JPH0377167A - 仮説選択装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、整数計画問題のように、予め与えられた制約
条件を満足する仮説集合の中から、予め与えられた総合
評価関数に基づいてよい仮説を選び出す仮説選択装置に
関する。

〔従来技術〕

複数の評価関数を含み、それらが重み付けされて加えら
れた総合評価関数は一般に次式のように表わされる。

Ｆ＝Σｗｉ＊ｆｉ（ｘ）　　　（ｘ：仮説、ｆｉ：個々
の評価関数、ｉ＋ｉ：重み） 例えば、２地点間に候補となる複数の経路があり、その
中から最良の経路を選択する経路選択問題を考える。隣
接した交差点ＣｉとＣｊ間に距離Ｘｉｊと所要時間ｙｉ
ｊが与えられているとき、「距離の総和」と「所要時間
の総和」の２倍の和が小さいほどよいという評価を行う
ときは、評価関数Ｆは次式のようになる。

Ｆ＝Σｘｉｊ＋２＊Σｙｉｊ　　（Σは経路に含まれる
隣接した交差点１＋ｊについての総和）従来の方法では
、まず候補となる全ての経路について「距離の総和」と
「所要時間の総和」を計算し、次に重み付けに従って総
合評価値を求め、その後、総合評価値の良い経路を選択
していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術で問題となるのは、すべての仮説について、か
つ、すべての評価関数について、評価しなければならな
いことである。

しかし、評価関数間に重み付けがあることを考慮すれば
、全仮説、全評価関数について評価をする必要がない。

例えば、上記経路選択問題において、「所要時間の総和
」及び「距離の総和」はそれぞれ正規化されておりＯか
ら１の範囲の値をとるものとする。実際に総合評価関数
を定義するときに各評価関数の評価値の取り得る値の範
囲は考慮されるので正規化されているものとしても一般
性は失われない。このとき重みの大きい「所要時間の総
和」についてまず評価値を計算する。その結果評価値は
Ｏから２の範囲内で分布し、最小値が０．５、最大値が
１．８であったとする。この場合、もう一つの評価関数
「距離の総和」の重みが１であることを考慮すれば、０
．５＋１．０＝１．５以上の値を持つ仮説は、「所要時
間の総和」を評価した段階で削除して良いことがわかる
。

しかしながら従来の方法では、「所要時間の総和」を評
価した段階で１．５以上の評価値をもつ仮説に対しても
、「距離の総和ｊを計算し、総合評価値を求めてから削
除していたため、計算量が多くなるという問題があった
。

本発明の目的は、重み付けの大きい評価関数から評価値
を計算し、最終的に選択される可能性のない仮説を段階
的に候補から除くことにより、計算量を少なくした仮説
選択装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は１本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、候補として残っている複数
の仮説とそれぞれの仮説に対して既に評価されている複
数の評価関数の評価値を重み付けして加えた値である部
分総合評価値を格納した仮説記憶部と、 総合評価関数に含まれる複数の評価関数とそれぞれの重
みを格納した評価関数記憶部と、前記評価関数記憶部に
格納されている複数の評価関数の中から、まだ評価され
ていない評価関数である未評価関数を検索し、重みの大
きい未評価関数から順に評価値が計算されるように次に
評価すべき評価関数を決定する評価関数管理部と、前記
評価関数管理部によって検索された評価関数に基づいて
、前記仮説記憶部に格納されている各仮説の評価値を計
算し、前記仮説記憶部の各仮説に対応する部分総合評価
値に加算することにより部分総合評価値を更新する評価
値取得部と、前記仮説記憶部に格納されている仮説の中
から部分総合評価値が小さい（または大きい）ものから
数えて予め与えられた個数番目にあたる仮説の部分総合
評価値と、未評価関数の重みの総和との和として、スレ
シホールドを決定するスレシホールド規定部と、 前記入レジホールド規定部によって求められたスレシホ
ールドに基づき、前記仮説記憶部からスレジホールドよ
り大きい（または小さい）部分総合評価値をもつ仮説を
消去する仮説選択部を備えている。

〔作　用〕

前述した手段によれば、評価関数管理部が評価関数の重
み付けに従って、重みの大きい評価関数から順に評価関
数を指定する。指定された評価関数について、評価値取
得部が仮説記憶部中の各仮説について各々の評価値を計
算し、部分総合評価値を更新する。次にスレシホールド
規定部が計算された部分総合評価値の分布状態とまだ評
価されていない評価関数に対して仮説が取り得る値の範
囲とから、よい総合評価値を与える可能性のない仮説を
判定するための基準となるスレシホールドを計算する。

