data are the same as in the second embodiment (that is, experience data is FIG. 7, sensitivity data is FIG. 8, validity standard data is FIG. 9), and input record input acceptance means Assume that the
実施例2と同様に、経験レコード入力受付手段5は、各経験レコード11を一つずつ取得し(S130)、有効度演算手段7に対して、取得した経験レコード11を一つずつ送出する。そして有効度演算手段7は、データ記憶手段6に記憶している入力レコード10と感度データとを取得する。有効度演算手段7は、経験レコード11毎に、入力レコード10と各経験レコード11とについてフィールド毎に与えられた感度データで重み付けを行った乗算の合計をそれぞれの有効度として計算する(即ち数1を計算する)(S140)。
Similarly to the second embodiment, the experience record
そして有効度分類手段8は、有効度演算手段7で計算した有効度に基づいて、経験レコード11毎の有効度を有効度基準データ毎に分類し、最も高い有効度基準データに分類された経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を、出力手段9で出力する出力データとする(S150)。もし最も高い有効度基準データに分類された経験レコード11が複数あった場合には、そこに分類された経験レコード11に於ける出力値フィールドの平均値を計算し、出力データ12とする。
The effectiveness classification means 8 classifies the effectiveness for each
S140及びS150の処理を実施例3の具体例に当てはめると下記のような計算となる。 When the processes of S140 and S150 are applied to the specific example of the third embodiment, the following calculation is performed.
まず入力レコード10と経験レコード11Aとの比較を行い有効度を有効度演算手段7で計算すると、図18のように油温フィールドの有効度、油量フィールドの有効度が計算できる。この場合、油温フィールドの有効度は320000となり、油量フィールドの有効度は20000となる。従って経験レコード11Aとの比較を行った場合の有効度は340000となる。この経験レコード11Aの場合の有効度をデータ記憶手段6に記憶する。
First, when the
入力レコード10と経験レコード11Bとの比較を行い有効度を有効度演算手段7で計算すると、図19のように油温フィールドの有効度、油量フィールドの有効度が計算できる。この場合、油温フィールドの有効度は320000となり、油量フィールドの有効度は340000となる。従って経験レコード11Bとの比較を行った場合の有効度は660000となる。この経験レコード11Bの場合の有効度をデータ記憶手段6に記憶する。
When the
入力レコード10と経験レコード11Cとの比較を行い有効度を有効度演算手段7で計算すると、図20のように油温フィールドの有効度、油量フィールドの有効度が計算できる。この場合、油温フィールドの有効度は680000となり、油量フィールドの有効度は160000となる。従って経験レコード11Cとの比較を行った場合の有効度は840000となる。この経験レコード11Cの場合の有効度をデータ記憶手段6に記憶する。
When the
入力レコード10と経験レコード11Dとの比較を行い有効度を有効度演算手段7で計算すると、図21のように油温フィールドの有効度、油量フィールドの有効度が計算できる。この場合、油温フィールドの有効度は680000となり、油量フィールドの有効度は34000となる。従って経験レコード11Dとの比較を行った場合の有効度は1020000となる。この経験レコード11Dの場合の有効度をデータ記憶手段6に記憶する。
When the
入力レコード10と経験レコード11Eとの比較を行い有効度を有効度演算手段7で計算すると、図22のように油温フィールドの有効度、油量フィールドの有効度が計算できる。この場合、油温フィールドの有効度は320000となり、油量フィールドの有効度は20000となる。従って経験レコード11Eとの比較を行った場合の有効度は340000となる。この経験レコード11Eの場合の有効度をデータ記憶手段6に記憶する。
When the
このように各経験レコード11Aから経験レコード11Eの有効度と、S110で入力を受け付けた有効度基準データとを、有効度分類手段8がデータ記憶手段6から抽出し、有効度分類手段8が有効度基準データ毎に分類し、最も高い有効度基準データに分類された経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を、出力手段9に出力データ12として送出する(S150)。ここでは最も高い有効度基準データに分類された経験レコード11は一つなので、出力値フィールドの平均値は計算しなくても良い。
Thus, the effectiveness classification means 8 extracts the validity of the experience record 11E from each experience record 11A and the validity reference data received in S110 from the data storage means 6, and the effectiveness classification means 8 is effective. The data is classified for each degree reference data, and the value of the output value field in the
従って上述の場合、経験レコード11Aの有効度は340000であることから、有効度基準データの値5(0〜200000)に該当する。 Therefore, in the above-described case, the validity of the experience record 11A is 340000, which corresponds to the value 5 (0 to 200000) of the validity reference data.
