JP2008293199A - Bayesian network information processing device and bayesian network information processing program - Google Patents

Bayesian network information processing device and bayesian network information processing program Download PDF

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健司 小島
Saori Kurata
早織 倉田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily set up conditional probability for random variable assigned to a node of Bayesian network information. <P>SOLUTION: A parameter setting part 6 inputs the structure information for the Bayesian network information, in which multiple parent nodes exist to one child node, by input operation to a structure input part 2, and sets up, by the input operation to a setting information input part 3, a prior probability to the node not having the parent node, upper and lower limit values for the conditional probability with respect to the child node having the parent node, and degree of contribution which is the degree of influence of each of the parent nodes to the child node existent to one child node by the input operation to the setting information input part 3. Based on the structure information, the prior probability value, the upper and the lower limit values and the degree of the contribution, a parameter calculation part 12 of a parameter setting part 6 calculates the conditional probability which is the parameter for the child node. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ベイジアンネットワーク情報に関する情報処理を行なうベイジアンネットワーク情報処理装置およびベイジアンネットワーク情報処理プログラムに関する。   The present invention relates to a Bayesian network information processing apparatus and a Bayesian network information processing program that perform information processing related to Bayesian network information.

従来、確率変数間の因果関係をモデル化した情報の一つとしてベイジアンネットワーク情報がある。具体的には、ベイジアンネットワーク情報は有向グラフのノードに確率変数を割り当てて、確率変数間の因果関係の有無をノード間の矢印により表現し、因果関係の強さを各ノードに割り当てられた確率変数の条件付確率で表現する。つまりベイジアンネットワーク情報では確率変数間の因果関係をベイジアンネットワーク情報上の構造情報と確率情報であるパラメータとで表現している(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, Bayesian network information is one type of information that models causal relationships between random variables. Specifically, Bayesian network information assigns random variables to the nodes of the directed graph, expresses the presence or absence of causal relationships between the random variables by arrows between the nodes, and the random variables assigned the strength of the causal relationship to each node It is expressed by the conditional probability of. That is, in the Bayesian network information, the causal relationship between random variables is expressed by structural information on the Bayesian network information and parameters that are probability information (see, for example, Patent Document 1).

また、ベイジアンネットワーク情報では、確率変数間の静的な因果関係を表現するだけでなく、あるノードの事象、つまり確率変数の値が確定した場合における他の確率変数がとるそれぞれの値の発生確率を求める確率的推論といった動的な因果関係の表現も可能である。   In addition, Bayesian network information not only represents the static causal relationship between random variables, but also the occurrence probability of each value taken by other random variables when the event of a certain node, that is, the value of the random variable is fixed. It is also possible to express dynamic causal relationships such as probabilistic reasoning to find

ベイジアンネットワーク情報は、このような技術を用いることで、確率変数間の因果関係が有向グラフにより表現されるため、確率変数間の因果関係を人間が直感的に把握し易いという利点がある。
特開2005−107747号公報
By using such a technique, Bayesian network information has an advantage that it is easy for a human to intuitively understand the causal relationship between random variables because the causal relationship between random variables is expressed by a directed graph.
JP 2005-107747 A

前述したベイジアンネットワーク情報を有識者の主観に基づき構築する場合、有識者から対象領域に対する知識を効果的に引き出し、ベイジアンネットワーク情報の構造とパラメータを決定する必要があった。これに関し、パラメータである条件付確率の値を有識者に直接尋ねる、あるいは有識者が直接設定することは、有識者が確率論に精通していない場合には難しい。また、ベイジアンネットワーク情報の規模が大きくなればなるほど、この設定には手間がかかる。   When constructing the Bayesian network information described above based on the subjectivity of an expert, it is necessary to effectively extract knowledge about the target area from the expert and determine the structure and parameters of the Bayesian network information. In this regard, it is difficult for an expert to directly ask or set the value of a conditional probability that is a parameter if the expert is not familiar with probability theory. In addition, the larger the scale of the Bayesian network information, the more time is required for this setting.

そこで、本発明の目的は、ベイジアンネットワーク情報のノードに割り当てられた確率変数の条件付確率を容易に設定することが可能になるベイジアンネットワーク情報処理装置およびベイジアンネットワーク情報処理プログラムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a Bayesian network information processing apparatus and a Bayesian network information processing program capable of easily setting a conditional probability of a random variable assigned to a node of Bayesian network information. .

すなわち、本発明に係わるベイジアンネットワーク情報処理装置は、2つの値を取るベイジアンネットワーク情報の確率変数が対応付けられた複数のノードおよび当該複数のノードを親ノードとし、2つの値を取るベイジアンネットワーク情報の確率変数が対応付けられた単一の子ノードからなる構造情報を入力し、この入力した構造情報の親ノードの事前確率値、子ノードの条件付確率の上下限値および親ノードの子ノードへの相対的な寄与度を設定し、これらをもとにして子ノードの条件付確率を計算することを特徴とする。   That is, the Bayesian network information processing apparatus according to the present invention includes a plurality of nodes associated with random variables of Bayesian network information taking two values, and Bayesian network information taking two values using the plurality of nodes as parent nodes. Input the structure information consisting of a single child node associated with the random variable of the parent, the prior probability value of the parent node of the input structure information, the upper and lower limit values of the conditional probability of the child node, and the child node of the parent node Relative contribution degree is set, and conditional probabilities of child nodes are calculated based on these.

本発明によれば、ベイジアンネットワーク情報のノードに割り当てられた確率変数の条件付確率を容易に設定することができる。   According to the present invention, it is possible to easily set a conditional probability of a random variable assigned to a node of Bayesian network information.

以下図面により本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置の一例を示すブロック図である。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a Bayesian network information parameter setting device according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置1は、構造入力部2、設定情報入力部3、出力表示部4、記憶装置5、パラメータ設定部6を備える。   As shown in FIG. 1, a Bayesian network information parameter setting device 1 according to a first embodiment of the present invention includes a structure input unit 2, a setting information input unit 3, an output display unit 4, a storage device 5, and a parameter setting unit. 6 is provided.

構造入力部2や設定情報入力部3は例えばキーボードやマウスである。このうち、構造入力部2は、パラメータの設定対象となるベイジアンネットワーク情報の構造の入力を受け付ける構造情報入力手段を有する。また、設定情報入力部3は、パラメータの設定を行うための情報の入力を受け付ける確率情報入力手段、相対比入力手段、条件付確率第1入力手段および確率第2入力手段を有する。   The structure input unit 2 and the setting information input unit 3 are, for example, a keyboard and a mouse. Among these, the structure input unit 2 includes a structure information input unit that receives an input of the structure of Bayesian network information that is a parameter setting target. The setting information input unit 3 includes a probability information input unit that receives input of information for setting parameters, a relative ratio input unit, a conditional probability first input unit, and a probability second input unit.

出力表示部4は、例えばベイジアンネットワーク情報の構造やパラメータに関する情報を表示するディスプレイ装置などである。   The output display unit 4 is, for example, a display device that displays information on the structure and parameters of Bayesian network information.

記憶装置5はハードディスクドライブや不揮発性メモリなどの記憶媒体であり、パラメータ設定部6による実行対象の制御用プログラムを記憶する。また、記憶装置5はワークメモリとしても機能する。   The storage device 5 is a storage medium such as a hard disk drive or a non-volatile memory, and stores a control program to be executed by the parameter setting unit 6. The storage device 5 also functions as a work memory.

パラメータ設定部6は、構造入力部2および設定情報入力部3からの入力情報に基づきベイジアンネットワーク情報のパラメータを設定する。   The parameter setting unit 6 sets parameters of Bayesian network information based on the input information from the structure input unit 2 and the setting information input unit 3.

また、パラメータ設定部6は、構造分析部11とパラメータ計算部12を有する。構造分析部11は、入力されたベイジアンネットワーク情報の構造を分析し、後に述べる図3に示すようなサブネットワークへの変換を行う分解手段である。パラメータ計算部12は、ベイジアンネットワーク情報のパラメータを計算する計算手段である。   The parameter setting unit 6 includes a structure analysis unit 11 and a parameter calculation unit 12. The structure analysis unit 11 is a decomposing unit that analyzes the structure of the input Bayesian network information and performs conversion into a subnetwork as shown in FIG. The parameter calculation unit 12 is calculation means for calculating parameters of Bayesian network information.

次に、ベイジアンネットワーク情報の概要について説明する。ベイジアンネットワーク情報は、ノードに確率変数を対応させて、確率変数間の因果関係をノード間の矢印とノードに付与された条件付確率で表現する。つまり、ベイジアンネットワーク情報はノードと当該ノード間の矢印により表現される「構造情報」と、ベイジアンネットワーク情報上の各ノードに付与された条件付確率である「パラメータ」により構成される。   Next, an overview of Bayesian network information will be described. The Bayesian network information associates a random variable with a node, and expresses a causal relationship between the random variables with an arrow between the nodes and a conditional probability given to the node. That is, the Bayesian network information includes “structure information” expressed by a node and an arrow between the nodes, and “parameter” that is a conditional probability given to each node on the Bayesian network information.

図2は、ベイジアンネットワーク情報の一例で、各種身体症状とインフルエンザの因果関係を示す図である。
図2に示したベイジアンネットワーク情報では、「頭痛」、「腹痛」、「発熱」といった各種の身体症状と「インフルエンザ」という病気との因果関係を示したベイジアンネットワーク情報である。このベイジアンネットワーク情報におけるそれぞれのノードには身体症状の有無やインフルエンザの発症の有無といった事象を示す確率変数が割り当てられる。確率変数とは確率にもとづいて異なる値をとる変数である。
FIG. 2 is an example of Bayesian network information, showing the causal relationship between various physical symptoms and influenza.
The Bayesian network information shown in FIG. 2 is Bayesian network information that shows the causal relationship between various physical symptoms such as “headache”, “abdominal pain”, and “fever” and the disease “flu”. Each node in the Bayesian network information is assigned a random variable indicating an event such as the presence or absence of a physical symptom or the presence or absence of influenza. A random variable is a variable that takes different values based on the probability.

具体的には、図2に示したベイジアンネットワーク情報では4つのノードが示されている。1つ目のノードは頭痛、2つ目のノードは腹痛、3つ目のノードは発熱、4つ目のノードはインフルエンザ、の確率変数を示している。1つ目乃至3つ目のノードの確率変数の値は「有」および「無」の何れかであり、4つ目のノードの確率変数の値は「Yes」および「No」の何れかである。「有」や「YES」は確率変数に対応する身体症状や病気を発症していることを意味し、「無」や「No」は確率変数に対応する身体症状や病気を発症していないことを意味する。   Specifically, four nodes are shown in the Bayesian network information shown in FIG. The first node shows a random variable of headache, the second node has abdominal pain, the third node has fever, and the fourth node has influenza. The value of the random variable of the first to third nodes is either “Yes” or “No”, and the value of the random variable of the fourth node is either “Yes” or “No”. is there. “Yes” or “YES” means that a physical symptom or illness corresponding to a random variable has developed, and “No” or “No” means that a physical symptom or illness corresponding to a random variable has not occurred. Means.

更にこのベイジアンネットワーク情報では、確率変数間の因果関係の有無を矢印の接続により表現し、因果関係の強さをノードに付与した条件付確率により表現している。ここで、Pr(A=a)という表記は確率変数Aがaという値をとる確率を意味する。このようなモデル化を行なうことで確率変数間の静的な関係を表現できる。また、このベイジアンネットワーク情報中のあるノードに対して確率変数の値が明確になった場合に他の確率変数のとる値の発生確率を推論する確率的推論も可能である。   Further, in this Bayesian network information, the presence or absence of a causal relationship between random variables is expressed by connection of arrows, and the strength of the causal relationship is expressed by a conditional probability given to a node. Here, the notation Pr (A = a) means the probability that the random variable A takes the value a. By performing such modeling, a static relationship between random variables can be expressed. In addition, when the value of a random variable becomes clear for a certain node in the Bayesian network information, probabilistic inference is possible in which the occurrence probability of the value taken by another random variable is inferred.