このスレシホールドに基づいて仮説選択部が最終的に選
択される可能性の無い仮説を候補から取り除く。そして
再び評価関数管理部に制御が戻され、評価関数管理部が
次に重みの大きい評価関数を指定し、以後上記の処理が
、仮説の数が予め与えられた個数以下になるまで繰り返
される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

第１図は本発明の一実施例のブロック構成を示す図であ
る。

仮説記憶部１は処理対象となる複数個の仮説と各々の仮
説に対応する部分総合評価値を格納する記憶部である。

評価関数記憶部２は総合評価関数に含まれる複数の評価
関数と各々の重みを格納する記憶部である。

共通データ記憶部３は処理途中の各段階において処理状
態を一時的に記憶するワーク用メモリである。

評価関数管理部４は未評価関数を検索し、重みの大きい
未評価関数から順に評価値が計算されるように次に評価
すべき評価関数を決定する機能ブロックである。

評価値取得部５は評価関数管理部４によって指定された
評価関数に基づいて仮説記憶部１に格納されている各仮
説の評価値を計算し、各仮説に対応する部分総合評価値
に加算することにより部分総合評価値を更新する機能ブ
ロックである。

スレシホールド規定部６は仮説記憶部１に格納されてい
る仮説の中から部分総合評価値が小さいものから数えて
予め与えられた個数番目にあたる仮説の部分総合評価値
と、未評価関数の重みの総和との和として、スレシホー
ルドを決定する機能ブロックである。

仮説選択部７はスレシホールド規定部６によって求めら
れたスレシホールドに基づき、仮説記憶部１からスレシ
ホールドより大きい部分総合評価値をもつ仮説を消去す
る機能ブロックである。

第２図は第工図に示した一実施例の処理の流れを詳細に
表すフローチャートである。

以下、第１図、第２図を参照して各機能ブロックの動作
を詳細に説明する。

本発明の実施例による処理が開始されるときには、既に
仮説記憶部１には処理対象となる複数の仮説が１．また
評価関数記憶部には複数の評価関数が格納されているも
のとする。さらに共通データ記憶部３のナンバー（ＮＵ
ＭＢＥＲ）には最終的に絞り込みたい仮説の数が格納さ
れているものとする。

すなわちナンバーは仮説の数がナンバー以下になったと
きには処理を終了してよいことを示している。

まずステップＳ１が実行される。ステップＳＬでは評価
関数管理部４が動作する。すなわち、評価関数管理部４
は初期設定として仮説記憶部１の全ての仮説の部分総合
評価値を０に設定する。

次にステップＳ２が実行され、ステップｓ２では評価関
数管理部４が動作する。評価関数管理部４は初期設定と
して共通データ記憶部３のレベル（ＬＥＶＥＬ）を■に
設定する。

次にステップＳ３が実行され、ステップｓ３では評価関
数管理部４が動作する。評価関数管理部４は評価関数記
憶部２に記憶されている全ての評価関数の重みの総和を
求め、サム（ＳＵＮ）に格納する。

次にステップＳ４が実行される。ステップＳ４では評価
関数管理部４が動作する。評価関数管理部４は仮説記憶
部１に格納されている仮説の個数を調べ、仮説の個数が
共通データ記憶部３のナンバー（ＮＵＭＢＥＲ）以下の
ときは本発明の処理を停止する。

次にステップＳ５が実行される。ステップＳ５では評価
関数管理部４が動作する。評価関数管理部４は共通デー
タ記憶部３のサム（ＳＵＭ）がＯかどうかを調べる。０
のときは本発明の処理を停止する。

次にステップＳ６が実行される。ステップＳ６では評価
関数管理部４が動作する。評価関数管理部４は評価関数
記憶部２から共通データ記憶部３のレベルの次に大きい
重みをもつ評価関数を検索する。該当した評価関数の重
みを共通データ記憶部３のレベルに、評価関数をファン
クション（ＦＵＮＣＴＩＯＮ）に、該当した評価関数を
除いた未評価関数の重みの総和である未評価関数重み和
を共通データ記憶部３のサムに格納する。

次にステップＳ７が実行される。ステップＳ７では評価
値取得部５が動作する。評価値取得部５は共通データ記
憶部３のファンクションを読み取りファンクションに記
述されている評価関数に基づいて、仮説記憶部１の全て
の仮説に対して評価値を計算し、各々の評価値にレベル
に記憶されている重みを乗じた値を仮説記憶部１の各仮
説の部分総合評価値に加算し、部分総合評価値を更新す
る。

次にステップＳ８が実行される。ステップＳ８ではスレ
シホールド規定部６が起動される。スレシホールド規定
部６は、仮説記憶部１中の候補となっている全ての仮説
から各々の部分総合評価値を読み取り、仮説の良否の判
断基準となるスレシホールドを計算する。スレシホール
ドの計算方法は以下のように行なう。共通データ記憶部
３のナンバーを読み取り、仮説記憶部１に記憶されてい
る仮説の中で部分総合評価値の小さい方から数えてＮＵ
ＭＢＥＲ個目にあたる仮説の部分総合評価値を求める。

