JP3057797B2 - ファジィ演算装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、あいまい処理をするフ
ァジィ演算の演算方式とその演算装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報処理産業の発展に伴い、多種
多様な問題を解決するために、多種多様な計算機システ
ムとそのアルゴリズムが発表されてきた。それらは多く
の問題処理に対応し、問題に対してより高速に演算処理
するよう設計されている。しかし、多くの現実問題に直
面すると、現実問題に内包されている種々のあいまいさ
が問題になってくる。このようなあいまいな事象に対し
て対処する方法の一つにファジィ理論がある。それら
は、現実問題のあいまいな入力に対してあいまいな意味
を保持したまま演算処理を行い、より現実問題に近い処
理を行なわせることができる。

【０００３】最近では、前記ファジィ理論に即した多く
のファジィ演算装置と、問題解決のためのファジィ演算
アルゴリズムが発表されている。例えば、「ファジィ理
論がわかる本」 向殿 政男 ＨＢＪ出版局 ６６〜７１ペ
ージ、招待論文 「ファジィ理論の２５年間の軌跡と展
望」電子情報通信学会論文誌VOL.J74-D-I-NO.2 1991.2
７１〜８１ページ参照。

【０００４】従来の理論ではクリスプ（１つの値には１
つ以上の意味を含まないもの）なもの、つまりあいまい
な値に対する演算を許していなかったが、ファジィ理論
ではファジィ集合同士の演算を可能にする方法を提供し
ている。これをファジィ理論では拡張原理とよんでい
る。

【０００５】拡張原理の一般定義によれば、クリスプな
入力に対して定義されていた関数をファジィ集合の入力
に対しても適応可能であるとしている。拡張原理の一般
定義は（例えば、「ファジィ理論とその応用」水本雅晴
著 サイエンス社 ８３〜８６ページ）に挙げられてい
る。以上のような拡張原理によってファジィ集合の演算
が可能にされたが、現実問題として、最終的にはクリス
プな形に戻されなければならないことが多い。ファジィ
理論では、そのための手法としてαカット法がある。

【０００６】ファジィ集合は、”だいたい３”であると
か、”だいたい５”であるといった主観的な度合を示す
数表現を表わすファジィ理論で定義された手法である。

【０００７】ファジィ理論では、この数の表現を以下の
（数１）に示すように表現する。

【０００８】

【数１】

【０００９】（数１）で0.7/2の記号”/”の右側の数
は、このファジィ集合の要素値を表している。 記号”
/”の左側の数は前記ファジィ集合の要素数のメンバー
シップグレード値（以下単にグレード値と呼ぶ）を示
し、０.０〜１.０の間の任意の数によって表現され、こ
の値によってファジィ集合に所属する所属度合を示す。
いまグレード値が０.０に近い程所属度合が低く、１.０
に近い程所属度合が高いと定義しておくと、（数１）に
示される”だいたい３”というファジィ集合で３のグレ
ード値は１であるので、３は確実に”だいたい３”とい
うファジィ集合のなかで最も所属度合が高いことを示し
ている。”＋”記号は”連結されたファジィ要素が同じ
ファジィ集合に所属することを示している。

【００１０】以下式と図面を参照しながら、従来のファ
ジィ演算方式について説明する。いま（数１）で示した
ような”だいたい３”というファジィ集合と、”だいた
い５”という２つのファジィ集合から”だいたい８”と
いうファジィ集合を作成し、さらにファジィ集合”だい
たい２”との加算演算によってファジィ集合”だいたい
１０”を作成し、かつそのファジィ集合”だいたい１
０”よりグレード値が０.７であるクリスプ関数を作成
する例にそって説明する。

【００１１】図７は従来のファジィ演算方式のフローチ
ャートを示すものである。図７において、７００〜７０
６はファジィ演算方式のフローチャ−トの実行ステップ
を示すものである。以上のように構成されたファジィ演
算方式について、上記の例に適応してその動作について
説明する。

【００１２】実行ステップ７００では、まず演算対象と
なる複数のファジィ集合の集合要素を選択する。（数
１）ではファジィ集合”だいたい３”の第１要素の0.7/
2とファジィ集合”だいたい５”の第１要素の0.6/4を選
択する。

【００１３】実行ステップ７０１では、演算対象となる
ファジィ集合要素の演算を行なう。本例では、ファジィ
集合”だいたい３”と”ファジィ集合”だいたい５”の
加算演算によってファジィ集合”だいたい８”を作成す
るのでファジィ集合の各要素値は加算演算が行われる。
実行ステップ７００で選択されたファジィ集合の第１要
素の要素値の加算を行い新しい要素値が得られる。

