JP2837815B2 - 対話型ルール・ベース・コンピュータ・システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ルール・ベース・コン
ピュータ・システムの分野に関する。より具体的には、
本発明は、ルールによって制約を付けた１組の選択項目
を対話方式でユーザに提供するコンピュータ・システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】「エキスパート・システム」などの典型
的な先行技術のルール・ベース・システムを図１に示
す。ルール・ベース・システム１００は、データ用の記
憶場所１２０を有する。典型的な場合、データは、シス
テム１００のユーザ１１０によって通常提供される生デ
ータ１２２である。一部のルール・ベース・システム
は、生データ１２２に関するデータであるメタデータ１
２４も有する。このメタデータ１２４は、生データ・ア
ルゴリズム１２６を使用することで生データ１２２から
判別される。

【０００３】ルール１３０およびルール・ベース・シス
テム操作（以下、ルール・ベース操作または単に操作と
もいう）１３５は、システム設計者によってシステム１
００にプログラミングされる。一般に、ルール１３０お
よび操作１３５は、ユーザ１１０がアクセスできない混
合状態１３４になっている。システム設計者は、これら
のルール１３０および操作１３５を、ユーザ１１０から
のさらなる入力を必要とすることなしに、システム１０
０に事前定義し、事前導入する。また、システム設計者
は、ルール・ベース操作１３５において関連ルール１３
０を適用すべきか否か、およびどのように適用すべきか
を決定するためのパラメータを含むようにルール１３０
を設計することもできる。通常、これらの操作１３５
は、分岐選択項目のネットワークのような、所定の変更
不能なシステム１００の構造体に関連付けられる。ルー
ル・ベース操作１３５は、生データ１２２またはメタデ
ータ１２４あるいはその両方を操作して、視覚表示手段
上に出力１４０として表示される最終結果を生成する。
これらのルール・ベース操作１３５は、通常、ユーザ１
１０が提供した生データ／メタデータ・セット１２２お
よび１組の選択パラメータごとに一回の割合で、バッチ
・モードで実行される。この出力表示１４０は、ルール
・ベース操作１３５によって制約を付けた所与のデータ
１２０に関して最適で完全な唯一の結果を表わす。シス
テム１００の各ランごとに、この完全な結果だけが出力
１４０として提示される。

【０００４】出力１４０が提示されると、ユーザ１１０
はその出力１４０を評価し（１１３）、完全な出力１４
０が満足なものであるかどうかを判別する。満足なもの
でなければ、場合によってはユーザが１組のパラメータ
１５０を修正することができる。パラメータ１５０は、
システム１００の各ランに先だってユーザが変更できる
変数である。パラメータ変更は、１組の定義済みルール
のどれを適用するか、または１つの定義済みルールをど
のように適用するか、あるいはその両方の選択を可能に
する変更である。しかし、パラメータ変更は、新しいル
ールを追加したり、ルール間の関係を変更したりするも
のではない。すなわち、ユーザ１１０は、システム１０
０の構造（ネットワークなど）そのものを変更すること
はできない。ユーザは、生データ１２２を変更すること
もできる。このような変更が完了すると、ユーザ１１０
は、システムをもう一回ランさせて、データ１２０また
はルール１３０あるいはその両方とともに新しいパラメ
ータ１５０に基づく別の完全な唯一の結果を出力１４０
として提示する。

【０００５】ルール・ベース・システム１００は、機械
部品の発注、在庫管理システム、エレベータ制御、医療
診断、カラー修正、その他数多くの様々なシステムの設
計など、多くの分野で使用されている。ルール・ベース
・システムは、応用分野が十分定義されている場合、つ
まり、データ１２０と、ルール１３０と、単一の最適か
つ完全な出力１４０を得るためにデータ１２２に適用さ
れるルール・ベース操作１３５とからなるセットが既知
でしかも完全なものである場合に、効果を発揮する傾向
がある。また、ルール・ベース・システム１００は、入
力データ１２０および所定の変更可能なパラメータ１５
０の定義以外の方法でユーザが最終結果を調節したり左
右する必要がある分野では適切に使用されない傾向があ
る。一般に、先行技術では、ユーザがルールまたはルー
ル・ベース操作１３５を作成、削除、または追加するこ
とはできない。しかも、先行技術のルール・ベース・シ
ステム１００は、代替結果を得るためにユーザ１１０が
対話方式で分析、選択、制約付けすることができるよう
な、システム操作１３５用の複数の代替選択項目をユー
ザ１１０に提示しない。最初に一部のパラメータ１５０
を定義し選択する以外に、ユーザが代替選択項目を「探
求」したり、ユーザが個人的な好み、主観的意見、また
は直観を使用して、ルール・ベース・システムの実行に
よる最終出力１４０を左右できる機会はない。つまり、
先行技術のルール・ベース・システムでは、ユーザは完
全な結果の作成を左右することはないのである。システ
ム１００を実行するごとに、ユーザが提供した初期デー
タ（場合によってはパラメータが加わる）によって出力
１４０が完全に決まる。完全な出力１４０の作成中、ユ
ーザは入力を一切行わない。

【０００６】図２は、典型的な先行技術の対話式システ
ム２００を示す。ルール・ベース・システム１００とは
対照的に、対話式システム２００では、ユーザ１１０は
個々のシステム操作２３０にアクセスでき、ユーザ１１
０が一つの操作２４０に関連する複数の選択項目２５０
を選択する（２６０）。各操作（典型的な例は２４１）
のそれぞれの選択項目（典型的な例は２５１）は、暫定
結果２７０の一因となる。しかし、どの操作２４１を使
用し、操作２４１ごとにどの選択項目２５１を使用する
かを決定する（典型的な例は２６１）のは、システム２
００ではなく、ユーザ１１０である。ユーザ１１０は、
システム２００が提供するｎ通りの操作２３５のどれで
も選択できる（２３５）。選択した各操作と操作選択項
目（単に選択項目ともいう）によってシステム出力が変
わる。このため、対話式システムの結果は暫定結果２７
０であり、その暫定結果が最終的なものになったとユー
ザが決定するまで、ユーザの選択によって修正および再
修正される。したがって、一連の暫定結果２７０を使用
して、何度かの反復によってそれぞれの暫定結果２７０
を「構築」または「作成」する。完全な結果／出力１４
０を生成するためにユーザの介入（対話）なしに一度だ
け実行される先行技術のルール・ベース・システムとは
対照的に、対話式システム２００は、ユーザの対話によ
って何度も実行され、一連の暫定結果２７０を生成す
る。このような対話式システムでは、ユーザは、パラメ
ータを定義することができ、対話式システムの出力を左
右し作成するために大幅な制御権を与えられる。しか
し、先行技術の対話式システムは、暫定結果２７０を
「作成」するための手引または支援をユーザに提供しな
い。このような先行技術の対話式システムは、可能な操
作が多いことや、操作ごとに可能な選択項目が数多く用
意されていることなどの諸問題がある場合には、有用性
が低下する傾向がある。このような場合には、暫定結果
を「作成」できる方法が多数存在する。

【０００７】先行技術の対話式システムの一例は、典型
的なスプレッド・シート・プログラムである。このよう
なシステムは、通常、データ２２０を持っている。ルー
ル・ベース・システム１００の場合と同様、このデータ
は、メタデータ２２４と、生データ２２２からメタデー
タ２２４を生成するためのアルゴリズム２２６とを含む
場合もある。システム２００は、「ファイルのアクセ
ス、データの入力、グラフの作成」などの１組の定義済
み操作２３０を持っている。ユーザ１１０は、１つ（ま
たは複数、以下を参照）の操作を選択する。それぞれの
操作２３０（または操作のセット、以下を参照）ごと
に、ユーザ１１０は選択２３５を行い、システム２００
は１組の選択項目をユーザに提示する。たとえば、ユー
ザ１１０が「ファイルのアクセス」のような操作１（２
４１）を選択２３５した場合、システム２００は、選択
２３５を行った操作２４１に関連する１組の選択項目２
５１をユーザ１１０に提示する。「ファイルのアクセ
ス」のような操作には、「ファイルの取得」、「ファイ
ルの格納」、「ファイルの消去」、「ファイルの複
写」、「ファイルの移動」などの一定のセットの選択項
目２５１が用意されている場合もある。データ２２０に
適用される数学的操作２４１（すなわち、表計算の要
素）には、無限の選択項目２５１のセットが用意されて
いる可能性がある。表示（ワークステーションの表示画
面または印刷ページ）操作２４１には、英数字のフォン
ト、サイズ、カラー、各行および列の項目用の列幅と行
の高さなどの多くの選択項目２５１のセットが用意され
ている可能性がある。どの操作についても、ユーザ１１
０は、これらの選択項目から１つを選択２６１する。す
ると、システム２００は、選択した選択項目２６１とと
もに選択した操作２４１をデータ２２０に適用して、暫
定結果２７０の次の反復を作成する。選択２３５を行う
操作の数と、操作ごとに選択する選択項目２６１の数は
いくつでもよい。また、所与の操作／選択項目が結果２
７０の一部だけに影響するものでもよい。１つの数学的
操作が、単一の要素、複数要素の集合、または表計算デ
ータ２２０全体を左右し、暫定結果２７０の一部または
全部に影響する場合もある。「ファイルのアクセス」操
作について選択した選択項目は結果全体に影響する。い
ずれの場合も、並行操作は行えない。たとえば、別々の
表示操作の暫定結果は相互に影響し合う。ユーザ１１０
が１２桁の数値を表示するために大きいサイズのフォン
トを選択すると、数値全体を表示したときに、定義済み
の表示要素サイズ（行の高さと列幅）の範囲内に収まら
ない場合もある。このような事態は、暫定結果２７０を
表示しない限り分からないはずである。このような先行
技術の対話式システムは、操作用の選択項目を選択する
際の手引や、操作と選択項目の選択との間のフィードバ
ック機能も備えていないため、具体的な選択項目２５１
を使用して列幅または行の高さあるいはその両方を変更
して、暫定結果２７０を介した場合のみ明らかになる正
しい表示を行うために、ユーザは操作２４１を反復呼出
ししなければならない。このため、それぞれの反復は、
一連の暫定結果２７０のうちの特定の暫定結果２７０を
作成するための１つのステップにすぎない。

【０００８】さらに、図２に示すように、先行技術の対
話式システム２００は、１セットの操作２４０と、各操
作２４１ごとに１セットの選択項目２５１を備えること
ができることに留意されたい。IBM Visualization Data
Explorer（ＩＢＭの商標）などの一部のシステムで
は、ユーザ１１０が、１つまたは複数の操作を選択（２
３５）したり、１つまたは複数の選択項目２５１を選択
（２６１）することができる。その場合、このような複
数選択の効果は暫定結果２７０に反映される。

【０００９】先行技術の対話式システム２００では、こ
れらの選択（２３５および２６０）を行う際にルール・
ベースの支援がユーザ１１０に提供されない。したがっ
て、ユーザ１１０には、ユーザの要件２１５に合致しな
い可能性のある多くの暫定結果２７０が提示されてしま
う。操作２３０や選択項目２５０が多数あるために、操
作の選択２３５および操作用の選択項目の選択２６０が
混乱する恐れがある。

【００１０】先行技術の諸問題 先行技術のルール・ベース・システム１００は、１組の
ルール・ベース操作によって厳密に制約付けされたデー
タから単一の最良結果をユーザに示す。しかし、このよ
うなシステムでは、完全な結果を作成するための各種の
中間ステップにユーザが関与できないか、その関与が厳
しく限定される。また、このようなシステム１００で
は、ユーザは、システムの問題解決機能を構成するルー
ルおよび操作と積極的に対話したり、事前定義のルール
／操作以外の方法で代替関連結果を探求することができ
ない。これに対して、先行技術の対話式システム２００
では、ユーザは、操作の選択２３５および選択項目の選
択２６０あるいはその両方を行うことができるが、不適
切かつ無関係でしかも有害ですらある選択項目がユーザ
に提示され、その選択項目が問題解決の一因となるのを
抑制するためにルール・ベース操作を使用していない。

【００１１】先行技術のルール・ベース・システム１０
０は、十分に定義された１組のデータ、可能なすべての
出力セットを定義する１組のルール、ユーザの意見や知
識に左右されない「最適結果」、および求められる１つ
の最適結果が存在すれば、十分に機能する。ユーザは何
らかの限定ルール・パラメータ・セットを変更すること
で何度もルール・ベース・システムを再実行できるが、
このやり方は、ユーザの知識を最終出力／結果に伝達す
る方法としては間接的かつ限定されたもので、しかも不
便である。ユーザが主観的な基準の使用、システムに組
み込まれていないユーザの知識の使用、超常識的な創造
力によって結果を左右すること、または結果の作成への
関与を希望する場合には、先行技術のルール・ベース・
システムは不適当である。また、単一の最適結果が存在
しないか、ルールで結果を完全に定義できないか、ある
いはルール・ベース操作の結果としてデータが変化する
ような場合にも、先行技術のルール・ベース・システム
は不適当である。

【００１２】先行技術のルール・ベース・システム１０
０は、システムにプログラミングされている１組の厳密
に定義されたルールに適合する単一の完全な結果を中心
にすることで、ユーザによる創造的で直観的な入力を制
限する。このため、先行技術のルール・ベース・システ
ムでは、ユーザは問題解決に使用する操作、これらの操
作に制約を付けるルール、または各操作に関連する可能
な選択項目に直接アクセスすることができない。また、
単一で完全かつ最終的な結果を生成するためにどの操作
をデータに適用するかは、先行技術のルール・ベース・
システムが決定する。先行技術のルール・ベース・シス
テムではルールと操作が事前定義されているので、ユー
ザが代替ルールおよび操作の効果を探求するのが難し
い。先行技術のエキスパート・システムでは、ユーザの
知識や好みを結果に直接反映させたり、ユーザの知識や
好みで解決策を支配できないようになっている。

【００１３】これに対して、先行技術の対話式システム
２００では、ユーザに提示される情報や結果が多すぎ
る。この情報および結果の多くは、混乱を招き、ユーザ
の要件とは無関係なものである可能性がある。このよう
なシステム２００は、無関係な結果を排除するための手
引をユーザに提供しない。しかも、このようなシステム
２００は、「作成中」の暫定結果を集めて好ましい最終
結果を求めるための系統的な方法をユーザに提供しな
い。

