JP2616829B2 - ファジィ推論装置 - Google Patents

ファジィ推論装置

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JP2616829B2 JP2064853A JP6485390A JP2616829B2 JP 2616829 B2 JP2616829 B2 JP 2616829B2 JP 2064853 A JP2064853 A JP 2064853A JP 6485390 A JP6485390 A JP 6485390A JP 2616829 B2 JP2616829 B2 JP 2616829B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はファジィ推論装置に関し、特にファジィ推論
を行うために定義されたファジィルールについてその矛
盾性を検出することを可能としたファジィ推論装置に関
する。
〔従来の技術〕
まず従来の技術を説明する。
ファジィ推論は1又は複数の入力について予め定めら
れたファジィルール(推論規則、以下ルールと称す)に
基づいてファジィ演算を行い、その結果を推論結果とし
て出力する。
ところで、上述のルールであるが、これは入力をx0,x
1,x2…、出力をy1,y2…とした場合に IF x0=A and x1=B and x2=A… Then y1=P,y2=Q… という形で表現される。この内、 “IF x0=A andx1=B and x2=A…” の部分を前件部、 “Then y1=P,y2=Q…” の部分を後件部とそれぞれ称する。そして、このルール
は“もしx0がAという値で且つx1がBという値でかつx2
がAという値で且つ…であるならば、y1としてPという
値を、y2としてQという値を、…出力する”ということ
を意味する。
ここで、A,B,P,Q等の値をファジィ変数と称するが、
ファジィ理論ではこれらは単一の値ではなく、第5図の
グラフに示す如く適合度を表す三角形あるいは釣り鐘型
の関数で定義される。
第5図において、横軸は入力値又は出力値を、縦軸は
適合度を表す。
第5図は変数x1についてAとBとの2つのファジィ変
数を示している。例えばx1の値がX11である場合はファ
ジィ変数A,Bについての適合度はそれぞれsa1,sb1とな
る。また、x1の値がx12である場合は同様にそれぞれ0,s
b2となる。つまりファジィ理論では、x1=Aという記述
について、それが真であるか偽であるかの2値で評価す
るのではなく、適合度を用いて連続的な値で評価する。
そして、このような適合度を表す関数をメンバシップ関
数と称する。
なお、上述のルールにおいて前件部の “x1=A",“x2=B",“x3=A" という記述、後件部の “y1=P",“y1=Q" という記述はいずれも1以上であればいくつでもかまわ
ない。以下、本発明では説明の簡略化のため、前件部の
記述が2、後件部の記述が1である場合を例として説明
する。
さて、ファジィ推論であるが、これについてはいくつ
かの手法が知られている。その内、ここではmin−max−
重心法について説明するが、min−max−重心法に限らず
ファジィ推論は上記のルールに従って、その意味のまま
演算する。
例えば第6図に示す如く IF x1=A and x2=B Then y=P(ルール1) IF x1=C and x2=D Then y=Q(ルール2) なる2つのルールに基づく推論は以下の如くして行われ
る。
まず、ルール1の前件部である“x1=A"とい記述につ
いて、Aを定義するメンバシップ関数に基づいて入力x1
がAに対してどの程度適合しているかを表す適合度s11
を求める。同様に、“x2=B"という記述についても入力
x2のBに対する適合度s12を求める。そして、“and"と
いう演算として両者の内の小さい方を選択しs1とする
(これをminimum演算と称す)。このようにして求めら
れるs1がルール1についての適合度である。
ルール2についても同じようにして“x1=C"という記
述についてのx1の適合度s21を、“x2=D"という記述に
ついてのx2の適合度s22をそれぞれ求め、minimum演算に
より両者の小さい方を選択してs2とする。以上が前件部
に関する処理である。
次に後件部についての処理を説明する。