【００１４】実行ステップ７０２では、演算をおこなっ
た要素値に付随したグレード値に対してＭＩＮ演算を行
なう。実行ステップ７００で選択されたファジィ要素の
グレード値の内の最小値を選択する。

【００１５】実行ステップ７０３では、演算の対象とす
るファジィ集合の要素の組合せがすべて終了したかどう
かをチェックする。その結果が偽であると実行ステップ
７００に制御を移行し、ファジィ集合の新しい要素の組
合せを選択して前記結果が真になるまで実行ステップ７
００から実行ステップ７０３を繰り返し実行する。ここ
までのステップを（数２）に示した。

【００１６】

【数２】

【００１７】実行ステップ７０４では、演算を行なった
ファジィ集合の中で要素値が同じファジィ要素のグレー
ド値についてＭＡＸ演算を行い、グレード値の一番大き
いファジィ要素を演算結果として得る。（数３）にこの
様子を示した。

【００１８】

【数３】

【００１９】実行ステップ７０５では、演算対象となる
複数のファジィ集合間のすべての演算ステップが終了し
たかどうかをチェックする。その結果が偽であれば実行
ステップ７００に実行を戻し、前記の結果が真になるま
で実行ステップ７００から実行ステップ７０５までが実
行される。

【００２０】ここではさらに（数３）で求めたファジィ
集合”だいたい８”に対してさらに”だいたい２”を加
算する必要があるので、（数４）が実行される。

【００２１】

【数４】

【００２２】実行ステップ７０６では、予め定めたαカ
ット値で求められたファジィ集合の要素に対してαカッ
ト処理を行なう。（数５）にその様子を示した。

【００２３】

【数５】

【００２４】いま、α=0.7でαカットしクリスプ集合を
求めたいとすると、（数６）のようにグレード値が０.
７未満の要素を集合要素より削除する。

【００２５】

【数６】

【００２６】このように、従来のファジィ演算方式の実
行ステップ７００から実行ステップ７０６を実行するこ
とによって、ファジィ集合”だいたい１０”を求めるこ
とができる。

【００２７】以上のように本例では、簡単な例を示した
が、現実問題としてこのようなファジィ演算手法を用い
た応用例は、（例えば、「ファジィのはなし」向殿政男
著日刊工業新聞社 １１１〜１１５ページ）に上げられ
ている。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、各ファジィ集合の要素数が増加すると、
その組合せ演算数が増加することになり、その要素数に
比例して演算時間が増大することになる。

【００２９】また、複数のファジィ集合間の要素値の演
算が複雑なものであれば、その複雑さに比例して単位演
算時間が増加しトータルの処理演算時間が長くなってし
まう。

【００３０】また、演算の対象となる複数のファジィ集
合の関係の内包含関係にあるファジィ集合が存在すると
αカット値の選択によっては、多くの要素数とファジィ
演算の処理後に空集合が出力されるという問題点を有し
ていた。

【００３１】本発明は上記問題点に鑑み、ファジィ集合
のクリスプ集合への変換を含んだファジィ演算で、その
演算の対象となる各ファジィ集合の要素数が多くかつ各
要素値の演算が複雑なものであっても高速に演算処理す
ることができるファジィ演算方式とファジィ演算装置を
提供するものである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
ファジィ演算装置は、ファジィ集合の要素値とその要素
値のグレード値を記憶するラベルメモリと、前記ラベル
メモリから読み出されるファジィ集合を保持する要素値
記憶部とその要素値に付随したグレード値を保持するグ
レード値記憶部からなる複数のラベルレジスタと、前記
ラベルレジスタに保持されるファジィ集合のグレード値
のαカットを行なうためのαカット値を保持するαカッ
ト値保持部とαカット処理を行なうαカット演算部から
なるαカット演算装置と、前記ラベルレジスタに保持さ
れるファジィ集合の集合要素をすべて組み合わせて出力
する様にラベルレジスタのアドレスを生成するレジスタ
制御装置と、前記ラベルレジスタのファジィ集合出力を
入力としてそのグレード値のＭＩＮ−ＭＡＸ演算を行な
うＭＩＮ−ＭＡＸ演算装置と、前記ラベルレジスタから
出力されるファジィ集合の要素値を入力として所定の演
算を行なう要素値演算装置とを備えたファジィ演算装置
に前記αカットによってラベルレジスタに保持されたフ
ァジィ集合の集合要素がすべてなくなるものがあれば割
り込み通知を行なう割り込み制御装置を追加装備したも
のである。