【００１４】先行技術のシステムの中には、すでに視覚
化の分野に適用されているものもある。このような視覚
化システムは、操作の選択を対話方式で制御できるよう
になっている。たとえば、視覚化ソフトウェア・システ
ムには、変換、プロセス、カラー・マップ、実現方法が
豊富に整備されていると思われる。同様に、最新のワー
クステーション・カストマイズ・ツールでは、ユーザ・
インタフェースのために各種のカラーとフォントを選択
できる可能性がある。いずれの場合も、一般にシステム
は、これらの操作を適切に選択したり適用する際の手引
をユーザに提供しない。手引を提供するシステムでは、
この手引の選択適用をユーザが制御できないようになっ
ている。この点が問題になるのは、最新システムが操作
の呼出し時に広範囲の操作および選択項目を使用し、非
常に複雑になっているためである。手引がなければ、シ
ステムの諸機能は効率よく使用されず、操作の適用は非
常にその場限りのものになる。たとえば、視覚化アプリ
ケーションでは、適切なカラー・マップを作成したり、
正しいカラーを入手するのに無数の反復が必要になる場
合が多く、ユーザが混色ルールに関する手引に容易にア
クセスできれば、その反復は大幅に低減できるはずであ
る。また、ワークステーション・カストマイズ・アプリ
ケーションでは、カラーとフォントを調節するのに多く
の日数を要する場合が多く、その結果得られた組合せで
も、美学的に満足できないか、読みやすいものにすらな
っていない場合もある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、１
つまたは複数の暫定結果を生成するためにデータに適用
される複数のルール制約選択項目を対話方式でユーザに
提示する改良されたルール・ベース・システムを提供す
ることにある。

【００１６】本発明の他の目的は、それぞれがユーザの
知識または好みあるいはその両方を反映する複数の暫定
結果の反復を作成する際にユーザを支援するための複数
のルール制約操作または操作選択項目あるいはその両方
を対話方式でユーザに提示する改良されたルール・ベー
ス・システムを提供することにある。

【００１７】本発明の他の目的は、知覚ルールに基づく
高機能支援を提供することで、データを表示および視覚
化する際にユーザを支援する改良されたルール・ベース
・システムを提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ユーザに一連
の暫定結果を提供するためにユーザと対話する新規のル
ール・ベース・システムである。一般に、一連の暫定結
果を構成する個々の暫定結果の反復的な作成過程におい
て、以降の暫定結果をさらに作成するために使用される
ユーザ入力が行われる。本システムは、１つまたは複数
の操作からなる操作セットを有する。また、各操作は、
各操作に関連する１つまたは複数の選択項目からなる各
１セットの選択項目（選択項目セットという）を有す
る。１つの操作またはそれに関連する１つの選択項目セ
ットあるいはその両方に関連する１セットのルール（ル
ール・セットともいう）によって、ルール・ベースの知
能がその操作セットまたは１つまたは複数の選択項目セ
ットに適用される。１つのルール・セット内の１つまた
は複数のルールが操作セットに適用される時、その操作
セット中の全操作のうちから、各適用ルールによる制約
に適合する制限された操作のみが自動的に抽出されて操
作サブセットを構築してユーザに提供される。ユーザに
提供するための制限されたこの操作サブセットを提供操
作セットと呼ぶことにする。このように、提供操作セッ
トに含まれる操作だけが、ルール・セットの操作セット
への適用の際に、ユーザに提供される。同様に、１つの
ルール・セットを構成する個々のルールが１つの選択項
目セットに適用される時、その選択項目セットのサブセ
ットである提供選択項目セットが作成され、ユーザに
は、この提供選択項目セットに含まれる操作選択項目だ
けが提供される。提供操作セットおよび提供選択項目セ
ット中の各操作および各操作選択項目は、適用ルールの
制約に適合するものである。１つのサブセットは、操作
セット（選択項目セット）の全てのメンバを含んでもよ
いことに留意されたい。

【００１９】一連の暫定結果を生成するための各反復動
作ごとに、操作セットおよび／またはそれに関連する操
作選択項目（単に、選択項目ともいう）セットが、関連
ルールで制約された操作サブセットおよび／または選択
項目サブセットに構築されて対話型出力手段上のユーザ
に提供される。ユーザは、提供された操作サブセットお
よび／または選択項目サブセットのうちから、対話型入
力手段を介して操作または選択項目の選択を行う。提供
サブセットのうちから選択した各操作または各選択項目
が、システム・データに適用され、暫定結果の生成過程
の様々な部分に影響する。本発明の１つの特徴によれ
ば、ユーザがサブセット中のどの操作またはどの選択項
目を選択したかという情報（ユーザ選択に関する情報と
もいう）が、データとして、好ましくはメタデータとし
て、それらのルールにフィードバックされ、このデータ
が１つまたは複数のルールにおける１つまたは複数のパ
ラメータになる。このようにして、各反復過程において
ユーザによる選択と両立する方法で、各暫定結果が操作
または選択項目あるいはその両方の影響を受けることに
なる。これらのユーザによる選択は、一連の反復動作中
の任意の反復動作においてもユーザの知識と好みを反映
したものになる。

【００２０】また、本システムでは、最終的に暫定結果
に影響するシステム・ルール、操作、選択項目、デー
タ、メタデータ、およびアルゴリズム（メタデータを生
成するために使用する）をユーザが変更（追加、削除、
または修正）することができる。たとえば、ユーザは、
１つまたは複数のルールにおいてパラメータとして使用
されるメタデータを変更することができ、このメタデー
タが今度はシステム内のルールの操作を変更する。さら
にユーザは、どの操作または操作に関連するどの選択項
目に対してルールによる制約を付けるかを選択すること
もできる。このようにして、ユーザは暫定結果の作成を
さらに指示する。最終的に、暫定結果の１つが最終的な
ものであるとユーザが決定できる場合もあれば、決定で
きない場合もある。

【００２１】

【実施例】図３は、本発明を実行するのに使用する典型
的なコンピュータ・システム３００の非限定例のブロッ
ク図である。メモリ３１０を備えたコンピュータＣＰＵ
は、入力装置３２０、出力装置３３０、および大容量記
憶装置（ＣＰＵの外部にある記憶装置を含む）３４０に
接続されている。同図に示す特定のシステムは、高解像
度表示装置３３２、キーボード３２２入力装置、および
マウス３２４を備えたＩＢＭ ＲＩＳＣシステム／６０
００（ＩＢＭの商標）である。このシステムは、任意の
数の入力装置３２０（バーチャル・リアリティ・システ
ムからのトラッカ出力、音声入力など）に対応するため
に汎用化されていると思われるが、任意の数の出力装置
３３０（単純なモノクロ・テキスト表示装置、マルチメ
ディア対応ビデオ／テキスト／イメージ表示システム、
バーチャル・ワールド環境用の２Ｄステレオ・ヘッド搭
載表示装置、３次元コンピュータ生成ホログラムなど）
に対応するために汎用化することができる。図３のシス
テムは、複数の入力と出力を備えたマルチユーザ・シス
テムに汎用化することができる。このようなシステム３
００とそのオペレーティング・システムは、周知であ
り、発明者の考察の範囲内に含まれる。

【００２２】図４、図５および図６は、本発明の各種機
能構成要素とそれらの相関関係を示す本発明４００のブ
ロック図である。一般に、本システムの中核基盤は、先
行技術の対話式システム２００の拡張形から派生したも
のである。しかし、本システムは新規の特徴をいくつか
含む。１セットのルール４３４をスイッチ４３２を介し
て選択してシステム４００の１操作セット４３０に適用
すると、この操作セット４３０が自動的に制約、すなわ
ち制限、されてユーザ１１０に提供すべき提供操作セッ
ト４３８がシステムにより生成される。この提供操作セ
ット４３８に属する各操作は、ルール４３４の制約に適
合するものである。同様に、もう１セットのルール４５
４をスイッチ４５２を介して選択し、これを、すでにユ
ーザ１１０が提供操作セット４３８から選択（４３５）
した操作（典型的な例は４４１）に関連する１セットの
操作選択項目（すなわち選択項目セット）４５１に適用
することができる。ルール４５４の適用により、選択項
目セットが自動的にサブセットに制約されてユーザに提
供される１セットないし複数セットの提供選択項目セッ
ト４５８が生成される。ユーザによる操作の選択（４３
５）と選択項目の選択（典型的な例は４６１）がフィー
ドバック機構４０５Ａないし４０５Ｂ（４０５で総称す
る）によって監視される。このフィードバック機構は、
この選択情報を、好ましくはルール固有メタデータ４２
８を介して、ルール（４３４または４５４あるいはその
両方）にパラメータとして、提供する。また、ユーザ１
１０には、操作４３０、選択項目４５０、ルール（４３
４および４５４）、ルール固有メタデータ４２８、およ
びルール固有メタデータ・アルゴリズム（典型的な例は
４２７）をユーザが追加、削除、および修正できるよう
にするための新規の特徴がさらにいくつか提供される。
ユーザが選択した操作４３５と操作選択項目４６０は、
暫定結果４７０を生成するためにデータ４２０に適用さ
れる。

【００２３】本システム４００は、生データ４２２と、
生データ４２２に関するデータであるメタデータ４２４
とを含むデータ４２０を有する。一部の実施例では、生
データ４２２からメタデータ４２４の一部または全部を
生成するために生データ・アルゴリズム４２６を使用す
る。また、メタデータ４２４は、ユーザが直接入力した
データも含む。

【００２４】生データ４２２の非限定例としては、科学
計算、センサ観察、モデル予測、小売統計、ユーザ・イ
ンタフェースのグラフ表現、体系図、ＣＡＤ／ＣＡＭ概
略図などから得たデータがある。これらのデータ４２２
と、これらのデータを格納しアクセスするための構造は
既知である。データは、大容量記憶装置３４０などのコ
ンピュータ・システム３００の記憶装置に常駐する。

【００２５】生データ４２２に関するメタデータ４２４
と、このメタデータ４２４を生成するためのアルゴリズ
ム４２６は既知である。たとえば、生データ４２２とし
ては、地理的位置の関数として表した、地球の大気中の
温度分布が考えられる。この生データ４２０に関するメ
タデータ４２４としては、標高に対する温度変化率、所
与の緯度における最低温度と最高温度、圧力で正規化し
た温度、球面座標に応じて変換した空間位置などが考え
られる。本発明４００の一部の実施例では、アルゴリズ
ム４２６を使って生データ４２２を操作することで、メ
タデータ４２４の一部または全部が提供される。たとえ
ば、標高に対する温度の導関数を取るアルゴリズムは、
標高が海水面から上がるにつれてどのような割合で温度
が変化するかを示すメタデータ４２０を出力できる。他
のアルゴリズムでは、地球上の位置をより適切な地図作
成上の座標系に変換することができる。生データのもう
１つの例としては、数値の列で構成される科学実験のデ
ータが考えられる。メタデータ・アルゴリズムでは、デ
ータの変化性や変動を表すメタデータを生成したり、デ
ータを空間領域に分離することなどが可能である。この
メタデータ・アルゴリズムは、データ・セット内の要素
間の関係、たとえば、３Ｄ空間内の空間的関係（正面／
後ろ）、時間的関係（前／後）、温度関係（より低温／
より高温）の特性を表すのに使用することもできる。

【００２６】これらの生データ４２２およびメタデータ
４２４用のデータ構造と、メタデータ４２４を生成する
ためのアルゴリズム４２６とは先行技術のルール・ベー
ス・システムに広く使用されて既知である。メタデータ
とは、既知のように、高レベル記述のデータを意味す
る。これらのデータ４２２、メタデータ４２４、および
アルゴリズム４２６はユーザ１１０またはシステム設計
者によってアクセス・パス４２１を介して直接提供さ
れ、既知の方法で格納されている。

【００２７】本発明は、ルール固有メタデータ４２８と
いうタイプのメタデータも有する。ルール固有メタデー
タ４２８のデータ構造５００は、図７に関して後述され
るが、このメタデータ４２８の一部は、既知の方法を使
用したルール固有メタデータ・アルゴリズム（典型的な
例は４２７）という特殊なアルゴリズムで生成すること
ができる。後述のように、このアルゴリズム４２７およ
びルール固有メタデータ４２８は、それぞれ、アクセス
・パス４８１、４８４およびアクセス・パス４８２、４
８５を介してユーザから直接提供され、または更新され
る。

【００２８】ルール固有メタデータ４２８に関する新規
の特徴がいくつかある。たとえば、ルール固有メタデー
タ４２８の値の一部または全部をシステム４００の１つ
または複数のルール４３４、４５４のルール・パラメー
タの値として予め定義しておき、ユーザ１１０の入力操
作により、提供操作セットまたは提供選択項目セットの
うちのどの操作または選択項目が選択（４３５、４６
１）されたのかを表わす選択情報によって、ルール・パ
ラメータの値を更新するように構成している。この構成
は、ユーザ選択を表わす選択情報をルール４３４、４５
４に反映させてそのルールを更新させるためのフィード
バック機構４０５の一部でもある。

【００２９】この非限定記述では、生データ４２２、メ
タデータ４２４、およびルール固有メタデータ４２８の
機能が異なるため、それぞれ個別に示されていることに
留意されたい。ただし、この情報は、同じ記憶場所に入
れるなど、既知の方法で何通りにも格納することができ
る。

【００３０】図７は、ルール固有メタデータ４２８とし
て本発明４００が使用するメタデータ・データ構造５０
０の好ましい例を示す。この例では、メタデータ５００
が様々なカテゴリ（メタデータ構造５００の列として示
す）に分割されている。これらのカテゴリとしては、ル
ールに関連するデータ５１０、アルゴリズムによって計
算されたルール固有メタデータ５２０、ユーザ選択に関
するルール固有メタデータ５３０、およびユーザの目標
と知識を反映したユーザ提供のルール固有メタデータ５
４０などが考えられる。この好ましい例では、１組のル
ール固有メタデータ４２８が具体的なルール・セット
（４３４または典型的な例である４５４など）に関連付
けられていることに留意されたい。

【００３１】具体的なルールの関連データ５１０は、適
用するルール（４３４、４５４）に必要なクラスのデー
タ（４２２または４２４のいずれか）である。たとえ
ば、スイッチ（４３２、４５２）によって与えられる情
報によって、ルール・セットを適用するかどうかが決ま
る。しかも、このルール・セット４５４は、前提メタデ
ータが入手可能な場合だけ適用できるはずである。たと
えば、具体的なルール４５４が適用可能になるのは、メ
タデータが気圧について補正された天気データである場
合に限られるはずである。

【００３２】メタデータ５００のもう１つのカテゴリ
は、アルゴリズムによって計算された追加のメタデータ
５２０である。実施例では、これらのアルゴリズム４２
７がルール固有メタデータ４２８と１組のルール（４３
４、４５４）に関連付けられている。これらのアルゴリ
ズム（典型的な例は４２７）は、既知の方法でルール固
有メタデータ５２０を生成する。たとえば、所定容積の
皮質内の組織密度を積分するアルゴリズムは、組織のタ
イプに関連するメタデータを提供する。