経験レコード11Bの有効度は660000であることから、有効度基準データの値3(600001〜800000)に該当する。 Since the effectiveness of the experience record 11B is 660000, it corresponds to the value 3 (600001 to 800000) of the effectiveness reference data.
そして経験レコード11Cの有効度は840000であることから、有効度基準データの値2(800001〜1000000)に該当する。 Since the validity of the experience record 11C is 840000, it corresponds to the value 2 (800001 to 1000000) of the validity reference data.
経験レコード11Dの有効度は1020000であることから、有効度基準データの値1(1000001〜1200000)に該当する。 Since the effectiveness of the experience record 11D is 1020000, it corresponds to the value 1 (1000001 to 1200000) of the effectiveness reference data.
経験レコード11Eの有効度は340000であることから、経験レコード11Aと同様に有効度基準データの値5(200001〜400000)に該当する。 Since the validity of the experience record 11E is 340000, it corresponds to the value 5 (20,0001 to 400000) of the validity reference data as in the experience record 11A.
上述のように有効度基準データ毎に分類されたものを模式的に図23に示す。そうすると最も高い有効度基準データに分類されたのが、基準値「1」の経験レコード11Dなので、この経験レコード11Dに於ける出力値フィールド(図7(d)に於ける経験レコード11の故障予測の値)の値を参照すると、「0,0,100,0」である。そして基準値「1」に分類された経験レコード11はこれだけなので、出力データ12の値も「0,0,100,0」となる。従って有効度分類手段8は出力手段9で出力する出力データとして「0,0,100,0」を出力手段9に送出する。
FIG. 23 schematically shows the data classified for each validity standard data as described above. Then, since it is the experience record 11D of the reference value “1” that is classified into the highest validity reference data, the failure value of the
出力手段9は、有効度分類手段8から出力データ12「0,0,100,0」を受信すると、それを出力する。従って、現在の出力結果としては、要点検時であると判断できる。
When the output means 9 receives the
ベイジアンネットワーク近似処理装置1に於いて、有効度分類手段8は、有効度演算手段7で計算した有効度を有効度基準データ毎に分類し、最も高い有効度基準データに属する複数の経験レコード11のうち、最も高い有効度の経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を出力データ12として、出力手段9に送出しても良い。
In the Bayesian network
又、有効度分類手段8は、有効度演算手段7で計算した有効度を有効度基準データ毎に分類し、最も高い有効度基準データに属する複数の経験レコード11のうち、任意の経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を出力データ12として、出力手段9に送出しても良い。
Moreover, the effectiveness classification means 8 classifies the effectiveness calculated by the effectiveness calculation means 7 for each validity reference data, and among the plurality of
更に、有効度分類手段8は、有効度演算手段7で計算した有効度を有効度基準データ毎に分類し、最も高い有効度基準データに属する複数の経験レコード11のうち、予め定められた上位n個の経験レコード11に於ける出力値フィールドの値の平均値を出力データ12として、出力手段9に送出しても良い。
Furthermore, the effectiveness classification means 8 classifies the effectiveness calculated by the effectiveness calculation means 7 for each validity reference data, and among the plurality of
次に、ベイジアンネットワーク近似処理装置1に、有効度基準データ入力受付手段3を設けない場合を図25に示す。この場合、有効度分類手段8以外の処理は実施例1から実施例4と同様である。従って図2に於いてS110の処理も不要となる。
Next, FIG. 25 shows a case where the effectiveness standard data input receiving means 3 is not provided in the Bayesian network
この実施例の場合、有効度演算手段7で計算した有効度に基づいて、有効度分類手段8は、有効度演算手段7で計算した有効度のソーティング(並べ替え)を行い、最も高い有効度の経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を(好適には最も高い有効度基準に分類された経験レコード11に於ける出力値フィールドの値を)出力データ12として、出力手段9に送出する手段となる。
In this embodiment, based on the effectiveness calculated by the effectiveness calculation means 7, the effectiveness classification means 8 performs sorting (rearrangement) of the effectiveness calculated by the effectiveness calculation means 7, and the highest effectiveness is obtained. The value of the output value field in the