【００３３】本発明の請求項２記載のファジィ演算装置
は、ファジィ集合の要素値とその要素値のグレード値を
記憶するラベルメモリと、前記ラベルメモリから読み出
されるファジィ集合を保持する要素値記憶部とその要素
値に付随したグレード値を保持するグレード値記憶部か
らなる複数のラベルレジスタと、前記ラベルレジスタに
保持されるファジィ集合のグレード値のαカットを行な
うためのαカット値を保持するαカット値保持部とαカ
ット処理を行なうαカット演算部からなるαカット演算
装置と、前記ラベルレジスタに保持されるファジィ集合
の集合要素をすべて組み合わせて出力する様にラベルレ
ジスタのアドレスを生成するレジスタ制御装置と、前記
ラベルレジスタのファジィ集合出力を入力としてそのグ
レード値のＭＩＮ−ＭＡＸ演算を行なうＭＩＮ−ＭＡＸ
演算装置と、前記ラベルレジスタから出力されるファジ
ィ集合の要素値を入力として所定の演算を行なう要素値
演算装置とを備えたファジィ演算装置に前記αカットに
よってラベルレジスタに保持されたファジィ集合の集合
要素がすべてなくなるものがあれば、そのファジィ集合
に対応したフラグ領域を持つαカットフラグレジスタを
追加装備したものである。

【００３４】

【作用】請求項１記載のファジィ演算装置では、前述し
た装置により演算対象となるファジィ集合をラベルレジ
スタに保持させ、ファジィ集合の組合せ演算にそったア
ドレス生成を行ない、要素値演算装置とＭＩＮ−ＭＡＸ
演算装置に連続的にデータを与え、ファジィ集合の要素
値とグレード値を並列に演算して、かつ上述したように
αカットを演算の前に実行することで対象とするファジ
ィ集合のファジィ演算を高速に行い、かつ演算の対象と
なるファジィ集合の内、その要素がなくなるファジィ集
合があると、割り込み制御を行なう。

【００３５】請求項２記載のファジィ演算装置では、前
述した装置により演算対象となるファジィ集合をラベル
レジスタに保持させ、ファジィ集合の組合せ演算にそっ
たアドレス生成を行ない、要素値演算装置とＭＩＮ−Ｍ
ＡＸ演算装置に連続的にデータを与え、ファジィ集合の
要素値とグレード値を並列に演算して、かつ上述したよ
うにαカットを演算の前に実行することで対象とするフ
ァジィ集合のファジィ演算を高速に行い、かつ演算の対
象となるファジィ集合の内、その要素がなくなるファジ
ィ集合があると、集合要素のなくなったファジィ集合に
対応したαカットフラグレジスタのフラグ領域に値をセ
ットする。

【００３６】

【実施例】（実施例１） 以下本発明の第１の実施例のファジィ演算方式とファジ
ィ演算装置について、図面や式を参照しながら説明す
る。図１は本発明の実施例におけるファジィ演算方式の
フローチャート図を示したものである。図１で１００〜
１０６はファジィ演算の各実行ステップを示したもので
ある。

【００３７】以上のように構成されたファジィ演算方式
について、以下（図１）を用いてその動作を説明する。

【００３８】実行ステップ１００では、演算対象となる
複数のファジィ集合にαカット処理を行なう。実行ステ
ップ１０１では、演算対象となる複数のファジィ集合の
集合要素を選択する。実行ステップ１０２では、演算対
象となるファジィ集合要素値の演算を行なう。実行ステ
ップ１０３では、演算をおこなった要素値に付随したグ
レード値のＭＩＮ演算を行なう。実行ステップ１０４で
は演算の対象とするファジィ集合要素の組合せがすべて
終了したかどうかをチェックし、その結果が偽であれば
実行ステップ１０１に制御を移し新たなファジィ集合の
集合要素の組合せを選択して実行ステップ１０４の結果
が真になるまで実行ステップ１０１から実行ステップ１
０３までを繰り返し実行する。従来例で使用した例を使
用し、この演算方式によって演算した例を（数７）に示
す。

【００３９】

【数７】

【００４０】実行ステップ１０５では、演算をおこなっ
たファジィ集合の中で要素値が同じファジィ要素のグレ
ード値についてＭＡＸ演算をおこない、グレード値の一
番大きいファジィ要素を採用する。この様子を（数８）
に示す。

