JPH05289880A - Fuzzy knowledge extracting device and fuzzy knowledge detailing/simplifying device and fuzzy inference device - Google Patents

Fuzzy knowledge extracting device and fuzzy knowledge detailing/simplifying device and fuzzy inference device

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JPH05289880A
JPH05289880A JP4114183A JP11418392A JPH05289880A JP H05289880 A JPH05289880 A JP H05289880A JP 4114183 A JP4114183 A JP 4114183A JP 11418392 A JP11418392 A JP 11418392A JP H05289880 A JPH05289880 A JP H05289880A
Authority
JP
Japan
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fuzzy
knowledge
inference
input data
extracting
Prior art date
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Pending
Application number
JP4114183A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Fujii
徹 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP4114183A priority Critical patent/JPH05289880A/en
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Abstract

PURPOSE:To constitute the device so that a man can understand and correct easily, even if the quantity of fuzzy knowledge increases. CONSTITUTION:A parameter PFZ of a fuzzy inference is inputted to a knowledge setting device 2 through an input device 1, and it is set to a fuzzy inference device 4 and a fuzzy knowledge data base 5. In a fuzzy adjustment data storage device 6, learning input data Xi for executing a recollection processing, and expected output data for evaluating a result of inference are stored, and by giving its learning input data to the fuzzy inference device, a fuzzy inference is executed by using an MIN-MAX method, etc., a calculated output data train Yi is sent to an evaluation value calculating device 7 of the post-stage, the output data and the expected output data are compared therein, an error is derived, a rule of a large error is extracted, and detailing, etc., are executed. The parameter is stored hierarchically, and in accordance with requested approximate accuracy, necessary knowledge is read in the fuzzy inference device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ファジィ知識抽出装置
並びにファジィ知識詳細化/簡略化装置及びファジィ推
論装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuzzy knowledge extracting device, a fuzzy knowledge detailing / simplifying device and a fuzzy inference device.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、ファジィ推論装置では、
「IF … THEN … 」形式で示された所定数の
ファジィルールと、そのファジィルールの前半のIF部
分を構成する条件部に入力されるファジィラベルを規定
するメンバシップ関数とからなるファジィ知識が設定さ
れており、入力信号(変数)が与えられると、メンバシ
ップ関数から入力信号に対するメンバシップ値(ファジ
ィラベル)を求め、そのファジィラベルを上記各ファジ
ィルール内の条件部に代入して計算し、MIN−MAX
法などにより推論し、結論を導くようにしている。そし
て、その推論を行うに際し、すべてのファジィルールに
対して計算・処理をしている。
2. Description of the Related Art As is well known, in a fuzzy reasoning device,
Fuzzy knowledge consisting of a predetermined number of fuzzy rules shown in the "IF ... THEN ..." format and a membership function that defines a fuzzy label that is input to the conditional part that constitutes the IF part of the first half of the fuzzy rule is set. When the input signal (variable) is given, the membership value (fuzzy label) for the input signal is obtained from the membership function, and the fuzzy label is substituted into the conditional part in each fuzzy rule to calculate, MIN-MAX
I try to draw conclusions by inferring by law. Then, when making the inference, it calculates and processes all fuzzy rules.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のファジ
ィ推論装置では、より高精度の制御等を行うために入力
信号(変数)やメンバシップ関数のラベル数等を増加す
ると、それにともないファジィルール数が指数的に増加
してしまい、人間がファジィ知識を理解することが困難
となる。
In the conventional fuzzy inference apparatus described above, when the number of labels of the input signal (variable) or the membership function is increased in order to perform control with higher accuracy, the number of fuzzy rules is increased accordingly. Will increase exponentially, making it difficult for humans to understand fuzzy knowledge.

