JP3244936B2 - ファジイ論理メンバーシップ関数を生成する装置及び方法 - Google Patents
ファジイ論理メンバーシップ関数を生成する装置及び方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般にファジイ論理制
御装置及び方法に関し、詳細にはファジイ論理制御シス
テムに用いられるメンバーシップ関数を生成する方法と
集積回路チップ上での回路実現に関する。
御装置及び方法に関し、詳細にはファジイ論理制御シス
テムに用いられるメンバーシップ関数を生成する方法と
集積回路チップ上での回路実現に関する。
【０００２】
【従来の技術】ファジイ論理技術が、広範囲の制御シス
テムへの応用のためにより頻繁にＩＣ上で実現されるに
したがって、論理回路によって占められる面積とその実
現に要求されるメモリとを削減することがより重要とな
る。ファジイ集合論の概念は、１９６５年にザデー教授
によって初めて公表された。このファジイ集合論に基づ
いてある数学的枠組が与えられ、明確で離散的な関数で
は正確に表現できない複雑なシステムが厳密な研究及び
解析のためにモデル化できる。従って、実行パラメータ
が厳密でない関係で結ばれているシステムや、曖昧で不
完全な情報のみが有用なシステム制御基準などに対処で
きる技術が、ファジイ論理を用いることで有用になる。
テムへの応用のためにより頻繁にＩＣ上で実現されるに
したがって、論理回路によって占められる面積とその実
現に要求されるメモリとを削減することがより重要とな
る。ファジイ集合論の概念は、１９６５年にザデー教授
によって初めて公表された。このファジイ集合論に基づ
いてある数学的枠組が与えられ、明確で離散的な関数で
は正確に表現できない複雑なシステムが厳密な研究及び
解析のためにモデル化できる。従って、実行パラメータ
が厳密でない関係で結ばれているシステムや、曖昧で不
完全な情報のみが有用なシステム制御基準などに対処で
きる技術が、ファジイ論理を用いることで有用になる。
【０００３】各ファジイ集合は、その集合内のある厳密
な数値に対してメンバーシップの度合を連関付ける対応
するメンバーシップ関数を有している。従って、そのメ
ンバーシップ関数は、ファジイ集合の各要素とメンバー
シップの度合を表現する数値との間のマッピングを提供
する。システム制御のためのファジイ論理処理は、しば
しばファジイｉｆ−ｔｈｅｎ規則の計算を含む。通常、
あるシステム特性を示す制御システムのメンバーシップ
の度合に数多くの制御パラメータの一つを関係付けるよ
うな応用に対して、メンバーシップ関数は構築される。
複雑なシステムに対しては、ファジイ論理操作エンジン
をシステム制御に応用するために、複数のメンバーシッ
プ関数が構築される。メモリ上にそれらのメンバーシッ
プ関数を保持する必要性、及びメンバーシップの度合を
計算するための処理時間が、しばしばＩＣ実現に対する
適用性に制約を加える。
な数値に対してメンバーシップの度合を連関付ける対応
するメンバーシップ関数を有している。従って、そのメ
ンバーシップ関数は、ファジイ集合の各要素とメンバー
シップの度合を表現する数値との間のマッピングを提供
する。システム制御のためのファジイ論理処理は、しば
しばファジイｉｆ−ｔｈｅｎ規則の計算を含む。通常、
あるシステム特性を示す制御システムのメンバーシップ
の度合に数多くの制御パラメータの一つを関係付けるよ
うな応用に対して、メンバーシップ関数は構築される。
複雑なシステムに対しては、ファジイ論理操作エンジン
をシステム制御に応用するために、複数のメンバーシッ
プ関数が構築される。メモリ上にそれらのメンバーシッ
プ関数を保持する必要性、及びメンバーシップの度合を
計算するための処理時間が、しばしばＩＣ実現に対する
適用性に制約を加える。
【０００４】適切なデータを保持し、そのデータをメン
バーシップ関数の構築に用いることに適用される従来技
術がいくつか存在する。第一の技術は通常のデータ配列
法であり、メンバーシップ関数はメモリ上にデータ配列
の集合として保持される。テーブルルックアップ法がデ
ータ呼出に用いられる。このような方法は、データ処理
を必要としないために、高いデータアクセス率を提供す
る。またこの方法は、多様な機能関係で制御パラメータ
をシステム出力に関連付けるためにメンバーシップ関数
を保持・再構築する際に融通性を提供する。しかしなが
らこの方法は、多量のデータ保持を必要とするため、Ｉ
Ｃ実現に対して、特により複雑なシステムの場合には有
効ではない可能性がある。
バーシップ関数の構築に用いることに適用される従来技
術がいくつか存在する。第一の技術は通常のデータ配列
法であり、メンバーシップ関数はメモリ上にデータ配列
の集合として保持される。テーブルルックアップ法がデ
ータ呼出に用いられる。このような方法は、データ処理
を必要としないために、高いデータアクセス率を提供す
る。またこの方法は、多様な機能関係で制御パラメータ
をシステム出力に関連付けるためにメンバーシップ関数
を保持・再構築する際に融通性を提供する。しかしなが
らこの方法は、多量のデータ保持を必要とするため、Ｉ
Ｃ実現に対して、特により複雑なシステムの場合には有
効ではない可能性がある。
【０００５】データ配列法における多量のメモリ格納の
必要性によってかせられた制約を克服するために、別の
従来技術が提案されている。メンバーシップ関数はまず
単純な数式で表わされる単純化された図形によって表現
される。図１に示されるように、メンバーシップ関数は
台形として表現される。入力変数とメンバーシップの度
合の間の機能的関係を定義するために数式が使用され
る。
必要性によってかせられた制約を克服するために、別の
従来技術が提案されている。メンバーシップ関数はまず
単純な数式で表わされる単純化された図形によって表現
される。図１に示されるように、メンバーシップ関数は
台形として表現される。入力変数とメンバーシップの度
合の間の機能的関係を定義するために数式が使用され
る。
【０００６】図１は台形の典型的なメンバーシップ関数
１００を示す。この台形１００は、２次元ｘ−μ平面上
に位置しており、ここでｘ軸１０２は入力変数用であ
り、μ軸１０４はメンバーシップの度合の出力用であ
る。この台形の左辺１０６と右辺１０８の傾きはそれぞ
れｓ（ｌ）及びｓ（ｒ）、また底辺１１０はｘ（ｌ）か
らｘ（ｒ）までであり、上辺１１２はｘ' （ｌ）から
ｘ' （ｒ）までである。この台形のメンバーシップ関数
は以下の式によって表現される。
１００を示す。この台形１００は、２次元ｘ−μ平面上
に位置しており、ここでｘ軸１０２は入力変数用であ
り、μ軸１０４はメンバーシップの度合の出力用であ
る。この台形の左辺１０６と右辺１０８の傾きはそれぞ
れｓ（ｌ）及びｓ（ｒ）、また底辺１１０はｘ（ｌ）か
らｘ（ｒ）までであり、上辺１１２はｘ' （ｌ）から
ｘ' （ｒ）までである。この台形のメンバーシップ関数
は以下の式によって表現される。