【００４１】

【数８】

【００４２】実行ステップ１０６では、演算の対象とな
る複数のファジィ集合間のすべての演算が終了したかど
うかをチェックする。本例では求められたファジィ集
合”だいたい８”にファジィ集合”だいたい２”を加算
してファジィ集合”だいたい１０”を作成しなければな
らないので、実行ステップ１０１に処理を戻し実行ステ
ップ１０６の結果が真になるまで実行ステップ１０１か
ら実行ステップ１０５を繰り返し実行する。この様子を
（数９）に示す。

【００４３】

【数９】

【００４４】（表１）に従来例のファジィ演算方式によ
る演算数と、本実施例のファジィ演算方式による演算数
の比較を行なって示した。

【００４５】

【表１】

【００４６】以上のように本実施例におけるファジィ演
算方式によれば、ファジィ演算を行なう前に演算の対象
となるファジィ集合に対して事前にαカットを施すこと
によって、組合せ演算の対象となるファジィ集合の要素
数を減少させ、αカットによるクリスプ集合への変換を
含めたファジィ演算を高速におこなわせることが可能で
ある。

【００４７】またすでに従来例と同様の結果を得ている
ことから、このファジィ演算方式は正しいことを示して
いる。

【００４８】（実施例２） 以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。図２は本実施例を示すファジィ演算方式を示
すフローチャート図である。

【００４９】同図において、実行ステップ２００〜２０
６は図１に示す実行ステップ１００〜１０６と同様なも
のである。図１と異なるのは実行ステップ２０７と実行
ステップ２０８を設けた点である。以上のように構成さ
れたファジィ演算方式について、以下にその動作を説明
する。

【００５０】実行ステップ２００では、演算対象となる
複数のファジィ集合にαカット処理を行なう。実行ステ
ップ２０７では演算対象となる複数のファジィ集合の内
要素が１つも存在しないファジィ集合が存在するかどう
かのチェックを行なう。その結果が真である場合は実行
ステップ２０８のファジィ演算の結果である空集合出力
をして処理を終了する。前記の結果が偽であれば以下の
実行ステップ２０７に処理を実行する。実行ステップ２
０７と実行ステップ２０８の実行例を以下の（数１０）
に示す。

【００５１】

【数１０】

【００５２】以下に示す（数１１）に従来例による方法
で検証した例を示す。

【００５３】

【数１１】

【００５４】（表２）に、従来例のファジィ演算方式に
よる演算数と本実施例のファジィ演算方式による演算数
の比較を行なって示した。

【００５５】

【表２】

【００５６】以上のように本実施例におけるファジィ演
算方式によれば、ファジィ演算を行なう前に演算の対象
となるファジィ集合に対して事前にαカットを施し、そ
れによって関連するファジィ集合の演算を余分に行う事
なく空集合の結果を得ることを可能とする。

【００５７】（実施例３） 以下に本発明の第３の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。図３は本発明の第３の実施例を示すファジ
ィ演算装置のブロック図である。

【００５８】同図において、３０１はファジィ集合の要
素を保持するラベルメモリ、３０２はラベリメモリ３０
１内のファジィ集合の要素値を保持する要素値記憶部、
３０３はラベルメモリ３０１内のファジィ集合のグレー
ド値を保持するグレード値記憶部、３０４はファジィ演
算装置、３０５はラベルメモリ３０１とファジィ演算装
置３０４の間でデータ転送を行うデータバス、３０６は
ラベルメモリ３０１と結合され、ファジィ集合の要素値
とグレード値を一時的に保持するラベルレジスタ部、３
０６−１,３０６−２は、ラベルレジスタ部のラベルレ
ジスタ、３０７はラベルレジスタ部３０６のラベルレジ
スタ３０６−１,３０６−２のアドレスを指定して読み
書きを制御するレジスタ制御装置、３０８はαカット値
設定部３０９とαカット処理部３１０からなるαカット
演算装置、３０９はファジィ集合のαカット演算を行な
うためのαカット値を設定保持するαカット値設定部、
３１０はαカット値設定部３０９に設定されたαカット
値によってαカット処理を行なうαカット処理部、３１
１はファジィ集合の要素値の四則演算を行なう要素値演
算装置、３１２はファジィ集合のグレード値のＭＩＮ−
ＭＡＸ演算を行なうＭＩＮ−ＭＡＸ演算装置である。