後件部ではまず、ルール1の“y1=P"という記述に基
づいてファジィ変数Pを定義するメンバシップ関数G1に
関する適合度s1よりも大きい部分をカットした関数H1を
考える。同様に、ファジィ変数Qを定義するメンバシッ
プ関数G2に関してもs2よりも大きい部分をカットした関
数H2を考える。
そして、両関数H1,H2についてそれぞれのyの値にお
いて両者の大きい方を選択した関数Fを出力のメンバシ
ップ関数とする(このような処理を最大値演算:maximum
演算と称す)。
この関数Fが第6図右下に示されている関数である
が、これはルール1及びルール2が意味することをそれ
ぞれのルールの適合度で重みづけして表現したものに他
ならない。つまり、ルール1は関数G1の中心値pをyと
して出力するように指示しているわけであるが、ルール
1の適合度s1は図示されているようにかなり大きいた
め、上部があまりカットされていない関数H1となる。一
方、ルール2は関数G2の中心値qをyとして出力するよ
うに指示しているわけであるが、ルール2の適合度s2は
図示されているようにかなり小さいので、上部が大きく
カットされた関数H2になっている。
従って、最終的なyの出力値としては関数H1とH2との
平均値をとればよいということは容易に想像出来る。し
かしこの場合、min−max−重心法では関数H1,H2の算術
的な平均はとらず、関数H1とH2とを対象としてmaximum
演算を行って関数Fを求め、この関数Fの重心を両関数
H1,H2の意味的な平均とする。つまり、第6図に示され
ている関数Fの重心rが推論結果であり、yの出力値と
なる。
以上min−max−重心法によるファジィ推論の手法であ
る。
ところで、ファジィ推論ではこの他に推論結果の妥当
性、つまり定義されたルールの矛盾性についても評価す
る必要がある。例えば、第7図に示されている関数F1,F
2のような同じ重心値rを有する関数の組合わせは種々
の場合が考えられるが、ファジィ推論ではこの形状につ
いての評価を行う必要がある。
ここで、第7図に示されている二つの関数F1とF2とに
ついて考えてみる。
まず関数F1では、maximum演算の対象となる2つの関
数H11,H12間の距離が離れており、かつ両者共大きな値
を有している。これは、関数H11,H12をそれぞれ導き出
すルール11,ルール12が互いに矛盾した意味を有してい
ることを表している。つまり、入力が第7図に示すよう
な状態である場合に、ルール11では出力yとしてp1を出
力するように強く指示し、ルール12はq1を出力するよう
に強く指示している。このような場合においても、推論
結果として関数F1の重心rを求めることは勿論可能であ
るが、それでは単に2つの矛盾するルールの要求の中間
値が求まるだけであり、その値の信頼性は著しく低いと
言わざるを得ない。
これに対して関数F2では、maximum演算の対象となる
二つの関数H21,H22の間がやや離れてはいるが、関数H21
は関数H22に比してかなり小さな値しか有していない。
このような場合は、両関数H21,H22をそれぞれ導き出す
ルール21,ルール22はそれぞれp2,q2を出力するように指
示している。しかし、それらに適合する入力の条件が異
なるので矛盾することを示していることにはならない。
何故なら、第7図に示されている入力の状態はルール22
の前件部には十分適合しているが、ルール21の前件部に
はほとんど適合していないので、ルール22の指示が出力
に大きく反映されることになり、ルール21の指示はほと
んど反映されないからである。つまり、2つのルールが
異なる値を出力するように指示していてもなんら問題は
ないことになる。
このように、ファジィ推論においてはルールが意味的
に矛盾している場合も存在するので、単に推論を行うの
みならず、その推論を定義するルールの矛盾性をも検出
することが必要になる。
このようなルールの矛盾性を検出するファジィ推論装
置の例としては、たとえば特開昭61−264411号公報が知
られている。以下この特開昭61−264411号公報に開示さ
れているファジィルールの矛盾性を検出する方法につい
て、その模式的説明図である第8図を参照して簡単に説
明する。
この特開昭61−264411号公報に開示されている方法で
は、最終的に得られたメンバシップ関数が大きなピーク