【０００７】 x ≦x (l) に対しμ=0 （１） x ＜x'(r) に対しμ=MIN｛1,［s(l)(x- x'(r) ］｝ （２） x ＞x'(r) に対しμ=MAX｛［1-s(r)(x- x'(r))］,0｝ （３） 図２は三角形の典型的なメンバーシップ関数１２０を示
す。この三角形１２０は、２次元ｘ−μ平面上に位置し
ており、ここでｘ軸１２２は入力変数用であり、μ軸１
２４はメンバーシップの度合の出力用である。この三角
形の左辺１２６と右辺１２８の傾きはそれぞれｓ（ｌ）
及びｓ（ｒ）、また底辺１３０はｘ''（ｌ）からｘ''
（ｒ）までであり、この三角形の２辺はｘ''（ｔ）にお
いて交わる。この三角形のメンバーシップ関数１２０は
以下の式によって表わされる。
す。この三角形１２０は、２次元ｘ−μ平面上に位置し
ており、ここでｘ軸１２２は入力変数用であり、μ軸１
２４はメンバーシップの度合の出力用である。この三角
形の左辺１２６と右辺１２８の傾きはそれぞれｓ（ｌ）
及びｓ（ｒ）、また底辺１３０はｘ''（ｌ）からｘ''
（ｒ）までであり、この三角形の２辺はｘ''（ｔ）にお
いて交わる。この三角形のメンバーシップ関数１２０は
以下の式によって表わされる。
【０００８】 x ≦x''(l) & x≧x''(r)に対しμ=0 （４） x ＜x''(t)に対しμ=MIN｛1,［s(l)(x''(t)-x)］｝ （５） x ＞x''(t)に対しμ=MIN｛1,［s(r)(x- x''(t)) ］｝ （６）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法に従えば、
台形はメモリ上に少なくとも４つの数を格納しておく必
要がある。同様に４つの数が三角形メンバーシップ関数
１２０に使用される。台形や三角形のメンバーシップ関
数の再構築のためには、掛算回路が必要になる。この掛
算のための回路は、ＩＣチップ上に実現されるとき、広
大な面積をＩＣチップ上で占有することになる。一方、
掛算演算はより時間がかかり、データ処理時間及び全体
の制御システムを遅くすることになる。
台形はメモリ上に少なくとも４つの数を格納しておく必
要がある。同様に４つの数が三角形メンバーシップ関数
１２０に使用される。台形や三角形のメンバーシップ関
数の再構築のためには、掛算回路が必要になる。この掛
算のための回路は、ＩＣチップ上に実現されるとき、広
大な面積をＩＣチップ上で占有することになる。一方、
掛算演算はより時間がかかり、データ処理時間及び全体
の制御システムを遅くすることになる。
【００１０】従ってそれらの課題を解決するために、Ｉ
Ｃチップ上での削減されたメモリ必要性及び高い処理速
度によってメンバーシップ関数を処理するための改良さ
れた技術に対する必要性が、ファジイ制御システムの分
野において依然として存在する。本発明の目的は、従来
技術において存在した課題が解決されるような、メンバ
ーシップ関数を処理する方法と回路実現を提供すること
である。
Ｃチップ上での削減されたメモリ必要性及び高い処理速
度によってメンバーシップ関数を処理するための改良さ
れた技術に対する必要性が、ファジイ制御システムの分
野において依然として存在する。本発明の目的は、従来
技術において存在した課題が解決されるような、メンバ
ーシップ関数を処理する方法と回路実現を提供すること
である。
【００１１】本発明の他の目的は、多量のデータ格納を
必要とせずに単純化された計算を実行し、従ってＩＣチ
ップ上に実現可能でより高い処理効率を達成できるよう
なメンバーシップ処理方法及び装置を提供することであ
る。本発明の他の目的は、メンバーシップ関数を単純化
された計算によって処理することで、低価格で大量に生
産されることができ、従って多種のファジイ制御回路に
応用可能な、ＩＣデバイスを提供することである。
必要とせずに単純化された計算を実行し、従ってＩＣチ
ップ上に実現可能でより高い処理効率を達成できるよう
なメンバーシップ処理方法及び装置を提供することであ
る。本発明の他の目的は、メンバーシップ関数を単純化
された計算によって処理することで、低価格で大量に生
産されることができ、従って多種のファジイ制御回路に
応用可能な、ＩＣデバイスを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】簡単には、好適な実施例
において、本発明は、多角形メンバーシップ関数への入
力に対してメンバーシップの度合を決定するためのファ
ジイ論理メンバーシップ関数処理装置からなる。このメ
ンバーシップ関数は、特定の傾きを有しかつ相互結合さ
れた複数の線分セグメントによって形成される。この処
理装置は、多角形メンバーシップ関数を形成する各線分
セグメントに対する開始点のＸ値及び傾きを受け取る入
力ポートを備える。このメンバーシップ関数処理装置は
さらに、入力値がそのセグメントの開始点Ｘ値より大き
いか等しくかつ次のセグメントの開始点Ｘ値より小さい
場合にそのセグメントをオンーセグメントと決定し、ま
たオンーセグメントの開始点Ｘ値を入力値から減算する
ことでＸ差を計算するための減算手段を有する。このメ
ンバーシップ関数処理装置はまた、Ｘ差を２K 掛けるベ
ースＸ差ΔＸB 及び傾きを２N 掛けるベース傾きΔＳB
として、近似し符号化する符号化手段を含む。このメン
バーシップ関数はまた、デジタルシフト手段の利用によ
り、ＳB ΔＸB をＮ＋Ｋ桁だけシフトさせることによっ
て、２N+K とＳB ΔＸB との積を生成する掛算処理手段
を有する。またこの処理装置はさらに、２N+K ＳB ΔＸ
B ＜１の場合１−２N+K ＳB ΔＸB を、また２N+K ＳB
ΔＸB≧１の場合値ゼロを選択することでメンバーシッ
プの度合を計算するメンバーシップ度合計算手段を有す
る。
において、本発明は、多角形メンバーシップ関数への入
力に対してメンバーシップの度合を決定するためのファ
ジイ論理メンバーシップ関数処理装置からなる。このメ
ンバーシップ関数は、特定の傾きを有しかつ相互結合さ
れた複数の線分セグメントによって形成される。この処
理装置は、多角形メンバーシップ関数を形成する各線分
セグメントに対する開始点のＸ値及び傾きを受け取る入
力ポートを備える。このメンバーシップ関数処理装置は
さらに、入力値がそのセグメントの開始点Ｘ値より大き
いか等しくかつ次のセグメントの開始点Ｘ値より小さい
場合にそのセグメントをオンーセグメントと決定し、ま
たオンーセグメントの開始点Ｘ値を入力値から減算する
ことでＸ差を計算するための減算手段を有する。このメ
ンバーシップ関数処理装置はまた、Ｘ差を２K 掛けるベ
ースＸ差ΔＸB 及び傾きを２N 掛けるベース傾きΔＳB
として、近似し符号化する符号化手段を含む。このメン
バーシップ関数はまた、デジタルシフト手段の利用によ
り、ＳB ΔＸB をＮ＋Ｋ桁だけシフトさせることによっ
て、２N+K とＳB ΔＸB との積を生成する掛算処理手段
を有する。またこの処理装置はさらに、２N+K ＳB ΔＸ
B ＜１の場合１−２N+K ＳB ΔＸB を、また２N+K ＳB