【００３３】メタデータ５００のもう１つのカテゴリ
は、１つまたは複数のルール（４３４、４５４）で使用
するユーザ選択（４３５、４６１）に関する新規のメタ
データである。このデータ５３０は、ルール（以下を参
照）のパラメータにすることでそのルールを左右する場
合がある。このデータ５３０はフィードバック機構４０
５によって提供される。ユーザ選択メタデータ５３０の
例としては、ユーザが黒の表示背景を選択したことを示
す変数ｓ₁が考えられる。テキスト・カラーを決定する
ルールは、この選択に関する情報を受け取り、それによ
ってテキスト・カラー選択項目のセットを高輝度（明）
カラーに制限でき、ユーザに低輝度（暗）テキスト・カ
ラー選択項目を提供しないはずである。

【００３４】メタデータ５００のもう１つの新規のカテ
ゴリは、ユーザ提供のルール固有メタデータ５４０であ
る。このメタデータ５４０は、通常、ユーザの知識と目
標を反映するもので、アクセス・パス４８２および４８
５によってメタデータ構造５００に直接提供される。

【００３５】ユーザ提供のルール固有メタデータ５４０
の非限定例としては、視覚化アプリケーションのデータ
を連続表示するかどうか、または所与の範囲を強調表示
するかどうか、そして定義域固有の制約を使用するかど
うか（たとえば、天文アプリケーションでは赤が低温を
意味し、青が高温を意味するが、気象学では反対の規則
が使用される）などが考えられる。

【００３６】この開示を見れば、当業者には他のカテゴ
リのルール固有メタデータ４２８や他のタイプのメタデ
ータ構造５００が明らかになることに留意されたい。こ
れらについては、本発明で考察されている。

【００３７】ルール（４３４、４５４）をデータ４２０
に適用して、何らかの結果を生成する。このため、ルー
ル（４３４、４５４）とデータ４２０は、この相互使用
が行われるように構築しなければならない。先行技術の
ルール・ベース・システム１００では、完全な出力／結
果１４０を提供するためにこの点に関する多くの例を開
示している。たとえば、ルール（４３４、４５４）は１
組の制約として表すことができる。これに対して、ルー
ルは、任意のパラメータまたは入力を使用して、複数の
操作のうちのどれをそのルールが実行するかを決定する
こともできる（アルゴリズム・ルール）。これらのルー
ルの定義域を限定するのはアプリケーションの定義域だ
けであるので、その定義域には、知覚ルール、体系的ル
ール、設計ルール、文法ルール、色の調和、美的ルー
ル、空間レイアウト・ルール、地図作成ルール、装置独
立カラー・ルール、機械組立ルール、装置構成ルール、
ブール論理、ファジー論理、命題、数学的問題解決ルー
ルなどが含まれる可能性がある。

【００３８】本発明４００の実施例では、所与の１組の
ルールが特定のセットの操作に関連付けられている。た
とえば、１セットのルール４３４はシステム４００の１
操作セット４３０に関連付けられている。さらに、その
セットのルール４５４は、全セット４５０のうちの特定
の１セットの選択項目４５１（選択項目セット）に関連
付けられている。これらの関連付けは、ルールのセット
（４３４、４５４）が他のセットのルールに含まれるル
ールの複製である１つまたは複数のルールを持ったり、
１つのルールが他のルールと共通のパラメータを持つの
を妨げるものではない。ルール（４３４、４５４）は、
１操作セットまたは１選択項目セットのうちから、適用
ルールの制約に適合する操作または選択項目を抽出して
ユーザに提供するように設計されている。したがって、
１提供操作セット４３８および関連する１セットないし
複数セットの提供選択項目セット４８０は、本質的に、
ルール制約に適合する操作および選択項目を含むことに
なる。このため、提供される操作／操作選択項目をデー
タ４２０に適用すると、活動状態のルール制約に適合す
る暫定結果４７０が生成される。

【００３９】たとえば、航空機のエンジン・ナセルの上
を流れる空気の気流速度の測定値を均一に表すためのカ
ラー・マップを選択することが目標であれば、選択項目
のセット４８０には、ルール４５４によって選択された
色彩計画の限定セットだけが含まれるものと思われる。

【００４０】本発明は、操作４３５または選択項目４６
０あるいはその両方を選択する際にユーザを支援するた
めに、ユーザが呼び出したり抑制できる、すなわち、ユ
ーザが切り替えられるようなルール・ベースの知能を提
供する。ユーザは、操作セット４３０（または選択項目
セット４５１あるいはその両方）に適用されるルール４
３４（４５４）を呼び出す（抑制する）ために新規のス
イッチ機構（それぞれ、４３２と４５２）を使用するこ
とでこれを実行する。このスイッチ（４３２、４５２）
は、各操作セット４３０（選択項目セット４５１）ごと
に選択したスイッチ４３２（４５２）のブール値に基づ
いてルールを条件付き実行することで、使用可能にする
ことができる。ユーザ１１０は、所与のルール（４３
４、４５４）のセットを呼び出す（抑制する）ために表
示装置３３０上に各種オプションが提供され、スイッチ
（４３２、４５２）を切り替えて、適用するルールまた
はルール・セットを入力装置３２０を使用して選択する
ことができる。ユーザが１組のルール（４３４、４５
４）を呼び出すと、呼び出されたルール・セットは、そ
れに関連する操作セット４３０または操作選択項目のセ
ット（選択項目セット）４５１に適用され、ルール（そ
れぞれ、４３４と４５２）の制約に適合する操作４３０
または操作選択項目４５１だけをユーザ１１０に提供
（４３８、４５８）する。ただし、所与のルール・セッ
ト（４３４、４５４）を抑制する場合は、ルール知能の
支援を受けずに、操作のセット４３０全体または操作選
択項目のセット４５１全体がそれぞれユーザ１１０に提
供（４３８、４５８）される。

【００４１】この開示を見れば、当業者にはこのスイッ
チ機構（４３２、４５２）の他の実施例が明らかになる
と思われるので、このような実施例は本発明の考察の範
囲内に含まれる。たとえば、スイッチ（４３２、４５
２）は、離散的なものではなく、可変性のものでもよ
い。この場合、ルールの効果が連続的に変化し、ユーザ
１１０に提供される選択項目のセット４５１に対して程
度の異なる数種の影響力を発揮する。

【００４２】また、システム４００は、１つまたは複数
の操作のセット４３０を持つこともできる。ユーザ１１
０は、これらの提供された１つまたは複数の操作４３８
を選択４３５して、１つまたは複数の選択された操作４
４１のセット４４０を入手する。選択された操作４４０
は、データ４２０に適用されるか、データ４２０に適用
される操作選択項目を提供し、暫定結果４７０を生成す
る。

【００４３】本発明の新規な特徴の１つは、操作４３０
および操作選択項目４５１にルール（４３４、４５４）
を選択（４３２、４５２）適用して、ルールの制約に適
合する操作４３８および操作選択項目４５８だけをユー
ザ１１０に提供できることである。同時にユーザ１１０
は、選択されたその他の操作４４１用の操作選択項目４
５１を検査して、他の選択項目を選択するとこれらの選
択項目がどのように変化するかを確認することができ
る。たとえば、ユーザ１１０は提供された選択項目４５
８から操作選択項目４６１を選択する。この場合、一度
に１つまたは複数の選択４６１を行うことができる。ユ
ーザは、最初に選択した操作に関連する操作選択項目に
ついて任意に選択するか、最初に選択した操作以外の操
作に関連する操作選択項目について選択を行うことがで
きる。提供操作選択項目４５８から選択された操作選択
項目４６１とともに、ユーザが選択した操作４３５がデ
ータ４２０に適用され、暫定結果４７０を生成する。デ
ータ４２０、ルール固有メタデータ・アルゴリズム４２
７、ルール固有メタデータ４２８、およびルール（４３
４、４５４）もユーザに提供される選択項目を左右する
ので、これらは暫定結果４７０にも直接影響することに
留意されたい。

【００４４】ユーザ選択の操作４３５と操作選択項目４
６０をデータ４２０に適用することで、暫定結果４７０
が生成される。この暫定結果は、システムの出力装置３
３０上でユーザ１１０に提示される。実施例では、ユー
ザが操作または操作選択項目あるいはその両方を選択す
るたびに、すなわち、システムの反復ごとに、１つず
つ、複数の暫定結果４７０がユーザ１１０に提示され
る。暫定結果４７０の重要な態様は、完全解決の作成中
の中間時点で、ある程度完全な視覚、触覚、または聴覚
による入力をユーザに提供できる点である。このため、
ユーザは、それぞれの暫定結果４７０を評価して判断
し、１回の反復後にユーザの知識、判断、および好みを
取り入れて暫定結果４７０を生成することができる。ユ
ーザの知識、判断、および好みは、データ４２０（パス
４２１による）、ルール固有メタデータ・アルゴリズム
（パス４８１、４８４による）、ルール固有メタデータ
（パス４８２、４８５による）、ルール（パス４８３、
４８６による）、操作の選択（パス４８７）、および操
作選択項目の選択（パス４８８）のいずれかを修正する
ことで、一連の暫定結果の作成に挿入される。ユーザ１
１０は、修正および選択の成果を比較するために、既知
の方法を使用して、一連の暫定結果として暫定結果をい
くつでも格納することができる。

【００４５】現行のルールが解決空間の概念化およびモ
デリングに適さないような複雑な多次元設計問題の場
合、ユーザは、操作または操作選択項目あるいはその両
方を選択するか、データ／ルールを修正するか、あるい
はその両方を実行することで、好ましい結果を得ること
ができる。ある程度完全な暫定結果４７０の作成にユー
ザが関与できるということは、ユーザが「ギャップ」を
埋めることができるため、システム設計者は完全なシス
テムを設計する必要がないことを意味する。システム設
計者は部分解決のフレームワークを指定することがで
き、ユーザは、ユーザの趣味、判断、好み、および知識
に応じてカストマイズした完全な解決を得るために、追
加情報を提供することができる。ユーザが対話方式でル
ールを修正できるので、システムによる「事態想定」実
験中にユーザが学習した情報をルールとして対話方式で
取り入れることができる。

【００４６】本発明４００のもう１つの新規な特徴は、
ユーザによる操作の選択（４３５）に関する情報をフィ
ードバック機構４０５Ａおよびパス４０３を経由して適
切なルール固有メタデータ４２８へフィードバックする
と共に、同様に、ユーザによる選択項目の選択（４６
１）に関する情報をフィードバック機構４０５Ｂおよび
パス４０７を経由して適切なルール固有メタデータ４２
８へフィードバックすることである。実施例では、ユー
ザ選択（操作については４３５、選択項目については４
６１）によって提供されたデータをどのルールが使用し
たかを判別することにより、これを行っている。また、
実施例では、この情報がルール固有メタデータ４２８
（図７ではｓ５３０）に格納される。必要なユーザ選択
情報（４３５、４６１）が変更されると、すなわち、ユ
ーザ１１０が選択（４３５、４６１）を行うたびに、ア
ルゴリズムを使用してその変更時期を追跡する。その
後、ユーザ選択情報は、変数ｓ５３０が入っているメタ
データ構造５００の適切な記憶場所５３０で更新され
る。このようなアルゴリズムは、この開示が示された当
業者には既知のものとなる。ユーザ選択情報をこのよう
にフィードバックするためのパスは、ユーザ選択の操作
４３５（ユーザ選択の選択項目４６１）用のパス４０３
（４０７）として示されている。このようにして、メタ
データ構造５００に含まれる変数ｓ５３０の正確な値
が、変数ｓ５３０を引数として持つそれぞれのルールに
提供される。

【００４７】ユーザ１１０は、それぞれの暫定結果４７
０を検査し、一連の暫定結果内の次の暫定結果４７０の
作成を続行すべきかどうかを判別する。前述の通り、ユ
ーザは、操作４３５または操作選択項目４６０の選択を
行うことで暫定結果４７０の作成を続行することができ
る。しかも、ユーザは、フィードバック・パス４８６を
介して１組の操作選択項目４５１に関連する１組のルー
ル４５４内の１つまたは複数のルールを変更すれば、さ
らに暫定結果４７０を作成することができる。また、ユ
ーザ１１０は、フィードバック・パス４８５を介してこ
のルール・セット４５４に関連するルール固有メタデー
タ４２８を変更したり、フィードバック・パス４８４を
介してこのルール・セット４５４に関連するルール固有
メタデータ・アルゴリズム４２７を変更することもでき
る。同様に、ユーザは、それぞれのフィードバック・パ
ス４８３、４８２、４８１によって、関連操作セット４
３０に関するそれぞれのルール・セット４３４、ルール
固有メタデータ４２８、およびルール固有メタデータ・
アルゴリズム４２７を変更することができる。

【００４８】図８では、メタデータ、ルール、および操
作間の対話と、ユーザに提供される１組の選択項目に対
してルールが制約を付ける機構の動作表現とを示す。図
８の上部にある四角は、図７の５００の複製である。

【００４９】４通りのカテゴリのメタデータが示されて
いるが、各カテゴリ内には任意の数の値が格納されてい
る。関連データ５１０の値は、この例ではｄ₁・・・ｄ_n
として示され、整列した生データ４２２の最大値と最小
値を含む。アルゴリズムによって計算されたルール固有
メタデータ５２０は、ａ₁・・・ａ_nとして示されている
が、この例ではａ₁の値が８０であると示されている。
この例では、ユーザがまだ選択を行っていないので、ｓ
₁・・・ｓ_nとして示されているユーザ選択に関するメタ
データ５３０には値が与えられていない。ｕ₁・・・ｕ_n
として示されているユーザが直接提供したメタデータ
は、変数ｕ₁の場合に”Ｔｙｐｅ Ｎ”という値を含
む。

【００５０】本発明では、メタデータ４２８がルール
（４３４、４５４）への入力を提供する。この例では、
ルールは１組の命題として表されている。第一のルール
は、「ａ₁が１０より大きく、ｕ₁がタイプＮである場
合、ｑの値は−１０〜１の範囲に制限され、ｒは８０〜
２５６の範囲に制限され、ｃは線形になり、Ｎは３００
になる」というものである。このルールは、「アレイの
空間周波数が高い場合、開始値が範囲ｑ内で、終了値が
範囲ｒ内になるようなカラー・マップを選択し、両方の
値の間を直線補間して３００段階の中間値を設けるこ
と」と解釈できる。ルールに入力された値ａ₁およびｕ₁
はメタデータから提供されたものである。その結果、こ
のルールが値ｑおよびｒを制限し、ｃおよびｎに値を提
供している。次に、これらの値が関連操作６２０への入
力を提供する。この操作は、ユーザに提供される選択項
目のセット（４３８、４５８）を決定する４つの引数を
持つ。このため、メタデータがルールに供給され、この
情報に基づいてルールが操作の引数に制約を付け、その
結果、ユーザに提供される操作６２０に関連する選択項
目のセットを制限する。メタデータ５００、ルール６１
０、または操作６２０を変更すると、そのそれぞれの値
がプロセスの各ステップを定義する変数、パラメータ、
および引数に供給されるため、選択項目セット４５８が
影響を受けることに留意されたい。