又、有効度分類手段8は、最も高い有効度を有する経験レコード11の出力値フィールドの値を用いずとも、予め定められた上位n個に該当する有効度を有する経験レコード11の出力値フィールドの値の平均値を出力データ12としても良いし、上位n個のうちいずれかの経験レコード11の出力値フィールドの値を出力データ12としても良い。更に、出力データ12が複数あってもよい場合には、上位n個の経験レコード11の出力値フィールドの値を各々出力データ12としても良い。
Further, the effectiveness classification means 8 does not use the value of the output value field of the
上述したように、実施例1から実施例5に於いて出力データ12を生成する際に更に、各経験レコード10の出力値フィールドを、その経験レコード11の有効度によって、重み付けした平均値としても良い。
As described above, when the
具体的には、経験レコード11rの出力値フィールドをxo[r]、有効度演算手段7で計算したその経験レコード11の有効度をval[r]で示す場合、有効度分類手段8は、Σ(xo[r]×val[r])÷Σ(val[r])を計算し、出力データ12とする。そして有効度分類手段8は、その出力データ12を出力手段9に送信し、出力手段9で当該出力データ12を出力する。
Specifically, when the output value field of the experience record 11r is indicated by xo [r] and the effectiveness of the
このように有効度に更に重み付けを行うことによって、有効度の高い経験レコード11を重視しつつ、有効度がそれほど高くない経験レコード11も取りいれた出力データ12を得ることが出来る。
By further weighting the effectiveness as described above, it is possible to obtain the
又、有効度そのものではなく、有効度の2乗を使って重み平均を計算しても良い。これにより、有効度が特に高い経験レコード11を重視した出力データ12を得ることが出来る。
Also, the weighted average may be calculated using the square of the effectiveness instead of the effectiveness itself. Thereby, it is possible to obtain the
本発明に於ける各手段は、その機能が論理的に区別されているのみであって、物理上あるいは事実上は同一の領域を為していても良い。 Each means in the present invention is only logically distinguished in function, and may be physically or practically the same area.
尚、本発明を実施するにあたり本実施態様の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録した記憶媒体をシステムに供給し、そのシステムのコンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムを読み出し実行することによって実現されることは当然である。 In implementing the present invention, a storage medium storing a software program for realizing the functions of this embodiment is supplied to the system, and the computer of the system reads and executes the program stored in the storage medium. Of course.
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム自体が前記した実施態様の機能を実現することとなり、そのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を当然のことながら構成することになる。 In this case, the program itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program naturally constitutes the present invention.
又、HDLのような回路設計言語を用いることによって、プログラム可能なLSIに、本発明のベイジアンネットワーク近似処理装置1の各機能を書き込んで動作させても良い。例えばFPGAと呼ばれる(Field Programmable Gate Array)プログラム可能なロジック・デバイスに、HDLのような回路設計言語で記述したベイジアンネットワーク近似処理装置1の各機能を書き込んで、計算を行わせる。
Further, by using a circuit design language such as HDL, each function of the Bayesian network
プログラムを供給する為の記憶媒体としては、例えば磁気ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を使用することができる。 As a storage medium for supplying the program, for example, a magnetic disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, or the like can be used.
更に、プログラムを記憶媒体に記憶するのみならず、ネットワークからダウンロードして取得することによっても良い。 Furthermore, the program may be downloaded and acquired from a network as well as stored in a storage medium.
又、コンピュータが読み出したプログラムを実行することにより、上述した実施態様の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステムなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前記した実施態様の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。 Further, by executing the program read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an operating system running on the computer is one of the actual processes based on the instructions of the program. It goes without saying that the case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the processing and the processing thereof is also included.