ΔＸB≧１の場合値ゼロを選択することでメンバーシッ
プの度合を計算するメンバーシップ度合計算手段を有す
る。
【００１３】本発明の特長は、従来技術における課題を
解決するようなメンバーシップ関数を処理する方法と回
路実現とを提供することにある。本発明の他の特長は、
多量のデータ格納を必要とせずに単純化された計算を実
行し、従ってＩＣチップ上に実現可能でより高い処理効
率を達成できるようなメンバーシップ処理方法と装置と
を提供することである。
解決するようなメンバーシップ関数を処理する方法と回
路実現とを提供することにある。本発明の他の特長は、
多量のデータ格納を必要とせずに単純化された計算を実
行し、従ってＩＣチップ上に実現可能でより高い処理効
率を達成できるようなメンバーシップ処理方法と装置と
を提供することである。
【００１４】本発明の他の特長は、メンバーシップ関数
を単純化された計算によって処理することで、低価格で
大量に生産されることができ、従って多種のファジイ制
御回路に応用可能な、ＩＣデバイスを提供することであ
る。様々な図面に示されている好適実施例の以下の詳細
な説明を読んだ当業者にとっては、本発明の目的と特長
が明らかになろう。
を単純化された計算によって処理することで、低価格で
大量に生産されることができ、従って多種のファジイ制
御回路に応用可能な、ＩＣデバイスを提供することであ
る。様々な図面に示されている好適実施例の以下の詳細
な説明を読んだ当業者にとっては、本発明の目的と特長
が明らかになろう。
【００１５】
【実施例】本発明を説明する目的上、メンバーシップ関
数は、図１と図２とに示されているように三角形あるい
は台形のいずれかであるとする。しかしながら本発明で
公開される装置及び方法は、異なる形状を有する多角形
のメンバーシップ関数に対しても幅広く適用可能であ
る。本発明の範囲を台形及び三角形のメンバーシップ関
数に限定することは、本願の意図ではない。
数は、図１と図２とに示されているように三角形あるい
は台形のいずれかであるとする。しかしながら本発明で
公開される装置及び方法は、異なる形状を有する多角形
のメンバーシップ関数に対しても幅広く適用可能であ
る。本発明の範囲を台形及び三角形のメンバーシップ関
数に限定することは、本願の意図ではない。
【００１６】図１において、台形のメンバーシップ関数
１００は、本発明では次式によって表現される。 x'(l) ≦x ≦x'(r) に対しμ=1 （８） x ＞x'(r) 対しμ=MAX｛［1-s(r)(x- x'(r))］,0｝ （９） x ＜x'(l) に対しμ=MAX｛［1-s(l)(x'(l)- x)］,0｝ （１０） ここでＸは入力変数であり、傾きｓ（ｌ）とｓ（ｒ）、
台形１００の上辺の大きさ、即ち左と右の座標ｘ'
（ｌ）とｘ' （ｒ）は上で定義されたものと同様であ
る。
１００は、本発明では次式によって表現される。 x'(l) ≦x ≦x'(r) に対しμ=1 （８） x ＞x'(r) 対しμ=MAX｛［1-s(r)(x- x'(r))］,0｝ （９） x ＜x'(l) に対しμ=MAX｛［1-s(l)(x'(l)- x)］,0｝ （１０） ここでＸは入力変数であり、傾きｓ（ｌ）とｓ（ｒ）、
台形１００の上辺の大きさ、即ち左と右の座標ｘ'
（ｌ）とｘ' （ｒ）は上で定義されたものと同様であ
る。
【００１７】図２において、三角形のメンバーシップ関
数１２０は、本発明では次式によって表現される。 μ=MAX｛［1-s ｜x - x''(t)｜］,0｝ （１１） ここで、 x ≦x''(t)に対しS=S'(l) （１２） x ≧x''(t)に対しS=S'(r) （１３） ＩＣチップ上のデータ保持メモリを削減するため、台形
と三角形両者の左右のペアの傾きが符号化された一つの
データエントリーとして保持されるように台形の傾きｓ
（ｌ）とｓ（ｒ）、及び三角形のｓ' （ｌ）とｓ'
（ｒ）は以下に述べられる特別な方法によって格納さ
れ、処理される。従って、本発明によれば、台形のメン
バーシップ関数１００を再構成するためには、３つのデ
ータエントリー即ち一つの符号化された傾きデータ及び
ｘ' （ｌ）とｘ' （ｒ）のみが必要となる。同様に、三
角形のメンバーシップ関数１２０を再構成するために
は、２つのデータエントリー即ち一つの符号化された傾
きデータ及びｘ''（ｔ）のみが必要となる。
数１２０は、本発明では次式によって表現される。 μ=MAX｛［1-s ｜x - x''(t)｜］,0｝ （１１） ここで、 x ≦x''(t)に対しS=S'(l) （１２） x ≧x''(t)に対しS=S'(r) （１３） ＩＣチップ上のデータ保持メモリを削減するため、台形
と三角形両者の左右のペアの傾きが符号化された一つの
データエントリーとして保持されるように台形の傾きｓ
（ｌ）とｓ（ｒ）、及び三角形のｓ' （ｌ）とｓ'
（ｒ）は以下に述べられる特別な方法によって格納さ
れ、処理される。従って、本発明によれば、台形のメン
バーシップ関数１００を再構成するためには、３つのデ
ータエントリー即ち一つの符号化された傾きデータ及び
ｘ' （ｌ）とｘ' （ｒ）のみが必要となる。同様に、三
角形のメンバーシップ関数１２０を再構成するために
は、２つのデータエントリー即ち一つの符号化された傾
きデータ及びｘ''（ｔ）のみが必要となる。
【００１８】この傾き符号化法を図解するために、図３
には、複数の三角形即ち三角形１５０−１、１５０−
２、・・・、１５０−１１が示されている。これらの三
角形は、ｘ軸１５２とμ軸１５４の２次元平面上におか
れている。これらの三角形はμ軸に沿って高さ２５６即
ち２ ８ の高さの辺１５６を共有している。各三角形はｘ
軸１５２に沿って異なる長さの底辺１５８−１、１５８
−２、１５８−３、１５８−１１を有している。これら
の三角形の底辺の長さを４、６、８、１２、１６、・・
・、１２８に設定することによって、それらの三角形の
第３の辺１６０−１、１６０−２、・・・、１６０−１
１は全て異なる傾きｓ（ｉ）（ｉ＝１、２、３、・・
・、１１）を有することになる。図３に一例として示し
たような傾きの値は１／２ m （ｍ＝０、1、２、３、・
・・、７）等で表わすことが出来る。メンバーシップ関
数の傾きを符号化するために、傾きの２つのセットが用
いられる。第１のセットは値１／２ m （ｍ＝０、1、
２、３、・・・、７）、そして第２のセットは値０及び
１／（（２／３）×２ m ）（ｍ＝1、２、３、・・・、
７）を有する。台形あるいは三角形に関わらず各メンバ
ーシップ関数に対して左右の辺の傾き、即ち台形１００
に対してはｓ（ｌ）及びｓ（ｒ）また三角形１２０に対
してはｓ' （ｌ）およびｓ' （ｒ）は、それらの１６の
傾きの一つによって近似される。各セットの傾きは互い
に２ ｎ 倍である関係を有するので、各セットに対して任
意の一つの傾きのベース値が分かれば、その値はシフト
レジスタを用いて得ることができる。
には、複数の三角形即ち三角形１５０−１、１５０−
２、・・・、１５０−１１が示されている。これらの三