【0004】そして、設定したファジィ知識の中には、
不必要な(あまり推論結果に貢献しない)ルールがあっ
たり、ルール設定が十分でなく、より細かなルール設定
が必要なことがあり、さらには、必要以上に高精度とな
りすぎることもあり(推論速度の長時間化の弊害を招
く)、適宜、追加,訂正,削除等の修正作業を行うのが
望ましい。しかし、上記したようにファジィ知識の理解
が困難なために、適切に係る修正作業を行うことができ
なくなってしまう。
And, among the set fuzzy knowledge,
There may be unnecessary rules (which do not contribute much to the inference result), the rule settings may not be sufficient, and more detailed rule settings may be required. Therefore, it is desirable to perform correction work such as addition, correction, deletion, etc. as appropriate. However, since it is difficult to understand the fuzzy knowledge as described above, it becomes impossible to appropriately perform the correction work.

【0005】したがって、修正作業を行うとしたら、も
っぱらルール等の追加を行うだけとなり、不必要なルー
ル等の増大をきたすおそれがある。しかも、ファジィ知
識の増加は、推論時間が長くなるという問題を生じる。
Therefore, if the correction work is carried out, the rules and the like are exclusively added, and there is a possibility that unnecessary rules and the like are increased. Moreover, the increase of fuzzy knowledge causes a problem that the inference time becomes long.

【0006】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、たとえファジィ知識
の量が多くなったとしても、人間がそのファジィ知識の
理解を容易に行うことができるとともに、ファジィ知識
の良・不良を適切に判断することにより、知識の詳細化
や簡略化を自由かつ容易に行うことができ、しかも、必
要とする近似精度に適したファジィ知識を得ることので
きるファジィ知識抽出装置並びにファジィ知識詳細化/
簡略化装置及びファジィ推論装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to enable a person to easily understand the fuzzy knowledge even if the amount of the fuzzy knowledge increases. In addition, it is possible to freely and easily refine and simplify the knowledge by appropriately judging the goodness / badness of the fuzzy knowledge, and to obtain the fuzzy knowledge suitable for the required approximation accuracy. Fuzzy knowledge extraction device and fuzzy knowledge detailing /
It is to provide a simplification device and a fuzzy reasoning device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係るファジィ知識抽出装置では、ファ
ジィルールとメンバシップ関数からなるファジィ知識を
用いてファジィ推論を実行するファジィ推論装置に設け
られ、そのファジィ推論の対象となる学習用入力データ
とそれに対応する期待出力データを組にして記憶する記
憶手段と、前記学習用入力データの入力を受けて前記フ
ァジィ知識を適用したファジィ推論を実行するファジィ
推論部と、前記ファジィ推論部の出力するデータを前記
期待出力データと比較してその誤差が基準値よりも大き
い学習用入力データの値の範囲を抽出する範囲抽出手段
と、前記範囲抽出手段によって抽出された学習用入力デ
ータの範囲を前件部に有するファジィルール群に含まれ
るファジィルールを抽出する手段とから構成した。
In order to achieve the above-mentioned object, a fuzzy knowledge extracting apparatus according to the present invention is a fuzzy inference apparatus for executing fuzzy inference using fuzzy knowledge consisting of fuzzy rules and membership functions. A fuzzy inference applying a fuzzy knowledge, which is provided with a storage means for storing the learning input data to be the target of the fuzzy inference and the expected output data corresponding to the learning input data, and receiving the input of the learning input data. A fuzzy inference unit to be executed, a range extraction means for comparing the data output from the fuzzy inference unit with the expected output data, and extracting a range of values of the learning input data having an error larger than a reference value; Fuzzy rules included in the fuzzy rule group having the range of the learning input data extracted by the extraction means in the antecedent part It was constructed and means for extracting.