【００５１】この例では、メタデータ（５１０、５２
０、５３０、および５４０）は、各変数ごとに、一部が
数値で一部が記号の単一の値として表示される（たとえ
ば、”Ｔｙｐｅ Ｎ”）。メタデータ５００は、アプリ
ケーションの要件に応じて、ベクトル、関数などでも表
すことができ、本発明ではメタデータの表現方法を限定
していない。たとえば、微分方程式を解くために設計さ
れた対話式ルール・ベース・システムでは、扱いやすい
各種部分に方程式を解析するための関数がメタデータに
含まれる場合もある。

【００５２】この例では、ルール６１０が命題として表
されている。これは非限定例である。このルールは、制
約の体系、ファジー論理、ニューラル・ネットワーク、
または入力パラメータを取り、出力パラメータを提供す
るその他のルールまたは制約または最適化システムとし
て表すこともできる。同様に、この例では、ユーザに提
供される選択項目のサブセットを選択するための操作６
２０は、１組の引数として表されている。この汎用構造
の実施例は、アプリケーションにとって望ましいもので
あれば、どのような形態でもよく、本発明では限定して
いない。

【００５３】図９は、メタデータ５００の変更が本シス
テム全体に広がり、ユーザに提供される選択項目の変更
に影響する様子を示したものである。この例では、ユー
ザ選択項目に関するメタデータｓ₁５３０が追加されて
いる。つまり、ユーザが操作４６１に関して選択項目を
選択し、この選択項目に関する情報がメタデータ５００
にフィードバックされている。この場合、ユーザはカラ
ー選択を行い、選択したカラーの彩度が値２０で、この
選択の色相が色相角度３０°の位置にあることを示す、
ｓ＝２０、ｈ＝３０°という値が追加されている。この
新たに追加されたメタデータ５３０は第二のルール７１
０に関連するものであるが、前の反復（図８）ではｓ₁
の値が提供されていなかったので、第二のルールは休止
状態になっていた。この反復では、このルールが値を受
け取り、命題の前例はｃ＝”ｑｕａｄｒａｔｉｃ”を設
定することになる。この実施例のルールは、必須メタデ
ータが与えられたときに活動化される。ルールを活動化
するためのその他の決定機構も可能である。

【００５４】この例では、２つのルールが変数ｃについ
て異なる値を出力している。ルール１ではｃ＝”ｌｉｎ
ｅａｒ”を要求し、ルール２はｃ＝”ｑｕａｄｒａｔｉ
ｃ”を要求している。このルール間の競合は、この場
合、ルールに関連する加重体系によって処理される。こ
の例では、ルール１は重みｗを持ち、ルール２は重み１
００ｗを持っている。ルール２の重みの方が強力なの
で、ルール２によって提供されるパラメータは、ユーザ
に提供される選択項目のセットを選択する操作７２０へ
の入力を提供する。この例は、ルール間のアービトレー
ションのための機構を示している。この高い値の方が強
いというルール加重システムは、より高度な加重属性シ
ステムで置き換えてもよく、またはルールによって提案
された値の平均を求めたり、最も頻度の高い値に投票す
るなどの加重を使わないシステムですべて置き換えるこ
とも可能である。同様に、競合するルールが存在する
と、その結果、ユーザにエラー・メッセージが表示され
る場合もある。ルールの競合を解消するための方法は、
アプリケーションに応じてユーザまたはシステム設計者
あるいはその両方に任されており、反復ごとに対話方式
で変更することもできる。

【００５５】この例は、メタデータ５００の修正によっ
てルール７００に送られる値が変更され、その値によっ
て、ユーザに提供される選択項目のセットを決定する機
構のパラメータ表示を変更できる様子を示している。こ
の場合、新規のクラスのメタデータであるユーザ選択に
関するメタデータ５３０が修正されている。しかも、ユ
ーザが選択を行うたびに、その情報がメタデータにフィ
ードバックされ、その選択のパラメータがそのメタデー
タに記録される。つまり、反復ごとにユーザ選択に関す
るメタデータが修正され、ルールが再計算され、ユーザ
の処置を反映して、影響を受けるすべての操作に関して
ユーザに提供される選択項目のセットが修正される。こ
のようにして、ユーザの選択、知識、好み、および判断
に関する情報がシステム全体に広められ、これらの選択
項目のパラメータによって決まる後続の操作すべてを左
右する。

【００５６】ユーザ選択に関するメタデータ５３０の場
合、ユーザが行った選択に基づいてメタデータを更新す
るのはシステムである。その他のクラスのメタデータも
修正できるが、その場合、メタデータを更新するのはユ
ーザになる。反復ごとに、ユーザ１１０は任意のメタデ
ータ５００を自由に修正でき、この変更の効果は前述と
同じ機構によってシステム全体に広められる。データか
ら派生したメタデータ５１０を修正するには、ユーザ
は、４２０に示されている生データ４２２、アルゴリズ
ム４２６、またはメタデータ４２４を編集するだけでよ
い。これは、この情報が入っているファイルを編集する
か、対応する記憶場所に格納されている値をその他の方
法で変更することで実行できる。アルゴリズムによって
計算されたメタデータ５２０は、そのメタデータの計算
に使用するアルゴリズムを編集することで修正できる。
これは、アルゴリズムを生成するための既知の方法で実
行できるが、その方法としては、１組のボタンからアル
ゴリズムを選択する方法、適切な言語またはアルゴリズ
ム修正用の１組のコマンドを使用してウィンドウなどで
アルゴリズムを編集する方法などがあるが、これらに限
定されない。ユーザ提供のメタデータ５４０は、その情
報をシステムに入力するための方法をユーザに提供する
ことで修正できる。たとえば、ダイアログ・ボックスを
設けて、その情報を提供するための方法をユーザに提供
してもよい。（同様の方法を使用して、操作セット４３
０または操作選択項目セット４５１を変更できることに
留意されたい。）この情報は、視覚化の目標、微分方程
式を解くための好ましい方法、シミュレーションをどこ
から開始するかという推量、またはユーザは把握してい
るがシステムに組み込まれていないその他の情報を参照
する場合もある。この情報は、１組の選択項目から選択
可能であるか、スライダによって入力可能であるか、ま
たはアプリケーションによってはデータ・グローブ上に
圧力で表示することも可能である。

【００５７】要約すると、メタデータ５００は、ユーザ
が行った選択を反映したシステムによるか、問題および
その解決に関するユーザの知識、推量、および直観を反
映するユーザによって、反復ごとに修正することができ
る。メタデータは、解決または設計に関わる操作にこの
知能を供給するための主要機構である。

【００５８】ユーザの知能をシステムに供給するための
もう一方の機構は、ルール（６１０、７１０）によるも
のである。反復ごとにユーザは、メタデータ・アルゴリ
ズム（４２６、４２７）の修正に関して説明したのと同
じ方法で、ルール（６１０、７１０）とルールに関連す
る重みを自由に修正することができる。このため、この
対話式システムの反復ごとに、ユーザは、データ４２
０、メタデータ２４８、メタデータ（４２６、４２８）
を計算するためのアルゴリズム、ルール、およびルール
の重み４５４を修正できる。しかも、いずれかの操作に
ついてユーザが選択を行うたびに、その情報もシステム
にフィードバックされ、関連のメタデータを直接修正す
る。

【００５９】したがって、本発明では、問題解決の一因
となるようにユーザの知能をフィードバックするための
２つの機構について説明する。１つは、操作ごとにユー
ザが行った選択に関するフィードバックをシステムがメ
タデータにリレーする点である。もう１つは、システム
行動を修正するためにユーザが直接フィードバックでき
る点である。つまり、反復ごとに、ユーザはデータ、メ
タデータ、アルゴリズム、ルール、およびルールの重み
を修正することができる。このようにユーザからこれら
のシステム機能に対して行われるフィードバックを図１
０（図１１および図１２）に示すが、この図は４２０、
４２７、４２８、（４３４および４５４）の拡大図であ
る。

【００６０】図１０（図１１および図１２）は、システ
ムに修正を加えるためにユーザが使用できるアクセス・
パスを示す。この例では、データ８１０は、３つのタイ
プの生データ４２２、すなわち、アレイＡ、数学関数
Ｂ、ベクトルＣを含む。このデータ・ボックスは、メタ
データを計算するためのアルゴリズム４２６も含むが、
この場合は、最大値を識別するために変数Ｃを分類する
プログラムが用意されている。この計算の出力は、変数
Ｃ_(max)に関連する４２４に格納される。所与のルール
固有メタデータを計算するためのアルゴリズム８２０
は、０〜１０の間隔について評価した数値のアレイの空
間周波数を計算し、値８０を出力するはずである。計算
値であるルール固有メタデータは、値ａ₁としてメタデ
ータ・アレイ８３０に格納される。このメタデータは、
ユーザに提供される選択項目のセット４５８に制約を付
けるのに必要な値を計算するためにこれらの値を使用す
るルール８４０に供給される。

【００６１】ユーザ・フィードバック８５０は左側余白
に描かれている。反復ごとに８５０を介して、ユーザ
は、データ８１０（生データ、メタデータを計算するた
めのアルゴリズム、およびメタデータ）、ルール固有メ
タデータを計算するためのアルゴリズム８２０、および
ルール固有メタデータ８３０を自由に修正できる。ユー
ザは、関連データ、アルゴリズムによって計算されたメ
タデータ、およびユーザ提供のメタデータを修正でき
る。また、適用可能であれば、ユーザは、ルール８４０
と、ルールに関連する重みも修正できる。

【００６２】図１３は、ユーザ選択からのフィードバッ
ク情報がシステム全体の後続の反復動作でユーザ選択項
目に影響する様子を示したものである。３つの反復動作
９１０，９２０および９３０の各々において、各行は、
３つの選択された操作Ａ、Ｂ、Ｃに関して、各操作に関
連するメタデータ４２８、ルール４５４および提供選択
項目セット４５８を示す。３つの操作に関してメタデー
タを接続する線９４０は、ユーザ選択に関する情報を各
操作ごとにメタデータ４２８にリレーするためのフィー
ドバック機構（図５および図６におけるフィードバック
機構４０５Ａ，４０５Ｂ，および線４０３，４０７に対
応）を示す。１行目では、最初にユーザに提供された選
択項目のセット４５８が制約を受けておらず（すなわ
ち、選択項目セット全部４５１である）、したがって、
ユーザがまだ選択を行っていないかったことと、現在、
動作中のルールが存在しないを示している。

【００６３】第一の反復動作９１０では、ユーザは、図
１３に菱形で示され、Ａ₁というラベルが付いている操
作Ａ用の選択項目を選択する。この選択によって、操作
Ａ用の特定の選択項目が選択される（たとえば、図示さ
れていない建築図面用の暫定解決４７０に適用される屋
根の設計で特定タイプの切妻を選択する）。Ａ₁のパラ
メータがメタデータ４２８に供給され、３つの操作すべ
てのユーザ選択に関するメタデータ５３０として格納さ
れる。これらのメタデータはルールに供給され、そのル
ールが、２行目９２０に示されている次の反復動作で、
ユーザに提供される選択項目のセット４５８を陰影付き
領域のように制約する。各操作ごとに、陰影付き領域で
示した選択可能な選択項目のサブセットがユーザに提供
される。次に、ユーザは、操作Ｃについて菱形で示した
選択を行い、この選択項目のパラメータがメタデータ４
２８を介してルール４５４にフィードバックされる。こ
の場合も、操作Ａ、Ｂ、Ｃ用の選択項目のセットが修正
される。このプロセスは必ずしもユーザに提供される選
択項目の数を制限するものではなく、すでに提供された
か選択されたユーザ選択項目を提供できないわけでもな
いことに留意されたい。この場合、Ｃ₁を選択すると、
ユーザに提供される選択項目のセット４５８からＡ₁が
除外される。この除外の理由は、操作Ａだけが機能中の
場合はＡ₁が申し分のない優れた選択項目であるが、操
作ＡとＣの両方が関与し、しかもＣ₁が選択されている
場合は、Ａ₁が優れた選択項目ではなくなるためであ
る。また、その理由としては、操作Ｃのルールの方が操
作Ａのルールより強力であったか、Ｃ₁の選択によって
Ａ₁を無効にするフラグが設定されたか、またはユーザ
が途中でユーザ提供のメタデータ５４０を介してシステ
ムに新しい情報を追加したことが考えられる。たとえ
ば、所与の切妻を選択すると、所与のセットの屋根板タ
イプが提供されるはずであるが、選択した屋根板が実際
にはその他の切妻タイプに最適であるため、相対的には
最初の切妻選択が受け入れられなくなることもある。あ
るいは、美的ルールと照明ルールを満足するので最初の
切妻選択項目が提供されたはずであるが、排水を計算す
るルールも考慮する必要があるとユーザが示すと、最初
の切妻選択項目が受け入れられなくなる可能性がある。

【００６４】要約すると、ユーザは、対話方式で操作を
選択して問題解決に参加でき、また、各操作ごとに１セ
ットの選択項目の提供を受ける。ユーザが、１）提供操
作セットのうちの所定の操作の選択もしくは複数の提供
選択項目セットのうちの所定のセットの選択を行う（そ
の選択に応答してフィードバック機構を介して自動的に
ユーザ選択に関するメタデータ５３０を修正する）ごと
に、２）システムに知識を追加する（ユーザ提供のメタ
データ５４０による）ごとに、３）データ４２１を修正
するごとに、４）メタデータを計算するアルゴリズム４
２７を修正するごとに、または５）ルール（４３４、４
５４）、ルールの重み、もしくは操作４５１を修正する
ごとに、提供される操作ないし選択項目（４３８、４５
８）も修正されて、ユーザの知識、直観、判断、好みを
反映する。

【００６５】実施例 ここで、本発明の２通りの実施例について説明する。

【００６６】１）ＰＲＡＶＤＡ（データを正確に視覚化
するための知覚的ルール・ベース・アーキテクチャ）
は、ルール・ベースの視覚化システムである。ＰＲＡＶ
ＤＡでは、対話方式で選択したルールが、科学およびエ
ンジニアリング・データについて人工物のない表現を構
築する際にユーザの手引となる。