角形は、ｘ軸１５２とμ軸１５４の２次元平面上におか
れている。これらの三角形はμ軸に沿って高さ２５６即
ち２ ８ の高さの辺１５６を共有している。各三角形はｘ
軸１５２に沿って異なる長さの底辺１５８−１、１５８
−２、１５８−３、１５８−１１を有している。これら
の三角形の底辺の長さを４、６、８、１２、１６、・・
・、１２８に設定することによって、それらの三角形の
第３の辺１６０−１、１６０−２、・・・、１６０−１
１は全て異なる傾きｓ（ｉ）（ｉ＝１、２、３、・・
・、１１）を有することになる。図３に一例として示し
たような傾きの値は１／２ m （ｍ＝０、1、２、３、・
・・、７）等で表わすことが出来る。メンバーシップ関
数の傾きを符号化するために、傾きの２つのセットが用
いられる。第１のセットは値１／２ m （ｍ＝０、1、
２、３、・・・、７）、そして第２のセットは値０及び
１／（（２／３）×２ m ）（ｍ＝1、２、３、・・・、
７）を有する。台形あるいは三角形に関わらず各メンバ
ーシップ関数に対して左右の辺の傾き、即ち台形１００
に対してはｓ（ｌ）及びｓ（ｒ）また三角形１２０に対
してはｓ' （ｌ）およびｓ' （ｒ）は、それらの１６の
傾きの一つによって近似される。各セットの傾きは互い
に２ ｎ 倍である関係を有するので、各セットに対して任
意の一つの傾きのベース値が分かれば、その値はシフト
レジスタを用いて得ることができる。
【００１９】それらの傾きの値は、表１に示されている
ように順番に並べられる。 表１ 番号 0 1 2 3 4 5 6 7 底辺長さ 1 2 4 8 16 32 64 128 （タイプ０） 底辺長さ 0 4/3 8/3 16/3 32/3 64/3 128/3 256/3 （タイプ１） 図３に示された近似された傾きを利用することで、台形
あるいは三角形の左右の辺は、図４に示されるように８
ビットの数で符号化される。第１の４つのビット１８０
は、左辺の傾きを、また第２の４つのビット１９０は右
辺の傾きを符号化するために用いられる。第１ビットと
第４ビットは、表１のタイプ０あるいはタイプ１のいず
れかを示すために用いられる。左辺に対し第２から第４
ビット及び右辺に対し第６から第８ビットは、表１のど
の傾きかを示すために用いられる。表１のタイプ０ある
いはタイプ１の任意の一つの傾きのベース値を格納して
おくことで、Ｋ−Ｌの値が正のときベース値を右にまた
その値が負のときには左にＫ−Ｌビットシフトすること
で、他の傾きの値を得ることができる。ここでＬはメモ
リに格納されたベース値の傾きの番号であり、Ｋは計算
されるべき傾きの番号である。即ち、 Ｓ＝ＳＢ２(K-L) （１４） ここでＳは計算されるべき傾きの値であり、ＳB はメモ
リに保持された特定のタイプに対するベース傾きの値で
ある。
ように順番に並べられる。 表１ 番号 0 1 2 3 4 5 6 7 底辺長さ 1 2 4 8 16 32 64 128 （タイプ０） 底辺長さ 0 4/3 8/3 16/3 32/3 64/3 128/3 256/3 （タイプ１） 図３に示された近似された傾きを利用することで、台形
あるいは三角形の左右の辺は、図４に示されるように８
ビットの数で符号化される。第１の４つのビット１８０
は、左辺の傾きを、また第２の４つのビット１９０は右
辺の傾きを符号化するために用いられる。第１ビットと
第４ビットは、表１のタイプ０あるいはタイプ１のいず
れかを示すために用いられる。左辺に対し第２から第４
ビット及び右辺に対し第６から第８ビットは、表１のど
の傾きかを示すために用いられる。表１のタイプ０ある
いはタイプ１の任意の一つの傾きのベース値を格納して
おくことで、Ｋ−Ｌの値が正のときベース値を右にまた
その値が負のときには左にＫ−Ｌビットシフトすること
で、他の傾きの値を得ることができる。ここでＬはメモ
リに格納されたベース値の傾きの番号であり、Ｋは計算
されるべき傾きの番号である。即ち、 Ｓ＝ＳＢ２(K-L) （１４） ここでＳは計算されるべき傾きの値であり、ＳB はメモ
リに保持された特定のタイプに対するベース傾きの値で
ある。
【００２０】三角形のメンバーシップ関数を持つあるパ
ラメータのメンバーシップを計算するためには、（４）
式に従って、演算 μ(x)=MAX ｛0,［1-s ｜x - x’’｜］｝ （１５） =MAX ｛0,(1- s Δx)｝ （１６） が実行される。処理速度を向上させるために、（１−ｓ
Δｘ）の値がシフトレジスタを用いて簡単に得られるよ
うμ（ｘ）の計算がさらに単純化される。図５におい
て、表１の傾き１６／３がベース傾きとして示されてお
り、またゼロから３１までの範囲のΔＸB の値に対して
（１６／３）Δｘがベース積として図示されている。こ
こに、オン−セグメントの傾きＳ’及びＸ差ΔＸ’とベ
ース傾き及びベース積との間の関係が確立される。
ラメータのメンバーシップを計算するためには、（４）
式に従って、演算 μ(x)=MAX ｛0,［1-s ｜x - x’’｜］｝ （１５） =MAX ｛0,(1- s Δx)｝ （１６） が実行される。処理速度を向上させるために、（１−ｓ
Δｘ）の値がシフトレジスタを用いて簡単に得られるよ
うμ（ｘ）の計算がさらに単純化される。図５におい
て、表１の傾き１６／３がベース傾きとして示されてお
り、またゼロから３１までの範囲のΔＸB の値に対して
（１６／３）Δｘがベース積として図示されている。こ
こに、オン−セグメントの傾きＳ’及びＸ差ΔＸ’とベ
ース傾き及びベース積との間の関係が確立される。
【００２１】 S'=2N SB （１７） ΔＸ'=2K ΔXB （１８） ここでＮとＫは整数であり、ΔＸB は３１より小さい。
従って、μの値は以下のように表わされる。 2N+K SBΔXB<1の場合 μ=1- S'ΔX'=1-2N+K SBΔXB （１９） 2N+K SBΔXB≧1 の場合 =0 （２０） μの値は、まずＳB ΔＸB の値をメモリから得ることで
計算され、そしてＮ＋Ｋの値は、入力データＳ' と計算
されたΔＸを用いてテーブルルックアップ法によって得
られる。表２と３は、ＮとＫの値を傾きのコード（図
４）及びΔＸの値の関数として示している。ＳB ΔＸB
の値をＮ＋Ｋビットシフトすることで２N+K ＳB ΔＸB
の値が得られ、さらに１からその値を減ずることでμの
値（１−２N+K ＳB ΔＸB ）が得られる。他の傾きある
いはΔＸをベースとして選択することによって、同様の
方法を用いることが可能であり、そして式（１２）と
（１３）を適用することができる。
従って、μの値は以下のように表わされる。 2N+K SBΔXB<1の場合 μ=1- S'ΔX'=1-2N+K SBΔXB （１９） 2N+K SBΔXB≧1 の場合 =0 （２０） μの値は、まずＳB ΔＸB の値をメモリから得ることで
計算され、そしてＮ＋Ｋの値は、入力データＳ' と計算
されたΔＸを用いてテーブルルックアップ法によって得
られる。表２と３は、ＮとＫの値を傾きのコード（図
４）及びΔＸの値の関数として示している。ＳB ΔＸB