を2つ以上有する場合にルールが矛盾していると判定す
る。そして、上述の大きなピークの検出は第8図に示す
ように、メンバシップ関数の最大のピーク値gM1と2番
目に大きなピーク値gM2とそれらのピークの間のメンバ
シップ関数の最小値l1とを求め gM1=gM2 又は、gM1≠gM2である場合にはrgを定数として(通常
はrg=1) (gM2−l1)/(gM1−gM2)≧rg であれば、大きなピークが2つ以上あると見做すことに
より行われる。
つまり上述の2つの式は、2番目のピークが1番目の
ピークに比してどの程度大きいかを示す指標になってい
るので、これらの式を評価することにより2つ以上のピ
ークがあるか否かの判定が行われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上述の特開昭61−264411号公報に開示されて
いるようなルールの矛盾性を検出する手法は、メンバシ
ップ関数のピークの大小関数についてのみの評価であ
る。即ち、メンバシップ関数の縦軸のみを評価の対象と
しているのであり、横軸については何ら考慮されていな
い。このため、たとえば第9図(a),(b)にそれぞ
れ示されているような同じ高さのピークを有しているが
その間の距離が異なる二つのメンバシップ関数がある場
合に、第9図(a)の場合と(b)の場合とを区別する
ことは出来ない。即ち、第9図(a),(b)それぞれ
に示されている関数は共にgM1,gM2,l1は同じ値であり、
且つ (gM2−l1)/(gM1−gM2)≦1 である。
従って、上述の特開昭61−264411号公報に開示されて
いる方法ではルールの矛盾はないと判断される。しか
し、第9図(a)に示されている例はまだしも、第9図
(b)に示されている例では明らかに2つのルールが大
きく異なる値を出力するように指示しており、矛盾があ
ると判断されるべきである。
このように、特開昭61−264411号公報に開示されてい
るようなルールの矛盾性を検出する方法では、矛盾があ
ると判定した方が妥当な場合においてそれを検出するこ
とが不可能であるという問題がある。換言すれば、ルー
ルの矛盾性の検出精度が低いと言うことになる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、高精度でルールの矛盾性を検出可能なファジィ推論
装置の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1の発明に係るファジィ推論装置は、1又は複数の
入力を予め定められた複数のファジィルールに基づいて
メンバシップ関数を求める前件部処理を行う手段と、該
前件部処理を行う手段により求められた複数のメンバシ
ップ関数それぞれの他より大なる部分を選択してメンバ
シップ関数を求める後件部処理を行う手段と、該後件部
処理を行う手段により求められたメンバシップ関数の重
心を出力する手段を備えたファジィ推論装置であって、
前記メンバシップ関数を離散関数F(y)(但しy=
0、1、2、…n)とし、前記重心をrとして次式で定
義される分散Uを求める手段と、 U=F(0)×(r−0)+F(1)×(r−1) +F(2)×(r−2)+……+F(n-1) ×(n−1−r)+F(n)×(n−r) 前記分散Uの値に基づき推論の信頼度に関する指標を
出力する手段とを具備することを特徴とする。
第2の発明に係るファジィ推論装置は、1又は複数の
入力を予め定められた複数のファジィルールに基づいて
メンバシップ関数を求める前件部処理を行う手段と、該
前件部処理を行う手段により求められた複数のメンバシ
ップ関数それぞれの他より大なる部分を選択してメンバ
シップ関数を求める後件部処理を行う手段と、該後件部
処理を行う手段により求められたメンバシップ関数の重
心を出力する手段を備えたファジィ推論装置であって、
前記メンバシップ関数を離散関数F(y)(但しy=
0、1、2、…n)とし、前記重心をrとして次式で定
義される分散Uを求める手段と、 U=F(0)×|r−0|+F(1)×|r−1| +F(2)×|r−2|+……+F(n-1) ×|n−1−r|+F(n)×|n−r| 前記分散Uの値に基づき推論の信頼度に関する指標を
出力する手段とを具備することを特徴とする。
〔作用〕
本発明に係るファジィ推論装置では、後件部の処理に