図2に示した1つ目乃至3つ目のノードは矢印に沿って4つ目のノードと接続されている。これは、前述した4つ目のノードの確率変数がある値をとる確率が、1つ目のノードの確率変数がとる値、2つ目のノードの確率変数がとる値および3つ目のノードの確率変数がとる値に依存していることを意味する。このような場合、1つ目乃至3つ目のノードは4つ目のノードの親ノードであり、4つ目のノードは1つ目乃至3つ目のノードの子ノードであると呼称することができる。
つまり、一方のノードから他方のノードに向けて矢印が存在する場合、この2ノード間では前述した一方のノードを親ノード、他方のノードを子ノードと呼ぶ。
The first to third nodes shown in FIG. 2 are connected to the fourth node along the arrow. This is because the probability that the random variable of the fourth node takes a certain value is the value that the random variable of the first node takes, the value that the random variable of the second node takes, and the third node Means that it depends on the value taken by the random variable. In such a case, the first to third nodes are called parent nodes of the fourth node, and the fourth node is called a child node of the first to third nodes. Can do.
That is, when there is an arrow from one node to the other node, between the two nodes, the aforementioned one node is called a parent node and the other node is called a child node.

図2に示したベイジアンネットワーク情報では、頭痛を発症する確率Pr(頭痛=有)は0.1であり、頭痛を発症しない確率Pr(頭痛=無)は0.9である。
また、腹痛を発症する確率Pr(腹痛=有)は0.05であり、腹痛を発症しない確率Pr(腹痛=無)は0.95である。発熱を発症する確率Pr(発熱=有)は0.03であり、発熱を発症しない確率Pr(発熱=無)は0.97である。
In the Bayesian network information shown in FIG. 2, the probability Pr (headache = present) of developing a headache is 0.1, and the probability Pr (headache = none) of not developing a headache is 0.9.
Further, the probability Pr (abdominal pain = present) of developing abdominal pain is 0.05, and the probability Pr (abdominal pain = no) of not developing abdominal pain is 0.95. The probability Pr of developing fever (fever = present) is 0.03, and the probability Pr of not generating fever (fever = none) is 0.97.

また、図2に示したように、頭痛、腹痛および発熱の症状が全てみられる場合にインフルエンザを発症する確率Pr(インフルエンザ=Yes|頭痛=有,腹痛=有,発熱=有)は0.9であり、頭痛、腹痛および発熱の症状が全てみられない場合にインフルエンザを発症しない確率Pr(インフルエンザ=No|頭痛=無,腹痛=無,発熱=無)は0.99である。   Further, as shown in FIG. 2, the probability Pr of developing influenza when all symptoms of headache, abdominal pain and fever are observed (influenza = Yes | headache = yes, abdominal pain = yes, fever = yes) is 0.9. The probability Pr (influenza = No | headache = no, abdominal pain = no, fever = no) of not developing influenza when no symptoms of headache, abdominal pain and fever are observed is 0.99.

次に、ベイジアンネットワーク情報で用いる記法について説明する。以下の説明では、ノード名は確率変数を兼ねているものとする。例えばノードAは確率変数がAであるノードを意味する。また、確率変数Aは定義域としてA={a,a,…,a}をとるものとする。定義域で示される値は確率変数が確率にしたがってとる値である。例えば、確率変数Aがある命題の真偽を表現している場合には、定義域の値の数は2となり、a=¬aが成り立つ。a=¬aはaの否定がaと等しいことを意味する。 Next, the notation used in Bayesian network information will be described. In the following description, it is assumed that the node name also serves as a random variable. For example, node A means a node whose random variable is A. The random variable A is assumed to take A = {a 1 , a 2 ,..., A P } as a domain. The value shown in the domain is the value that the random variable takes according to the probability. For example, when the probability variable A represents the truth of a proposition, the number of domain values is 2, and a 1 = ¬a 2 holds. a 1 = ¬a 2 means that negation of a 2 is equal to a 1 .

また、ΣPr(A)と確率変数Aが上記の定義域のそれぞれの値をとる確率との関係は以下の式(1)で示される。
ΣPr(A)
=Pr(A=a)+Pr(A=a)+…+Pr(A=a)=1 …式(1)
なお、本実施形態では、定義域として2つの値をとる確率変数のみを扱うものとする。
Further, the relationship between Σ A Pr (A) and the probability that the random variable A takes each value in the above-described domain is expressed by the following formula (1).
Σ A Pr (A)
= Pr (A = a 1 ) + Pr (A = a 2 ) +... + Pr (A = a P ) = 1 (1)
In the present embodiment, only a random variable having two values as a domain is handled.

図3は、ベイジアンネットワーク情報における親ノードと子ノードとの関係の第1の例を示す図である。
図3に示した例では、ノードP、ノードP、ノードP、…ノードPがノードCの親ノードとなっている。
ノードP,P,…Pの事前確率がPr(P),Pr(P),…,Pr(P)である場合、つまりノードP,P,…Pがもつ確率変数P,P,…Pがそれぞれある値をとった場合にノードCの確率変数Cがある値をとる条件付確率はPr(C|P,P,…,P)となる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a first example of a relationship between a parent node and a child node in Bayesian network information.
In the example illustrated in FIG. 3, the node P 1 , the node P 2 , the node P 3 ,..., The node P n are the parent nodes of the node C.
Node P 1, P 2, ... P n prior probability of Pr (P 1), Pr ( P 2), ..., if a Pr (P n), i.e. the node P 1, P 2, ... with the P n When the random variables P 1 , P 2 ,... P n take a certain value, the conditional probability that the random variable C of the node C takes a certain value is Pr (C | P 1 , P 2 ,..., P n ). It becomes.

本実施形態では、これらのパラメータを設定することを目的としている。本実施形態で扱う確率変数は2値であるので、ここでは便宜的に確率変数C={1,0},確率変数P={1,0}と考え、確率変数C=1の生起確率を上げるものをP=1、下げるものをP=0とする。つまり、以下の式(2)が成り立つ。 The purpose of this embodiment is to set these parameters. Since the random variable handled in this embodiment is binary, it is assumed here that the random variable C = {1, 0} and the random variable P i = {1,0] for convenience, and the occurrence probability of the random variable C = 1. Those that increase are set to P i = 1, and those that increase are set to P i = 0. That is, the following formula (2) is established.

Pr(C=1|P=p,P=p,…,P=1,…,P=p
>Pr(C=1|P=p,P=p,…,P=0,…,P=p) …式(2)
ただし、式(2)の右辺と左辺においてP以外の確率変数は固定とする。
Pr (C = 1 | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ,..., P i = 1,..., P n = p n )
> Pr (C = 1 | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ,..., P i = 0,..., P n = p n ) (2)
However, random variables other than P i are fixed on the right and left sides of Equation (2).

図4は、ベイジアンネットワーク情報の親ノードと子ノードとの関係の第2の例を示す図である。図5は、ベイジアンネットワーク情報の親ノードと子ノードとの関係の第2の例における親ノードと子ノードとの組を区分した例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a second example of a relationship between a parent node and a child node in Bayesian network information. FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which a set of a parent node and a child node in a second example of the relationship between the parent node and the child node in the Bayesian network information is divided.

図4に示した例では、ノード「1」、ノード「2」、ノード「3」はノード「4」の親ノードである。また、ノード「2」はノード「3」の親ノードである。また、ノード「3」、ノード「4」はノード「5」の親ノードである。また、ノード「5」はノード「6」の親ノードである。また、ノード「6」はノード「7」の親ノードである。また、ノード「7」はノード「8」の親ノードである。また、ノード「7」はノード「9」の親ノードである。また、ノード「9」、ノード「11」はノード「10」の親ノードである。   In the example illustrated in FIG. 4, the node “1”, the node “2”, and the node “3” are parent nodes of the node “4”. Node “2” is a parent node of node “3”. Nodes “3” and “4” are parent nodes of node “5”. Node “5” is a parent node of node “6”. Node “6” is a parent node of node “7”. Node “7” is a parent node of node “8”. Node “7” is a parent node of node “9”. Nodes “9” and “11” are parent nodes of node “10”.

ベイジアンネットワーク情報全体に対してパラメータ設定を行うには、図5に示すような複数の親ノードと1つの子ノードからなるサブネットワークに対しパラメータ設定を行い、それをネットワーク全体に対して繰り返し適用する。
例えば、ベイジアンネットワーク情報の構造が図4に示した構造である場合には、点線で囲んでいる部分を図5に示したような独立した複数のサブネットワークに分解し、それぞれのサブネットワークについてパラメータ設定を行なえば良い。
In order to perform parameter setting for the entire Bayesian network information, parameter setting is performed for a sub-network composed of a plurality of parent nodes and one child node as shown in FIG. 5, and this is repeatedly applied to the entire network. .
For example, when the structure of the Bayesian network information is the structure shown in FIG. 4, the portion surrounded by the dotted line is decomposed into a plurality of independent sub-networks as shown in FIG. You only need to make settings.

次に、図1に示した構成のベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置の動作について説明する。図6は、本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。
図7は、本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の一例を示す図である。
まず、パラメータ設定部6は、構造入力部2への入力操作により図7に示した構造のベイジアンネットワーク情報が入力されると、この情報を記憶装置5に記憶する(ステップS1)。本実施形態では、1つの子ノードに対して存在する親ノードが複数であるとする。
そして、パラメータ設定部6は、設定情報入力部3に対する入力操作により、親ノードを持たないノードに対して事前確率を設定する。
図7に示した例では、親ノードを持たないノードとしてノードP,P,Pが存在する。よって、パラメータ設定部6は、設定情報入力部3に対する入力操作により、それぞれのノードに対して事前確率値Pr(P),Pr(P),Pr(P)を設定する(ステップS2)。
Next, the operation of the Bayesian network information parameter setting device configured as shown in FIG. 1 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the processing operation of the Bayesian network information parameter setting device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of Bayesian network information input by the Bayesian network information parameter setting device according to the first embodiment of the present invention.
First, when the Bayesian network information having the structure shown in FIG. 7 is input by the input operation to the structure input unit 2, the parameter setting unit 6 stores this information in the storage device 5 (step S1). In this embodiment, it is assumed that there are a plurality of parent nodes that exist for one child node.
Then, the parameter setting unit 6 sets a prior probability for a node that does not have a parent node by an input operation on the setting information input unit 3.
In the example shown in FIG. 7, nodes P 1 , P 2 , and P 3 exist as nodes that do not have a parent node. Therefore, the parameter setting unit 6 sets the prior probability values Pr (P 1 ), Pr (P 2 ), and Pr (P 3 ) for each node by an input operation on the setting information input unit 3 (step S2). ).