【００５９】以上のように構成されたファジィ演算装置
について、以下にその動作を説明する。

【００６０】演算の対象となる複数のファジィ集合はラ
ベルメモリ３０１に予め保持されている。各ファジィ集
合の要素値は要素値記憶部３０２に保持され、各ファジ
ィ集合のグレード値はグレード値記憶部３０３に保持さ
れている。ラベルメモリ３０１よりデータバス３０５を
経由し演算の対象となるファジィ集合をラベルレジスタ
部３０６のラベルレジスタ３０６−１,３０６−２に読
み込む。読み込みが完了するとαカット演算装置３０８
のαカット値設定部３０９に指定された値に従ってαカ
ット処理部３１０がそれぞれのラベルレジスタ部３０６
に保持されるファジィ集合を入力としてαカット処理を
行い、ラベルレジスタ部３０６に出力する。前記αカッ
ト処理が終了するとレジスタ制御装置３０７は、ラベル
レジスタ３０６−１,３０６−２に保持されたファジィ
集合の各要素をすべて組み合わせて出力するようなアド
レスを出力する。この様子を図４(a)から図４(i)に示
す。図４(ａ)から図４(i)は図３のラベルレジスタ部３
０６とレジスタ制御装置３０７に対応したものである。
４０１−１と４０１−２はラベルレジスタ、４０２−１
と４０２−２はレジスタ制御装置が指定するアドレスを
示す。

【００６１】図４(a)ではアドレス４０２−１はラベル
レジスタ４０１−１の”Ａ−ＤＡＴＡ１”を指定し、ア
ドレス４０２−２はラベルレジスタ４０１−２の”Ｂ−
ＤＡＴＡ１”を指定している。その後図４(b),図４(c)
とアドレス４０２−２をインクリメントし、最大アドレ
スである”Ｂ−ＤＡＴＡ３”を越えると、アドレス４０
２−１をインクリメントして”Ａ−ＤＡＴＡ２”を指示
する。以後図４(d)から図４(i)へと同様の処理を行なっ
てすべてのファジィ集合要素をすべて組み合わせて指定
する。

【００６２】レジスタ制御装置３０７は、図４(d)から
図４(i)に示したようにラベルレジスタ３０６−１,３０
６−２のアドレスを指定して保持されていたファジィ集
合要素を出力し、出力された要素値は演算処理装置３１
１に入力され、予め定めた演算を行なってラベルレジス
タ部３０６に出力する。また同時にラベルレジスタ３０
６−１,３０６−２より出力されたグレード値はＭＩＮ
−ＭＡＸ演算装置３１２に入力され、グレード値のＭＩ
Ｎ−ＭＡＸ演算をおこなってラベルレジスタ部３０６に
出力する。

【００６３】以上のように本実施例におけるファジィ演
算装置によれば、演算を行なう前にαカット処理を施
し、その結果を使って各ファジィ集合の要素値とグレー
ド値に対する演算処理を並列に実行し、各演算装置への
データの供給を連続的に行なうことでクリスプ集合への
変換を含め、ファジィ集合を入力としたファジィ演算を
高速に実行させることが可能である。

【００６４】（実施例４） 以下に本発明の第４の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。図５は本発明の第４の実施例を示すファジ
ィ演算装置のブロック図である。

【００６５】同図において、ファジィ集合の要素を保持
するラベルメモリ５０１、ラベルメモリ５０１内のファ
ジィ集合の要素値を保持する要素値記憶部５０２、ラベ
ルメモリ５０１内のファジィ集合のグレード値を保持す
るグレード値記憶部５０３、ファジィ演算装置５０４、
ラベルメモリ５０１とファジィ演算装置５０４の間でデ
ータ転送を行うデータバス５０５、ラベルメモリとの結
合されファジィ集合の要素値とグレード値を一時的に保
持するラベルレジスタ部５０６、ラベルレジスタ部のラ
ベルレジスタ５０６−１、５０６−２、ラベルレジスタ
部５０６のラベルレジスタ５０６−１、５０６−２のア
ドレスを指定して読み書きを制御するレジスタ制御装置
５０７、ファジィ集合のαカット演算を行なうためのα
カット値を設定保持するαカット値設定部５０９、αカ
ット値設定部５０９に設定されたαカット値によってα
カット処理を行なうαカット処理部５０９、αカット値
設定部５０９とαカット処理部５１０からなるαカット
演算装置５０８、ファジィ集合の要素値の演算を行なう
要素値演算処理部５１１、ファジィ集合のグレード値の
ＭＩＮ−ＭＡＸ演算を行なうＭＩＮ−ＭＡＸ演算装置５
１２は（図３）に示す装置３００〜３１２と同様のもの
である。