際して、メンバシップ関数についてその重心を求めた
後、この値を基にメンバシップ関数の分散を計算し、こ
の分散の値に基づいてルールの矛盾性、即ち推論結果の
信頼性の指標を出力する。
〔発明の実施例〕
以下、本発明をその実施例を示す図面を参照して詳述
する。
まず、本発明の実施例を説明するに先立って、ディジ
タル演算によるファジィ演算における重心及び分散を求
める手法を説明する。
ディジタル演算では、関数F(y)は第2図に示すよう
に、離散値y(y=0,1,2…n)における整数値F(0),F
(1),F(2),F(3)…F(n-1),F(n)にて定義される。
このような関数の重心計算は P=F(0)×0+F(1)×1+F(2) ×2+…+F(n-1)×(n−1)×F(n)×n を Q=F(0)+F(1)+F(2)+…+F(n-1)(n) で割った値「P/Q」で定義されるが、Pは P=(F(n))+(F(n)+F(n-1))+… +(F(n)+F(n-1)+…+F(2)+F(1)) と表せるので Qj=F(n)+F(n-1)+F(n-2)+…+F(j+1)+F(j) とすれば P=Qn+Qn-1+Qn-2+…+Q2+Q1 となる。
QjはQを求める途中の中間結果であるので、PとQと
は以下のようにして求めることが可能である。
(1) j=n,Qj=0,Pj=0とする。
(2) PjにQjを、QjにF(j)をそれぞれ加える。
(3) jから1を引く。
(4) jが0より小さくなるまで(2),(3)の処
理を反復する。
(5) Q=Qj,P=Pjとする。
同様に、関数F(y)のrを中心とする分散Uは通常下記
式にて定義される。
U=F(0)×(r−0)+F(1)×(r−1)+… +F(r-1)×(r−r+1)+F(r+1) ×(r+1−r)+…+F(n-1)×(n−1−r) +F(n)×(n−r) ここで、分散Uをyがrより小さい部分とyがrより
大きい部分とに分けて考え、 Vj=F(0)×(r−0)+F(1)×(r−1)+… +F(j+1)×(r−j+1)+F(j)×(r−j) Wj=F(n)×(n−r)+F(n-1)×(n−1−r)+…+
F(j+1-r)×(i+1−r)+F(j-r)×(j−r) とすれば、分散Uは U=V0+V1+…+Vr-2+Vr-1+Wn+Wn-1+…+Wr+2+W
r+1 となる。
従って、分散Uは以下のようにして求めることが可能
である。
(1) j=0,Vj=0,Uj=0とする。
(2) UjにVjを、VjにF(j)×(r−j)をそれぞれ加
える。
(3) jに1を加える。
(4) jがrより大きくなるまで(2),(3)の処
理を反復する。
(5) j=n,Wj=0とする(但し、Ujはいまの値のま
ま)。
(6) UjにWjを、WjにF(j)×(j−r)をそれぞれ加
える。
(7) jから1を引く。
(8) jがrより小さくなるまで(6),(7)の処
理を反復する。
(9) U=Ujとする。
つまり、Pは加算の反復により、Uは乗算と加算との
反復によりそれぞれ求めることが可能である。
以下、上述の手法に基づいた本発明の実施例について
説明する。
第1図は本発明のファジィ推論方法を実施するための
ファジィ推論装置の一構成例を示すブロック図である。
第1図において、参照符号1,2は共に加算器、3,4は共
に累算器、5は乗算器、6はデータセレクタ、7はメモ
リ、8は減算器、9は比較器、10はアドレスセレクタ、
11はカウンタ、12はレジスタ、13は汎用演算器、14は制
御回路、15はバスである。
制御回路14は第1図に示されているファジィ推論装置
全体を制御するが、その制御信号については説明の簡略
化のために省略してある。
汎用演算器13は具体的には演算器とレジスタとで構成
されており、主に前件部に関する処理及びmaximum演算
を実行する。汎用演算器13の入出力はバス15に接続され
ていて、最終的な演算の結果がメモリ7にメンバシップ
関数Fとして第3図に示すような状態で格納される、即
ち、メモリ7のアドレス0には関数F(0)が、アドレス1
には関数F(1)が・・・、アドレスnには関数F(n)が格納
される。
なお、本発明では前件部の処理及びmaximum演算の手
順は既に公知の手法を用いればよいので、ここではその
説明は省略する。
加算器1及び2、累算器3及び4、乗算器5、データ
セレクタ6、減算器8、比較器9、アドレスセレクタ1