図8は、本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の親ノードに関わる確率を表形式で示す図である。
図8に示すように、本実施形態では、ノードPの確率変数Pが「1」をとる確率Pr(P=1)は0.8であり、ノードPの確率変数Pが「0」をとる確率Pr(P=0)は0.2である。
また、図8に示すように、本実施形態では、ノードPの確率変数Pが「1」をとる確率Pr(P=1)は0.3であり、ノードPの確率変数Pが「0」をとる確率Pr(P=0)は0.7である。
また、図8に示すように、本実施形態では、ノードPの確率変数Pが「1」をとる確率Pr(P=1)は0.5であり、ノードPの確率変数Pが「0」をとる確率Pr(P=0)は0.5である。
なお、図7に示したノードP,P,Pが更に親ノードを持つ場合には、当該ノードP,P,Pを子ノードとして考えればよい。
FIG. 8 is a diagram showing, in a tabular form, the probabilities related to the parent node of Bayesian network information input by the Bayesian network information parameter setting device according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 8, in this embodiment, the probability random variables P 1 of the node P 1 takes the "1" Pr (P 1 = 1) is 0.8, the random variable P 1 of the node P 1 is The probability Pr (P 1 = 0) of taking “0” is 0.2.
Further, as shown in FIG. 8, in the present embodiment, the node P probability Pr (P 2 = 1) 2 of the random variable P 2 takes the "1" is 0.3, node P 2 of a random variable P The probability Pr (P 2 = 0) that 2 takes “0” is 0.7.
Further, as shown in FIG. 8, in the present embodiment, the node P probability random variables P 3 of 3 takes the "1" Pr (P 3 = 1) is 0.5, the random variable P node P 3 The probability Pr (P 3 = 0) that 3 takes “0” is 0.5.
If the nodes P 1 , P 2 , and P 3 shown in FIG. 7 further have a parent node, the nodes P 1 , P 2 , and P 3 may be considered as child nodes.

次に、パラメータ設定部6は、親ノードを持つ子ノードに対して、当該子ノードに関わる条件付確率Pr(C=1|P,P,…,P)の上下限値つまり、最大値および最小値を設定情報入力部3への入力操作により設定する(ステップS3)。
上限値はすべての条件が良くなった場合、つまりP=1,P=1,…,P=1となった場合の確率であり、下限値はすべての条件が悪い方向に働いた場合、つまりP=0,P=0,…,P=0となった場合の確率である。
Next, the parameter setting unit 6 sets the upper and lower limit values of the conditional probability Pr (C = 1 | P 1 , P 2 ,..., P n ) relating to the child node having the parent node, that is, The maximum value and the minimum value are set by an input operation to the setting information input unit 3 (step S3).
The upper limit value is the probability when all the conditions are improved, that is, when P 1 = 1, P 2 = 1,..., P n = 1, and the lower limit value works in the direction where all the conditions are bad. In other words, P 1 = 0, P 2 = 0,..., P n = 0.

ここで、子ノードをノードCとした場合で、親ノードがノードP,P,…,Pである場合、確率値の上限値Cmaxは以下の式(3)で表され、下限値Cminは以下の式(4)で表される。
max=Pr(C=1|P=1,P=1,…,P=1) …式(3)
min=Pr(C=1|P=0,P=0,…,P=0) …式(4)
上限値Cmaxと下限値Cminの組み合わせは、例えば「Cmax=1、Cmin=0.05」や「Cmax=0.95、Cmin=0.1」である。
Here, when the child node is the node C and the parent node is the nodes P 1 , P 2 ,..., P n , the upper limit value C max of the probability value is expressed by the following equation (3), and the lower limit The value C min is expressed by the following formula (4).
C max = Pr (C = 1 | P 1 = 1, P 2 = 1,..., P n = 1) (3)
C min = Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 0,..., P n = 0) (4)
A combination of the upper limit value C max and the lower limit value C min is, for example, “C max = 1, C min = 0.05” or “C max = 0.95, C min = 0.1”.

図9は、本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置に入力されるベイジアンネットワーク情報の子ノードに関わる確率の上下限値の一例を表形式で示した図である。   FIG. 9 is a table showing an example of the upper and lower limit values of probabilities related to child nodes of Bayesian network information input to the Bayesian network information parameter setting device according to the first embodiment of the present invention.

図9に示すように、本実施形態では、ノードPの確率変数P、ノードPの確率変数PおよびノードPの確率変数Pがいずれも「1」をとる場合に、ノードCの確率変数Cが「1」をとる確率を上限値Cmax=0.95としている。
また、本実施形態では、ノードPの確率変数P、ノードPの確率変数PおよびノードPの確率変数Pがいずれも「0」をとる場合に、ノードCの確率変数Cが「1」をとる確率を下限値Cmin=0.05としている。
上下限値に関しては、子ノードごとに定めても良いし、ベイジアンネットワーク情報全体で同一の値を用いるとしても良い。
As shown in FIG. 9, in the present embodiment, random variables P 1 of the node P 1, random variables P 3 of a random variable P 2 and node P 3 of the node P 2 is to take "1" either, node The probability that the random variable C of C takes “1” is the upper limit value C max = 0.95.
Further, in the present embodiment, the node random variables P 1 of P 1, if the random variable P 3 of a random variable P 2 and node P 3 of the node P 2 is to take a "0" Both, node C of random variables C Is the lower limit C min = 0.05.
The upper and lower limit values may be determined for each child node, or the same value may be used for the entire Bayesian network information.

次に、パラメータ設定部6は、1つの子ノードに対して存在する各親ノードの子ノードへの影響の度合である寄与度を設定情報入力部3への入力操作により設定する(ステップS4)。
寄与度は親ノードの子ノードに与える影響の相対的な比である。親ノードPの子ノードCへの寄与度をRとした場合、すべての親ノードが同じ寄与度を持てば、各親ノードの寄与度は以下の式(5)で表され、親ノードPが他のノードに対して倍の寄与度を持つ場合には、各親ノードの寄与度は以下の式(6)で表される。
:R:…:R=1:1:…:1 …式(5)
:R:…:R=2:1:…:1 …式(6)
図10は、本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の子ノードに対する親ノードの寄与度の一例を示す図である。
図10に示すように、本実施形態では、親ノードPの子ノードCへの寄与度Rを「6」とし、親ノードPの子ノードCへの寄与度Rを「2」とし、親ノードPの子ノードCへの寄与度Rを「1」としている。
Next, the parameter setting unit 6 sets a contribution degree, which is the degree of influence of each parent node existing on one child node, on the input operation to the setting information input unit 3 (step S4). .
The contribution is the relative ratio of the influence of the parent node on the child nodes. When the contribution degree of the parent node P i to the child node C is R i , if all the parent nodes have the same contribution degree, the contribution degree of each parent node is expressed by the following formula (5). If the P 1 has a multiple of the contribution to other nodes, the contribution of each parent node is expressed by the following equation (6).
R 1: R 2: ...: R n = 1: 1: ...: 1 ... formula (5)
R 1: R 2: ...: R n = 2: 1: ...: 1 ... (6)
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a contribution degree of a parent node to a child node of Bayesian network information input by the Bayesian network information parameter setting device according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 10, in this embodiment, the contribution R 1 of the parent node P 1 to the child node C is “6”, and the contribution R 2 of the parent node P 2 to the child node C is “2”. The contribution R 3 of the parent node P 3 to the child node C is “1”.

パラメータ設定部6のパラメータ計算部12は、ステップS1の処理で入力されたベイジアンネットワーク情報の構造情報、ステップS2の処理で入力された事前確率値、ステップS3の処理で入力された上下限値、およびステップS4の処理で入力された寄与度に基づき、以下の式(7)にしたがって、親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、条件付確率が前述した上限値や下限値となる場合以外の組み合わせによる条件付確率Pr(C|P,P,…,P)を計算する(ステップS5)。 The parameter calculation unit 12 of the parameter setting unit 6 includes the structure information of the Bayesian network information input in step S1, the prior probability value input in step S2, the upper and lower limit values input in step S3, Based on the contribution level input in the process of step S4, the conditional probability of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node is expressed by the following equation (7). Conditional probabilities Pr (C | P 1 , P 2 ,..., P n ) based on combinations other than the above-described upper limit value and lower limit value are calculated (step S5).

Pr(C=1|P=p,P=p,…,P=p
=Cmin+Σ(p×T) …式(7)
また、式(7)は以下の式(8)と等しい。
Pr (C = 1 | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ,..., P n = p n )
= C min + Σ i (p i × T i ) (7)
Further, Expression (7) is equal to the following Expression (8).

Pr(C=1|P=p,P=p,…,P=p
=Cmax−Σ{(1−p)×T} …式(8)
また、式(7),式(8)のTは、以下の式(9)で示される。
Pr (C = 1 | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ,..., P n = p n )
= C max −Σ i {(1−p i ) × T i } Equation (8)
Further, T i in the equations (7) and (8) is expressed by the following equation (9).

=(Cmax−Cmin)×R/(Σ) …式(9)
また、ここでは確率変数は2値であるとしているので、以下の式(10)が成り立つ。
T i = (C max −C min ) × R i / (Σ i R i ) (9)
Since the random variable is assumed to be binary here, the following equation (10) is established.

Pr(C=0|P=p,P=p,…,P=p
=1−Pr(C=1|P=p,P=p,…,P=p) …式(10)
図11は、本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の子ノードに関わる条件付確率の一例を表形式で示す図である。
Pr (C = 0 | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ,..., P n = p n )
= 1−Pr (C = 1 | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ,..., P n = p n ) (10)
FIG. 11 is a table showing an example of conditional probabilities related to child nodes of Bayesian network information input by the Bayesian network information parameter setting device according to the first embodiment of the present invention.

パラメータ計算部12は、前述したように親ノードP,P,Pの事前確率値が設定され、上下限値が設定され、寄与度が設定された場合、Tのうち親ノードPに関するTを以下の式(11)に示したように計算する。
=(Cmax−Cmin)×R/(Σ
=(0.95−0.05)×6/9
=0.9×6/9
=0.6 …式(11)
Parameter calculating unit 12 is set prior probability value of the parent node P 1, P 2, P 3 as described above, the upper and lower limit values are set, if the contribution is set, the parent node P of T i the T 1 about 1 computed as shown in equation (11) below.
T 1 = (C max −C min ) × R 1 / (Σ i R i )
= (0.95-0.05) x 6/9
= 0.9 x 6/9
= 0.6 Equation (11)

また、パラメータ計算部12は、Tのうち親ノードPに関するTを以下の式(12)に示したように計算する。
=(Cmax−Cmin)×R/(Σ
=(0.95−0.05)×2/9
=0.9×2/9
=0.2 …式(12)
Further, the parameter calculation unit 12 calculates T 2 related to the parent node P 2 among T i as shown in the following formula (12).
T 2 = (C max −C min ) × R 2 / (Σ i R i )
= (0.95-0.05) x 2/9
= 0.9 x 2/9
= 0.2 Formula (12)

また、パラメータ計算部12は、Tのうち親ノードPに関するTを以下の式(13)に示したように計算する。
=(Cmax−Cmin)×R/(Σ
=(0.95−0.05)×1/9
=0.9×1/9
=0.1 …式(13)
Further, the parameter calculation unit 12 calculates T 3 related to the parent node P 3 among T i as shown in the following formula (13).
T 3 = (C max −C min ) × R 3 / (Σ i R i )
= (0.95-0.05) x 1/9
= 0.9 × 1/9
= 0.1 Formula (13)

そして、パラメータ計算部12は、これら計算したT,T,Tおよび式(7)をもとにして、ノードPの確率変数P、ノードPの確率変数Pがともに「1」をとり、ノードPの確率変数Pが「0」をとる場合にノードCの確率変数Cが「1」をとる確率Pr(C=1|P=1,P=1,P=0)を以下の式(14)に示したように計算する。
Pr(C=1|P=1,P=1,P=0)
=Cmin+Σ(P×T
=0.05+(1×0.6+1×0.2+0×0.1)
=0.05+0.8
=0.85 …式(14)
Then, the parameter calculating unit 12, they calculated T 1, T 2, T 3 and Equation (7) based on the node random variables P 1 of P 1, node P 2 of a random variable P 2 are both " take 1 ", the probability Pr (C = 1 the random variable C of the node C when the random variable P 3 of the node P 3 takes the" 0 "takes" 1 "| P 1 = 1, P 2 = 1, P 3 = 0) is calculated as shown in equation (14) below.
Pr (C = 1 | P 1 = 1, P 2 = 1, P 3 = 0)
= C min + Σ i (P i × T i )
= 0.05 + (1 × 0.6 + 1 × 0.2 + 0 × 0.1)
= 0.05 + 0.8
= 0.85 Formula (14)