【００６６】図４と異なるのはαカット演算装置５０８
より出力される外部割り込み信号線５１３が追加された
ことである。以上のように構成されたファジィ演算装置
について、以下にその動作を説明する。

【００６７】演算の対象となる複数のファジィ集合はラ
ベルメモリ５０１に予め保持されている。各ファジィ集
合の要素値はファジィ集合要素値記憶部５０２に保持さ
れ、各ファジィ集合のグレード値はファジィ集合グレー
ド値記憶部５０３に保持されている。 ラベルメモリ５
０１よりデータバス５０５を経由し演算の対象となるフ
ァジィ集合をラベルレジスタ部５０６のラベルレジスタ
５０６−１、５０６−２に読み込む、読み込みが完了す
るとαカット演算装置５０８のαカット値設定部５０９
に指定された値に従ってαカット演算装置５０８のαカ
ット処理部がそれぞれのラベルレジスタ部５０６に保持
されるファジィ集合を入力としてαカット処理をおこな
いラベルレジスタ部５０６に出力する。前記αカット処
理によってその要素がなくなるファジィ集合が発生する
と、αカット制御装置５０８は割り込み制御装置を起動
して以後のその要素に対する演算処理を中断する。

【００６８】以上のように本実施例におけるファジィ演
算装置によれば、演算を行なう前にαカット処理を施
し、その結果、要素がなくなるファジィ集合が発生する
と割り込み制御装置を起動し、演算処理を中断すること
により無駄な演算処理を防止することができる。

【００６９】（実施例５） 以下に本発明の第５の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。図６は本発明の第５の実施例を示すファジ
ィ演算装置のブロック図である。

【００７０】同図において、ファジィ集合の要素を保持
するラベルメモリ６０１、ラベルメモリ６０１内のファ
ジィ集合の要素値を保持する要素値記憶部６０２、ラベ
ルメモリ６０１内のファジィ集合のグレード値を保持す
るグレード値記憶部６０３、ファジィ演算装置６０４、
ラベルメモリ６０１とファジィ演算装置６０４の間でデ
ータ転送を行うデータバス６０５、ラベルメモリとの結
合されファジィ集合の要素値とグレード値を一時的に保
持するラベルレジスタ部６０６、ラベルレジスタ部のラ
ベルレジスタ６０６−１、６０６−２、ラベルレジスタ
部６０６のラベルレジスタ６０６−１、６０６−２のア
ドレスを指定して読み書きを制御するレジスタ制御装置
６０７、ファジィ集合のαカット演算を行なうためのα
カット値を設定保持するαカット値設定部６０９、αカ
ット値設定部６０９に設定されたαカット値によってα
カット処理を行なうαカット処理部６０９、αカット値
設定部６０９とαカット処理部６１０からなるαカット
演算装置６０８、ファジィ集合の要素値の演算を行なう
要素値演算処理部６１１、ファジィ集合のグレード値の
ＭＩＮ−ＭＡＸ演算を行なうＭＩＮ−ＭＡＸ演算装置６
１２は図３に示す装置３００〜３１２と同様のものであ
る。

【００７１】図３と異なるのはαカットフラグレジスタ
６１３を追加したことである。以上のように構成された
ファジィ演算装置について、以下にその動作を説明す
る。

【００７２】演算の対象となる複数のファジィ集合はラ
ベルメモリ６０１に予め保持されている。各ファジィ集
合の要素値は要素値記憶部６０２に保持され、各ファジ
ィ集合のグレード値はグレード値記憶部６０３に保持さ
れている。 ラベルメモリ６０１よりデータバス６０５
を経由し演算の対象となるファジィ集合をラベルレジス
タ部６０６のラベルレジスタ６０６−１、６０６−２に
読み込む、読み込みが完了するとαカット演算装置６０
８のαカット値設定部６０９に指定された値に従ってα
カット演算装置６０８のαカット処理部がそれぞれのラ
ベルレジスタ部６０６に保持されるファジィ集合を入力
としてαカット処理をおこないラベルレジスタ部６０６
に出力する。前記αカット処理中そのαカット処理によ
ってその要素がなくなるファジィ集合が発生すると、そ
のファジィ集合を記憶したラベルレジスタに対応したα
カットフラグレジスタ６１３のフラグ領域をセットし、
以後の処理を中断する。