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる不揮発性あるいは揮発性の記憶手段に書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、機能拡張ボードあるいは機能拡張ユニットに備わる演算処理装置などが実際の処理の一部あるいは全部を行い、その処理により前記した実施態様の機能が実現される場合も含まれることは当然である。
Furthermore, after the program read from the storage medium is written in the nonvolatile or volatile storage means provided in the function expansion board inserted into the computer or the function expansion unit connected to the computer, the program is instructed. On the basis of the above, it is natural that the arithmetic processing device or the like provided in the function expansion board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
本発明によって、ベイジアンネットワークの際に従来は必須であった各事象の全ての値を要素とするテーブルの作成が不要となる。本発明では、一部の値のみを有するテーブル(経験レコード)から類似する経験レコードを抽出するので、従来よりもリソースを必要としない。従って小規模なハードウェア資源であっても、ベイジアンネットワークの近似処理が可能となる。 According to the present invention, it is not necessary to create a table having all values of each event as elements in the Bayesian network. In the present invention, since similar experience records are extracted from a table (experience record) having only some values, resources are not required as compared with the conventional case. Therefore, the Bayesian network approximation processing can be performed even with a small hardware resource.
又、従来はテーブル生成に時間がかかる為、最新の経験を直ちに反映させることが困難であったが、本発明では、テーブルを使用しない為、最新の経験を直ちに反映させることが可能となる。 Conventionally, since it takes time to generate a table, it is difficult to immediately reflect the latest experience. However, in the present invention, since the table is not used, it is possible to immediately reflect the latest experience.
更にハードウェア化にあたっては、SDRAM(Synchronous DRAM)のバースト転送(1回のアドレス指定で複数のデータをまとめて連続的に転送する方法)に適合しているので、高速処理の効果が得られる。つまり、バースト転送を行うSDRAMの場合、メモリにアドレスを送ると一定時間経過してからデータが連続的に返ってくるという動作が可能であり、連続したアドレスであれば、2つ目以降のデータは待ち時間なしに受け取れるので、高速処理を可能としている。そして本発明は、バースト転送に同期して演算を行えるように設計されていることから、データが一つ入力される毎にその場で演算を行いメモリの読み込みにかかる時間だけで演算が完了することから、高速処理が実現可能となる。
Furthermore, since the hardware is adapted to SDRAM (Synchronous DRAM) burst transfer (a method of transferring a plurality of data continuously by one address designation), an effect of high-speed processing can be obtained. In other words, in the case of an SDRAM that performs burst transfer, it is possible to perform an operation in which data is continuously returned after an elapse of a certain time when an address is sent to the memory. Can be received without waiting time, enabling high-speed processing. Since the present invention is designed so that the operation can be performed in synchronization with the burst transfer, the operation is performed on the spot each time one piece of data is input, and the operation is completed only in the time required for reading the memory. Therefore, high-speed processing can be realized.
1:ベイジアンネットワーク近似処理装置
2:感度データ入力受付手段
3:有効度基準データ入力受付手段
4:入力レコード入力受付手段
5:経験レコード入力受付手段
6:データ記憶手段
7:有効度演算手段
8:有効度分類手段
9:出力手段
10:入力レコード
11:経験レコード
12:出力データ
1: Bayesian network approximation processing device 2: Sensitivity data input reception means 3: Effectiveness reference data input reception means 4: Input record input reception means 5: Experience record input reception means 6: Data storage means 7: Effectiveness calculation means 8: Effectiveness classification means 9: Output means 10: Input record 11: Experience record 12: Output data
Claims (23)
各フィールドに対する重み付けを与えるデータである感度データの入力を受け付ける感度データ入力受付手段と、
有効度基準データの入力を受け付ける有効度基準データ入力受付手段と、
前記ベイジアンネットワーク近似処理装置の外部で取得された入力レコードの入力を受け付ける入力レコード入力受付手段と、
予め設定された、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置への入力値フィールドとそれに対する出力値フィールドとからなる経験レコードを取得する経験レコード入力受付手段と、
前記経験レコード毎に、前記入力レコードと前記経験レコードについて、それらのフィールド毎に与えられた感度データで重み付けを行った乗算の合計を、各経験レコードに対する有効度として計算する有効度演算手段と、
前記経験レコードを前記有効度基準データに基づいて、前記有効度で分類し、分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの値から出力データを計算する有効度分類手段と、
前記有効度分類手段から前記出力データを受信し出力する出力手段と、
からなることを特徴とするベイジアンネットワーク近似処理装置。 A Bayesian network approximation processing device that performs Bayesian network approximation processing,
Sensitivity data input accepting means for accepting input of sensitivity data, which is data giving weights to each field;
Effectiveness reference data input receiving means for receiving the input of the validity reference data;
An input record input receiving means for receiving an input record acquired outside the Bayesian network approximation processing device;
Experience record input receiving means for acquiring an experience record consisting of an input value field to the Bayesian network approximation processing device and an output value field corresponding thereto, which is set in advance,