また、パラメータ計算部12は、この計算結果および式(10)をもとにして、ノードPの確率変数P、ノードPの確率変数Pがともに「1」をとり、ノードPの確率変数Pが「0」をとる場合にノードCの確率変数Cが「0」をとる確率Pr(C=0|P=1,P=1,P=0)を以下の式(15)に示したように計算する。
Pr(C=0|P=1,P=1,P=0)
=1−Pr(C=1|P=1,P=1,P=0)
=1−0.85
=0.15 …式(15)
The parameter calculation unit 12, the calculation result and equation (10) based on the node P random variables P 1 1, taken together are random variables P 2 nodes P 2 "1", the node P 3 random variable P 3 is a random variable C of the node C when taking "0" is "0" probability Pr taking (C = 0 | P 1 = 1, P 2 = 1, P 3 = 0) the following Calculate as shown in equation (15).
Pr (C = 0 | P 1 = 1, P 2 = 1, P 3 = 0)
= 1-Pr (C = 1 | P 1 = 1, P 2 = 1, P 3 = 0)
= 1-0.85
= 0.15 (15)

また、パラメータ計算部12は、Pr(C=1|P=1,P=1,P=0)をT,T,Tおよび式(8)をもとにして、以下の式(16)に示したように計算することもできる。
Pr(C=1|P=1,P=1,P=0)
=Cmax−Σ{(1−P)×T
=0.95−(0×0.6+0×0.2+1×0.1)
=0.95−0.1
=0.85 …式(16)
Further, the parameter calculation unit 12 calculates Pr (C = 1 | P 1 = 1, P 2 = 1, P 3 = 0) based on T 1 , T 2 , T 3 and Expression (8) below. It can also be calculated as shown in equation (16).
Pr (C = 1 | P 1 = 1, P 2 = 1, P 3 = 0)
= C max −Σ i {(1−P i ) × T i }
= 0.95- (0x0.6 + 0x0.2 + 1x0.1)
= 0.95-0.1
= 0.85 Formula (16)

また、パラメータ計算部12は、前述したように計算したT,T,Tおよび式(7)をもとにして、ノードPの確率変数Pが「1」をとり、ノードPの確率変数Pが「0」をとり、ノードPの確率変数Pが「1」をとる場合にノードCの確率変数Cが「1」をとる確率Pr(C=1|P=1,P=0,P=1)を以下の式(17)に示したように計算する。
Pr(C=1|P=1,P=0,P=1)
=Cmin+Σ(P×T
=0.05+(1×0.6+0×0.2+1×0.1)
=0.05+0.7
=0.75 …式(17)
Further, the parameter calculation unit 12 takes “1” as the random variable P 1 of the node P 1 based on T 1 , T 2 , T 3 and Expression (7) calculated as described above. 2 of a random variable P 2 takes a "0", the node probability Pr (C = 1 the random variable P 3 of P 3 is a random variable C of the node C when taking "1" takes "1" | P 1 = 1, P 2 = 0, P 3 = 1) is calculated as shown in the following equation (17).
Pr (C = 1 | P 1 = 1, P 2 = 0, P 3 = 1)
= C min + Σ i (P i × T i )
= 0.05 + (1 × 0.6 + 0 × 0.2 + 1 × 0.1)
= 0.05 + 0.7
= 0.75 Formula (17)

また、パラメータ計算部12は、この計算結果および式(10)をもとにして、ノードPの確率変数Pが「1」をとり、ノードPの確率変数Pが「0」をとり、ノードPの確率変数Pが「1」をとる場合にノードCの確率変数Cが「0」をとる確率Pr(C=0|P=1,P=0,P=1)を以下の式(18)に示したように計算する。
Pr(C=0|P=1,P=0,P=1)
=1−Pr(C=1|P=1,P=0,P=1)
=1−0.75
=0.25 …式(18)
The parameter calculation unit 12, the calculation result and equation (10) based on the probability variables P 1 of the node P 1 takes a "1", the random variable P 2 of the node P 2 is "0" taken, the node probability random variables C of the node C when the random variable P 3 of P 3 takes the "1" take "0" Pr (C = 0 | P 1 = 1, P 2 = 0, P 3 = 1) is calculated as shown in equation (18) below.
Pr (C = 0 | P 1 = 1, P 2 = 0, P 3 = 1)
= 1-Pr (C = 1 | P 1 = 1, P 2 = 0, P 3 = 1)
= 1-0.75
= 0.25 Formula (18)

また、パラメータ計算部12は、前述したように計算したT,T,Tおよび式(7)をもとにして、ノードPの確率変数Pが「1」をとり、ノードPの確率変数PおよびノードPの確率変数Pがともに「0」をとる場合にノードCの確率変数Cが「1」をとる確率Pr(C=1|P=1,P=0,P=0)を以下の式(19)に示したように計算する。
Pr(C=1|P=1,P=0,P=0)
=Cmin+Σ(P×T
=0.05+(1×0.6+0×0.2+0×0.1)
=0.05+0.6
=0.65 …式(19)
Further, the parameter calculation unit 12 takes “1” as the random variable P 1 of the node P 1 based on T 1 , T 2 , T 3 and Expression (7) calculated as described above. the probability variable C of the node C when the random variable P 3 of the second random variable P 2 and node P 3 are both take "0" takes "1" Pr (C = 1 | P 1 = 1, P 2 = 0, P 3 = 0) is calculated as shown in the following equation (19).
Pr (C = 1 | P 1 = 1, P 2 = 0, P 3 = 0)
= C min + Σ i (P i × T i )
= 0.05 + (1 × 0.6 + 0 × 0.2 + 0 × 0.1)
= 0.05 + 0.6
= 0.65 ... Formula (19)

また、パラメータ計算部12は、この計算結果および式(10)をもとにして、ノードPの確率変数Pが「1」をとり、ノードPの確率変数PおよびノードPの確率変数Pがともに「0」をとる場合にノードCの確率変数Cが「0」をとる確率Pr(C=0|P=1,P=0,P=0)を以下の式(20)に示したように計算する。
Pr(C=0|P=1,P=0,P=0)
=1−Pr(C=1|P=1,P=0,P=0)
=1−0.65
=0.35 …式(20)
The parameter calculation unit 12, the calculation result and equation (10) based on the probability variables P 1 of the node P 1 takes a "1", the node P 2 random variable with P 2 and node P 3 The probability Pr (C = 0 | P 1 = 1, P 2 = 0, P 3 = 0) that the random variable C of the node C takes “0” when both the random variables P 3 take “0” is as follows: Calculate as shown in equation (20).
Pr (C = 0 | P 1 = 1, P 2 = 0, P 3 = 0)
= 1-Pr (C = 1 | P 1 = 1, P 2 = 0, P 3 = 0)
= 1-0.65
= 0.35 ... Formula (20)

また、パラメータ計算部12は、前述したように計算したT,T,Tおよび式(7)をもとにして、ノードPの確率変数Pが「0」をとり、ノードPの確率変数PおよびノードPの確率変数Pがともに「1」をとる場合にノードCの確率変数Cが「1」をとる確率Pr(C=1|P=0,P=1,P=1)を以下の式(21)に示したように計算する。
Pr(C=1|P=0,P=1,P=1)
=Cmin+Σ(P×T
=0.05+(0×0.6+1×0.2+1×0.1)
=0.05+0.3
=0.35 …式(21)
Further, the parameter calculation unit 12 takes “0” as the random variable P 1 of the node P 1 based on T 1 , T 2 , T 3 and Expression (7) calculated as described above. the probability variable C of the node C when the random variable P 3 of the second random variable P 2 and node P 3 are both take "1" takes "1" Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 1, P 3 = 1) is calculated as shown in the following equation (21).
Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 1, P 3 = 1)
= C min + Σ i (P i × T i )
= 0.05 + (0 × 0.6 + 1 × 0.2 + 1 × 0.1)
= 0.05 + 0.3
= 0.35 ... Formula (21)

また、パラメータ計算部12は、この計算結果および式(10)をもとにして、ノードPの確率変数Pが「0」をとり、ノードPの確率変数Pが「0」をとり、ノードPの確率変数Pがともに「1」をとる場合にノードCの確率変数Cが「0」をとる確率Pr(C=0|P=0,P=1,P=1)を以下の式(22)に示したように計算する。
Pr(C=0|P=0,P=1,P=1)
=1−Pr(C=1|P=0,P=1,P=1)
=1−0.35
=0.65 …式(22)
The parameter calculation unit 12, the calculation result and equation (10) based on the probability variables P 1 of the node P 1 takes the "0", the random variable P 2 of the node P 2 is "0" taken, the node P 3 probability random variables C of the node C when the random variable P 3 are both take "1" take "0" Pr (C = 0 | P 1 = 0, P 2 = 1, P 3 = 1) is calculated as shown in equation (22) below.
Pr (C = 0 | P 1 = 0, P 2 = 1, P 3 = 1)
= 1-Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 1, P 3 = 1)
= 1-0.35
= 0.65 ... Formula (22)

また、パラメータ計算部12は、前述したように計算したT,T,Tおよび式(7)をもとにして、ノードPの確率変数Pが「0」をとり、ノードPの確率変数Pが「1」をとり、ノードPの確率変数Pが「0」をとる場合にノードCの確率変数Cが「1」をとる確率Pr(C=1|P=0,P=1,P=0)を以下の式(23)に示したように計算する。
Pr(C=1|P=0,P=1,P=0)
=Cmin+Σ(P×T
=0.05+(0×0.6+1×0.2+0×0.1)
=0.05+0.2
=0.25 …式(23)
Further, the parameter calculation unit 12 takes “0” as the random variable P 1 of the node P 1 based on T 1 , T 2 , T 3 and Expression (7) calculated as described above. 2 of a random variable P 2 takes a "1", the node probability Pr (C = 1 the random variable P 3 of P 3 is a random variable C of the node C when taking "0" takes "1" | P 1 = 0, P 2 = 1, P 3 = 0) as shown in the following equation (23).
Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 1, P 3 = 0)
= C min + Σ i (P i × T i )
= 0.05 + (0 × 0.6 + 1 × 0.2 + 0 × 0.1)
= 0.05 + 0.2
= 0.25 Formula (23)

また、パラメータ計算部12は、この計算結果および式(10)をもとにして、ノードPの確率変数Pが「0」をとり、ノードPの確率変数Pが「1」をとり、ノードPの確率変数Pが「0」をとる場合にノードCの確率変数Cが「0」をとる確率Pr(C=0|P=0,P=1,P=0)を以下の式(24)に示したように計算する。
Pr(C=0|P=0,P=1,P=0)
=1−Pr(C=1|P=0,P=1,P=0)
=1−0.25
=0.75 …式(24)
The parameter calculation unit 12, the calculation result and equation (10) based on the probability variables P 1 of the node P 1 takes the "0", the random variable P 2 of the node P 2 is "1" taken, the probability Pr (C = 0 of the random variable P 3 of the node P 3 has a random variable C of the node C when taking "0" take "0" | P 1 = 0, P 2 = 1, P 3 = 0) is calculated as shown in equation (24) below.
Pr (C = 0 | P 1 = 0, P 2 = 1, P 3 = 0)
= 1-Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 1, P 3 = 0)
= 1-0.25
= 0.75 Formula (24)