【００６７】２）ＣＲＡＦＴ（カラー・ルールおよびフ
ォント・ツール）は、ルール・ベースのユーザ・インタ
フェース・カストマイズ・システムである。ＣＲＡＦＴ
では、対話式のルール・ベースの手引が、読みやすく美
的なユーザ・インタフェースとアプリケーションを作成
する際にユーザを支援する。

【００６８】どちらのシステムも、人間の知覚、認識、
カラー理論、および美学に関するルールに基づくもの
で、詳細に前述した本発明の実施例である。このアーキ
テクチャは、ルール・ベースの手引をユーザが直ちに利
用できるようにするもので、操作の呼出しに関する制御
権と、これらの操作に制約を付けるルールに関する制御
権をユーザに与えている。この対話式ルール・ベース・
システムは、対話方式で複雑な決定空間全体を案内して
これらの操作を識別するための独自の開発プラットフォ
ームと、最良の解決を提供するこれらの操作のパラメー
タ表示を提供し、その最良の解決が明白にユーザの知識
と判断を取り入れたものになる。

【００６９】ＰＲＡＶＤＡおよびＣＲＡＦＴは、知覚ル
ールによって制約を付けた操作を提供するための最初の
対話式システムである。このような手引または知能を提
供しないシステムでそのユーザが選択できる表現スキー
ムは、ユーザの誤解、困惑、または混乱を招く可能性が
あるか、表示された情報をユーザが誤解する原因になる
恐れがある。上記の２通りの実施例は、ユーザの選択を
分かりやすく手引きするために、対話式ルール・ベース
・アーキテクチャと、色、形、動き、および深さの知覚
に関するルールを提供する。本発明では、タスク要求と
美学に関するルールも取り入れている。

【００７０】どちらのシステムも、情報の表現に関する
知覚ルールを取り入れている。これらの実施例では、
色、形、グレースケールなどの視覚的特徴によって情報
が表現されるが、塩辛さ、音量、粗さ、知覚重量などの
その他の感覚的特徴に基づくルールにすることもでき
る。これらの特徴の知覚的効果は、人間の知覚系統の研
究における確かな根拠がなければ簡単に予測できないも
のである。多くのコンピュータ・ユーザは、このような
知覚的特徴を変えることができるコンピュータ・システ
ムにたやすくアクセスできるが、その知覚的効果につい
ては何の手引も提供されないため、ユーザは可能性の迷
路で迷い、欲求不満に陥る可能性がある。たとえば、緑
色の半透明スクリーンの後ろに赤い物体が描かれている
と、「緑色がかった赤」に見えるという、知覚不能な結
果が予測されるかもしれない。混色のルールによれば、
この物体は「黄色」に見えるはずである。ＰＲＡＶＤＡ
では、混色ルールがユーザに提供され、そのルールがル
ール・ベースのオブジェクト・カラー操作などで使用さ
れる。半透明な物体を選択する操作は、その色と半透明
度に関するメタデータとともに、ユーザ選択項目メタデ
ータ５３０によりその他の物体の色について行った選択
に関するメタデータも受け取る。選択されたその他の物
体が「赤」であって、その「赤さ」に十分大きい重みが
与えられている場合、「緑」という色は４５８でユーザ
に提供されなくなる。

【００７１】本発明の新規な特徴は、ユーザ提供のメタ
データ５４０を介してシステムにユーザの目標を明白に
取り入れる点である。この特徴は、表現が視覚化の目標
に決定的に依存するような、視覚化のための新規なツー
ルを提供する。目標としては、データ内で知覚された構
造がデータ内の実際の構造と１：１の関係になるよう
な、「同形表現」を作成すること（診断医療用画像処理
で望ましい目標）が考えられる。この場合、データ値は
単調に増加するので、そのデータ変数を表現するために
選択された知覚的特徴の知覚規模または強さも単調に増
加するはずである。刺激の強さと知覚の強さとの力の法
則による関係を記述した、S. S. Stevens（１９５１）
によるあるクラスの視覚的特徴を使用することができる
が、このような視覚的特徴としては、輝度、色の彩度
（たとえば、「赤さの色調」）、粗さ、音量、塩辛さな
どがある。知覚の尺度は視覚的特徴に限定されず、デー
タと知覚値との関係は単調でありさえすればよいので、
たとえば、アプリケーションが厳密に直線のマッピング
を必要とする場合には、その関係を変換することができ
る。上記以外のタイプの尺度を使用して、連続データ変
数を表すと、実際にはデータに存在しない腫瘍が「見え
る」場合のように、視覚的な人工物（データの構造に関
する誤解）が生まれる可能性がある。視覚化システムで
最も一般的な色の尺度であるレインボウ色相尺度は、単
調ではない色の尺度の一例だが、連続データを表す場合
に一般に適用され、その結果、偽の分割人工物が発生す
る。

【００７２】もう１つのタイプの目標は、表示の所与の
特徴が強調表示、誇張、または区分されている表現を作
成することである。この目標を達成するのに使用できる
視覚的特徴については、文献（たとえば、１９９２年の
Treisman、Rogowitz他）に引用されているが、色、深
さ、動き、ノイズの音量などがある。たとえば、最も重
要なオブジェクトに注意を引きつけるには、そのオブジ
ェクトの色を周囲のオブジェクトとは異なる色にし、周
囲のオブジェクトより明るくする必要がある。あるい
は、連続変数を知覚的に個別の複数領域に区分するため
に、上記の文献の応用例では、＜青、緑、黄、橙、赤＞
のように意味的に命名可能な少数の色を使用することを
提案している。

【００７３】ＰＲＡＶＤＡでは、視覚化の目標がユーザ
定義のメタデータ５４０によってシステムに伝達され
る。このパラメータは、それに応じてカラー選択または
マッピング操作に制約を付けるルール５４５に供給さ
れ、目標によって制約付けされた新規の視覚化操作を提
供する。

【００７４】もう１つの新しいクラスのルールは、デー
タ表現の空間周波数の内容に応じてカラー・マッピング
を行う。データの空間周波数１３００に関するメタデー
タ５２０は、アルゴリズム４２７によって生データ４２
２から計算される。ユーザに提供される色の尺度の選択
項目４５１はこの値によって決まる。空間変調（空間解
像度、画像「粒子」、「でこぼこ度」３７０の解像度）
の知覚に関する文献に基づいて、高空間周波数情報１３
５０が人間の視覚の輝度機構１３１０によって伝達され
る。このため、高解像度の情報を正確に表すには、輝度
成分が必要になる。

【００７５】ルール６１０は、＜生データ、空間周波数
＞５２０をパラメータとして取り、カラー・マップ操作
６２０にパラメータを送る。この操作の引数は、３種類
の知覚的特徴（色相、彩度、および輝度）によるカラー
情報の表現を含み、ルールから渡されたパラメータは、
４５８で輝度成分を持つ選択項目だけが提供されるよう
にカラー・マップの選択に制約を付ける。色相だけが変
化し、高空間周波数情報を表すのに必要な輝度の変化を
示さないカラー・マップは提供されない。ＰＲＡＶＤＡ
では、カラー・マップが知覚的な３Ｄメートル・カラー
空間を通過するパスになり、この空間を通過するための
ルートと、このパスからサンプリングされたカラーの数
は、操作６２０のルール・ベースのパラメータ表示によ
って決まる。

【００７６】輝度機構１３１０が果たすこの役割と、色
相機構１３２０が高空間周波数情報１３５０の伝達には
不適切であることが、図１７に示されている。情報表現
に重要なその他のルールも、この図から引き出すことが
できる。テキスト表示のように、ある色のオブジェクト
を別の色の背景上に表す場合も、この関係に依存する。
たとえば、ＣＲＡＦＴでは、テキストに関して提供され
たカラー選択項目をそのテキストの空間周波数に連係さ
せるための新規のルールを含む。たとえば、テキスト１
３６０が小さい（活字のサイズが小さい）か、非常に細
い（イタリックまたはクーリエなど）場合は、テキスト
が高空間周波数１３５０を持っているため、テキストの
輝度が背景とは大幅に異なるようにする必要がある。こ
の原理に基づくルールであれば、テキストの空間周波数
５２０と背景用として選択された色５３０をパラメータ
として取り、読みやすいように十分な輝度対比をもたら
すユーザ選択項目４５８を提供するはずである。空間周
波数が高く１３５０（小さい文字のテキストまたは細字
のフォントなど）、背景が黄色である場合、白のテキス
トなどは提供されないだろう。しかし、空間周波数が低
い１３３０（大きい文字のテキストまたは太字のフォン
ト、特に、拡大表示のタイトル用のテキストなど）場合
は、色相機構の方が輝度機構より低空間周波数の場合に
かなり優れた空間解像度を発揮するので、白のテキスト
も提供される可能性がある。（しかし、表示画面上のテ
キストの場合、空間周波数の内容は、読みやすくするた
めに相当な輝度成分を必要とするようなものになること
が多い。）

【００７７】上記の例は、空間解像度と色と輝度との精
神物理学的関係から導いたＣＲＡＦＴのルールの例であ
り、数が多すぎてこの開示に列挙しきれないあるクラス
のルールの例としての役割を果たしている。たとえば、
低空間周波数１３３０では色相差がテキストの可読度の
一因になるのに対し、高空間周波数では色相差が一因に
ならず、そのため、低空間周波数では色対比を使用して
テキストの可読度を高めることができる。低空間周波数
オブジェクトの場合、オブジェクトの知覚彩度（「カラ
フル度」）も高まるが、これは、大きいオブジェクト同
士を区別する場合は小さいオブジェクト同士を区別する
場合より色相差が小さくて済むという、ワークプレース
設計（ウィンドウの背景カラーの選択など）や視覚化
（オブジェクトのカラー選択など）に使用できるルール
を意味する。

【００７８】例１―ＰＲＡＶＤＡ 図４（図５および図６）は、ＰＲＡＶＤＡ用のルール・
ベース・アーキテクチャを示す。対話式視覚化システム
用の汎用アーキテクチャでは、結果を生成する操作にデ
ータが供給される。ユーザは、データに適用する操作を
選択して、その結果を検査するが、そのプロセスを反復
することもできる。操作および操作に関連する選択項目
の選択は、ユーザの制御下で行われるが、これは非常に
幅広く柔軟なものになる可能性がある。

【００７９】本発明のアーキテクチャでは、メタデータ
４２４の包含と、選択項目の制約付きセット４５８およ
び新規のフィードバック機構４０５が追加されている。

【００８０】メタデータとは、データの高レベル記述
で、データに関する情報またはデータを意味する。この
メタデータはルールに供給され、そのルールがこの情報
に基づいて選択された操作の適用に制約を付け、その操
作に関連する一定範囲の適切な選択項目を提供する。

【００８１】ＰＲＡＶＤＡで典型的なメタデータとルー
ルの操作は、ルール・ベース・カラー・マップの選択で
ある。データを視覚化するための適切なカラーの選択
は、データおよびその他の要因の特性による。たとえ
ば、視覚の研究によれば、高空間周波数情報の内容を持
つデータを正確に表現するには、輝度成分を持つカラー
・マップが必要であると主張したい。この場合、空間周
波数情報はメタデータであり、ルールは空間周波数の内
容と適切なカラー・マップ選択との関係である。メタデ
ータはルールに供給され、そのルールはユーザが選択で
きるカラー・マップのセットに制約を付け、その結果、
データが適切に表現されるのである。

【００８２】この場合、ルールは、データの視覚表現に
関連する知覚的なものである。他のタイプのルールも同
じように適用できる。たとえば、特定タイプのマップお
よびタスク（たとえば、海上輸送ルートの効率的な計画
対 汚染源所在地に関する規制決定 対 天気データ
の分析）に適した地図作成投影法を指定する定義域固有
ルールはこの設計で実施できる。同様に、データベース
・システムへの照会を生成するためのルールは、このア
ーキテクチャを使用して対話方式で適用できる。

【００８３】図４（図５および図６）は、本発明の設計
全体を示すブロック図４００である。この設計は、先行
技術の対話式システムの中核から派生し、前述のルー
ル、メタデータ、制約付き操作（選択項目のセット）、
および新規のフィードバック機構が追加されている。Ｐ
ＲＡＶＤＡの一実施例は、科学およびエンジニアリング
・データの分析および視覚化のための先行技術による対
話式システム、IBM Visualization Data Explorer（Ｉ
ＢＭの商標）を使って構築されている。しかし、本明細
書に記載した発明は、データ・エクスプロアラをベース
とする実施態様に限定されない。

【００８４】ＰＲＡＶＤＡでは、科学またはエンジニア
リング・データ４２０がシステムに投入される。生デー
タ４２２はメタデータ４２４で記述する必要があるが、
メタデータは生データに直接関連付けるか、具体的な計
算アルゴリズム４２６によって導き出してもよい。デー
タ・エクスプロアラをベースとする実施態様では、ユー
ザは、前記データに適用可能な操作について幅広い選択
範囲４３０を有し、その中にはＰＲＡＶＤＡ操作が含ま
れる。ＰＲＡＶＤＡ以外の操作については、前記操作を
呼び出すために広範囲の選択項目（おそらく無限）が用
意されている。ユーザが選択したＰＲＡＶＤＡ操作４４
０の場合は、ルールまたはルールのセット４５４が呼び
出され、そのルールは提供される選択項目をデータおよ
びアプリケーションに適した選択項目４５８だけに限定
する。ユーザが４８８で所望の選択項目を選択すると、
その操作がデータに適用されて、暫定結果４７０が得ら
れる。ユーザの選択は、新規のフィードバック機構４０
５を介してメタデータ４２８を更新するために使用され
る。ユーザはその結果４１０を評価した上で、提供され
る選択項目からの別の選択４８８、異なる操作／ルール
の選択４８６、メタデータの変更４７５、新しいデータ
の獲得４２０、またはそれらのすべてを行うことができ
る。

【００８５】たとえば、ユーザは、宇宙船ベースの計器
装備から得た地球の大気中のオゾン密度の測定値４２０
を研究することができる。また、ユーザは、これらのデ
ータを視覚化するためにデータに色を付けるための操作
４４１を選択することもできる。視覚化は、その年の具
体的な日付の地球全体のオゾン密度を示す表示になる場
合もある。スイッチ４５２でルール装置を切り替えるこ
とで、ユーザがＰＲＡＶＤＡルール・ベース操作の使用
を選択した場合は、カラー・マップ用に提供される選択
項目の選択４５１は、図７に概要を示す各種クラスのメ
タデータおよびルールによって制約付けされる。