【００７３】以上のように本実施例におけるファジィ演
算装置によれば、演算を行なう前にαカット処理を施
し、その結果要素がなくなるファジィ集合が発生すると
そのファジィ集合に対応したαカットフラグレジスタの
フラグ領域をセットし、そのフラグ領域を後から読みだ
すことによって、包含関係にあるファジィ集合を簡単な
演算によって知ることが可能になる。

【００７４】なお、第３、第４、第５の実施例におい
て、ラベルレジスタ部５０６のラベルレジスタ５０６−
１,５０６−２と２個であったが、これは複数個存在し
てもよい。

【００７５】なお、第３、第５の実施例において、ＭＩ
Ｎ−ＭＡＸ演算装置と、要素値演算装置は並列して動作
させたが、ＭＩＮ−ＭＡＸ演算の後に要素値演算装置を
実行するシーケンシャル動作なものであってもよい。

【００７６】なお、第３、第５の実施例において、ファ
ジィ演算装置は１つの例を示したがこれらが複数個から
構成され、相互のデータ交換が可能なように構成された
ものであってもよい。

【００７７】なお、第３、第５の実施例において、レジ
スタ制御装置によってファジィ集合の要素がすべて組み
合わせて演算可能なようにアドレス指定してラベルレジ
スタより出力されるデータを、出力される順にαカット
演算装置に入力してαカット処理し、αカット演算の結
果によってファジィ要素がカットされずに出力される場
合は出力されるファジィ要素を要素演算装置とＭＩＮ−
ＭＡＸ演算装置に入力して所定の演算をおこない、αカ
ット演算装置によってファジィ要素がカットされると要
素演算装置とＭＩＮ−ＭＡＸ演算装置へのデータの入力
をおこなわずレジスタ制御装置が次のアドレスを指定し
て処理を続けるものであってもよい。

【００７８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、ファジィ
集合の要素値とその要素値のグレード値を記憶するラベ
ルメモリと、前記ラベルメモリから読み出されるファジ
ィ集合を保持する要素値記憶部とその要素値に付随した
グレード値を保持するグレード値記憶部からなる複数の
ラベルレジスタと、前記ラベルレジスタに保持されるフ
ァジィ集合のグレード値のαカットを行なうためのαカ
ット値を保持するαカッ ト値保持部とαカット処理を行
なうαカット演算部からなるαカット演算装置と、前記
ラベルレジスタに保持されるファジィ集合の集合要素を
すべて組み合わせて出力する様にラベルレジスタのアド
レスを生成するレジスタ制御装置と、前記ラベルレジス
タのファジィ集合出力を入力としてそのグレード値のＭ
ＩＮ−ＭＡＸ演算を行なうＭＩＮ−ＭＡＸ演算装置と、
前記ラベルレジスタから出力されるファジィ集合の要素
値を入力として所定の演算を行なう要素値演算装置とを
備えるファジィ演算装置にαカットによってラベルレジ
スタに保持されたファジィ集合の集合要素がすべてなく
なるものがあれば割り込み通知を行なう割り込み手段を
追加装備することで、ファジィ集合を入力としたファジ
ィ演算を高速に実行することが可能になり、かつ空集合
結果になるファジィ集合演算や異常演算の発生を知るこ
とが可能になる。

【００７９】請求項２記載の発明によると、ファジィ集
合の要素値とその要素値のグレード値を記憶するラベル
メモリと、前記ラベルメモリから読み出されるファジィ
集合を保持する要素値記憶部とその要素値に付随したグ
レード値を保持するグレード値記憶部からなる複数のラ
ベルレジスタと、前記ラベルレジスタに保持されるファ
ジィ集合のグレード値のαカットを行なうためのαカッ
ト値を保持するαカット値保持部とαカット処理を行な
うαカット演算部からなるαカット演算装置と、前記ラ
ベルレジスタに保持されるファジィ集合の集合要素をす
べて組み合わせて出力する様にラベルレジスタのアドレ
スを生成するレジスタ制御装置と、前記ラベルレジスタ
のファジィ集合出力を入力としてそのグレード値のＭＩ
Ｎ−ＭＡＸ演算を行なうＭＩＮ−ＭＡＸ演算装置と、前
記ラベルレジスタから出力されるファジィ集合の要素値
を入力として所定の演算を行なう要素値演算装置とを備
えるファジィ演算装置にαカットによってラベルレジス
タに保持されたファジィ集合の集合要素がすべてなくな
るものがあれば、そのファジィ集合を保持したラベルレ
ジスタに対応したフラグ領域を持つαカットフラグレジ
スタを追加装備することによってファジィ集合を入力と
したファジィ演算を高速に実行することが可能になり、
かつファジィ集合の包含関係を容易に知ることが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるファジィ演算方
式を示すフローチャ−ト図