この部分総合評価値をＥとすると、「スレシホールド＝
　Ｅ　＋Ｓ［ＩＭＪによって求められる。計算結果を共
通データ記憶部３のスレシホールド（ＴＨＲＥＳＨ）に
格納する。

次にステップＳ９が実行される。ステップＳ９では仮説
選択部７が動作する。仮説選択部７は共通データ記憶部
３のスレシホールドを読み取り、仮説記憶部１中から部
分総合評価値がスレシホールドより大きい仮説を仮説記
憶部１から取り除く。

ステップＳ９が終了すると、再びステップＳ４に制御が
戻される。

以下、具体例を用いて本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第３図は具体例である経路探索問題を表す図である。経
路探索問題とはある離れた２地点間を移動する際、可能
な複数の経路のうち予め与えられた評価関数に基づいて
計算される評価値が最小（または最大）となる経路を選
び出す問題である。

第３図ではＳがスタート地点、Ｇがゴール地点、その他
のノードＡ−Ｅが通過地点を表している。

ノード間に張られたリンクが移動可能な経路（矢印の方
向のみに移動可能）を表している。各リンクに与えられ
ている属性はＴが時間、Ｃが経費、Ｌが距離を表してい
る。

ここで次のような総合評価関数に対する評価値が最小と
なる経路を選択することを考える。

ｒ総合評価値＝ｌＯ＊経費の総和＋４本所要時間の総和
＋２＊距離の総和Ｊ 第４図は本発明の一実施例による処理結果を表す図であ
る。

この例題では６通りの経路（第４図中、仮説工〜仮説６
）が仮説記憶部１に生成されている。最終的に１つの経
路を選択するために共通データ記憶部３のナンバーには
１が設定される。そして初期設定として共通データ記憶
部３のレベルに■サムに重みの総和＝１６が設定される
。また各仮説の部分総合評価値には初期値としてＯが格
納される。

評価関数管理部４はまず仮説の数が共通データ記憶部３
のナンバー以下かどうかを調にる。仮説の数＝６がナン
バー＝１より大きいので処理を続行する。次に共通デー
タ記憶部３のサムがＯかどうかを調べる。サムがＯに等
しくないので処理を続行する。次に共通データ記憶部３
のレベルかのを示しているので次の評価関数として重み
１０の評価関数を選択する。・そして共通データ記憶部
３のレベルを１０にファンクションを「経費の総和」に
設定する。また未評価関数の重みの総和である６を共通
データ記憶部３のサムに設定する。

次に評価値取得部５によって６通りの仮説について各々
の「経費の総和」木１ｏが計算される。

この計算結果を第４図中の「経費の総和」に示す。

計算結果は仮説記憶部１の各仮説の部分総合評価値に加
算されて格納される。

次にスレシホールド規定部６によって仮説記憶部１中の
各仮説の部分総合評価値の最小値＝１が求められ、共通
データ記憶部３のサムと加算された結果である７が共通
データ記憶部３のスレシホールドに格納される。

次に仮説選択部７によってスレシホールド＝７より大き
い部分総合評価値をもつ仮説（仮説上、仮説３）が仮説
記憶部１から除かれる。

再び評価関数管理部４が起動される。仮説の数＝４が共
通データ記憶部３のナンバー＝１より大きくかつサムが
０でないので処理を続行する。評価関数管理部４は共通
データ記憶部３のレベルが１０を示しているので次の評
価関数として重み４の評価関数を選択する。そして共通
データ記憶部３のレベルを４にファンクションを「所要
時間の総和」に設定する。また未評価関数の重みの総和
である２を共通データ記憶部３のサムに設定する。

次に評価値取得部５によって４個の仮説について各々の
「所要時間の総和」木４が計算される。

この計算結果を第４図中の「所要時間の総和」に示す。

計算結果は仮説記憶部１の各仮説の部分総合評価値に加
算されて格納される。

次にスレシホールド規定部６によって仮説記憶部１中の
各仮説の部分総合評価値の最小値＝４が求められ、共通
データ記憶部３のサムと加算された結果である６が共通
データ記憶部３のスレシホールドに格納される。

次に仮説選択部７によって部分総合評価値がスレシホー
ルド＝６より大きい仮説（仮説２、仮説４）が仮説記憶
部１から除かれる。このとき仮説記憶部１には仮説５と
仮説６のみが存在する。