の値をＮ＋Ｋビットシフトすることで２N+K ＳB ΔＸB
の値が得られ、さらに１からその値を減ずることでμの
値（１−２N+K ＳB ΔＸB ）が得られる。他の傾きある
いはΔＸをベースとして選択することによって、同様の
方法を用いることが可能であり、そして式（１２）と
（１３）を適用することができる。
【００２２】 表２ 番号 000 001 010 011 100 101 110 111 Ｎ -3 -2 -1 0 1 2 3 4 表３ ΔＸの最初の３ビット Ｋの値 000 0 001 1 01x 2 1xx 3 図６は、台形のメンバーシップ関数に対するメンバーシ
ップ処理装置３００のブロック系統図を示しており、デ
ータ処理装置のメモリに保持された必要な入力変数及び
台形メンバーシップ関数の構築処理を遂行する論理回路
が示されている。メンバーシップ関数処理装置３００は
入力部３１０を有しており、台形の５つの入力変数を受
け取る。これらの５つの変数はＳ（ｌ）、Ｓ（ｒ）、
Ｓ' （ｌ）、Ｘ' （ｒ）およびＸであり、各変数の定義
は式（８）から（１０）に与えられたものと同一であ
る。入力変数Ｘ、Ｘ' （ｌ）及びＸ' （ｒ）は、２つの
減算手段によって処理され、（Ｘ−Ｘ' （ｒ））及び
（Ｘ' （ｌ）−Ｘ）をそれぞれ計算する。キャリーアン
ダー（ＣＵ）処理手段３１６は、これらの減算演算に対
するキャリーアンダーを処理するために使われる。（Ｘ
−Ｘ' （ｒ））と（Ｘ' （ｌ）−Ｘ）の結果、キャリー
アンダー、及び入力傾きＳ（ｌ）とＳ（ｒ）が第１のマ
ルチプレックス手段３２０によって用いられる。この第
１のマルチプレックス手段３２０は、（Ｘ−Ｘ'
（ｒ））と（Ｘ' （ｌ）−Ｘ）との値の最近近似を決定
し、それらの値は式（１８）にしたがってΔＸ' ＝２K
ΔＸB として近似されることができる。マルチプレック
ス手段３２０はさらに、表１と図４に示されるように２
つの８ビットデータを用いて各傾きを表現することによ
って傾きを符号化する。左右各辺の傾きと、減算処理手
段３１４と３１６によって遂行された減算演算から得ら
れた結果とは、ここで近似され、Ｓ' ＝２N ＳB および
ΔＸ'＝２K ΔＸB （式１７及び１８）として符号化さ
れる。
ップ処理装置３００のブロック系統図を示しており、デ
ータ処理装置のメモリに保持された必要な入力変数及び
台形メンバーシップ関数の構築処理を遂行する論理回路
が示されている。メンバーシップ関数処理装置３００は
入力部３１０を有しており、台形の５つの入力変数を受
け取る。これらの５つの変数はＳ（ｌ）、Ｓ（ｒ）、
Ｓ' （ｌ）、Ｘ' （ｒ）およびＸであり、各変数の定義
は式（８）から（１０）に与えられたものと同一であ
る。入力変数Ｘ、Ｘ' （ｌ）及びＸ' （ｒ）は、２つの
減算手段によって処理され、（Ｘ−Ｘ' （ｒ））及び
（Ｘ' （ｌ）−Ｘ）をそれぞれ計算する。キャリーアン
ダー（ＣＵ）処理手段３１６は、これらの減算演算に対
するキャリーアンダーを処理するために使われる。（Ｘ
−Ｘ' （ｒ））と（Ｘ' （ｌ）−Ｘ）の結果、キャリー
アンダー、及び入力傾きＳ（ｌ）とＳ（ｒ）が第１のマ
ルチプレックス手段３２０によって用いられる。この第
１のマルチプレックス手段３２０は、（Ｘ−Ｘ'
（ｒ））と（Ｘ' （ｌ）−Ｘ）との値の最近近似を決定
し、それらの値は式（１８）にしたがってΔＸ' ＝２K
ΔＸB として近似されることができる。マルチプレック
ス手段３２０はさらに、表１と図４に示されるように２
つの８ビットデータを用いて各傾きを表現することによ
って傾きを符号化する。左右各辺の傾きと、減算処理手
段３１４と３１６によって遂行された減算演算から得ら
れた結果とは、ここで近似され、Ｓ' ＝２N ＳB および
ΔＸ'＝２K ΔＸB （式１７及び１８）として符号化さ
れる。
【００２３】μの値を計算するために、Ｓ' ΔＸ' の値
即ち傾きとΔＸ' との積が計算されなければならない。
掛算処理手段３３０が用いられ、式１９及び２０に従っ
て、２N+K ＳB ΔＸB を計算するための単純なシフト演
算を遂行する。実際に掛算を実行することなく、単に
（Ｎ＋Ｋ）桁シフトすることによって、掛算を計算する
ことができる。１の補数処理手段３４０が、（１−ｓ
（ｒ）（ｘ−ｘ' （ｒ）））と（１−ｓ（ｌ）（ｘ'
（ｌ）−ｘ））の値を計算するために用いられ、ここで
Ｓ' とΔＸ' との積は、掛算処理手段３３０によって近
似値２N+K ＳB ＸB として計算される。
即ち傾きとΔＸ' との積が計算されなければならない。
掛算処理手段３３０が用いられ、式１９及び２０に従っ
て、２N+K ＳB ΔＸB を計算するための単純なシフト演
算を遂行する。実際に掛算を実行することなく、単に
（Ｎ＋Ｋ）桁シフトすることによって、掛算を計算する
ことができる。１の補数処理手段３４０が、（１−ｓ
（ｒ）（ｘ−ｘ' （ｒ）））と（１−ｓ（ｌ）（ｘ'
（ｌ）−ｘ））の値を計算するために用いられ、ここで
Ｓ' とΔＸ' との積は、掛算処理手段３３０によって近
似値２N+K ＳB ＸB として計算される。
【００２４】第２のマルチプレックス手段３５０は、キ
ャリーアンダーを用い、もし２N+KＳB ΔＸB ＜１なら
μを１−２N+KＳB ΔＸB に、またもし２N+K ＳB ΔＸB
≧１ならμをゼロに選ぶことで、μの値の最終的な決
定を行う（式（９）及び（２０）を参照）。図７は、同
様なしかしより詳しい回路ブロック図の図解であり、三
角形メンバーシップ関数μ（ｘ）に対する入力Ｘのメン
バーシップの度合を決定するために、ＩＣチップ上に実
現されたメンバーシップ関数コプロセッサ４００を示し
ている。三角形メンバーシップ関数は式（５）に表わさ
れ、メンバーシップの度合関数μ（ｘ）は、３つの数
ｘ''（ｔ）、ｓ（ｒ）及びｓ（ｌ）の関数として表現さ
れる。コプロセッサ４００は４つの入力パラメータｘ、
ｘ''（ｔ）、ｓ（ｒ）及びｓ（ｌ）を受け取るための入
力部４０２を有する。それらの入力データのうちの２
つ、ｘ及びｘ''（ｔ）は減算手段４０４によって受け取
られ、（ｘ−ｘ''（ｔ））の値が計算される。キャリー
ビット４０５が生成され、傾き符号化手段４０６と２の
補数計算手段４０８とを制御するために用いられる。こ
のキャリービット４０５はｘ≧ｘ''（ｔ）のときゼロ、
またｘ＜ｘ''（ｔ）のとき１である。キャリービットが
ゼロのとき、傾き符号化手段４０６は右辺の傾きｓ
（ｒ）を選択し符号化し、また２の補数計算手段４０８
への入力イネーブルビットはゼロにセットされ２の補数
計算手段４０８の機能はディスエーブルされて（ｘ−
ｘ''（ｔ））の値は不変に保たれる。一方、キャリービ
ット４０５が１のとき、傾き符号化手段４０６は左辺の
傾きｓ（ｌ）を選択し符号化し、また２の補数計算手段
４０８への入力イネーブルビットは１にセットされ、２
の補数計算手段４０８がイネーブルされ（ｘ−ｘ''
（ｔ））の値の２の補数が生成される。
ャリーアンダーを用い、もし２N+KＳB ΔＸB ＜１なら
μを１−２N+KＳB ΔＸB に、またもし２N+K ＳB ΔＸB