Effectiveness calculating means for calculating, for each experience record, the sum of multiplications weighted by the sensitivity data given for each field for the input record and the experience record, as the effectiveness for each experience record;
An effectiveness classification means for classifying the experience records by the effectiveness based on the effectiveness reference data and calculating output data from the value of the output value field in the classified experience records;
Output means for receiving and outputting the output data from the effectiveness classification means;
A Bayesian network approximation processing device comprising:
各フィールドに対する重み付けを与えるデータである感度データの入力を受け付ける感度データ入力受付手段と、
有効度基準データの入力を受け付ける有効度基準データ入力受付手段と、
前記ベイジアンネットワーク近似処理装置の外部で取得された入力レコードの入力を受け付ける入力レコード入力受付手段と、
予め設定された、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置への入力値フィールドとそれに対する出力値フィールドとからなる経験レコードを取得する経験レコード入力受付手段と、
NFを前記経験レコードに於ける入力値フィールドの数、NIを前記入力値フィールドの要素数とすると、数1に基づいて前記経験レコード毎の有効度を計算する有効度演算手段と、
前記経験レコードを前記有効度基準データに基づいて、前記有効度で分類し、分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの値から出力データを計算する有効度分類手段と、
前記有効度分類手段から前記出力データを受信し出力する出力手段と、
からなることを特徴とするベイジアンネットワーク近似処理装置。
Sensitivity data input accepting means for accepting input of sensitivity data, which is data giving weights to each field;
Effectiveness reference data input receiving means for receiving the input of the validity reference data;
An input record input receiving means for receiving an input record acquired outside the Bayesian network approximation processing device;
Experience record input receiving means for acquiring an experience record consisting of an input value field to the Bayesian network approximation processing device and an output value field corresponding thereto, which is set in advance,
Effectiveness calculating means for calculating the effectiveness of each experience record based on Equation 1, where NF is the number of input value fields in the experience record and NI is the number of elements of the input value field;
An effectiveness classification means for classifying the experience records by the effectiveness based on the effectiveness reference data and calculating output data from the value of the output value field in the classified experience records;
Output means for receiving and outputting the output data from the effectiveness classification means;
A Bayesian network approximation processing device comprising:
前記有効度演算手段で計算した有効度が前記有効度基準データよりも高い経験レコードに於ける出力値フィールドの平均値を、前記出力データとする、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
The average value of the output value field in the experience record in which the effectiveness calculated by the effectiveness calculation means is higher than the effectiveness reference data is used as the output data.
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 1, wherein the Bayesian network approximation processing apparatus is provided.
前記有効度演算手段で計算した有効度が前記有効度基準データよりも高く、且つ、予め定められた上位n番目までに該当する経験レコードに於ける出力値フィールドの平均値を、前記出力データとする、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
The effectiveness calculated by the effectiveness calculation means is higher than the effectiveness reference data, and the average value of the output value field in the experience record corresponding to the upper nth predetermined is defined as the output data. To
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 1, wherein the Bayesian network approximation processing apparatus is provided.
前記有効度演算手段で計算した有効度に基づいて前記経験レコードを前記有効度基準データ毎に分類し、最も高い有効度基準に分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、前記出力データとする、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
Based on the effectiveness calculated by the effectiveness calculation means, the experience record is classified for each effectiveness criterion data, and the value of the output value field in the experience record classified as the highest effectiveness criterion is the output Data
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 1, wherein the Bayesian network approximation processing apparatus is provided.
前記最も高い有効度基準データに分類された経験レコードが複数ある場合には、そこに分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの平均値を、前記出力データとする、
ことを特徴とする請求項5に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
When there are a plurality of experience records classified into the highest effectiveness criteria data, the average value of the output value field in the experience records classified there is used as the output data.
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 5.