また、パラメータ計算部12は、前述したように計算したT,T,Tおよび式(7)をもとにして、ノードPの確率変数PおよびノードPの確率変数Pがともに「0」をとり、ノードPの確率変数Pが「1」をとる場合にノードCの確率変数Cが「1」をとる確率Pr(C=1|P=0,P=0,P=1)を以下の式(25)に示したように計算する。
Pr(C=1|P=0,P=0,P=1)
=Cmin+Σ(P×T
=0.05+(0×0.6+0×0.2+1×0.1)
=0.05+0.1
=0.15 …式(25)
The parameter calculation unit 12, based on T 1 calculated as described above, T 2, T 3 and Equation (7), the node random variable P 2 random variables P 1 and node P 2 of P 1 There are both taken to "0", the node probability random variables C of the node C when the random variable P 3 of P 3 takes the "1" takes "1" Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 0, P 3 = 1) is calculated as shown in the following equation (25).
Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 0, P 3 = 1)
= C min + Σ i (P i × T i )
= 0.05 + (0 × 0.6 + 0 × 0.2 + 1 × 0.1)
= 0.05 + 0.1
= 0.15 Formula (25)

また、パラメータ計算部12は、この計算結果および式(10)をもとにして、ノードPの確率変数PおよびノードPの確率変数Pがともに「0」をとり、ノードPの確率変数Pが「1」をとる場合にノードCの確率変数Cが「0」をとる確率Pr(C=0|P=0,P=0,P=1)を以下の式(26)に示したように計算する。
Pr(C=0|P=0,P=0,P=1)
=1−Pr(C=1|P=0,P=0,P=1)
=1−0.15
=0.85 …式(26)
The parameter calculation unit 12 and the calculation result and equation (10) based on the node P 1 of the random variables P 1 and node P 2 of a random variable P 2 are both take "0", the node P 3 random variable P 3 is "1" the probability variable C of the node C in the case of taking the "0" probability Pr taking (C = 0 | P 1 = 0, P 2 = 0, P 3 = 1) following the Calculate as shown in equation (26).
Pr (C = 0 | P 1 = 0, P 2 = 0, P 3 = 1)
= 1-Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 0, P 3 = 1)
= 1-0.15
= 0.85 Formula (26)

また、パラメータ計算部12は、上限値および式(10)をもとにして、ノードPの確率変数P、ノードPの確率変数PおよびノードPの確率変数Pがいずれも「1」をとる場合にノードCの確率変数Cが「0」をとる確率Pr(C=0|P=1,P=1,P=1)を以下の式(27)に示したように計算する。
Pr(C=0|P=1,P=1,P=1)
=1−Pr(C=1|P=0,P=0,P=1)
=1−0.95
=0.05 …式(27)
The parameter calculation unit 12, the upper limit value and equation (10) based on the probability variables P 1 of the node P 1, any random variable P 3 of a random variable P 2 and node P 3 of the node P 2 is The probability Pr (C = 0 | P 1 = 1, P 2 = 1, P 3 = 1) that the random variable C of the node C takes “0” when “1” is taken is shown in the following equation (27). Calculate as
Pr (C = 0 | P 1 = 1, P 2 = 1, P 3 = 1)
= 1-Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 0, P 3 = 1)
= 1-0.95
= 0.05 Formula (27)

また、パラメータ計算部12は、下限値および式(10)をもとにして、ノードPの確率変数P、ノードPの確率変数PおよびノードPの確率変数Pがいずれも「0」をとる場合にノードCの確率変数Cが「0」をとる確率Pr(C=0|P=0,P=0,P=0)を以下の式(28)に示したように計算する。
Pr(C=0|P=0,P=0,P=0)
=1−Pr(C=1|P=0,P=0,P=0)
=1−0.05
=0.95 …式(28)
The parameter calculation unit 12, the lower limit value and equation (10) based on the probability variables P 1 of the node P 1, any random variable P 3 of a random variable P 2 and node P 3 of the node P 2 is The probability Pr (C = 0 | P 1 = 0, P 2 = 0, P 3 = 0) that the random variable C of the node C takes “0” when taking “0” is shown in the following equation (28). Calculate as
Pr (C = 0 | P 1 = 0, P 2 = 0, P 3 = 0)
= 1-Pr (C = 1 | P 1 = 0, P 2 = 0, P 3 = 0)
= 1-0.05
= 0.95 Formula (28)

以上のように、本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置では、親ノードの事前確率値、子ノードの条件付確率の上下限値および親ノードの子ノードへの相対的な寄与度を設定し、これらをもとにして、子ノードの条件付確率を計算することができる。ただし、このように計算された条件付確率は親ノード間の相関を考慮していない。したがって、実際に適切な運用を行なうためには、この計算された条件付確率を初期値とした上で、有識者の主観や別の情報をもとに当該条件付確率を更新する。   As described above, in the Bayesian network information parameter setting device according to the first embodiment of the present invention, the prior probability value of the parent node, the upper and lower limit values of the conditional probability of the child node, and the relative of the parent node to the child node And the conditional probability of the child node can be calculated based on these. However, the conditional probability calculated in this way does not consider the correlation between the parent nodes. Therefore, in order to actually perform an appropriate operation, the conditional probability is updated based on the subjectivity of the expert or other information after setting the calculated conditional probability as an initial value.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態に係るベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置の構成のうち、図1に示したものと同様の説明は省略する。
前述した第1の実施形態では、ベイジアンネットワーク情報のサブネットワークの親ノード、子ノードがともに2値であるベイジアンネットワーク情報を対象としている。これに対し、第2の実施形態ではサブネットワークの親ノードは2値であるが子ノードが3値以上をとる場合のパラメータ設定方法について述べる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the description similar to what was shown in FIG. 1 among the structures of the Bayesian network information parameter setting apparatus which concerns on each following embodiment is abbreviate | omitted.
In the first embodiment described above, Bayesian network information in which the parent node and the child node of the sub-network of the Bayesian network information are both binary is targeted. On the other hand, in the second embodiment, a parameter setting method in the case where the parent node of the subnetwork is binary but the child node takes three or more values will be described.

図12は、本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の一例を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing an example of Bayesian network information input by the Bayesian network information parameter setting device according to the second embodiment of the present invention.

図12に示した例では、親ノードを持たないノードとしてノードP,Pが存在し、その子ノードとしてノードCが存在する。 In the example shown in FIG. 12, nodes P 1 and P 2 exist as nodes having no parent node, and node C exists as a child node thereof.

図13は、本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置に入力されるベイジアンネットワーク情報の親ノードP,Pの事前確率の値を表形式で示した図である。
図14は、本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置に入力されるベイジアンネットワーク情報の親ノードP,Pの確率変数の値が定まったもとでの子ノードCの確率変数の条件付確率を表形式で示した図である。
FIG. 13 is a diagram showing, in tabular form, values of prior probabilities of parent nodes P 1 and P 2 of Bayesian network information input to the Bayesian network information parameter setting device according to the second embodiment of the present invention. .
FIG. 14 shows the child node C with the values of the random variables of the parent nodes P 1 and P 2 of the Bayesian network information input to the Bayesian network information parameter setting device according to the second embodiment of the present invention determined. It is the figure which showed the conditional probability of the random variable in tabular form.

図13に示すように、親ノードPの確率変数PはP={1,0}の2値をとり、親ノードPの確率変数PはP={1,0}という2値をとるが、図14に示すように、子ノードCの確率変数CはC={2,1,0}の3値をとる。ここで、各ノードの定義域である{1,0},{2,1,0}という値は定量的な意味を持たず、定性的な意味しか持たない。
このような場合において、親ノードP,Pの確率変数P,Pの事前確率Pr(P),Pr(P)と子ノードCの確率変数Cの条件付確率Pr(C|P,P)を設定するための処理について説明する。
As shown in FIG. 13, random variables P 1 of the parent node P 1 takes the two values of P 1 = {1, 0}, random variables P 2 of the parent node P 2 is that P 2 = {1, 0} As shown in FIG. 14, the random variable C of the child node C takes the three values C = {2, 1, 0}. Here, the values {1, 0}, {2, 1, 0}, which are the domain of each node, have no quantitative meaning and only a qualitative meaning.
In such a case, the conditional probabilities Pr (C) of the probabilities Pr (P 1 ), Pr (P 2 ) of the random variables P 1 and P 2 of the parent nodes P 1 and P 2 and the random variable C of the child node C A process for setting | P 1 , P 2 ) will be described.

図15は、本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。
図16は、本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置により子ノードを展開したベイジアンネットワーク情報の一例を示す図である。
FIG. 15 is a flowchart showing an example of the processing operation of the Bayesian network information parameter setting device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of Bayesian network information in which child nodes are expanded by the Bayesian network information parameter setting device according to the second embodiment of the present invention.

まず、パラメータ設定部6の構造分析部11は、入力済みのベイジアンネットワーク情報中の構造情報における子ノードを当該子ノードの確率変数の数と同じ数のノードに展開する(ステップS11)。つまり、この実施形態では構造分析部11はベイジアンネットワーク情報の展開手段として機能する。
具体的には、構造分析部11は、入力された構造情報が図12に示した情報であって、この構造情報中の子ノードCの確率変数が図14に示したように3値をとる場合には、図16に示すように3つのノードC,C,Cに展開する。
First, the structure analysis unit 11 of the parameter setting unit 6 expands child nodes in the structure information in the input Bayesian network information into the same number of nodes as the number of random variables of the child nodes (step S11). That is, in this embodiment, the structure analysis unit 11 functions as a means for expanding Bayesian network information.
Specifically, in the structure analysis unit 11, the input structure information is the information shown in FIG. 12, and the random variable of the child node C in this structure information takes three values as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 16, it is expanded to three nodes C 2 , C 1 , C 0 .

図17は、本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置によるベイジアンネットワーク情報の展開後の親ノードの確率変数の値と子ノードの確率変数の値との関係を表形式で示す図である。   FIG. 17 is a table showing the relationship between the value of the random variable of the parent node and the value of the random variable of the child node after the expansion of the Bayesian network information by the Bayesian network information parameter setting device according to the second embodiment of the present invention. It is a figure shown by.

当初の子ノードCの確率変数Cの定義域は図14に示すようにC={2,1,0}であったのに対し、展開後のノードCの確率変数Cの定義域は図17に示すようにC={1,0}であり、展開後のノードCの確率変数Cの定義域は図17に示すようにC={1,0}であり,展開後のノードCの確率変数Cの定義域は図17に示すようにC={1,0}である。
ノードCの確率変数Cが「1」をとる場合とは、元のノードCの確率変数C=iとなる場合であり、ノードCの確率変数Cが「0」をとる場合とは、元のノードCの確率変数C≠iとなる場合である。
The domain of the random variable C of the initial child node C is C = {2, 1, 0} as shown in FIG. 14, whereas the domain of the random variable C 2 of the expanded node C 2 is As shown in FIG. 17, C 2 = {1, 0}, and the domain of the random variable C 1 of the expanded node C 1 is C 1 = {1, 0} as shown in FIG. The domain of the random variable C 0 of the subsequent node C 0 is C 0 = {1, 0} as shown in FIG.
The case where the random variable C i of the node C i takes “1” is the case where the random variable C i of the original node C becomes equal to the case where the random variable C i of the node C i takes “0”. Is the case where the random variable C ≠ i of the original node C.