≧１ならμをゼロに選ぶことで、μの値の最終的な決
定を行う（式（９）及び（２０）を参照）。図７は、同
様なしかしより詳しい回路ブロック図の図解であり、三
角形メンバーシップ関数μ（ｘ）に対する入力Ｘのメン
バーシップの度合を決定するために、ＩＣチップ上に実
現されたメンバーシップ関数コプロセッサ４００を示し
ている。三角形メンバーシップ関数は式（５）に表わさ
れ、メンバーシップの度合関数μ（ｘ）は、３つの数
ｘ''（ｔ）、ｓ（ｒ）及びｓ（ｌ）の関数として表現さ
れる。コプロセッサ４００は４つの入力パラメータｘ、
ｘ''（ｔ）、ｓ（ｒ）及びｓ（ｌ）を受け取るための入
力部４０２を有する。それらの入力データのうちの２
つ、ｘ及びｘ''（ｔ）は減算手段４０４によって受け取
られ、（ｘ−ｘ''（ｔ））の値が計算される。キャリー
ビット４０５が生成され、傾き符号化手段４０６と２の
補数計算手段４０８とを制御するために用いられる。こ
のキャリービット４０５はｘ≧ｘ''（ｔ）のときゼロ、
またｘ＜ｘ''（ｔ）のとき１である。キャリービットが
ゼロのとき、傾き符号化手段４０６は右辺の傾きｓ
（ｒ）を選択し符号化し、また２の補数計算手段４０８
への入力イネーブルビットはゼロにセットされ２の補数
計算手段４０８の機能はディスエーブルされて（ｘ−
ｘ''（ｔ））の値は不変に保たれる。一方、キャリービ
ット４０５が１のとき、傾き符号化手段４０６は左辺の
傾きｓ（ｌ）を選択し符号化し、また２の補数計算手段
４０８への入力イネーブルビットは１にセットされ、２
の補数計算手段４０８がイネーブルされ（ｘ−ｘ''
（ｔ））の値の２の補数が生成される。
【００２５】２の補数計算手段４０８からの出力は、そ
の後第１のバレルシフタ４１２によって処理され、（ｘ
−ｘ''（ｔ））の値がΔＸ' ＝２K ΔＸB に変換され
る。ここでＫは整数であり、ΔＸB は３１より小さい
（式１８参照）。選択された入力を制御ユニット４１８
（以下に説明）から受け取るバレルシフタ４１２がＫの
値を決定する。（ｘ−ｘ''（ｔ））の値が値２K ΔＸB
によって最適近似されるように、テーブルルックアップ
手段４１４を用いて、適切なΔＸB が決定される。第１
のバレルシフタ４１２の出力は８倍され、即ち３つのゼ
ロが終端に付け加えられ、メンバーシップ関数の最大値
は２５５、即ち［（８×３２）−１］に正規化される。
の後第１のバレルシフタ４１２によって処理され、（ｘ
−ｘ''（ｔ））の値がΔＸ' ＝２K ΔＸB に変換され
る。ここでＫは整数であり、ΔＸB は３１より小さい
（式１８参照）。選択された入力を制御ユニット４１８
（以下に説明）から受け取るバレルシフタ４１２がＫの
値を決定する。（ｘ−ｘ''（ｔ））の値が値２K ΔＸB
によって最適近似されるように、テーブルルックアップ
手段４１４を用いて、適切なΔＸB が決定される。第１
のバレルシフタ４１２の出力は８倍され、即ち３つのゼ
ロが終端に付け加えられ、メンバーシップ関数の最大値
は２５５、即ち［（８×３２）−１］に正規化される。
【００２６】傾き符号化手段４０６によって選択された
傾きｓ（ｒ）あるいはｓ（ｌ）は、第１のマルチプレッ
クス手段４１６が３ビット出力を生成するために用いら
れ、制御ユニット４１８はこの３ビット出力を受け取っ
て、Ｓ' ＝２N ＳB （式１７参照）におけるＮの値を決
定するために、シフタ２の入力であるパラメタを処理す
る。第１のマルチプレックス手段４１６はまた、傾きの
最も重要なビットである１ビット出力を生成し、この１
ビットは、表１に示されたタイプ０か１かのいずれかを
決定するよう、第２のマルチプレックス手段４２０を制
御する。この制御ユニット４１８はまた、（ｘ−ｘ''
（ｔ））の最も重要なビットである７、６、５ビットを
受け取り、表３にしたがってＫを決定するため第１のバ
レルシフタへの選択入力を生成する。この制御ユニット
によって生成された第２の出力は、表２にしたがって上
述のようにＮの値を計算するために第２のバレルシフタ
４２２を制御する。第２のバレルシフタはその後、正規
化された値２N+K ＳB ΔＸBを生成する。１の補数計算
手段４２４が、［１−２N+K ＳB ΔＸB ］を計算するた
めに用いられる。第２のバレルシフタ４２２はまたオー
バーフロー出力を生成し、このオーバーフロー出力は、
２N+K ＳB ΔＸB の値が２５５より大きい場合にゼロ出
力を生成するよう第３のマルチプレックス手段４２６を
制御する。それ以外の場合には、計算された値［１−２
N+K ＳB ΔＸB ］が関数μ（ｘ）のメンバーシップの度
合を表す最終出力である。
傾きｓ（ｒ）あるいはｓ（ｌ）は、第１のマルチプレッ
クス手段４１６が３ビット出力を生成するために用いら
れ、制御ユニット４１８はこの３ビット出力を受け取っ
て、Ｓ' ＝２N ＳB （式１７参照）におけるＮの値を決
定するために、シフタ２の入力であるパラメタを処理す
る。第１のマルチプレックス手段４１６はまた、傾きの
最も重要なビットである１ビット出力を生成し、この１
ビットは、表１に示されたタイプ０か１かのいずれかを
決定するよう、第２のマルチプレックス手段４２０を制
御する。この制御ユニット４１８はまた、（ｘ−ｘ''
（ｔ））の最も重要なビットである７、６、５ビットを
受け取り、表３にしたがってＫを決定するため第１のバ
レルシフタへの選択入力を生成する。この制御ユニット
によって生成された第２の出力は、表２にしたがって上
述のようにＮの値を計算するために第２のバレルシフタ
４２２を制御する。第２のバレルシフタはその後、正規
化された値２N+K ＳB ΔＸBを生成する。１の補数計算
手段４２４が、［１−２N+K ＳB ΔＸB ］を計算するた
めに用いられる。第２のバレルシフタ４２２はまたオー
バーフロー出力を生成し、このオーバーフロー出力は、
２N+K ＳB ΔＸB の値が２５５より大きい場合にゼロ出
力を生成するよう第３のマルチプレックス手段４２６を
制御する。それ以外の場合には、計算された値［１−２
N+K ＳB ΔＸB ］が関数μ（ｘ）のメンバーシップの度
合を表す最終出力である。
【００２７】本発明は、現時点での好適な実施例に関し
て説明されたが、このような記述が限定として解釈され
るべきでないことは理解されるべきである。上記の記述
を読んだ当業者にとっては、種々な変更や修正が容易に
考えられうる。従って特許請求の範囲は、本発明の精神
と範囲においてあらゆる変更および修正を含むと解釈さ
れるべきである。
て説明されたが、このような記述が限定として解釈され
るべきでないことは理解されるべきである。上記の記述
を読んだ当業者にとっては、種々な変更や修正が容易に
考えられうる。従って特許請求の範囲は、本発明の精神
と範囲においてあらゆる変更および修正を含むと解釈さ
れるべきである。
【図１】平行四辺形を有する典型的なメンバーシップ関
数を示す図である。
数を示す図である。
【図２】三角形を有する他の典型的なメンバーシップ関
数を示す図である。
数を示す図である。