0、カウンタ11、レジスタ12は重心計算及び分散計算の
ために備えられている。
カウンタ11はバス15から入力される値を計数し、その
計数値をアドレスセレクタ10,比較器9及び減算器8へ
出力する。
レジスタ12はバス15から入力される値を保持し、その
保持値を比較器9及び減算器8へ出力する。
アドレスセレクタ10はバス15から入力される値とカウ
ンタ11から与えられる値とのいずれかを選択してメモリ
7へそのアドレスとして出力する。
比較器9はカウンタ11から与えられる値とレジスタ12
から与えられる値とを比較し、その比較結果を制御回路
14へ出力する。
メモリ7は、前述の如く各アドレスとそこに格納され
るデータとが対応付けられており、制御回路14の制御に
よりバス15からデータを取込み、また自身に格納してい
る値を乗算器5及びデータセレクタ6へ出力する。な
お、その際のアドレスはアドレスセレクタ10から与えら
れる。
乗算器5はメモリ7から与えらえる値と減算器8から
与えられる値とを乗算し、その結果をデータセレクタ6
へ出力する。
データセレクタ6はメモリ7から出力された値または
その値と減算器8から出力された値とを乗算器5が乗算
した値のいずれを選択して加算器1の第1の入力へ与え
る。
加算器1はその出力を累算器3に与えており、この累
算器3の出力が加算器1の第2の入力となっている。そ
して、加算器1は両入力を加算して累算器3へ出力す
る。
累算器3は加算器1の出力を累算する。また累算器3
は自身の累算値をバス15及び加算器1の第2の入力に与
えると共に、加算器2の第1の入力にも与えている。
加算器2はその出力を累算器4に与えており、この累
算器4の出力が加算器2の第2の入力となっている。そ
して、加算器2は両入力を加算して累算器4へ出力す
る。
累算器4は加算器2の出力を累算すると共に、その出
力をバス15及び加算器2の第2の入力に与えている。
以上のように構成されたファジィ推論装置により実行
される前述の計算の手順、即ち本発明装置の手順につい
て説明する。
最初に重心計算について、その手順を示す第10図のフ
ローチャートを参照して説明する。
この重心計算ではカウンタ11がjの値を、累算器3が
Qjの値を、累算器4がPjの値をそれぞれ保持する。
そこで、制御回路14はアドレスセレクタ10を制御する
ことにより、カウンタ11の内容がメモリ7のアドレス入
力として与えられるようにする。また制御回路14はデー
タセレクタ6を制御することにより、アドレスセレクタ
10からメモリ7に与えられたアドレスに格納されている
メモリ7のデータが加算器1に出力されるようにする
(ステップS1)。
次に、制御回路14は加算器1,加算器2を制御してそれ
らが0を出力するようにする。また制御回路14は、累算
器3,累算器4をも0に初期化し、両加算器1,2の出力
(共に0)がそれぞれ累算器3及び4に格納されるよう
にする。更に制御回路14は、バス15を介してカウンタ11
の内容をnにプリセットし、レジスタ12の内容を0にす
る(ステップS2)。
以上により、 j=n, Qj=Pj=0 となる。
この後、制御回路14は加算器1,加算器2を制御して加
算器1が累算器3の内容とデータセレクタ6の出力、即
ちメモリ7の出力とを、加算器2が累算器3の内容と累
算器4の内容とをそれぞれ加算するようにする。
この結果、加算器1は Qj+F(j) の値を、加算器2は Pj+Qj の値をそれぞれ出力することになる。
更に、制御回路14は累算器3が加算器1の出力を取込
み、累算器4が加算器2の出力を取込むように制御す
る。以上により、累算器3にはメモリ7の出力と累算器
3の内容とが取込まれ、累算器4には累算器3の内容と
累算器4の内容とが取込まれる(ステップS3)。この
後、制御回路14はカウンタ11の内容を1減じる。(ステ
ップS4)。
そして、比較器9がカウンタ11の内容とレジスタ12の
内容とを比較し、カウンタ11の内容がレジスタ12の内容
より大きいか等しい(j≧0)間、制御回路14は上述の
累算器3及び累算器4へのデータの取込みとカウンタの
減算とを反復する(ステップS5)。
つまり、 Qj+F(j), Pj+Qj なる演算がj<0になるまで反復される。
この結果、最終的には累算器3にQが、累算器4にP
がそれぞれ格納される(ステップS6)。従って、制御回