【図２】本発明の第２の実施例におけるファジィ演算方
式を示すフローチャ−ト図

【図３】本発明の第３の実施例におけるファジィ演算装
置のブロック図

【図４】同実施例におけるラベルレジスタのアドレス設
定を行なう概念図

【図５】本発明の第４の実施例におけるファジィ演算装
置のブロック図

【図６】本発明の第５の実施例におけるファジィ演算装
置のブロック図

【図７】本発明の従来のファジィ演算方式を示すフロー
チャート図

【符号の説明】

１００〜１０６ ファジィ演算方式の実行ステップ ２００〜２０８ ファジィ演算方式の実行ステップ ３０１ ラベルメモリ ３０２ 要素値記憶部 ３０３ グレード値記憶部 ３０４ ファジィ演算装置 ３０６ ラベルレジスタ部 ３０６−１〜３０６−２ ラベルレジスタ ３０７ レジスタ制御装置 ３０８ αカット演算装置 ３０９ αカット値設定部 ３１０ αカット値処理部 ３１１ 要素値演算装置 ３１２ ＭＩＮ−ＭＡＸ演算装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−1036（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−2931（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−165535（ＪＰ，Ａ) 坂和正敏、「ファジィ理論の基礎と応 用」、森北出版株式会社（1989年10月18 日初版）、ｐ．２〜29（特許庁ＣＳＤＢ 文献番号：ＣＳＮＹ199700190001) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 9/44 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＣＳＤＢ（日本国特許庁)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ファジィ集合の要素値とその要素値のグレ
   ード値を記憶するラベルメモリと、前記ラベルメモリか
   ら読み出されるファジィ集合を保持する要素値記憶部と
   その要素値に付随したグレード値を保持するグレード値
   記憶部からなる複数のラベルレジスタと、前記ラベルレ
   ジスタに保持されるファジィ集合のグレード値のαカッ
   トを行なうためのαカット値を保持するαカット値保持
   部とαカット処理を行なうαカット演算部からなるαカ
   ット演算装置と、前記ラベルレジスタに保持されるファ
   ジィ集合の集合要素をすべて組み合わせて出力する様に
   ラベルレジスタのアドレスを生成するレジスタ制御装置
   と、前記ラベルレジスタのファジィ集合出力を入力とし
   てそのグレード値のＭＩＮ−ＭＡＸ演算を行なうＭＩＮ
   −ＭＡＸ演算装置と、前記ラベルレジスタから出力され
   るファジィ集合の要素値を入力として所定の演算を行な
   う要素値演算装置と、前記αカットによって前記ラベル
   レジスタに保持されたファジィ集合の集合要素がすべて
   なくなるものがあれば割り込み通知を行なう割り込み制
   御装置を具備したことを特徴とするファジィ演算装置。
2. 【請求項２】ファジィ集合の要素値とその要素値のグレ
   ード値を記憶するラベルメモリと、前記ラベルメモリか
   ら読み出されるファジィ集合を保持する要素値記憶部と
   その要素値に付随したグレード値を保持するグレード値
   記憶部からなる複数のラベルレジスタと、前記ラベルレ
   ジスタに保持されるファジィ集合のグレード値のαカッ
   トを行なうためのαカット値を保持するαカット値保持
   部とαカット処理を行なうαカット演算部からなるαカ
   ット演算装置と、前記ラベルレジスタに保持されるファ
   ジィ集合の集合要素をすべて組み合わせて出力する様に
   ラベルレジスタのアドレスを生成するレジスタ制御装置
   と、前記ラベルレジスタのファジィ集合出力を入力とし
   てそのグレード値のＭＩＮ−ＭＡＸ演算を行なうＭＩＮ
   −ＭＡＸ演算装置と、前記ラベルレジスタから出力され
   るファジィ集合の要素値を入力として所定の演算を行な
   う要素値演算装置と、前記αカットによって前記ラベル
   レジスタに保持されたファジィ集合の集合要素がすべて
   なくなるものがあれば、そのファジィ集合に対応したフ
   ラグ領域を持つαカットフラグレジスタを具備したこと
   を特徴とするファジィ演算装置。