【図３】傾き符号化方法を説明するための一つの辺が異
なった傾きを有する複数の三角形を示す図である。
なった傾きを有する複数の三角形を示す図である。
【図４】メンバーシップ関数の傾きを符号化する８ビッ
ト符号を示す図である。
ト符号を示す図である。
【図５】三角形の斜辺傾きと底辺の長さとの積の符号化
方法を説明する幾何学的図である。
方法を説明する幾何学的図である。
【図６】平行四辺形メンバーシップ関数に対するメンバ
ーシップ関数処理装置のブロック系統図である。
ーシップ関数処理装置のブロック系統図である。
【図７】三角形メンバーシップ関数に対する他のメンバ
ーシップ関数処理装置のブロック系統図である。
ーシップ関数処理装置のブロック系統図である。
１００ 平行四辺形メンバーシップ関数 １０２、１２２、１５２ ｘ軸 １０４、１２４、１５４ μ軸 １０４、１２６ 左辺 １０８、１２８ 右辺 ｓ（ｌ） 左辺傾き ｓ（ｒ） 右辺傾き １１０、１３０、１５８−１、１５８−２、・・・、１
５８−１１ 底辺 ｘ（ｌ）、ｘ''（ｌ） 底辺左端 ｘ（ｒ）、ｘ''（ｒ） 底辺右端 １１２ 上辺 ｘ' （ｌ） 上辺左端 ｘ' （ｒ） 上辺右端 １２０、１５０−１、１５０−２、・・・、１５０−１
０・・・三角形ｘ'' 三角形２辺交差点 １５６ 複数三角形の共有辺 １６０−１、１６０−２、・・・、１６０−１１ 三角
形斜辺 １８０、１９０ 傾き符号化用４ビット ３００ メンバーシップ関数処理装置 ３１０、４０２ 入力ポート ３１６ キャリーアンダー処理手段 ３２０、４１６ 第１マルチプレックス手段 ３１４、３１６、４０４ 減算処理手段 ３３０ 掛算処理手段 ３４０、４２４ １の補数処理手段 ３５０ 第２マルチプレックス手段 ４００ メンバーシップ関数コプロセッサ ４０５ キャリービット ４０６ 傾き符号化手段 ４０８ ２の補数計算手段 ４１２ 第１バレルシフタ ４１４ テーブルルックアップ手段 ４１８ 制御ユニット ４２０ 第２マルチプレックス手段 ４２２ 第２バレルシフタ ４２６ 第３マルチプレックス手段
５８−１１ 底辺 ｘ（ｌ）、ｘ''（ｌ） 底辺左端 ｘ（ｒ）、ｘ''（ｒ） 底辺右端 １１２ 上辺 ｘ' （ｌ） 上辺左端 ｘ' （ｒ） 上辺右端 １２０、１５０−１、１５０−２、・・・、１５０−１
０・・・三角形ｘ'' 三角形２辺交差点 １５６ 複数三角形の共有辺 １６０−１、１６０−２、・・・、１６０−１１ 三角
形斜辺 １８０、１９０ 傾き符号化用４ビット ３００ メンバーシップ関数処理装置 ３１０、４０２ 入力ポート ３１６ キャリーアンダー処理手段 ３２０、４１６ 第１マルチプレックス手段 ３１４、３１６、４０４ 減算処理手段 ３３０ 掛算処理手段 ３４０、４２４ １の補数処理手段 ３５０ 第２マルチプレックス手段 ４００ メンバーシップ関数コプロセッサ ４０５ キャリービット ４０６ 傾き符号化手段 ４０８ ２の補数計算手段 ４１２ 第１バレルシフタ ４１４ テーブルルックアップ手段 ４１８ 制御ユニット ４２０ 第２マルチプレックス手段 ４２２ 第２バレルシフタ ４２６ 第３マルチプレックス手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤオ−チョウ ルー 台湾 シンチュー，ミン シアン ファ ースト ストリート，レーン 22，25番 (72)発明者 ジュオ−ミン シュー 台湾 シンチュー，ティン プー ビレ ッジ，ヴィシニティー ７ ティン プ ー ロード，レーン 19，ナンバー ３，５エフ (56)参考文献 特開 平５−66943（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−340627（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06N 7/02
Claims (12)
- 【請求項１】 特定の傾きを有しかつ相互結合された複
数の線分セグメントによって形成される多角形メンバー
シップ関数への入力に対してメンバーシップの度合を決
定するファジイ論理メンバーシップ関数処理装置であっ
て、 該多角形メンバーシップ関数を形成する該各線分セグメ
ントに対して開始点あるいは終端点のｘ値及び該傾きを
受け取る入力ポートと、セグメントの該開始点のｘ値と該終端点のｘ値との間に
該入力のｘ値を含むセグメントであるオン− セグメント
として該線分セグメントのうちの一つを選択し、該入力
のｘ値から該オン−セグメントの該開始点のｘ値を減じ
ることでｘ差を計算する減算手段と、 該ｘ差をベースｘ差ΔＸB と２Kとの積としてまた該オ
ン−セグメントの該傾きをベース傾きＳB と２Nとの積
として近似し符号化する符号化手段と、 デジタルシフト手段を利用し該ＳB ΔＸB の値をＮ＋Ｋ
桁だけシフトすることによって２N+KをＳB ΔＸB に乗
算する乗算処理手段と、 該２N+K ＳB ΔＸB ＜１なら１−２N+K ＳB ΔＸB の値
を、またもし２N+K ＳB ΔＸB ≧１ならゼロの値を選択
することで該メンバーシップの度合を計算するメンバー
シップ度合計算手段と、 よりなるファジイ論理メンバーシップ関数処理装置。 - 【請求項２】 該多角形メンバーシップ関数は台形であ
り、該入力ポートはx'(l) ≦x ≦x'(r) に対し該台形メ
ンバーシップ関数の値μ=1、x ＞x'(r) に対しμ=MAX
｛［1-s(r)(x- x'(r))］,0｝、x ＜x'(l) に対しμ=MAX
｛［1-s(l)(x'(l)- x)］,0｝になるように該台形メンバ
ーシップ関数を形成するよう、該開始点と該終端点ｘ'
（ｒ）、ｘ' （ｌ）のｘ値、及び該傾きｓ（ｒ）とｓ
（ｌ）を受け取る請求項１記載のファジイ論理メンバー
シップ関数処理装置。 - 【請求項３】 該多角形状メンバーシップ関数は三角形
であり、該入力ポートは該三角形メンバーシップ関数の
値μ=MAX｛［1-ｓ｜x - x''(t)｜］,0｝でありx ≦x''
(t)に対してｓ=S'(l) でありx ≧x''(t)に対してｓ=S'
(r)であるように該三角形メンバーシップ関数を形成す
るよう該終端点のｘ値ｘ''（ｔ）及び該傾きS'(r)とS'
(l)を受け取る請求項１記載のファジイ論理メンバーシ
ップ関数処理装置。 - 【請求項４】 該符号化手段はタイプ０として値１／２
m （ｍ＝０、1、２、３、・・・、７）、タイプ１とし
て値０及び１／（（２／３）×２ m ）（ｍ＝1、２、
３、・・・、７）であるタイプ０又は１のいずれかとし
て、該傾きを近似し符号化する請求項１記載のファジイ
論理メンバーシップ関数処理装置。 - 【請求項５】 該傾きは４ビットの数に符号化され、該
符号化手段は、最上位ビット（ＭＳＢ）がゼロの場合タ
イプ０をまたＭＳＢが１の場合タイプ１を選択し、該符
号化手段は該傾きの最下位３ビットに基づいて該Ｎの値
を更に決定する請求項４記載のファジイ論理メンバーシ
ップ関数処理装置。 - 【請求項６】 該符号化手段は該メンバーシップ関数を
値２５６に正規化し、該符号化手段はさらに、ゼロから