【0008】また、本発明に係るファジィ知識詳細化装
置では、前記ファジィルール抽出手段によって抽出され
たファジィルールを複数のファジィルールに置き換える
手段とから構成し、さらに、ファジィ知識簡略化装置で
は、前記ファジィ推論部の出力するデータを前記期待出
力データと比較してその誤差が基準値よりも小さい学習
用入力データの値の範囲を抽出する範囲抽出手段と、前
記範囲抽出手段によって抽出された学習用入力データの
連続した範囲を前件部に有するファジィルール群を抽出
するファジィルール群抽出手段と、前記ファジィルール
群抽出手段によって抽出されたファジィルール群を単一
のファジィルールに置き換える手段から構成した。
Further, the fuzzy knowledge refinement apparatus according to the present invention comprises means for replacing the fuzzy rules extracted by the fuzzy rule extraction means with a plurality of fuzzy rules, and the fuzzy knowledge simplification apparatus further comprises: Range extraction means for comparing the data output from the fuzzy inference unit with the expected output data and extracting a range of values of the learning input data whose error is smaller than the reference value; and the learning purpose extracted by the range extracting means. It is composed of a fuzzy rule group extracting means for extracting a fuzzy rule group having a continuous range of input data in the antecedent part, and a means for replacing the fuzzy rule group extracted by the fuzzy rule group extracting means with a single fuzzy rule. ..

【0009】さらに、本発明に係るファジィ推論装置で
は、前記ファジィ知識を階層的に記憶する手段と、その
手段に記憶された前記ファジィ知識のうち、推論結果に
要求される近似精度を満たす知識を前記ファジィ推論装
置に読み込むとともに、その知識を用いて入力データに
対する推論を行うようにした。
Further, in the fuzzy reasoning apparatus according to the present invention, means for hierarchically storing the fuzzy knowledge and knowledge of the fuzzy knowledge stored in the means that satisfies the approximation accuracy required for the inference result are The fuzzy inference device is read and the knowledge is used to infer the input data.

【0010】[0010]

【作用】設定したファジィ知識に対して、学習用データ
並びに期待出力データを用いて想起処理を行うととも
に、その出力データの誤差を求め、基準値よりも大きい
学習用入力データを前件部に含むファジィルールを抽出
する。この抽出されたファジィルールは、近似精度を低
下させているルールとなる。そして、詳細化装置を用い
て、このルールを階層だてて詳細化することにより近似
精度の向上を図る。また、上記出力データの誤差が、別
の基準値よりも小さくなる学習用入力データを含むファ
ジィルール群を一つのルールに置き換えることにより、
近似精度(誤差)をさほど低下させることなくファジィ
知識を簡略化し、内容が理解しやすくなる。
[Operation] The set fuzzy knowledge is subjected to the recall process using the learning data and the expected output data, the error of the output data is obtained, and the learning input data larger than the reference value is included in the antecedent part. Extract fuzzy rules. This extracted fuzzy rule is a rule that reduces the approximation accuracy. Then, the detailing device is used to hierarchically refine the rule to improve the approximation accuracy. Further, by replacing the fuzzy rule group including the learning input data in which the error of the output data is smaller than another reference value with one rule,
Fuzzy knowledge is simplified and the contents are easier to understand without significantly reducing the approximation accuracy (error).