路14は累算器3の内容と累算器4の内容とを汎用演算器
13に転送し、PをQで除算することにより関数Fの重心
rを得る(ステップS7)。
次に、分散を求める手順について第11図のフローチャ
ートを参照して説明する。
分散はまず関数Fのrより左の部分、つまりyが0〜
rまでの部分を求める。
この分散の計算では、カウンタ9がjの値を、累算器
3がVjの値を、累算器4がUjの値をそれぞれ保持する。
また、減算器8は“(r−j)”を、乗算器5は F(j)×(r−j) の値をそれぞれ出力する。
そこで、制御回路14はデータセレクタ6を制御して乗
算器5の出力が加算器1の第1の入力に与えられるよう
にすると共に、減算器8がレジスタ12の内容からカウン
タ11の内容を減算するように制御する。更に、カウンタ
11の内容を0に、レジスタ12の内容をrにする(ステッ
プS11)。
ここで、制御回路14は重心計算と同じ手順により累算
器3、累算器4を0にし(ステップS12)、その後、制
御回路14は加算器1が累算器3の内容とデータセレクタ
6の出力、即ち乗算器5の出力とを、加算器2が累算器
3の内容と累算器4の内容とをそれぞれ加算するように
制御する。
この結果、加算器1は Vj+F(j)×(r−j) の値を、加算器2は Vj+Uj の値をそれぞれ出力することになる。
更に、制御回路14は累算器3が加算器1の出力を取込
み、累算器4が加算器2の出力を取込むように制御す
る。以上により、累算器3には乗算器5の出力と累算器
3の内容とが取込まれ、累算器4には累算器3の内容と
累算器4の内容とが取込まれる(ステップS13)。この
後、制御回路14はカウンタ11の内容を1増加させる(ス
テップS14)。
従って、重心計算の場合と同様にして、カウンタ11の
内容がレジスタ12の内容より大きくなるまで、つまりj
>rになるまで、累算器3,累算器4へのデータの取込み
とカウンタ11の更新とが反復される(ステップS15)。
この結果、関数Fの左の部分の分散ULが累算器4に得
られることになる。
次はyがrからnまでの部分の分散URを求めて左の部
分の分散ULに加える。
そこで、制御回路14は減算器8がカウンタ11の内容か
らレジスタ12の内容を減算するように制御し、カウンタ
11の内容をnにする(ステップS16)。従って、乗算器
5は以後は F(j)×(j−r) の値を出力することになる。
ここで、制御回路14は加算器1を制御して0を出力す
るようにすると共に、累算器3を0に初期化する。この
後、制御回路14は加算器1の出力、この場合は0を累算
器3に取込ませる(ステップS17)。しかし、制御回路1
4は累算器4の内容は変更しない。
これで今後はWjの値を保持する累算器3が0に初期化
されたので、ステップS13の処理と同様の手順(ステッ
プS18)で、制御回路14はカウンタ11を1減じつつ(ス
テップ19)、カウンタ11の内容がレジスタ12の内容より
小さくなるまで、つまりj<rになるまで(ステップS2
0)、累算器3,累算器4へのデータの取込みとカウンタ1
1の更新とを反復する。
この結果、右の部分の分散URも累算器4に加えられた
ことになり、累算器4は関数F全体の分散Uを保持して
いることになる(ステップS21)。
最後に制御回路14はこの分散Uを汎用演算器13に転送
し、分散Uそのものの値あるいは分散UをQで除算した
値を予め定められた値と比較し、その比較結果を推論結
果の信頼性として汎用演算器13のレジスタに格納し処理
を終了する。
なお、第1図に構成を示したファジィ推論装置では、
乗算器5と減算器8とを用いて F(j)×(r−j), F(j)×(j−r) を計算し U=F(0)×(r−0)+F(1)×(r−1) +F(2)×(r−2)+……+F(n-1) ×(n−1−r)+F(n)×(n−r) で定義される分散(2次分散)を求めている。しかし、
第1図から乗算器5,減算器8及びデータセレクタ6を取
除き、第4図に示す如く分散計算に際してもメモリ7の
出力、つまりF(j)を加算器1が加算するようにしてもよ
い。
この場合、 U=F(0)×|r−0|+F(1)×|r−1| +F(2)×|r−2|+……+F(n-1) ×|n−1−r|+F(n)×|n−r| にて定義される分散(1次分散)を得ることができる。
また、上記実施例では、得られた信頼性を汎用演算器