【００８６】ルール５００に対して提供される４通りの
クラスのメタデータは、メタデータ構造５００の列とし
て識別され、図示されている。ＰＲＡＶＤＡでは、これ
らは、データ４２０に適用されるルールに必要なデータ
５１０と、生データからアルゴリズムによって計算され
た情報または生データとともにその他の方法で提供され
る情報５２０と、特定の操作に関するユーザ選択の選択
項目５３０と、データまたは行われるプロセスあるいは
その両方に関するユーザ提供の情報５４０である。ＰＲ
ＡＶＤＡのルールにとって重要と思われる１つのタイプ
のデータ４２０は、「補助」と呼ばれ、データ測定値が
一部の座標系で取られるか計算されるような実際の数値
データの値に関連するデータである。このような補助デ
ータは関連データのメタデータ５１０になるはずであ
る。

【００８７】ＰＲＡＶＤＡでは、補助データ５１０が生
データと同じように格納されている（生データが入って
いるデータ・エクスプロアラ・フィールド・オブジェク
トの構成要素など）のに対し、残りのメタデータ５２
０、５３０、５４０はデータ・エクスプロアラ・オブジ
ェクトの属性になっている（フィールドなど）。オゾン
の例では、補助データ５１０は、具体的な地理的な位置
に関して有効な測定値が得られるかどうかを含む可能性
がある。オゾン・データのカラー表示用に適切な選択項
目のセットを提供するため、導出したメタデータ５２０
は、実施例では測定値の空間周波数を含む場合もある。
陸地の海岸線を重ね合わせたカラー表示としてオゾン・
データを表示する場合、海岸線の色はユーザ選択の選択
項目メタデータ５３０になる。このため、海岸線を白線
で描く場合は、オゾン・データの表示用としてユーザに
提供されるカラーの選択項目から白が除外される。密度
が低い相対的に消耗している領域を強調表示することが
オゾン視覚化の目標であれば、その目標がユーザ提供の
メタデータ５４０になる。このようなメタデータは、オ
ゾン消耗領域を消耗していない領域から線引きするため
に個別の色相のセットが提供されるようにカラー選択に
制約を付ける場合に使用する。

【００８８】ＰＲＡＶＤＡの実施例では、すべてのデー
タとメタデータがデータ・エクスプロアラ・フィールド
・オブジェクト内に格納される。データ・エクスプロア
ラ・フィールド・オブジェクトＦは、データそのもの
と、データが空間で位置する場所と、これらの位置の相
互関係を含む、各種の構成要素を含んでいる。オゾンの
例のＦは、Ｆ内の測定値が使用可能なそれぞれの地理的
位置で有効かどうかを識別する補助データの構成要素ｄ
₁（関連データ５１０）、空間周波数メタデータａ₁（ア
ルゴリズムによって計算されたメタデータ５２０）、海
岸線の重なりの色ｓ₁（ユーザ選択のメタデータ５３
０）、視覚化の目標ｕ₁（ユーザ提供のメタデータ５４
０）など、４通りのタイプのメタデータ５００をすべて
含む可能性がある。このため、データ・エクスプロアラ
・フィールド・オブジェクトＦは、Ｆ＝｛データ，メタ
データ｝＝｛データ，（ｄ₁，ａ₁，ｓ₁，ｕ₁）｝で表現
される。第一の反復（図８）では、ルールの適用によっ
て、ユーザが自主的に選択した海岸線の重なりの色を含
まない１組のオゾン・カラー選択項目４５８がユーザに
提供される。したがって、提供されるカラーはメタデー
タ５００に基づくものになる。次にユーザは、海岸線の
重なりとともにオゾン・データを表示するために１組の
カラー４５１を選択する。その暫定結果４７０を検査し
た後、ユーザは、オゾンの空間分布の同形表示を検討す
ることを決定する。その後、メタデータ５４０は、新規
のフィードバック機構４０５によってｕ₁として変更さ
れる。第二（およびそれ以降）の反復については図９に
示す。カラー・マッピング操作のルールは同じである可
能性があるが、ユーザ提供のメタデータ５４０に１つの
変更が行われたため、別のセットの選択項目、すなわ
ち、海岸線の重なりの色である白を含まない、オゾンの
変化に対応する輝度の変化に基づく色彩計画が提供され
る。同様に、海岸線の重なりｓ₁が白ではなくマゼンタ
になるようにユーザ選択に関するメタデータ５３０を変
更すると、輝度ベースのカラー・マップの選択項目とし
て、白を含む新しい選択項目のセットが提供される。こ
の場合、メタデータは、海岸線の重なりの色を含まない
ように、提供される選択項目に制約を付ける。

【００８９】ＰＲＡＶＤＡのその他の可能な実施例は、
ＩＢＭビジュアライゼーション・データ・エクスプロア
ラに基づく場合と基づかない場合があるが、このような
実施例で使用する選択項目の制約は、操作そのものに関
するか、具体的な操作に関連する選択項目に関するかは
問わず、汎用関数である。使用可能な多数の操作のセッ
ト４３０（またはある操作用の選択項目４５１）から、
関連操作のサブセット４３８（またはある操作用の選択
項目４５８）だけがユーザに提供され、そのサブセット
からユーザが１つまたは複数の操作を選択する。選択項
目のセットは、メタデータ４２８を使用するルール４３
４の呼出しに基づくが、そのメタデータはアルゴリズム
４２７によってデータ４２０から導出することができ
る。いずれの場合も、選択４６１は、その後のＰＲＡＶ
ＤＡ操作用のメタデータになる。

【００９０】ＰＲＡＶＤＡのすべてのルールは、前述の
オゾン・データの色付けと同じように機能する。たとえ
ば、操作の選択４４１が実現方法の１つである場合、ア
ルゴリズムによって計算されたメタデータ５２０は、そ
のデータが２次元か３次元かと、そのデータの性質がス
カラーかベクトルかを示す。ユーザ提供のメタデータ５
４０は、連続表示と離散表示のどちらが適切かをルール
に示す。メタデータ５２０と５４０の組合せに基づい
て、ルールの動作に応じて別の実現選択項目のセット４
５８がユーザに提供される。たとえば、次の表は、ユー
ザが選択できる実現操作の選択項目６３０のうち、図８
に示す機構を介してメタデータ５００を操作するルール
６１０によって識別されるものを示す。これらの選択項
目は、メタデータｄ₅およびｕ₅に基づいてルールが決定
する。

【００９１】 関連データ ユーザ提供のメタデータ５３０（実現タイプ） メタデータ５２０ （データ・タイプ） ｕ₅＝連続 ｕ₅＝離散 ---------------------------------------------------------------------- ｄ₅＝２ｄ スカラー カラー・マップ、異形表面 等高線、点 ｄ₅＝３ｄ スカラー カラー・マップ、不透明度マップ 同表面 ｄ₅＝２ｄ ベクトル 流線 矢印 ｄ₅＝３ｄ ベクトル 流線 矢印

【００９２】暫定結果４７０を検査すると、メタデータ
４２８またはデータ４２０が変更される場合もある。た
とえば、図９に示すような以降の反復では、このような
変更のために、別のセットの操作の選択項目がユーザに
提供される。たとえば、ベクトル場の規模を計算する新
しい操作４３５を導入すると、関連メタデータ５２０が
変更される。同じルール７１０に異なるメタデータが提
供され、その結果、別のセットの選択項目７３０が発生
する。

【００９３】もう１つのクラスのユーザ提供のメタデー
タ５４０は、処理結果である視覚化の使い方に関連する
場合もある。たとえば、ＰＲＡＶＤＡによって生成され
た視覚化がコンピュータ・ワークステーション３３２の
画面上に表示されるのではなく、ビデオに記録される場
合、その情報は、選択のために提供されるカラーの選択
項目（すなわち、最大彩度８０％）を単一ピクセル線の
使用に制限する（すなわち、幅が３ピクセル未満の線は
使用できなくなる）。ＰＲＡＶＤＡのすべての動作と同
様、ユーザは、提供される選択項目の使用について最終
決定を行う。

【００９４】ＰＲＡＶＤＡのルールは、定義域固有のも
のである場合もあり、そのため、ユーザ提供のメタデー
タ５４０になる。たとえば、視覚化するデータが地表に
関する情報に関連する場合、表示の地図作成投影法用の
ルール・ベース操作が使用できる。具体的なルールのた
めの関連データ５１０は、視覚化するデータの地理的範
囲を示すが、適切な投影方法だけを指定するにはこれで
十分である。視覚化の目標に関するユーザ提供のメタデ
ータ５４０は、カラー選択で行ったように、関連選択項
目の数をさらに制限する。

【００９５】データ・エクスプロアラにおけるＰＲＡＶ
ＤＡの実施例では、ユーザは、どのルールを呼び出すか
４５４を選択できるだけでなく、暫定結果４７０に関す
るユーザの評価に基づいて、ルール・ベース操作４８６
を検査および変更することもできる。データ・エクスプ
ロアラの実施例は、視覚的プログラムを作成するために
マウス３２４を介して線で結ぶことによってその実行順
序が示される、グラフィック・アイコンを介して操作を
指定するための視覚的プログラミング機構を提供する。
ルール・ベース操作を表すアイコンは、別の視覚的プロ
グラムで構成できるが、そのプログラムはその後の反復
のためにユーザの判断でオープンして修正することがで
きる。この視覚的プログラムは、対話方式で解釈され
て、指定の操作を呼び出す。さらに、データ・エクスプ
ロアラの実施例は、記号（スクリプト）言語も含む。Ｐ
ＲＡＶＤＡの諸操作は、この言語で記号式に指定し、キ
ーボード入力装置３２２を介してコンピュータ・システ
ムに入力された通りに解釈することができる。ＰＲＡＶ
ＤＡの諸操作は、標準のテキスト・エディタを介して検
査し、その後の反復のためにユーザの判断で修正するこ
ともできる。この実施例ではデータ・エクスプロアラを
使用しているが、ＰＲＡＶＤＡの操作は、解釈的操作指
定（記号言語、視覚的プログラミングなど）を含む他の
拡張可能な先行技術の対話式システムで実現することも
可能である。

【００９６】図１０（図１１および図１２）は、データ
およびメタデータを格納し収納するための機構を示す。
データ・エクスプロアラの実施例ＰＲＡＶＤＡでは、デ
ータ・エクスプロアラのフィールド・オブジェクトの構
成要素として、数値の列４２２としてデータが格納８１
０される。メタデータ４２４を導出するのに使用するア
ルゴリズム４２６は、データまたはメタデータあるいは
その両方を入力として受け入れて、メタデータ４２４を
生成する。このメタデータは、データを属性８１０とし
て含むデータ・エクスプロアラ・オブジェクトに関連付
けられている。同様に、ユーザ選択に関するメタデータ
５３０も属性として格納される。たとえば、メタデータ
に適用されるアルゴリズム８２０を使用して、ユーザに
提供される選択項目の範囲を決定する。前記アルゴリズ
ムの結果もメタデータ５３０として格納される。ユーザ
は、（暫定結果４７０の検査後）反復ごとにメタデータ
またはデータを修正することができる。

【００９７】データ・エクスプロアラの実施例ＰＲＡＶ
ＤＡでは、ユーザは、グラフィカル・ユーザ・インタフ
ェース、視覚的プログラミング、または記号言語プログ
ラミングにより広範囲の機能またはルール・ベース機能
から選択する。このグラフィカル・ユーザ・インタフェ
ースでは、マウス３２４などのポインティング・デバイ
スによって操作が識別され、視覚的プログラミングで
は、機能およびその実行順序が画面アイコンおよびアイ
コン同士の接続線を描くことによりグラフィック方式で
選択され、記号言語プログラミングでは、キーボード入
力装置３２２によってその記号名を入力することで操作
が指定される。ＰＲＡＶＤＡの実施例ではＩＢＭのビジ
ュアライゼーション・データ・エクスプロアラを使用し
ているが、複数の先行技術による異種対話式システムを
表す他の実施例を各種のソフトウェア・プラットフォー
ムで確立することも可能である。いずれの場合も、これ
らのルール・ベース操作がデータとメタデータを受け取
る。前提メタデータが提供されない場合、これらの操作
は、前提メタデータについて受け取ったデータに照会す
るか、アルゴリズムを介してその情報を導出する。この
メタデータに基づいて、適切な選択項目のセットを提供
するためのルールが呼び出される。

【００９８】例２―ＣＲＡＦＴ 本発明のもう１つの実施例は、ＣＲＡＦＴ（カラー・ル
ールおよびフォント・ツール）と呼ばれている。ＣＲＡ
ＦＴの目的は、コンピュータの表示画面の各種領域用に
互換性のある１組のカラーとフォントを選択するために
ユーザを手引することである。

【００９９】図１４は、使用中のＣＲＡＦＴシステムの
典型的な表示画面１００１を示す。

【０１００】画面１００１のウィンドウ１００２は、暫
定結果４７０を示しているが、これは実際は提案された
表示画面のテンプレートである。

【０１０１】ここでは４つの操作４４１が選択されてい
る。これらの操作は、領域ごとのカラーの選択で、「ウ
ィンドウ１背景」１００３、「ウィンドウ１テキスト」
１００４、「ウィンドウ２背景」１００５、および「ウ
ィンドウ２テキスト」１００６である。画面１００１の
ウィンドウ１００７、１００８、１００９、および１０
１０は、それぞれの領域のカラーに関してユーザに提供
される操作選択項目のセット４５８を示している。実施
例では、各選択項目の必要度を示すようにそれぞれのセ
ットが順に並べられ、最良選択項目がそのウィンドウの
左上隅に示される。たとえば、「ウィンドウ１背景」１
００３用の最良選択項目は、ウィンドウ１００７に示さ
れるカラー１０１２である。提供されるカラー選択項目
は、任意の３次元メートル・カラー空間内の空間位置の
順に並べることもできる。

【０１０２】画面１００１のウィンドウ１０１１は、Ｃ
ＲＡＦＴシステムの動作方法を管理する１組のルール４
５４を示す。図１５はこのようなルールの例を示してい
る。それぞれのルール１１０１〜１１０５は４つの部分
で構成されている。各部分には、重要度番号１１０６〜
１１１０が付き、その後にデータ構成要素１１１１〜１
１１５、関係１１１６〜１１２０、別のデータ構成要素
１１２１〜１１２５が順に続いている。

【０１０３】ルール１１０１〜１１０２は、操作４４１
に対応する各種領域のカラーの１つの特徴間の関係を形
成する。たとえば、輝度はあるカラーの１つの特徴で、
データ構成要素１１１１は「ウィンドウ１テキスト」１
００４の前景カラーの輝度を表し、データ構成要素１１
２１は「ウィンドウ１背景」１００３のカラーの輝度を
表す。

【０１０４】ルール１１０３は、操作４４１に対応する
各種領域のカラーのすべての特徴間の関係を形成する。
たとえば、データ構成要素１１１３は「ウィンドウ１背
景」１００３のカラーのすべての特徴を表し、データ構
成要素１１２３は「ウィンドウ２背景」１００５のカラ
ーのすべての特徴を表す。