【0011】さらに、このようにして設定されたファジ
ィ知識を用いて実際にファジィ推論を行うには、かかる
ファジィ知識のうち、制御等に必要な所望の近似精度の
知識を得るに必要なファジィ知識をファジィ推論装置に
設定し、与えられた入力に対してその設定された知識を
使用して推論を行う。
Further, in order to actually perform fuzzy inference using the fuzzy knowledge set in this way, of the fuzzy knowledge, the fuzzy knowledge necessary to obtain knowledge of desired approximation accuracy necessary for control or the like. Is set to the fuzzy inference device, and the given knowledge is used to infer the given input.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明に係るファジィ知識抽出装置並
びにファジィ知識詳細化/簡略化装置及びファジィ推論
装置の好適な実施例を添付図面を参照にして詳述する。
図1は、本発明に係る各種装置を実行することのできる
ファジィ推論システムの構成を示している。図示するよ
うに、キーボードやマウス等の入力装置1を介して、知
識設定装置2にファジィ推論のパラメータPFZを入力す
るようになっている。このパラメータPFZは、図2に示
すように、ファジィ知識の階層構造Lと、各階層のファ
ジィ知識内容PFZi'j'から構成されている。そして、こ
のパラメータPFZは、その処理が終了するまで知識設定
装置2に接続された液晶ディスプレイ3に表示するよう
になっている。なお、本例では液晶ディスプレイ3に表
示するようにしたが、例えばCRTその他の表示装置に
置き換えて良いのはもちろんである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a fuzzy knowledge extracting device, a fuzzy knowledge detailing / simplifying device and a fuzzy inference device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a fuzzy inference system capable of executing various devices according to the present invention. As shown, the fuzzy inference parameter P FZ is input to the knowledge setting device 2 via the input device 1 such as a keyboard and a mouse. As shown in FIG. 2, the parameter P FZ is composed of a fuzzy knowledge hierarchical structure L and fuzzy knowledge contents P FZi'j 'of each hierarchy. The parameter P FZ is displayed on the liquid crystal display 3 connected to the knowledge setting device 2 until the processing is completed. In this example, the liquid crystal display 3 is used for displaying, but it goes without saying that it may be replaced with a display device such as a CRT.

【0013】ここで、上記したパラメータPFZについて
詳述すると、まず、本発明では図3に示すように、各フ
ァジィ知識内容PFZi'j'を階層だてて構成し、第1層か
ら第2層,第3層,…と、階層が深くなるにしたがって
近似精度は大きく(高精度の推論が行える)なってい
く。そして、第2層,第3層は、第1層のファジィ知識
の一部を詳細化したものである。但し、第2層は必ず第
1層のファジィ知識の一部を詳細化したものであるが、
図から明らかなように、第3層は、必ずしも第2層のフ
ァジィ知識の一部を詳細化したものとは限らず、第1層
のファジィ知識の一部を詳細化したものの場合もある。
すなわち、ある階層のファジィ知識は、それより上位の
階層に位置する所定階層のファジィ知識の一部を詳細化
したものとなる。このように階層だてて構成することに
より、ルール数などの知識量が増大しても、知識の内容
を人間が理解しやすくなる。
Here, the above-mentioned parameter P FZ will be described in detail. First, in the present invention, as shown in FIG. 3, each fuzzy knowledge content P FZi'j ' is constructed in layers, and the fuzzy knowledge contents P FZi'j' The approximation accuracy increases (high-precision inference can be performed) as the hierarchy becomes deeper, such as the second layer, the third layer, .... The second layer and the third layer are detailed versions of a part of the fuzzy knowledge of the first layer. However, the second layer is a detailed version of the fuzzy knowledge of the first layer.
As is apparent from the figure, the third layer is not necessarily a detailed version of a part of the fuzzy knowledge of the second layer, but may be a detailed version of a part of the fuzzy knowledge of the first layer.
That is, the fuzzy knowledge of a certain hierarchy is a detailed version of a part of the fuzzy knowledge of a predetermined hierarchy located in a higher hierarchy. Such a hierarchical structure makes it easy for humans to understand the content of knowledge even if the amount of knowledge such as the number of rules increases.