前記最も高い有効度基準データに分類された経験レコードが複数ある場合には、そこに分類された経験レコードのうち、最も高い有効度の経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、前記出力データとする、
ことを特徴とする請求項5に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
If there are a plurality of experience records classified as the highest effectiveness reference data, the value of the output value field in the experience record with the highest effectiveness among the experience records classified there is used as the output data. And
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 5.
前記最も高い有効度基準データに分類された経験レコードが複数ある場合には、そこに分類された経験レコードのうち、任意の経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、前記出力データとする、
ことを特徴とする請求項5に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
When there are a plurality of experience records classified into the highest effectiveness criteria data, among the experience records classified there, the value of the output value field in any experience record is the output data,
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 5.
少なくとも、前記感度データ、前記有効度基準データ、前記入力レコードを記憶するデータ記憶手段を有しており、
前記有効度演算手段は、前記計算した各経験レコードの有効度を前記データ記憶手段に記憶し、
前記有効度分類手段は、前記有効度基準データ毎に前記経験レコードを分類する際に、前記データ記憶手段に記憶した各有効度を取得した後に前記経験レコードの分類を行う、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The Bayesian network approximation processing device is:
At least the sensitivity data, the effectiveness reference data, and a data storage means for storing the input record,
The effectiveness calculation means stores the calculated effectiveness of each experience record in the data storage means,
The effectiveness classification means classifies the experience records after obtaining each validity stored in the data storage means when classifying the experience records for each validity reference data.
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 1, wherein the Bayesian network approximation processing apparatus is provided.
各フィールドに対する重み付けを与えるデータである感度データの入力を受け付ける感度データ入力受付手段と、
前記ベイジアンネットワーク近似処理装置の外部で取得された入力レコードの入力を受け付ける入力レコード入力受付手段と、
予め設定された、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置への入力値フィールドとそれに対する出力値フィールドとからなる経験レコードを取得する経験レコード入力受付手段と、
前記経験レコード毎に、前記入力レコードと前記経験レコードについて、それらのフィールド毎に与えられた感度データで重み付けを行った乗算の合計を、各経験レコードに対する有効度として計算する有効度演算手段と、
前記経験レコードを予め定められた基準に基づいて前記有効度で分類し、分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの値から出力データを計算する有効度分類手段と、
前記有効度分類手段から前記出力データを受信し出力する出力手段と、
からなることを特徴とするベイジアンネットワーク近似処理装置。 A Bayesian network approximation processing device that performs Bayesian network approximation processing,
Sensitivity data input accepting means for accepting input of sensitivity data, which is data giving weights to each field;
An input record input receiving means for receiving an input record acquired outside the Bayesian network approximation processing device;
Experience record input receiving means for acquiring an experience record consisting of an input value field to the Bayesian network approximation processing device and an output value field corresponding thereto, which is set in advance,
Effectiveness calculating means for calculating, for each experience record, the sum of multiplications weighted with the sensitivity data given for each field for the input record and the experience record, as the effectiveness for each experience record;
The effectiveness classification means for classifying the experience record by the effectiveness based on a predetermined criterion, and calculating output data from the value of the output value field in the classified experience record;
Output means for receiving and outputting the output data from the effectiveness classification means;
A Bayesian network approximation processing device comprising:
各フィールドに対する重み付けを与えるデータである感度データの入力を受け付ける感度データ入力受付手段と、
前記ベイジアンネットワーク近似処理装置の外部で取得された入力レコードの入力を受け付ける入力レコード入力受付手段と、
予め設定された、前記ベイジアンネットワーク近似処理装置への入力値フィールドとそれに対する出力値フィールドとからなる経験レコードを取得する経験レコード入力受付手段と、
NFを前記経験レコードに於ける入力値フィールドの数、NIを前記入力値フィールドの要素数とすると、数1に基づいて前記経験レコード毎の有効度を計算する有効度演算手段と、
前記経験レコードを予め定められた基準に基づいて前記有効度で分類し、分類された経験レコードに於ける出力値フィールドの値から出力データを計算する有効度分類手段と、
前記有効度分類手段から前記出力データを受信し出力する出力手段と、
からなることを特徴とするベイジアンネットワーク近似処理装置。
Sensitivity data input accepting means for accepting input of sensitivity data which is data giving weights to each field;
An input record input receiving means for receiving an input of an input record acquired outside the Bayesian network approximation processing device;
Experience record input receiving means for acquiring an experience record composed of an input value field to the Bayesian network approximation processing device and an output value field corresponding thereto, which is set in advance,
Effectiveness calculating means for calculating the effectiveness for each experience record based on Equation 1, where NF is the number of input value fields in the experience record and NI is the number of elements in the input value field;
An effectiveness classification means for classifying the experience records by the effectiveness based on a predetermined criterion, and calculating output data from the value of the output value field in the classified experience records;
Output means for receiving and outputting the output data from the effectiveness classification means;
A Bayesian network approximation processing device comprising:
前記有効度のソーティングを行い、最も高い有効度である経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、出力データとする、
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
The effectiveness is sorted, and the value of the output value field in the experience record having the highest effectiveness is set as output data.