３１までの範囲に存在するベースｘ差ΔＸＢを２ K と乗
算した値として該ｘ差を近似し符号化し、該整数のＫの
値は該ｘ差の上位３ビットで定義される請求項１記載の
ファジイ論理メンバーシップ関数処理装置。 - 【請求項７】 特定の傾きを有しかつ相互結合された複
数の線分セグメントによって形成される凹多角形メンバ
ーシップ関数への入力に対してメンバーシップの度合の
値を決定する方法であって、 （ａ）該多角形メンバーシップ関数を形成する該各線分
セグメントに対して、開始点又は終端点のｘ値及び該傾
きを入力ポートから受け取り、 （ｂ）該入力のｘ値があるセグメントの該開始点のｘ値
より大きいか等しく、かつ次のセグメントの該開始点の
ｘ値より小さいセグメントであるオン−セグメントとし
て、該線分セグメントの１つを選択し、 （ｃ）該入力値から該オン−セグメントの該開始点のｘ
値を減じることでｘ差を計算し、 （ｄ）該ｘ差をベースｘ差ΔＸB と２Kとの積としてま
た該オン−セグメントの該傾きをベース傾きＳB と２N
との積として、近似し符号化し、 （ｅ）ＳB ΔＸB の値をＮ＋Ｋ桁だけシフトすることに
よって２N+Kに該ＳBΔＸB を乗算し、 （ｆ）該２N+K ＳB ΔＸB ＜１の場合１−２N+K ＳB Δ
ＸB の値を、また２N+K ＳB ΔＸB ≧１の場合ゼロの値
を選択することで該メンバーシップの度合を計算する段
階よりなるメンバーシップの度合の値を決定する方法。 - 【請求項８】 該凹多角形メンバーシップ関数は台形メ
ンバーシップ関数であり、 該段階（ａ）は、x'(l) ≦
x ≦x'(r) に対し該台形メンバーシップ関数の値μ=1、
x ＞x'(r) に対しμ=MAX｛［1-s(r)(x- x'(r))］,0｝、
x ＜x'(l) に対しμ=MAX｛［1-s(l)(x'(l)- x)］,0｝に
なるように該台形メンバーシップ関数を形成するよう、
該開始点と終端点のｘ値ｘ' （ｒ）、ｘ' （ｌ）及び該
傾きｓ（ｒ）とｓ（ｌ）を更に受け取る請求項７記載の
メンバーシップの度合の値を決定する方法。 - 【請求項９】 該凹多角形メンバーシップ関数は三角形
メンバーシップ関数であり、該段階（ａ）は、該三角形
メンバーシップ関数の値μ=MAX｛［1-ｓ｜x- x''(t)
｜］,0｝でありx ≦x''(t)に対してｓ=S'(l) でありx
≧x''(t)に対してｓ=S'(r)であるように該三角形メンバ
ーシップ関数を形成するよう該終端点のｘ値ｘ''（ｔ）
及び該傾きS'(r)とS'(l)を更に受け取る請求項７記載の
メンバーシップの度合の値を決定する方法。 - 【請求項１０】 該段階（ｄ）は、タイプ０として値１
／２ m （ｍ＝０、1、２、３、・・・、７）、タイプ１
として値０及び１／（（２／３）×２ m ）（ｍ＝1、
２、３、・・・、７）であるタイプ０あるいは１として
該傾きを近似し符号化する段階を更に含む請求項７記載
のメンバーシップの度合の値を決定する方法。 - 【請求項１１】 該段階（ｄ）は、該傾きを４ビットの
数に符号化し、最上位ビット（ＭＳＢ）がゼロの場合タ
イプ０をまたＭＳＢが１の場合タイプ１を選択する段階
を更に含み、該段階は更に該傾きの最下位３ビットに基
づいて該Ｎの値を決定する請求項１０記載のメンバーシ
ップの度合の値を決定する方法。 - 【請求項１２】 該段階（ｄ）は更に、該メンバーシッ
プ関数を値２５６に符号化し正規化し、該段階は更に、
ゼロから３１までの範囲に存在するベースｘ差ΔＸＢを
２ K と乗算した値として該ｘ差を近似し符号化し、該整
数Ｋの値は該ｘ差の上位３ビットで定義される請求項７
記載のメンバーシップの度合の値を決定する方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5308193A | 1993-04-26 | 1993-04-26 | |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07129404A JPH07129404A (ja) | 1995-05-19 |
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ID=21981815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08352494A Expired - Fee Related JP3244936B2 (ja) | 1993-04-26 | 1994-04-21 | ファジイ論理メンバーシップ関数を生成する装置及び方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5737492A (ja) |
| JP (1) | JP3244936B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107229768A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-10-03 | 中国地质大学（武汉） | 基于模糊分类技术的边坡可靠性参数获取方法及装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5524174A (en) * | 1993-04-14 | 1996-06-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for inference formation and defuzzification in a high-definition fuzzy logic co-processor |
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-
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-
1995
- 1995-07-20 US US08/504,451 patent/US5737492A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107229768A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-10-03 | 中国地质大学（武汉） | 基于模糊分类技术的边坡可靠性参数获取方法及装置 |
| CN107229768B (zh) * | 2017-04-12 | 2019-04-02 | 中国地质大学（武汉） | 基于模糊分类技术的边坡可靠性参数获取方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5737492A (en) | 1998-04-07 |
| JPH07129404A (ja) | 1995-05-19 |
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