【0014】そして、このような前提にたち、上記階層
構造Lは、具体的には図4に示すようになっている。こ
こで、近似精度Epi'、そのファジィ知識を用いてファ
ジィ推論を行った結果得られる出力値の精度の高低を示
している。すなわち、近似精度Epi'が低いほど出力値
の許容誤差が大きくなるが、推論に要する時間は短くな
り、比較的ラフに概要を知ることになる。また、近似精
度Epi'が高いほど出力値の許容誤差が小さくなり高精
度の制御ができるものの、推論に要する時間は長くな
る。そして、この近似精度Epi'は、第i' に設定され
たファジィ知識のみの近似精度ではなく、第1層から第
i' 層までに設定されたすべてのファジィ知識を使用し
た場合の近似精度となり、想起処理の時に算出した値を
入力するようになっている。なお、具体的な算出処理は
後述する。
Based on such a premise, the hierarchical structure L is specifically as shown in FIG. Here, the approximation accuracy E pi ' and the accuracy of the output value obtained as a result of performing fuzzy inference using the fuzzy knowledge are shown. That is, the lower the approximation accuracy E pi ' is, the larger the allowable error of the output value is, but the time required for the inference is shortened, and the outline can be known relatively roughly. Further, the higher the approximation accuracy E pi ' is, the smaller the allowable error of the output value becomes and the more accurate control is possible, but the time required for inference becomes longer. The approximation accuracy E pi ' is not the approximation accuracy of only the fuzzy knowledge set to the i-th layer, but the approximation accuracy when all the fuzzy knowledge set from the first layer to the i'th layer is used. Therefore, the value calculated during the recall process is input. The specific calculation process will be described later.

【0015】また、上記各ファジィ知識内容P
FZi'j'は、入出力数や、そのメンバシップ関数の数、並
びに前件部の各規格化定数や後件部の各出力(シングル
トン)の座標値であり、具体的には図5に示すようなデ
ータ構造となっている。
Further, the above fuzzy knowledge contents P
FZi'j ' is the number of inputs / outputs, the number of its membership functions, and the coordinate values of each standardization constant of the antecedent part and each output (singleton) of the consequent part. The data structure is as shown.

【0016】一方、知識設定装置2に与えられたファジ
ィ知識パラメータPFZは、ファジィ推論を行うファジィ
推論装置4との間で相互にデータの送受を行えるように
なっており、さらに、このファジィ推論装置4は、作成
されたファジィ知識が格納されるファジィ知識データベ
ース5との間でも、ファジィ知識の送受、すなわち、書
き込み/読み出しが行われるようになっている。
On the other hand, the fuzzy knowledge parameter P FZ given to the knowledge setting device 2 can exchange data with the fuzzy inference device 4 which carries out fuzzy inference, and further, this fuzzy inference. The device 4 is adapted to transmit / receive fuzzy knowledge, that is, write / read, also to / from the fuzzy knowledge database 5 in which the created fuzzy knowledge is stored.

【0017】そして、ROM等で構成されるファジィ調
整用データ記憶装置6には、想起処理をするための学習
用入力データXiと、推論結果を評価するための期待出
力データDiが格納されている。そして、その学習用入
力データXiは、上記ファジィ推論装置4に与えられ、
そこにおいてその学習用入力データXiをファジィ推論
装置4に設定されたファジィ知識に入力するとともにM
IN−MAX法等を用いてファジィ推論し、算出された
出力データ列Yiを後段の評価値算出装置7に送るよう
になっている。
The fuzzy adjustment data storage device 6 composed of a ROM or the like stores learning input data Xi for performing recall processing and expected output data Di for evaluating inference results. .. Then, the learning input data Xi is given to the fuzzy inference device 4,
There, the learning input data Xi is input to the fuzzy knowledge set in the fuzzy inference apparatus 4 and M
Fuzzy inference is performed using the IN-MAX method or the like, and the calculated output data string Yi is sent to the evaluation value calculation device 7 in the subsequent stage.

【0018】ここで、上記学習用入力データ列Xiは、
i番目の入力データ列を意味し、具体的には(xi1,x
i2,…,xiIN )となっており、また、期待出力データ
列Diは、i番目の出力データ列を意味し、具体的には
(di1,di2,…,diOUT)となっている。さらにi番
目の出力データ列Yiは、(yi1,yi2,…,yiOUT)
となっている。そして、上記iは、入出力データ列の順
番を意味し、1〜nの整数(但し、nは入出力データ列
の総数)となり、また、xの添字であるINは入力数を、
また、y,dの添字であるOUT は出力数を示す。
Here, the learning input data string Xi is
Means the i-th input data string, specifically (xi1, x
i2, ..., xiIN), and the expected output data string Di means the i-th output data string, specifically, (di1, di2, ..., DiOUT). Further, the i-th output data string Yi is (yi1, yi2, ..., yiOUT)
Has become. Further, the above i means the order of the input / output data strings, is an integer of 1 to n (where n is the total number of input / output data strings), and IN, which is a subscript of x, indicates the number of inputs.
OUT, which is a subscript of y and d, indicates the number of outputs.