パラメータ設定部6の構造分析部11は、このように展開したベイジアンネットワーク情報の構造情報を、複数の親ノードと1つの子ノードからなるサブネットワークへ分割する(ステップS12)。
具体的には、構造分析部11は、子ノードの展開後の構造情報が図16に示した情報であった場合には、この構造情報を親ノードP,親ノードP,子ノードCでなる第1のサブネットワーク、親ノードP,親ノードP,子ノードCでなる第2のサブネットワークおよび親ノードP,親ノードP,子ノードCでなる第3のサブネットワークに分割する。
The structure analysis unit 11 of the parameter setting unit 6 divides the structure information of the Bayesian network information developed in this way into sub-networks composed of a plurality of parent nodes and one child node (step S12).
Specifically, when the structure information after the child node is expanded is the information shown in FIG. 16, the structure analysis unit 11 converts the structure information into the parent node P 1 , the parent node P 2 , and the child node C. A first sub-network consisting of 0 , a second sub-network consisting of a parent node P 1 , a parent node P 2 and a child node C 1 and a third sub-network consisting of a parent node P 1 , a parent node P 2 and a child node C 0 Divide into sub-networks.

そして、パラメータ設定部6のパラメータ計算部12は、この分割したサブネットワークのうち1つを選択し、このサブネットワークについて、第1の実施形態と同様に、親ノードの事前確率値の設定(ステップS13)、上下限値の設定(ステップS14)、および寄与度の設定(ステップS15)を行い、これらの設定情報をもとに子ノードに関する条件付確率の計算を行なう(ステップS16)。
具体的には、パラメータ計算部12は、図16に示した構造情報を3つのサブネットワークに分割した後、図17に示した表の各領域に対応する条件付確率を計算する。
Then, the parameter calculation unit 12 of the parameter setting unit 6 selects one of the divided sub-networks, and sets the prior probability value of the parent node for this sub-network as in the first embodiment (step S13), upper and lower limit values are set (step S14), and contributions are set (step S15), and conditional probabilities for child nodes are calculated based on these setting information (step S16).
Specifically, the parameter calculation unit 12 divides the structure information shown in FIG. 16 into three sub-networks, and then calculates a conditional probability corresponding to each area of the table shown in FIG.

パラメータ設定部6は、条件付確率の計算後、前述したように分割したうち未選択のサブネットワークがある場合(ステップS17のNO)には、ステップS12の処理に戻り、分割したうち全てのサブネットワークが選択済みである場合には(ステップS17のYES)、処理を終了する。   After calculating the conditional probability, the parameter setting unit 6 returns to the process of step S12 when there is an unselected subnetwork that has been divided as described above (NO in step S17), and all the subparts that have been divided are calculated. If the network has been selected (YES in step S17), the process ends.

ベイジアンネットワーク情報としてはノードCを前述したように3つのノードに展開したまま使用することも可能であるが、これらのノードを1つのノードに結合し直しても良い。つまり、分割した構造情報が図16に示した形態である場合、これを図12に示した形態に戻すことになる。
この場合、パラメータ設定部6のパラメータ計算部12は、ノードCに関わる条件付確率を、当該ノードCを展開したノードC,C,Cの条件付確率を用いて以下の式(29)に示したように計算する。
Pr(C=i|P=p,P=p
=Pr(C=1|P=p,P=p)/ΣPr(C=1|P=p,P=p) …式(29)
ここでは、子ノードの確率変数の値が3値をとる場合を例に示したが、子ノードの確率変数がn値をとる場合には、子ノードをn個のノードに展開すれば良い。
つまり、ノードCの確率変数C={0,1,2,・・・,n-1}である場合には、これをノードCn-1,Cn-2,・・・,Cのn個のノードに展開すれば良い。
As the Bayesian network information, the node C can be used while being expanded to three nodes as described above, but these nodes may be combined into one node. That is, when the divided structure information is in the form shown in FIG. 16, this is returned to the form shown in FIG.
In this case, the parameter calculation unit 12 of the parameter setting unit 6 uses the conditional probabilities related to the node C as the following formulas (29) using the conditional probabilities of the nodes C 2 , C 1 , and C 0 obtained by expanding the node C: ) Calculate as shown.
Pr (C = i | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 )
= Pr (C i = 1 | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ) / Σ i Pr (C i = 1 | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ) (29)
Here, the case where the value of the random variable of the child node takes a ternary value is shown as an example, but when the random variable of the child node takes an n value, the child node may be expanded to n nodes.
That is, the random variable C = node C {0,1,2, ···, n- 1} if it is, this node C n-1, C n- 2, ···, the C 0 What is necessary is just to expand | deploy to n nodes.

また、パラメータ計算部12は、ノードP,P,・・・,Pのm個の親ノードが存在する場合には、再結合後のノードCに関わる条件付確率を以下の式(30)にしたがって計算できる。
Pr(C=i|P=p,P=p,・・・,P=p
=Pr(C=1|P=p,P=p,・・・,P=p)/ΣPr(C=1|P=p,P=p,・・・,P=p) …式(30)
以上のように、本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置では、子ノードの確率変数が3値以上をとる場合でも、親ノードの事前確率値、子ノードの条件付確率の上下限値および親ノードの子ノードへの相対的な寄与度を設定し、これらをもとにして、子ノードの条件付確率を計算することができる。
In addition, when there are m parent nodes of the nodes P 1 , P 2 ,..., P m , the parameter calculation unit 12 calculates the conditional probability related to the node C after recombination as follows: 30).
Pr (C = i | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ,..., P m = p m )
= Pr (C i = 1 | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ,..., P m = p m ) / Σ i Pr (C i = 1 | P 1 = p 1 , P 2 = p 2 ,..., P m = p m ) (30)
As described above, in the Bayesian network information parameter setting device according to the second embodiment of the present invention, even when the random variable of the child node takes three or more values, the prior probability value of the parent node and the conditional condition of the child node are set. By setting the upper and lower limits of the probability and the relative contribution of the parent node to the child node, the conditional probability of the child node can be calculated based on these.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。この実施形態では、親ノードの確率変数が3値以上をとる場合のパラメータ設定方法について説明する。
本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報は、第2実施形態と同じく親ノードを持たないノードとしてノードP,Pが存在し、その子ノードとしてノードCが存在する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a parameter setting method when a random variable of a parent node takes three or more values will be described.
The Bayesian network information input by the Bayesian network information parameter setting device according to the third embodiment of the present invention includes nodes P 1 and P 2 as nodes that do not have a parent node as in the second embodiment, and its child nodes Node C exists as follows.

図18は、本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置に入力されるベイジアンネットワーク情報の親ノードP,Pの事前確率を表形式で示した図である。
図19は、本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置に入力されるベイジアンネットワーク情報の親ノードP,Pの確率変数の値が定まったもとでの子ノードCの確率変数の条件付確率を表形式で示した図である。
FIG. 18 is a table showing the prior probabilities of the parent nodes P 1 and P 2 of the Bayesian network information input to the Bayesian network information parameter setting device according to the third embodiment of the present invention in a tabular format.
FIG. 19 shows the state of the child node C when the values of the random variables of the parent nodes P 1 and P 2 of the Bayesian network information input to the Bayesian network information parameter setting device according to the third embodiment of the present invention are determined. It is the figure which showed the conditional probability of the random variable in tabular form.

図18に示すように、親ノードPの確率変数PはP={2,1,0}の3値をとり、親ノードPの確率変数PはP={2,1,0}という3値をとる。一方、図19に示すように、子ノードCの確率変数CはC={1,0}の2値をとる。ここで、各ノードの定義域である{1,0},{2,1,0}という値は定量的な意味を持たず、定性的な意味しか持たない。 As shown in FIG. 18, random variables P 1 of the parent node P 1 takes three values of P 1 = {2,1,0}, random variables P 2 of the parent node P 2 is P 2 = {2,1 , 0}. On the other hand, as shown in FIG. 19, the random variable C of the child node C takes a binary value of C = {1, 0}. Here, the values {1, 0}, {2, 1, 0}, which are the domain of each node, have no quantitative meaning and only a qualitative meaning.

このような場合において、親ノードP,Pの確率変数P,Pの事前確率Pr(P),Pr(P)と子ノードCの確率変数Cの条件付確率Pr(C|P,P)を設定するための処理について説明する。
図20は、本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。
In such a case, the conditional probabilities Pr (C) of the probabilities Pr (P 1 ), Pr (P 2 ) of the random variables P 1 and P 2 of the parent nodes P 1 and P 2 and the random variable C of the child node C A process for setting | P 1 , P 2 ) will be described.
FIG. 20 is a flowchart showing an example of the processing operation of the Bayesian network information parameter setting device according to the third embodiment of the present invention.

まず、パラメータ設定部6の構造分析部11は、入力済みのベイジアンネットワーク情報中の構造情報における親ノードを当該親ノードの確率変数の数と同じ数のノードに展開する(ステップS21)。
図21は、本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置により親ノードを展開したベイジアンネットワーク情報の一例を示す図である。
First, the structure analysis unit 11 of the parameter setting unit 6 expands the parent node in the structure information in the input Bayesian network information to the same number of nodes as the number of random variables of the parent node (step S21).
FIG. 21 is a diagram showing an example of Bayesian network information in which the parent node is expanded by the Bayesian network information parameter setting device according to the third embodiment of the present invention.

具体的には、構造分析部11は、入力した構造情報が図12に示した情報であって、この構造情報中の親ノードCの確率変数が図18に示したように3値をとる場合には、図21に示すように親ノードPをPi_2,i_1,Pi_0の3ノードに展開する。ここでは、構造分析部11は、親ノードPをP1_2,1_1,P1_0の3ノードに展開し、親ノードPをP2_2,2_1,P2_0の3ノードに展開する。 Specifically, the structure analysis unit 11 has the case where the input structure information is the information shown in FIG. 12, and the random variable of the parent node C in the structure information takes a ternary value as shown in FIG. to expands the parent node P i as shown in FIG. 21 P i_2, P i_1, the 3 nodes of the P i_0. Here, the structure analysis unit 11, a parent node P 1 Expand P 1_2, P 1_1, the 3 nodes of the P 1_0, to expand the parent node P 2 P 2_2, P 2_1, the 3 nodes of the P 2_0.

図22は、本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置による第1の親ノードの展開後の各ノードに関わる確率変数の事前確率の値を表形式で示す図である。
図23は、本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置による第2の親ノードの展開後の各ノードに関わる確率変数の事前確率の値を表形式で示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing, in a tabular form, values of prior probabilities of random variables related to each node after the development of the first parent node by the Bayesian network information parameter setting device according to the third embodiment of the present invention. .
FIG. 23 is a diagram showing, in a tabular form, values of prior probabilities of random variables related to each node after the expansion of the second parent node by the Bayesian network information parameter setting device according to the third embodiment of the present invention. .

当初の親ノードP,Pの確率変数P,Pの定義域はP,P={2,1,0}であったのに対し、展開後の各ノードP1_2,1_1,P1_0、P2_2,2_1,P2_0の確率変数P1_2,1_1,P1_0、P2_2,2_1,P2_0の確率変数Cの定義域は図22および図23に示すように{1,0}である。
ノードPi_jの確率変数Cが「1」をとる場合とは、元のノードPの確率変数P=jとなる場合であり、ノードPi_jの確率変数Cが「0」をとる場合とは、元のノードPの確率変数P≠jとなる場合である。
The domain of the random variables P 1 and P 2 of the original parent nodes P 1 and P 2 is P 1 , P 2 = { 2 , 1 , 0}, whereas the expanded nodes P 1_2 and P 2 1_1, P 1_0, P 2_2, P 2_1, random variables P 1_2 of P 2_0, P 1_1, P 1_0 , P 2_2, P 2_1, domain of a random variable C 2 of P 2_0 is as shown in FIGS. 22 and 23 {1,0}.
The case where the random variable C i of the node P i_j takes “1” is a case where the random variable P i = j of the original node P i becomes j, and the random variable C i of the node P i_j takes “0”. The case is a case where the random variable P i ≠ j of the original node P i .