13のレジスタに格納するようにしているが、得られた信
頼性が所定の値以下である場合には、その旨を示す警告
信号を外部に出力するように構成することも勿論可能で
ある。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明に係るファジィ推論装置
では、最終的に得られたメンバシップ関数F(y)(但
しy=0、1、2、…n)について、その重心に基づい
て分散Uが求められ、その値に基づいてルールの矛盾性
が評価され、推論の信頼性の指標となる。この際、求め
られた分散にはメンバシップ関数の横軸の値が加味され
ているので、例えば第9図(a)の分散は小さな値に、
同(b)の分散は大きな値になる。従って、第9図
(a)の場合はルールの矛盾性が小さく、同(b)の場
合は大きいと判断することが可能になるので、従来のフ
ァジィ推論方法に比べより高い精度で信頼性の評価を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るファジィ推論方法を実施するため
のファジィ推論装置の一構成例を示すブロック図、第2
図はディジタル演算における関数の定義法を示す模式
図、第3図は第1図に示したファジィ推論装置において
maximum演算により得られたメンバシップ関数のメモリ
への格納状態を示す模式図、第4図は本発明のファジィ
推論方法を実施するための装置の他の構成例を示すブロ
ック図、第5図はメンバシップ関数の説明図、第6図は
ファジィ推論の一般的な方法を示す模式図、第7図はフ
ァジィルールに生じる矛盾性を示す模式図、第8図は従
来のファジィルールの矛盾性を検出する手法の説明図、
第9図はその問題点を示す模式図、第10図は本発明装置
による重心計算の手順を示すフローチャート、第11図は
同じく分散計算の手順を示すフローチャートである。 1,2……加算器、3,4……累算器、5……乗算器、6……
データセレクタ、7……メモリ、8……減算器、9……
比較器、10……アドレスセレクタ、11……カウンタ、12
……レジスタ、13……汎用演算器、14……制御回路 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1又は複数の入力を予め定められた複数の
    ファジィルールに基づいてメンバシップ関数を求める前
    件部処理を行う手段と、該前件部処理を行う手段により
    求められた複数のメンバシップ関数それぞれの他より大
    なる部分を選択してメンバシップ関数を求める後件部処
    理を行う手段と、該後件部処理を行う手段により求めら
    れたメンバシップ関数の重心を出力する手段を備えたフ
    ァジィ推論装置であって、 前記メンバシップ関数を離散関数F(y)(但しy=
    0、1、2、…n)とし、前記重心をrとして次式で定
    義される分散Uを求める手段と、 U=F(0)×(r−0)+F(1) ×(r−1)+F(2)×(r−2)+…… +F(n+1)×(n−1−r)+F(n)×(n−r) 前記分散Uの値に基づき推論の信頼度に関する指標を出
    力する手段とを具備することを特徴とするファジィ推論
    装置。
  2. 【請求項2】1又は複数の入力を予め定められた複数の
    ファジィルールに基づいてメンバシップ関数を求める前
    件部処理を行う手段と、該前件部処理を行う手段により
    求められた複数のメンバシップ関数それぞれの他より大
    なる部分を選択してメンバシップ関数を求める後件部処
    理を行う手段と、該後件部処理を行う手段により求めら
    れたメンバシップ関数の重心を出力する手段を備えたフ
    ァジィ推論装置であって、 前記メンバシップ関数を離散関数F(y)(但しy=
    0、1、2、…n)とし、前記重心をrとして次式で定
    義される分散Uを求める手段と、 U=F(0)×|r−0|+F(1)×|r−1| +F(2)×|r−2|+……+F(n+1) ×|n−1−r|+F(n)×|n−r| 前記分散Uの値に基づき推論の信頼度に関する指標を出
    力する手段とを具備することを特徴とするファジィ推論
    装置。
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