【０１０５】あるルールの重要度１１０６〜１１１０
は、そのルールの累積効果を他のルールの累積効果との
相関関係によって修正する。ルールの重要度を使用する
と、競合データに直面したときのシステム行動の制御を
調整するか、単に所望の効果が得られるようにルール間
のバランスをとることができる。実施例では、数値０．
５を重要度のベキ数分累乗することによって、ルールの
実際の重みがその重要度から導出される。したがって、
重要度２のルール１１０３は重要度１のルール１１０１
の重みの半分になり、重要度３のルール１１０４は重要
度２のルール１１０３の重みの半分になり、重要度１の
ルール１１０１の重みの１／４になる。

【０１０６】あるルールによって関係づけられるデータ
構成要素は、一定カラーであるオレンジ１１１２などの
関連メタデータ５１０になる可能性がある。また、デー
タ構成要素は、カラー１１１１および１１２１の輝度ま
たはあるフォントの空間周波数などの、アルゴリズム５
２０によって計算されたメタデータ４２８になる可能性
もある。また、データ構成要素は、フィードバック４０
５によってシステムが提供する、ユーザがすでに選択し
た選択項目に関するメタデータ５３０になる可能性もあ
る。

【０１０７】ＣＲＡＦＴでは、ほぼ等しい場合１１１９
や、まったく等しくない場合１１１６など、どの関係も
不正確である。データ構成要素間の差が等しいと効果が
等しくなる、ほぼ等しい場合１１１９などのように、関
係が線形になる場合もある。また、データ構成要素間の
差が大きいと差が小さいときより効果が強調される、ま
ったく等しくない場合１１１６などのように、関係が非
線形になる場合もある。

【０１０８】ルール１１０１は、「ウィンドウ１テキス
ト」前景１００４のカラーの輝度が「ウィンドウ１背
景」１００３のカラーの輝度とまったく等しくないこと
を示している。このルールによって、ウィンドウ１００
３のテキストについてコントラストの強い可読度が保証
される。知覚ルール１１０１は、重要度が低いルール１
１０３および１１０４の条件を上回る可読度を保証する
ために最優先度１１０６が与えられている。これらのル
ールも「ウィンドウ１」１００３のカラーに関するもの
である。

【０１０９】ルール１１０２は、同様にウィンドウ１０
０５のテキストについてコントラストの強い可読度を保
証する。

【０１１０】ルール１１０３は、「ウィンドウ１背景」
１００３の背景カラー１１１３が「ウィンドウ２背景」
１００５の背景カラー１１２３とほぼ等しくないことを
示している。これには、両方のウィンドウを区別する効
果がある。両方のウィンドウの区別はウィンドウ内の可
読度を保証することより重要度が低いため、ルール１１
０３は、ルール１１０１および１１０２の優先度１１０
６および１１０７より低い優先度１１０８が与えられて
いる。

【０１１１】ルール１１０４は、「ウィンドウ１背景」
１００３の背景カラー１１１４があらゆる点で一定カラ
ーであるオレンジ１１２４とほぼ等しいことを示してい
る。これには、ウィンドウの実際の背景カラーをオレン
ジに近い色、すなわち、オレンジ、明るいオレンジ、赤
茶けたオレンジなどにする効果がある。ウィンドウの実
際のカラーはテキストの可読度や、異なるウィンドウ背
景カラー間の区別より重要度が低いため、ルール１１０
４は、優先度１１０６のルール１１０１および優先度１
１０８のルール１１０３より低い優先度１１０９が与え
られている。

【０１１２】同様に、ルール１１０５は、「ウィンドウ
２背景」１００５の背景カラー１１１５があらゆる点で
一定カラーであるオレンジ１１２５とほぼ等しいことを
緩やかに保証する。ウィンドウの実際のカラーはテキス
トの可読度や、異なるウィンドウ背景カラー間の区別よ
り重要度が低いため、ルール１１０５は、優先度１１０
７のルール１１０２および優先度１１０８のルール１１
０３より低い優先度１１１０が与えられている。

【０１１３】システム動作中に、ユーザは、いくつかの
方法で画面テンプレートの外観という暫定結果１００２
を調整することができる。ユーザは、ウィンドウ１００
７、１００８、１００９、または１０１０のいずれかで
提供された選択項目４５８から選択４８６することがで
きる。また、ユーザは、ウィンドウ１１１１でルール４
５４を修正４８６することもできる。

【０１１４】図１６は、ＣＲＡＦＴのルールが相互に機
能する様子およびユーザの対話で機能する様子を示して
いる。システムの現行状態全体（すなわち、ユーザ選択
項目４６１、その他のルール４５４、メタデータ４２
８、およびアルゴリズム４２７）が、ルールの機能に影
響する。すべてのルールの累積効果が協力して、操作選
択項目４５８を生成する。

【０１１５】図１６は、選択ウィンドウ１２０７を介し
てユーザが「ウィンドウ１」１２０３の背景カラーを選
択した後の表示画面１２０１を示している。選択ウィン
ドウ１２０７は、領域１２０３について選択１２１２が
行われたことを示している。ウィンドウ１２０２は、更
新済みカラー１２０３を含む新しい暫定結果４７０を示
している。選択ウィンドウ１２０９で提供されるカラー
選択項目１２１３は、ルールによる選択の効果によっ
て、ウィンドウ１００９に示されていたもの１０１３と
は異なっている。また、選択ウィンドウ１２０８で提供
されるカラー選択項目１２１４も、ルールによる選択の
効果によって、ウィンドウ１００８に示されていたもの
１０１４とは異なっている。

【０１１６】画面１００１のウィンドウ１００７〜１０
１０でカラー選択４６１を行うことに加え、ユーザは、
画面１００１のウィンドウ１０１１に表示されているル
ール４５４を変更４８６することができる。ウィンドウ
１０１１で共通のテキスト・エディタを使用すれば、ユ
ーザは、ルール４５４の変更、ルール４５４からの削
除、またはルール４５４への追加を行うことができる。
ルール・セット４５４の一部を変更すると、変更された
パラメータの影響を受けるすべての操作に関してシステ
ムが以降の選択項目を提供する方法を変更できるよう
に、ルール・セット全体がＣＲＡＦＴシステムによって
再評価される。

【０１１７】たとえば、ルール１１０３の重要度１１０
８が２から４に変更されたとする。その変更によって、
このルールの重要度がルール１１０４および１１０５の
重要度１１０９および１１１０より低くなるので、ウィ
ンドウ背景カラー間を区別する傾向が低くなり、両方の
背景カラーがオレンジに近い色になる傾向が高くなるは
ずである。このような場合、画面１２０１のウィンドウ
１２０９は、より優先度の高いオレンジに近い色の選択
項目を含む新しいカラー選択項目のセット４５８を提供
するはずである。

【０１１８】実施例では、図１５に示すルール構文に従
ってルール・セットの各ルールを解釈することによって
システムが機能する。メタデータ４２８によってサポー
トされるカラーおよびフォントの各種の特徴としては、
カラーの輝度、カラーの強度、カラーの色調、カラーの
彩度値、フォントの高さ、フォントの幅、フォントの空
間周波数などがある。システムは、可能な選択項目４５
８および可能な操作４４１ごとにスコアを１つずつスコ
アの列に入れて保管する。それぞれのルールは、ｌｅｘ
およびｙａｃｃ（ＵＮＩＸおよびその他のオペレーティ
ング・システム上の標準ユーティリティとして提供され
る。ＵＮＩＸはＡＴ＆Ｔの登録商標である。）などの諸
機能によって解釈される。各ルールの解釈中に、システ
ムは、ルールの重要度から導出したルールの重みによっ
て修正された通りに、ルールで使用する各操作で可能な
それぞれの選択項目のスコアを蓄積する。その後、それ
ぞれの選択項目のセット４５１はその合計スコアの降順
に分類され、最優先選択項目、つまり、所与の限界値を
超えるスコアを持つ選択項目が４５８でユーザに提供さ
れる。

【０１１９】ここでは、カラー選択に関連するデータ、
メタデータ、およびルールを中心に説明してきたが、Ｃ
ＲＡＦＴは、フォント選択に関連するデータ、メタデー
タ、およびルールもサポートする。また、ＣＲＡＦＴ
は、フォントおよびカラー選択がルールによって連係さ
れるという新規の特徴を取り入れている。選択したカラ
ーの色調とは無関係に、各オブジェクトとその背景との
輝度対比が優れた検出性と可読度を得るのに十分になる
よう保証するために、これらのルールは、空間周波数と
輝度との既知の関係を取り入れている。これは、コンピ
ュータの表示および印刷アプリケーションに一般に見ら
れる高空間周波数１３５０のテキストの場合に必要な輝
度対比の量とオブジェクトの空間周波数との逆の関係を
含む。

【０１２０】この開示を見れば、当業者が本発明者の考
察の範囲内の代替実施態様を考え出せることに留意され
たい。たとえば、本発明４００は、先行技術のエキスパ
ート・システム１００、対話式システム２００、または
別の対話式ルール・ベース・システム４００からそのデ
ータ４２０を受け取る対話式ルール・ベース・システム
にすることも可能である。また、本発明４００の暫定結
果４７０は、先行技術のエキスパート・システム１０
０、対話式システム２００、または別の対話式システム
４００に提供することも可能である。この着想は、これ
らのシステムの複数レベルでシステムが作成されるまで
継続するはずである。さらに、本発明の各部分は、エキ
スパート・システム１００または対話式システム２００
で置き換えることもできる。たとえば、典型的な選択済
み操作４４１は、ユーザが４６１から選択した関連選択
項目セット４５１および提供選択項目セット４５８を有
する。１つまたは複数の操作ごとに、これらの機能を対
話式システム２００またはエキスパート・システム１０
０で置き換えることも可能である。あるいは、データ４
２０、操作セット４３０、提供操作４３８、および操作
のユーザ選択４３５をエキスパート・システム１００ま
たは対話式システム２００で置き換えることができる。

【０１２１】まとめして、本発明の構成に関して以下の
事項を開示する。

【０１２２】（１）データを格納するための手段と、そ
れぞれの操作がその操作に関連する１つまたは複数の操
作選択項目からなる選択項目セットを有する、１つまた
は複数の操作からなる操作セットと、それぞれのルール
・セットが１つの選択項目セットに関連付けられ、１つ
または複数のルール・セットがそれに関連する選択項目
セットに制約を付ける１つまたは複数のルールを有す
る、１つまたは複数のルール・セットと、操作および操
作選択項目に関するユーザの１つまたは複数の選択を監
視し、ユーザ選択に関する情報をルール・セットにフィ
ードバックするフィードバック機構であって、制約付き
関連選択項目セットのうちの１つまたは複数の選択項目
セットが、コンピュータ・システムの出力手段上で提供
セットとしてユーザに提供されるその操作選択項目の一
部のサブセットを持つように、１つまたは複数のルール
・セット内の１つまたは複数のルールが選択情報を使用
して、それに関連する選択項目セットに制約を付けるフ
ィードバック機構とを含み、ユーザが１つまたは複数の
提供セットから選択項目を選択して、操作を選択し、選
択された操作および選択された選択項目がデータに適用
されて、出力手段上でユーザに提示される暫定結果を生
成することを特徴とする、対話式ルール・ベース・コン
ピュータ・システム。 （２）それに関連する選択項目セットに制約を付ける１
つまたは複数のルール・セットをユーザが選択できるこ
とを特徴とする、上記（１）に記載のシステム。 （３）ユーザ選択情報が、１つまたは複数のルール固有
メタデータ手段にフィードバックされ、それぞれのルー
ル固有メタデータ手段が、そのルール・セットに関連す
るルール固有メタデータ手段からユーザ選択情報にアク
セスする１つまたは複数のルールを有するルール・セッ
トに関連付けられていることを特徴とする、上記（１）
に記載のシステム。 （４）それに関連するルール・セットによってアクセス
されるメタデータ手段内の情報をユーザが変更できるこ
とを特徴とする、上記（３）に記載のシステム。 （５）メタデータ・アルゴリズムがメタデータ手段にメ
タデータを提供することを特徴とする、上記（３）に記
載のシステム。 （６）ユーザがメタデータ・アルゴリズムを変更できる
ことを特徴とする、上記（５）に記載のシステム。 （７）ユーザが１つのルール・セット内の１つまたは複
数のルールを変更できることを特徴とする、上記（１）
に記載のシステム。 （８）１つまたは複数のルール・セット内の１つまたは
複数のルールの重要度を反映するために、ユーザがルー
ルの重みを選択することを特徴とする、上記（１）に記
載のシステム。 （９）ルールの重みを使用して、ルール間の競合を解消
することを特徴とする、上記（８）に記載のシステム。 （１０）暫定結果が不完全なものであることを特徴とす
る、上記（１）に記載のシステム。 （１１）提供されたセットが２つまたはそれ以上の操作
選択項目を持つように、１つまたは複数のルール・セッ
トに含まれるルールがそれに関連する選択項目セットに
部分的に制約を付けることを特徴とする、上記（１）に
記載のシステム。 （１２）１つまたは複数の操作、その操作に関連する選
択項目セット、およびその選択項目セットに制約を付け
るルールがエキスパート・システムであることを特徴と
する、上記（１）に記載のシステム。 （１３）データを格納するための手段と、それぞれの操
作がその操作に関連する１つまたは複数の操作選択項目
からなる選択項目セットを有する、１つまたは複数の操
作からなる操作セットと、それぞれのルール・セットが
１つの選択項目セットに関連付けられ、１つまたは複数
のルール・セットがそれに関連する選択項目セットに制
約を付ける１つまたは複数のルールを有する、１つまた
は複数のルール・セットと、操作セットに関連し、その
操作セットに制約を付けるための１つの操作ルール・セ
ットと、操作および操作選択項目に関するユーザの１つ
または複数の選択を監視し、ユーザ選択に関する情報を
ルール・セットにフィードバックするフィードバック機
構であって、制約付き関連選択項目セットのうちの１つ
または複数の選択項目セットが、提供セットとしてユー
ザに提供されるその操作選択項目の一部のサブセットを
持ち、制約付き操作セットが、コンピュータ・システム
の出力手段上で提供操作セットとしてユーザに提供され
るその操作の一部のサブセットを持つように、１つまた
は複数のルール・セット内の１つまたは複数のルールが
選択情報を使用して、それに関連する選択項目セットに
制約を付けるフィードバック機構とを含み、ユーザが１
つまたは複数の提供セットから選択項目を選択して、提
供操作セットから操作を選択し、選択された操作および
選択された選択項目がデータに適用されて、出力手段上
でユーザに提示される暫定結果を生成することを特徴と
する、対話式ルール・ベース・コンピュータ・システ
ム。 （１４）操作セットに対する制約がユーザによって切替
え可能であることを特徴とする、上記（１３）に記載の
システム。 （１５）ユーザがルール・ベース・コンピュータ・シス
テムと対話する方法において、１つまたは複数の操作を
有する提供操作セットと、１つまたは複数の提供選択項
目セットをユーザに提示するためのシステム出力手段を
表示するステップであって、それぞれの提供選択項目セ
ットが１つの選択項目セットのサブセットであり、それ
ぞれの選択項目セットが１つの操作に関連する１つまた
は複数の操作選択項目を有するステップと、ユーザが、
提供操作セットから１つまたは複数の操作を選択し、１
つまたは複数の提供選択項目セットから１つまたは複数
の選択項目を選択するステップと、１つまたは複数のル
ール・セットに選択に関する情報をフィードバックする
ステップであって、それぞれのルール・セットが１つの
選択項目セットに関連付けられ、１つまたは複数のルー
ル・セット内の１つまたは複数のルールが、選択情報を
使用するそれに関連する選択項目セットに制約を付け
て、出力手段上に提示される提供選択項目セットである
サブセットを生成するステップとを含み、選択された操
作および操作選択項目がデータに適用されて、暫定結果
を生成することを特徴とする方法。 （１６）データを格納するための手段と、それぞれの操
作がその操作に関連する１つまたは複数の操作選択項目
からなる選択項目セットを有する、１つまたは複数の操
作からなる操作セットと、それぞれのルール・セットが
１つの選択項目セットに関連付けられ、１つまたは複数
のルール・セットがそれに関連する選択項目セットに制
約を付ける人間の知覚に関する１つまたは複数のルール
を有する、１つまたは複数のルール・セットと、操作お
よび操作選択項目に関するユーザの１つまたは複数の選
択を監視し、ユーザ選択に関する情報をルール・セット
にフィードバックするフィードバック機構であって、制
約付き関連選択項目セットのうちの１つまたは複数の選
択項目セットが、コンピュータ・システムの出力手段上
で提供セットとしてユーザに提供されるその操作選択項
目の一部のサブセットを持つように、１つまたは複数の
ルール・セット内の１つまたは複数のルールが選択情報
を使用して、それに関連する選択項目セットに制約を付
けるフィードバック機構とを含み、ユーザが１つまたは
複数の提供セットから選択項目を選択して、操作を選択
し、選択された操作および選択された選択項目がデータ
に適用されて、知覚的に意味のある方法で出力手段上で
ユーザに提示される暫定結果を生成することを特徴とす
る、対話式ルール・ベース・コンピュータ・システム。 （１７）輝度が単調に変化するカラー・マップを使用し
て、画像の連続変化の表示を改善するために、１つまた
は複数のルールが高空間周波数の画像に制約を付けるこ
とを特徴とする、上記（１６）に記載のシステム。 （１８）テキストのフォントの活字面が細かくなるにつ
れて、テキスト表現とテキストの背景との輝度の差が増
大することを特徴とする、上記（１６）に記載のシステ
ム。 （１９）テキストのフォントの活字面のサイズが小さく
なるにつれて、テキスト表現とテキストの背景との輝度
の差が増大することを特徴とする、上記（１６）に記載
のシステム。