そして、パラメータ設定部6のパラメータ計算部12は、このように展開したベイジアンネットワーク情報を新たなサブネットワークとして扱い、このサブネットワークについて、第1の実施形態と同様に、親ノードの事前確率値の設定(ステップS22)、上下限値の設定(ステップS23)、および寄与度の設定(ステップS24)を行い、これらの設定情報をもとに子ノードに関する条件付確率の計算を行なう(ステップS25)。   Then, the parameter calculation unit 12 of the parameter setting unit 6 treats the Bayesian network information developed in this way as a new subnetwork, and for this subnetwork, the prior probability value of the parent node is the same as in the first embodiment. Setting (step S22), setting of upper and lower limit values (step S23), and setting of contribution (step S24) are performed, and conditional probabilities relating to child nodes are calculated based on these setting information (step S25). .

また、パラメータ計算部12は、パラメータ設定後に親ノードの結合を行う場合には、再結合したノードの条件付確率値を以下の式(31)に従って計算すれば良い。
Pr(P=j)=Pr(Pi_j=1)/ΣjPr(Pi_j=1) …式(31)
以上のように、本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置では、親ノードの確率変数が3値以上をとる場合でも、親ノードの事前確率値、子ノードの条件付確率の上下限値および親ノードの子ノードへの相対的な寄与度を設定し、これらをもとにして、子ノードの条件付確率を計算することができる。
Moreover, the parameter calculation part 12 should just calculate the conditional probability value of the recombined node according to the following formula | equation (31), when connecting a parent node after parameter setting.
Pr (P i = j) = Pr (P i_j = 1) / Σ j Pr (P i_j = 1) ... Equation (31)
As described above, in the Bayesian network information parameter setting device according to the third embodiment of the present invention, even if the probability variable of the parent node takes three or more values, the prior probability value of the parent node and the conditional condition of the child node are set. By setting the upper and lower limits of the probability and the relative contribution of the parent node to the child node, the conditional probability of the child node can be calculated based on these.

(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。この実施形態では、親ノード、子ノードの確率変数がともに3値以上をとる場合のパラメータ設定方法について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a parameter setting method when the random variables of the parent node and the child node both have three or more values will be described.

この場合、パラメータ設定部6の構造分析部11は、入力済みのベイジアンネットワーク情報中の構造情報における子ノードを第2の実施形態と同様に当該子ノードの確率変数の数と同じ数のノードに展開する。
また、パラメータ設定部6の構造分析部11は、入力済みのベイジアンネットワーク情報中の構造情報における親ノードを第3の実施形態と同様に当該親ノードの確率変数の数と同じ数のノードに展開する。そして、このように展開したベイジアンネットワーク情報の構造情報を、複数の親ノードと1つの子ノードからなるサブネットワークへ分割する。
In this case, the structure analysis unit 11 of the parameter setting unit 6 sets the child nodes in the structure information in the input Bayesian network information to the same number of nodes as the number of random variables of the child nodes as in the second embodiment. expand.
In addition, the structure analysis unit 11 of the parameter setting unit 6 expands the parent node in the structure information in the input Bayesian network information to the same number of nodes as the number of random variables of the parent node as in the third embodiment. To do. Then, the structure information of the Bayesian network information developed in this way is divided into sub-networks composed of a plurality of parent nodes and one child node.

パラメータ設定部6のパラメータ計算部12は、このように展開および分割したベイジアンネットワーク情報を新たなサブネットワークとして扱い、このサブネットワークについて、第1の実施形態と同様に、親ノードの事前確率値の設定、上下限値の設定、および寄与度の設定を行い、これらの設定情報をもとに子ノードに関する条件付確率の計算を行なう。   The parameter calculation unit 12 of the parameter setting unit 6 treats the Bayesian network information expanded and divided in this way as a new subnetwork, and for this subnetwork, the prior probability value of the parent node is the same as in the first embodiment. Settings, upper and lower limit values, and contribution levels are set, and conditional probabilities for child nodes are calculated based on these setting information.

以上のように、本発明の第4の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置では、親ノードの確率変数および子ノードの確率変数がともに3値以上をとる場合でも、親ノードの事前確率値、子ノードの条件付確率の上下限値および親ノードの子ノードへの相対的な寄与度を設定し、これらをもとにして、子ノードの条件付確率を計算することができる。   As described above, in the Bayesian network information parameter setting device according to the fourth embodiment of the present invention, even if the probability variable of the parent node and the probability variable of the child node both take three or more values, the prior probability of the parent node By setting the value, the upper and lower limit values of the conditional probability of the child node, and the relative contribution of the parent node to the child node, the conditional probability of the child node can be calculated based on these.

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be omitted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 1st Embodiment of this invention. ベイジアンネットワーク情報の一例で、各種身体症状とインフルエンザの因果関係を示す図。The figure which shows the causal relationship of various physical symptoms and influenza with an example of Bayesian network information. ベイジアンネットワーク情報の親ノードと子ノードとの関係の第1の例を示す図。The figure which shows the 1st example of the relationship between the parent node of a Bayesian network information, and a child node. ベイジアンネットワーク情報の親ノードと子ノードとの関係の第2の例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the relationship between the parent node of a Bayesian network information, and a child node. ベイジアンネットワーク情報の親ノードと子ノードとの関係の第2の例における親ノードと子ノードとの組を区分した例を示す図。The figure which shows the example which divided | segmented the group of the parent node in the 2nd example of the relationship between the parent node of a Bayesian network information, and a child node. 本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置の処理動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the processing operation of the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の一例を示す図。The figure which shows an example of the Bayesian network information which the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 1st Embodiment of this invention inputs. 本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の親ノードに関わる確率を表形式で示す図。The figure which shows the probability in connection with the parent node of the Bayesian network information which the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 1st Embodiment of this invention inputs. 本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置に入力されるベイジアンネットワーク情報の子ノードに関わる確率の上下限値の一例を表形式で示した図。The figure which showed an example of the upper and lower limit value of the probability regarding the child node of the Bayesian network information input into the Bayesian network information parameter setting device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の子ノードに対する親ノードの寄与度の一例を示す図。The figure which shows an example of the contribution degree of the parent node with respect to the child node of the Bayesian network information which the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 1st Embodiment of this invention inputs. 本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の子ノードに関わる条件付確率の一例を表形式で示す図。The figure which shows an example of the conditional probability in connection with the child node of the Bayesian network information which the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 1st Embodiment of this invention inputs. 本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の一例を示す図。The figure which shows an example of the Bayesian network information which the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 2nd Embodiment of this invention inputs. 本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置に入力されるベイジアンネットワーク情報の親ノードの事前確率の値を表形式で示した図。The figure which showed the value of the prior probability of the parent node of the Bayesian network information input into the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 2nd Embodiment of this invention in tabular form. 本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置に入力されるベイジアンネットワーク情報の親ノードの確率変数の値が定まったもとでの子ノードの確率変数の条件付確率を表形式で示した図。The conditional probabilities of child node random variables in a tabular format when the value of the random variable of the parent node of the Bayesian network information input to the Bayesian network information parameter setting device according to the second embodiment of the present invention is determined. The figure shown. 本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置の処理動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the processing operation of the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置により子ノードを展開したベイジアンネットワーク情報の一例を示す図。The figure which shows an example of the Bayesian network information which expand | deployed the child node by the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置によるベイジアンネットワーク情報の展開後の親ノードの確率変数の値と子ノードの確率変数の値との関係を表形式で示す図。The figure which shows the relationship between the value of the probability variable of the parent node after the expansion | deployment of the Bayesian network information by the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 1st Embodiment of this invention in the form of a table. 本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置が入力するベイジアンネットワーク情報の親ノードに関わる確率変数の種別を表形式で示す図。The figure which shows the classification of the random variable regarding the parent node of the Bayesian network information which the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 3rd Embodiment of this invention inputs into a table format. 本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置に入力されるベイジアンネットワーク情報の親ノードの確率変数の値が定まったもとでの子ノードの確率変数の条件付確率を表形式で示した図。The conditional probabilities of the random variables of the child nodes in a tabular format when the value of the random variable of the parent node of the Bayesian network information input to the Bayesian network information parameter setting device according to the third embodiment of the present invention is determined. The figure shown. 本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置の処理動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the processing operation of the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置により親ノードを展開したベイジアンネットワーク情報の一例を示す図。The figure which shows an example of the Bayesian network information which expand | deployed the parent node by the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置による第1の親ノードの展開後の各ノードに関わる確率変数の事前確率の値を表形式で示す図。The figure which shows the value of the prior probability of the random variable regarding each node after the expansion | deployment of the 1st parent node by the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 3rd Embodiment of this invention in a table format. 本発明の第3の実施形態にしたがったベイジアンネットワーク情報パラメータ設定装置による第2の親ノードの展開後の各ノードに関わる確率変数の事前確率の値を表形式で示す図。The figure which shows the value of the prior probability of the random variable regarding each node after the expansion | deployment of the 2nd parent node by the Bayesian network information parameter setting apparatus according to the 3rd Embodiment of this invention in a table format.

符号の説明Explanation of symbols

1…ベイジアンネットワークパラメータ設定装置、2…構造入力部、3…設定情報入力部、4…出力表示部、5…記憶装置、6…パラメータ設定部、11…構造分析部、12…パラメータ計算部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bayesian network parameter setting apparatus, 2 ... Structure input part, 3 ... Setting information input part, 4 ... Output display part, 5 ... Memory | storage device, 6 ... Parameter setting part, 11 ... Structural analysis part, 12 ... Parameter calculation part.

Claims (5)