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that:
前記有効度のソーティングを行い、予め定められた上位n番目までに該当する経験レコードに於ける出力値フィールドの平均値を、出力データとする、
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
The effectiveness is sorted, and the average value of the output value field in the experience record corresponding to the upper nth predetermined is set as output data.
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that:
前記有効度のソーティングを行い、予め定められた上位n番目までに該当する経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、各々出力データとする、
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
The effectiveness sorting is performed, and the values of the output value fields in the experience records corresponding to the upper nth predetermined are set as output data, respectively.
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that:
予め定められた上位n番目までに該当する経験レコードのうち、任意の経験レコードに於ける出力値フィールドの値を、出力データとする、
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
Out of the experience records corresponding to the top n defined in advance, the value of the output value field in any experience record is the output data.
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that:
前記出力値フィールドの値に対して、選択した経験レコードの有効度を重み付けし、その重み付け後の有効度の平均値を、出力データとする、
ことを特徴とする請求項12から請求項15のいずれかに記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The effectiveness classification means includes:
For the value of the output value field, the effectiveness of the selected experience record is weighted, and the average value of the effectiveness after the weighting is set as output data.
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 12, wherein the Bayesian network approximation processing apparatus is provided.
少なくとも、前記感度データ、前記入力レコードを記憶するデータ記憶手段を有しており、
前記有効度演算手段は、前記計算した各経験レコードの有効度を前記データ記憶手段に記憶し、
前記有効度分類手段は、前記経験レコードを分類する際に、前記データ記憶手段に記憶した各有効度を取得した後に前記経験レコードの分類を行う、
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The Bayesian network approximation processing device is:
Having at least data storage means for storing the sensitivity data and the input record;
The effectiveness calculation means stores the calculated effectiveness of each experience record in the data storage means,
The effectiveness classification means classifies the experience records after obtaining each validity stored in the data storage means when classifying the experience records.
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項10又は請求項11のいずれかに記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The probability distribution of each field is an integer array.
The Bayesian network approximation processing apparatus according to any one of claims 1, 2, 10, and 11.
制御チップに回路として組み込まれている
ことを特徴とする請求項1から請求項18のいずれかに記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The Bayesian network approximation processing device is:
The Bayesian network approximation processing device according to claim 1, wherein the Bayesian network approximation processing device is incorporated in the control chip as a circuit.
組み込みCPUに対する外付けのコプロセッサに組み込まれている
ことを特徴とする請求項1から請求項18のいずれかに記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The Bayesian network approximation processing device is:
19. The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 1, wherein the Bayesian network approximation processing apparatus is incorporated in an external coprocessor for an embedded CPU.
拡張ボードのハードウェアとして組み込まれている
ことを特徴とする請求項1から請求項18のいずれかに記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The Bayesian network approximation processing device is:
19. The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 1, wherein the Bayesian network approximation processing apparatus is incorporated as hardware of an expansion board.
移動端末にマイクロコントローラとして内蔵されている
ことを特徴とする請求項1から請求項18のいずれかに記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。 The Bayesian network approximation processing device is:
The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is built in a mobile terminal as a microcontroller.
小規模制御装置に組み込まれている
ことを特徴とする請求項1から請求項18のいずれかに記載のベイジアンネットワーク近似処理装置。
The Bayesian network approximation processing device is:
19. The Bayesian network approximation processing apparatus according to claim 1, wherein the Bayesian network approximation processing apparatus is incorporated in a small-scale control apparatus.
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