【０１２３】

【発明の効果】 【図面の簡単な説明】

【図１】典型的な先行技術のルール・ベース・システム
のブロック図である。

【図２】典型的な先行技術の対話式システムのブロック
図である。

【図３】本発明を実行する典型的なコンピュータ・シス
テムのブロック図である。

【図４】本発明の実施例の全体ブロック図の構成を示す
図である。

【図５】本発明の実施例の全体ブロック図の一部であ
る。

【図６】本発明の実施例の全体ブロック図の一部であ
る。

【図７】メタデータ構造を示す図である。

【図８】本発明の１回の反復でメタデータ、ルール、お
よび操作が対話する様子を示す、汎用実施例の図であ
る。

【図９】メタデータの変更が本発明の反復に影響する様
子を示す、汎用実施例の図である。

【図１０】ユーザ・フィードバックを示す図の構成を示
す図である。

【図１１】ユーザ・フィードバックを示す図の一部であ
る。

【図１２】ユーザ・フィードバックを示す図の一部であ
る。

【図１３】本発明の反復でユーザ・フィードバックが提
供選択項目および選択に影響する様子を示す図である。

【図１４】第二の実施例（Ｃｒａｆｔ）のシステム出力
を示す図である。

【図１５】Ｃｒａｆｔ用の好ましいルールの構造と、そ
のルールが適用される様子を示す図である。

【図１６】適用されたルールの効果を示す、Ｃｒａｆｔ
のシステム出力を示す図である。

【図１７】実施例で使用する新規の知覚ルールに定義さ
れた関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１１０ ユーザ ４０５ フィードバック機構 ４２０ データ ４２２ 生データ ４２４ メタデータ ４２６ メタデータを計算するためのアルゴリズム ４２７ アルゴリズム ４２８ ルール固有メタデータ ４３０ 操作のセット ４３４ ルール ４３８ 提供操作セット ４５８ 提供選択項目セット ４７０ 暫定結果

フロントページの続き (72)発明者 ディビッド・アラン・レーベンホースト アメリカ合衆国07675 ニュージャージ ー州ウッドクリフ・レーク ウッドクレ スト・ドライブ 73 (72)発明者 ロイド・アラン・トレイニッシュ アメリカ合衆国10598−1151 ニューヨ ーク州ヨークタウン・ハイツ ワイルド ウッド・コート 757 (56)参考文献 特開 平４−213113（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−263236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−138430（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−210473（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 9/44 G06F 3/14

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データを格納するための手段と、 １つまたは複数のルール・ベース・システム操作（以
   下、操作という）からなる１つの操作セットであって、
   各操作がそれに関連する１つまたは複数の操作選択項目
   （以下、選択項目という）からなる１つの選択項目セッ
   トを有する操作セットと、 各セットが前記各選択項目セットに関連付けられている
   １つまたは複数のルール・セットであって、１つのルー
   ルにしたがって前記１つの選択項目セットを制約してそ
   の制約サブセットである提供選択項目セットを生成し、
   該提供選択項目セットに属する選択項目だけを対話型出
   力手段へ出力として提供させるための１つまたは複数の
   ルールを有するルール・セットと、 対話型入力手段により前記提供選択項目セットから選択
   された１つの選択項目をデータに適用し、１つの暫定結
   果を生成し表示するための手段と、 対話型入力手段により反復的に行なわれる操作および選
   択項目の各選択であって選択項目の各選択が前記暫定結
   果を変更させる前記各選択を表わす各選択情報を監視
   し、該選択情報を関連するルール・セットにフィードバ
   ックするフィードバック・システムと、 を具備し、 前記各ルール・セット内の少なくとも１つのルールは、
   選択項目の各選択を表わす選択情報で予めパラメータ化
   されており、前記フィードバックされてきた前記選択情
   報に応答して更新された前記ルール・セットが新たに制
   約した新たな提供選択項目セットにより、前記出力手段
   上へ提供される前記提供選択項目セットを置換する機能
   を含んでいる、 ことより成る反復的選択に依存してルールの変更可能な
   対話式ルール・ベース・コンピュータ・システム。
2. 【請求項２】選択情報が１つまたは複数のルール固有メ
   タデータ手段にフィードバックされ格納され、前記各固
   有メタデータ手段が前記格納中の選択情報にアクセスす
   るルール・セットに関連付けられている請求項１に記載
   のシステム。
3. 【請求項３】ルール・セットがアクセスするメタデータ
   手段内の情報を対話型入力手段を介して変更できる請求
   項２に記載のシステム。
4. 【請求項４】メタデータ・アルゴリズムがメタデータ手
   段にメタデータを提供する請求項２に記載のシステム。
5. 【請求項５】対話型入力手段を介してメタデータ・アル
   ゴリズムを変更できる請求項４に記載のシステム。
6. 【請求項６】対話型入力手段を介して１つまたは複数の
   ルール・セット内の１つまたは複数のルールを直接変更
   できる機能を含む請求項１に記載のシステム。
7. 【請求項７】１つまたは複数のルール・セット内の１つ
   または複数のルールの重要性を反映するように、対話型
   入力手段を介してルールの重みを選択する請求項１に記
   載のシステム。
8. 【請求項８】ルールの重みを使用して、ルール間の競合
   を解消する請求項７に記載のシステム。
9. 【請求項９】１つの提供選択項目セットが２つまたはそ
   れ以上の選択項目を有するように、１つまたは複数のル
   ール・セット内のルールが提供選択項目セットを部分的
   に制約する請求項１に記載のシステム。
10. 【請求項１０】１つまたは複数の操作、それに関連する
    選択項目セット、およびその選択項目セットを制約する
    ルールがエキスパート・システムである請求項１に記載
    のシステム。
11. 【請求項１１】データを格納するための手段と、 各操作が関連する１つまたは複数の選択項目からなる選
    択項目セットを有する１つまたは複数の操作からなる操
    作セットと、 各々が前記各選択項目セットに関連付けられている１つ
    または複数のルール・セットであって、前記１つの選択
    項目セットを制約してその制約サブセットである提供選
    択項目セットを生成し、該提供選択項目セットに属する
    選択項目だけを対話型出力手段へ出力として提供させる
    ための１つまたは複数のルールを有するルール・セット
    と、 各々が操作セットに関連づけられている１つまたは複数
    の操作ルール・セットであって、操作セットを制約して
    その制約サブセットである提供操作セットを生成し、該
    提供操作セットに属する操作だけを前記出力手段へ出力
    として提供させるための１つまたは複数の操作ルール・
    セットと、 対話型入力手段により前記提供選択項目セットから選択
    された１つの選択項目をデータに適用し、１つの暫定結
    果を生成し出力するための手段と、 対話型入力手段により反復的に行なわれる操作および選
    択項目の各選択であって選択項目の各選択が前記暫定結
    果を変更させる前記各選択を表わす各選択情報を監視
    し、該選択情報を関連するルール・セットにフィードバ
    ックするフィードバック・システムと、 を具備し、 前記ルール・セットおよび操作ルール・セット内の少な
    くとも１つのルールは、 各選択を表わす選択情報で予めパラメータ化されてお
    り、前記フィードバックされてきた前記選択情報に応答
    して更新された前記ルール・セットが操作および選択項
    目の各サブセットから成る提供操作セットおよび提供選
    択項目セットを構築するように関連選択項目セットを制
    約する機能を含んでいる、 ことから成る反復的選択に依存してルールの変更可能な
    対話式ルール・ベース・コンピュータ・システム。
12. 【請求項１２】操作セットに対する制約が対話型入力手
    段を介して切替え可能である請求項１１に記載のシステ
    ム。
13. 【請求項１３】データを格納するための手段と、 各操作が関連する１つまたは複数の選択項目からなる選
    択項目セットを有する１つまたは複数の操作からなる操
    作セットと、 各々が前記各選択項目セットに関連付けられている１つ
    または複数のルール・セットであって、各選択毎に、前
    記１つの選択項目セットを制約してそのサブセットであ
    る提供選択項目セットを生成し、該提供選択項目セット
    内の選択項目だけを対話型出力手段へ提供させる１つま
    たは複数の視覚関連のルールを有するルール・セット
    と、 対話型入力手段により前記提供選択項目セットから選択
    された１つの選択項目をデータに適用し、１つの暫定結
    果を生成し表示するための手段と、 対話型入力手段により反復的に行なわれる操作および選
    択項目の１つまたは複数の選択であって、選択項目の選
    択が前記暫定結果を変更させる各選択を表わす各選択情
    報を監視し、該選択情報を前記視覚関連のルール・セッ
    トにフィードバックするフィードバック・システムと、 を具備し、 前記ルール・セット内の１つまたは複数のルールは、選
    択項目の各選択を表わす選択情報で予めパラメータ化さ
    れており、前記フィードバックされてきた前記選択情報
    に応答して更新された前記ルール・セットが視覚表示さ
    れるべき選択項目のサブセットを含む提供選択項目セッ
    トを構築するように関連選択項目セットを制約する機能
    を含んでいる、 ことより成る反復的選択に依存してルールの変更可能な
    対話式ルール・ベース・コンピュータ・システム。
14. 【請求項１４】視覚表示が高空間周波数の１つまたは複
    数のイメージであり、１つまたは複数の視覚関連のルー
    ルが選択項目である１つまたは複数のカラー・マップを
    制約し、該制約カラー・マップが前記イメージの高空間
    周波数に依存し、イメージの各ポイントでの輝度が各ポ
    イントでのデータ値にしたがって単調に変化する請求項
    １３に記載のシステム。
15. 【請求項１５】視覚表示がテキストおよびテキスト背景
    から成り、テキストおよびテキスト背景間の輝度差が、
    テキストのフォントのタイプフェースが精細または小サ
    イズになるにつれて、増大する請求項１３に記載のシス
    テム。
16. 【請求項１６】視覚表示が低空間周波数の１つまたは複
    数のイメージであり、１つまたは複数の視覚関連のルー
    ルが選択項目である１つまたは複数のカラー・マップを
    制約し、該制約カラー・マップが前記イメージの空間周
    波数に依存し、イメージの各ポイントでの飽和が各ポイ
    ントでのデータ値にしたがって単調に変化する請求項１
    ３に記載のシステム。
17. 【請求項１７】視覚表示がテキストを含み、１つまたは
    複数のルールがテキスト・カラーおよび背景カラーを制
    約して適切な輝度コントラストが テキストの読み易さ
    のために提供される請求項１３に記載のシステム。
18. 【請求項１８】データを格納するための手段と、 １つまたは複数の操作からなる１つの操作セットと、 各セットが前記各操作に関連付けられている１つまたは
    複数のルール・セットであって、各選択毎に前記関連す
    る操作を制約してサブセットである提供操作セットを生
    成し、該提供操作セット内の操作だけを対話型出力手段
    への出力として提供させる１つまたは複数のルールを有
    するルール・セットと、 対話型入力手段により反復的に行なわれる操作の１つま
    たは複数の選択であってその各選択が暫定結果を変更さ
    せる各選択を表わす各選択情報を監視し、該選択情報を
    関連するルール・セットにフィードバックするフィード
    バック・システムと、 を具備し、 前記各ルール・セット内の少なくとも１つのルールは、
    操作の各選択を表わす選択情報で予めパラメータ化され
    ており、前記フィードバックされてきた前記選択情報に
    応答して更新された前記ルール・セットが新たに制約し
    た新たな提供操作セットにより、前記出力手段上へ提供
    される前記提供操作セットを置換する機能を含んでい
    る、 ことより成る反復的選択に依存してルールの変更可能な
    対話式ルール・ベース・コンピュータ・システム。