2つの値を取るベイジアンネットワーク情報の確率変数が対応付けられた複数のノードおよび当該複数のノードを親ノードとし、2つの値を取るベイジアンネットワーク情報の確率変数が対応付けられた単一の子ノードからなる構造情報を入力する構造情報入力手段と、
前記構造情報における親ノードの確率変数がとる値の発生確率情報を入力する確率情報入力手段と、
前記子ノードの確率変数がとる値の発生確率に対する前記親ノードの確率変数がとる値の影響の大きさの相対比の入力を受け付ける相対比入力手段と、
前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記親ノードの確率変数が予め定められた値をとる場合で前記子ノードの確率変数が予め定められた値をとる確率である条件付確率が最大値となる場合の組み合わせおよび当該最大値の入力を受け付ける条件付確率第1入力手段と、
前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記条件付確率が前記組み合わせのうち最小値となる場合の組み合わせおよび当該最小値の入力を受け付ける条件付確率第2入力手段と、
前記構造情報入力手段、相対比入力手段、条件付確率第1入力手段および条件付確率第2入力手段による入力結果をもとに、前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記条件付確率が前記最大値や最小値となる場合以外の組み合わせによる前記条件付確率を計算する計算手段と
を備えたことを特徴とするベイジアンネットワーク情報処理装置。
A plurality of nodes associated with a random variable of Bayesian network information taking two values and a single child node associated with a random variable of Bayesian network information taking two values with the plurality of nodes as parent nodes Structure information input means for inputting structure information consisting of:
Probability information input means for inputting occurrence probability information of a value taken by a random variable of a parent node in the structure information;
A relative ratio input means for receiving an input of a relative ratio of the magnitude of the value of the value taken by the parent node random variable to the occurrence probability of the value taken by the child node random variable;
Of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node, the random variable of the child node is predetermined when the random variable of the parent node takes a predetermined value. A conditional probability first input means for receiving a combination of a conditional probability that is a probability of taking a maximum value and an input of the maximum value;
Of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node, the combination when the conditional probability is the minimum value of the combination and the conditional input for receiving the input of the minimum value A probability second input means;
Based on the input results by the structure information input means, the relative ratio input means, the conditional probability first input means and the conditional probability second input means, the value taken by the random variable of the parent node and the random variable of the child node A Bayesian network information processing apparatus comprising: calculation means for calculating the conditional probability based on a combination other than the case where the conditional probability is the maximum value or the minimum value among the combinations of values taken by.
少なくとも1つのノードが他のノードの子ノードであって、さらに他のノードの親ノードであるベイジアンネットワーク情報の各親ノードの確率変数と子ノードの確率変数間の因果関係を示す構造情報を入力する構造情報入力手段と、
前記構造情報入力手段により入力した構造情報を、少なくとも1つの親ノードの確率変数と単一の子ノードの確率変数間の因果関係を示す構造情報に分解する分解手段と、
前記分解手段により分解したそれぞれの構造情報における親ノードの確率変数がとる値の発生確率情報を入力する確率情報入力手段と、
前記子ノードの確率変数がとる値の発生確率に対する前記親ノードの確率変数がとる値の影響の大きさの相対比の入力を受け付ける相対比入力手段と、
前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記親ノードの確率変数が予め定められた値をとる場合で前記子ノードの確率変数が予め定められた値をとる確率である条件付確率が最大値となる場合の組み合わせおよび当該最大値の入力を受け付ける条件付確率第1入力手段と、
前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記条件付確率が前記組み合わせのうち最小値となる場合の組み合わせおよび当該最小値の入力を受け付ける条件付確率第2入力手段と、
前記構造情報入力手段、相対比入力手段、条件付確率第1入力手段および条件付確率第2入力手段による入力結果をもとに、前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記条件付確率が前記最大値や最小値となる場合以外の組み合わせによる前記条件付確率を計算する計算手段と
を備えたことを特徴とするベイジアンネットワーク情報処理装置。
At least one node is a child node of another node, and the structure information indicating the causal relationship between the random variable of each parent node and the random variable of the child node is input. Structural information input means to
Decomposition means for decomposing the structure information input by the structure information input means into structure information indicating a causal relationship between a random variable of at least one parent node and a random variable of a single child node;
Probability information input means for inputting occurrence probability information of a value taken by a random variable of a parent node in each structure information decomposed by the decomposition means;
A relative ratio input means for receiving an input of a relative ratio of the magnitude of the value of the value taken by the parent node random variable to the occurrence probability of the value taken by the child node random variable;
Of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node, the random variable of the child node is predetermined when the random variable of the parent node takes a predetermined value. A conditional probability first input means for receiving a combination of a conditional probability that is a probability of taking a maximum value and an input of the maximum value;
Of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node, the combination when the conditional probability is the minimum value of the combination and the conditional input for receiving the input of the minimum value A probability second input means;
Based on the input results by the structure information input means, the relative ratio input means, the conditional probability first input means and the conditional probability second input means, the value taken by the random variable of the parent node and the random variable of the child node A Bayesian network information processing apparatus comprising: calculation means for calculating the conditional probability based on a combination other than the case where the conditional probability is the maximum value or the minimum value among the combinations of values taken by.
2つの値を取るベイジアンネットワーク情報の確率変数が対応付けられた複数のノードおよび当該複数のノードを親ノードとし、2つ以上の値を取るベイジアンネットワークの確率変数が対応付けられた単一の子ノードからなる構造情報を入力する構造情報入力手段と、
前記構造情報入力手段により入力した前記子ノードを前記確率変数がとる値の個数分のノードに展開する展開手段と、
前記展開手段により展開した構造情報における、単一の子ノードおよび当該子ノードとの因果関係をもつ親ノードに関わる構造情報を子ノードごとに抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出した構造情報における親ノードの確率変数がとる値の発生確率情報を入力する確率情報入力手段と、
前記子ノードの確率変数がとる値の発生確率に対する前記親ノードの確率変数がとる値の影響の大きさの相対比の入力を受け付ける相対比入力手段と、
前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記親ノードの確率変数が予め定められた値をとる場合で前記子ノードの確率変数が予め定められた値をとる確率である条件付確率が最大値となる場合の組み合わせおよび当該最大値の入力を受け付ける条件付確率第1入力手段と、
前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記条件付確率が前記組み合わせのうち最小値となる場合の組み合わせおよび当該最小値の入力を受け付ける条件付確率第2入力手段と、
前記構造情報入力手段、相対比入力手段、条件付確率第1入力手段および条件付確率第2入力手段による入力結果をもとに、前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記条件付確率が前記最大値や最小値となる場合以外の組み合わせによる前記条件付確率を計算する計算手段と
を備えたことを特徴とするベイジアンネットワーク情報処理装置。
A plurality of nodes associated with a random variable of Bayesian network information taking two values and a single child associated with a random variable of a Bayesian network taking two or more values with the plurality of nodes as parent nodes Structure information input means for inputting structure information consisting of nodes;
Expansion means for expanding the child nodes input by the structure information input means into nodes corresponding to the number of values taken by the random variable;
Extraction means for extracting, for each child node, structure information related to a single child node and a parent node having a causal relationship with the child node in the structure information expanded by the expansion means;
Probability information input means for inputting occurrence probability information of a value taken by a random variable of a parent node in the structure information extracted by the extraction means;
A relative ratio input means for receiving an input of a relative ratio of the magnitude of the value of the value taken by the parent node random variable to the occurrence probability of the value taken by the child node random variable;
Of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node, the random variable of the child node is predetermined when the random variable of the parent node takes a predetermined value. A conditional probability first input means for receiving a combination of a conditional probability that is a probability of taking a maximum value and an input of the maximum value;
Of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node, the combination when the conditional probability is the minimum value of the combination and the conditional input for receiving the input of the minimum value A probability second input means;
Based on the input results by the structure information input means, the relative ratio input means, the conditional probability first input means and the conditional probability second input means, the value taken by the random variable of the parent node and the random variable of the child node A Bayesian network information processing apparatus comprising: calculation means for calculating the conditional probability based on a combination other than the case where the conditional probability is the maximum value or the minimum value among the combinations of values taken by.
2つ以上の値を取るベイジアンネットワーク情報の確率変数が対応付けられた複数のノードおよび当該複数のノードを親ノードとし、2つの値を取るベイジアンネットワーク情報の確率変数が対応付けられた単一の子ノードからなる構造情報を入力する構造情報入力手段と、
前記構造情報入力手段により入力した前記親ノードを前記確率変数がとる値の個数分のノードに展開する展開手段と、
前記展開手段により展開した構造情報における親ノードの確率変数がとる値の発生確率情報を入力する確率情報入力手段と、
前記子ノードの確率変数がとる値の発生確率に対する前記親ノードの確率変数がとる値の影響の大きさの相対比の入力を受け付ける相対比入力手段と、
前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記親ノードの確率変数が予め定められた値をとる場合で前記子ノードの確率変数が予め定められた値をとる確率である条件付確率が最大値となる場合の組み合わせおよび当該最大値の入力を受け付ける条件付確率第1入力手段と、
前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記条件付確率が前記組み合わせのうち最小値となる場合の組み合わせおよび当該最小値の入力を受け付ける条件付確率第2入力手段と、
前記構造情報入力手段、相対比入力手段、条件付確率第1入力手段および条件付確率第2入力手段による入力結果をもとに、前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記条件付確率が前記最大値や最小値となる場合以外の組み合わせによる前記条件付確率を計算する計算手段と
を備えたことを特徴とするベイジアンネットワーク情報処理装置。
A plurality of nodes associated with a random variable of Bayesian network information that takes two or more values and a single node associated with a random variable of Bayesian network information that takes two values with the plurality of nodes as parent nodes Structure information input means for inputting structure information comprising child nodes;
Expansion means for expanding the parent node input by the structure information input means into nodes corresponding to the number of values taken by the random variable;
Probability information input means for inputting occurrence probability information of a value taken by a random variable of a parent node in the structure information expanded by the expansion means;
A relative ratio input means for receiving an input of a relative ratio of the magnitude of the value of the value taken by the parent node random variable to the occurrence probability of the value taken by the child node random variable;
Of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node, the random variable of the child node is predetermined when the random variable of the parent node takes a predetermined value. A conditional probability first input means for receiving a combination of a conditional probability that is a probability of taking a maximum value and an input of the maximum value;
Of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node, the combination when the conditional probability is the minimum value of the combination and the conditional input for receiving the input of the minimum value A probability second input means;
Based on the input results by the structure information input means, the relative ratio input means, the conditional probability first input means and the conditional probability second input means, the value taken by the random variable of the parent node and the random variable of the child node A Bayesian network information processing apparatus comprising: calculation means for calculating the conditional probability based on a combination other than the case where the conditional probability is the maximum value or the minimum value among the combinations of values taken by.
コンピュータを、
2つの値を取るベイジアンネットワーク情報の確率変数が対応付けられた複数のノードおよび当該複数のノードを親ノードとし、2つの値を取るベイジアンネットワーク情報の確率変数が対応付けられた単一の子ノードからなる構造情報を入力する構造情報入力手段、
前記構造情報における親ノードの確率変数がとる値の発生確率情報を入力する確率情報入力手段、
前記子ノードの確率変数がとる値の発生確率に対する前記親ノードの確率変数がとる値の影響の大きさの相対比の入力を受け付ける相対比入力手段、
前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記親ノードの確率変数が予め定められた値をとる場合で前記子ノードの確率変数が予め定められた値をとる確率である条件付確率が最大値となる場合の組み合わせおよび当該最大値の入力を受け付ける条件付確率第1入力手段、
前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記条件付確率が前記組み合わせのうち最小値となる場合の組み合わせおよび当該最小値の入力を受け付ける条件付確率第2入力手段、および
前記構造情報入力手段、相対比入力手段、条件付確率第1入力手段および条件付確率第2入力手段による入力結果をもとに、前記親ノードの確率変数がとる値および前記子ノードの確率変数がとる値の組み合わせのうち、前記条件付確率が前記最大値や最小値となる場合以外の組み合わせによる前記条件付確率を計算する計算手段
として機能させるようにしたベイジアンネットワーク情報処理プログラム。
Computer
A plurality of nodes associated with a random variable of Bayesian network information taking two values and a single child node associated with a random variable of Bayesian network information taking two values with the plurality of nodes as parent nodes Structure information input means for inputting structure information consisting of:
Probability information input means for inputting occurrence probability information of a value taken by a random variable of a parent node in the structure information,
A relative ratio input means for receiving an input of a relative ratio of the magnitude of the influence of the value of the random variable of the parent node on the occurrence probability of the value of the random variable of the child node;
Of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node, the random variable of the child node is predetermined when the random variable of the parent node takes a predetermined value. A conditional probability first input means for accepting an input of a combination of a conditional probability that is a probability of taking a maximum value and a maximum value;
Of the combination of the value taken by the random variable of the parent node and the value taken by the random variable of the child node, the combination when the conditional probability is the minimum value of the combination and the conditional input for receiving the input of the minimum value A value taken by the random variable of the parent node on the basis of the result input by the probability second input means, and the structure information input means, the relative ratio input means, the conditional probability first input means and the conditional probability second input means And a Bayesian network that functions as a calculation means for calculating the conditional probability by a combination other than the case where the conditional probability is the maximum value or the minimum value among combinations of values taken by the random variables of the child nodes Information processing program.
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