再び評価関数管理部４が起動される。仮説の数＝２が共
通データ記憶部３のナンバー＝１より大きくかつサムが
Ｏでないので処理を続行する。評価関数管理部４は共通
データ記憶部３のレベル（ＬＥＶＥＬ）が４を示してい
るので次の評価関数として重み２の評価関数を選択する
。そして共通データ記憶部３のレベルを２にファンクシ
ョンを「距離の総和」に設定する。また未評価関数の重
みの総和であるＯを共通データ記憶部３のサムに設定す
る。

次に評価値取得部５によって消去されずに残っている２
個の仮説について各々の「距離の総和」＊２が計算され
る。この計算結果を第４図中の「距離の総和」に示す。

計算結果は仮説記憶部１の各仮説の部分総合評価値に加
算されて格納される。

次にスレシホールド規定部６によって仮説記憶部１中の
各仮説の部分総合評価値の最小値＝４゜８が求められ、
共通データ記憶部３のサム（ＳＵＮ）と加算された結果
である４、８が共通データ記憶部３のスレシホールドに
格納される。

次に仮説選択部７によって部分総合評価値がスレシホー
ルドより大きい仮説（仮説２）が仮説記憶部１から除か
れる。

再び評価関数管理部４が起動される。仮説の数＝１が共
通データ記憶部３のナンバー＝１に一致したので処理を
停止する。

以上述べたように、この具体例から明らかなように、従
来の方法では延べ１８回（仮説の数＊評価関数）の評価
値計算が必要とされる問題が、本発明によると１２回の
評価値計算で求められる。

本発明の実施例では評価値が小さい仮説を選択する場合
の例を示しているので、スレシホールドより大きい評価
値をもつ仮説を消去するものとしたが、評価値の大きい
仮説を選択したい場合には評価関数の値が負になるよう
に定義することによって、同じ手法で実現できる。

また簡単化のため各評価関数に対して仮説が取り得る評
価値は正規化されているものとしているが、正規化して
いない場合には未評価関数重み和を求めるとき及び、評
価関数管理部４において次に評価すべき評価関数を求め
るときに、重みの替わりに、重みと評価関数に対する予
想最大値を乗じた値を用いればよい。

また、ステップ５の終了条件が成立し処理が停止したと
きにＮＵＭＢＥＲ個を越える仮説が残っている場合があ
るが、これはＮＵＭＢＥＲ個目に小さい評価値をもつ仮
説が複数個存在しているためである。この場合はＮｔ１
ＭＢＥＲ個目に小さい評価値をもつ仮説から任意にいく
つかの仮説を取り除き１強制的にＮＯＭＢＥＲ個の仮説
に制限することは容易である。

以上１本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、複数の仮説の
中から与えられた総合評価関数に関して良い評価値を持
つ仮説を選択する場合に、各評価関数に対する評価値の
計算を、全ての仮説について行う必要がなくなるため、
計算量を削減することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例のブロック構成国、第２図
は、本発明の処理の流れを表わすフローチャート、 第３図は、本発明を説明するための一具体例を示す図、 第４図は、−具体例の処理過程を説明するための図であ
る。 図中、１・・・仮説記憶部、２・・・評価関数記憶部、
３・・・共通データ記憶部、４・・・評価関数管理部、
５・・・評価値取得部、６・・・スレシホールド規定部
、７・・・仮説選択部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重み付けがされた複数の評価関数の和からなる総
   合評価関数が与えられたとき、複数の仮説の中から、前
   記総合評価関数の値が小さい（または大きい）仮説を予
   め与えられた個数選びだす仮説選択装置において、 候補として残っている複数の仮説とそれぞれの仮説に対
   して既に評価されている複数の評価関数の評価値を重み
   付けして加えた値である部分総合評価値を格納した仮説
   記憶部と、総合評価関数に含まれる複数の評価関数とそ
   れぞれの重みを格納した評価関数記憶部と、前記評価関
   数記憶部に格納されている複数の評価関数の中から、ま
   だ評価されていない評価関数である未評価関数を検索し
   、重みの大きい未評価関数から順に評価値が計算される
   ように次に評価すべき評価関数を決定する評価関数管理
   部と、前記評価関数管理部によって検索された評価関数
   に基づいて、前記仮説記憶部に格納されている各仮説の
   評価値を計算し、前記仮説記憶部の各仮説に対応する部
   分総合評価値に加算することにより部分総合評価値を更
   新する評価値取得部と、前記仮説記憶部に格納されてい
   る仮説の中から部分総合評価値が小さい（または大きい
   ）ものから数えて予め与えられた個数番目にあたる仮説
   の部分総合評価値と、未評価関数の重みの総和との和と
   して、スレシホールドを決定するスレシホールド規定部
   と、 前記スレシホールド規定部によって求められたスレシホ
   ールドに基づき、前記仮説記憶部からスレシホールドよ
   り大きい（または小さい）部分総合評価値をもつ仮説を
   消去する仮説選択部 とを備えることを特徴とする仮説選択装置。