【0019】そして、上記評価値算出装置7では、与え
られた上記出力データ列Yiと、ファジィ調整用データ
記憶手段から送られてきた期待出力データDiとを用い
て、出力データ列Yiの評価値(誤差)Eiを下記の算
出式により求めるようになっている。
Then, the evaluation value calculation device 7 uses the given output data string Yi and the expected output data Di sent from the fuzzy adjustment data storage means to evaluate the output data string Yi. The (error) Ei is calculated by the following calculation formula.

【0020】すなわち、 eir=dir−yir によりi番目の出力データ列の各出力rに対する評価値
データeirをそれぞれ求め、その算出結果から、i番目
の出力データ列の評価値Eirは下記のようになる。
That is, the evaluation value data eir for each output r of the i-th output data string is obtained by eir = dir-yir, and the evaluation value Eir of the i-th output data string is calculated as follows from the calculation result. Become.

【0021】Ei=(ei1,ei2,…,eiOUT) そして、評価値算出装置7では、上記のようにして求め
られた評価値Eiと、出力データ列Yi並びに期待出力
データ列Diを、液晶ディスプレイ3に送り表示するよ
うになり、さらにこの液晶ディスプレイ3には、ファジ
ィ調整用データ記憶装置6から送られてくる学習用入力
データ列Xiも表示するようになっている。さらに本例
では、上記評価値算出装置7にて、評価値Eiを用いて
近似精度Ep を求めるようになっている。
Ei = (ei1, ei2, ..., eiOUT) Then, in the evaluation value calculating device 7, the evaluation value Ei obtained as described above, the output data string Yi and the expected output data string Di are displayed on the liquid crystal display. 3, the liquid crystal display 3 also displays the learning input data string Xi sent from the fuzzy adjustment data storage device 6. Further, in the present example, the evaluation value calculation device 7 uses the evaluation value Ei to obtain the approximation accuracy Ep.

【0022】次ぎに、上記した構成の装置を、本発明に
係るファジィ知識抽出装置として用いた例について説明
する。まず、本装置を含め、本発明の装置を動作させる
前提となるファジィ知識の入力並びに修正作業等につい
て説明すると、図6に示すように、本システムを稼働
し、ファジィ知識の初期設定をする場合には、入力装置
1より新しいファジィ推論のパラメータPFZを入力し、
入力されたパラメータPFZは、初期設定作業が終了する
まで液晶ディスプレイ3に、表示する(S101〜10
3)。そして、この入力作業並びに表示処理は、すべて
のパラメータの入力が終わるまで繰り返し行われ(S1
04)、初期設定が終了したなら、設定されたパラメー
タPFZをファジィ推論装置4に設定し、さらに、ファジ
ィ知識データベース5に設定する(S105,10
6)。これにより、初期設定が完了する。
Next, an example in which the apparatus having the above-mentioned configuration is used as the fuzzy knowledge extracting apparatus according to the present invention will be described. First, a description will be given of the input and correction work of fuzzy knowledge which is a prerequisite for operating the device of the present invention including the present device. As shown in FIG. 6, when the present system is operated and the fuzzy knowledge is initialized. , Input a new fuzzy inference parameter P FZ from the input device 1,
The input parameter P FZ is displayed on the liquid crystal display 3 until the initial setting work is completed (S101 to 10).
3). Then, the input work and the display process are repeatedly performed until the input of all parameters is completed (S1).
04) When the initial setting is completed, the set parameter P FZ is set in the fuzzy inference device 4 and further set in the fuzzy knowledge database 5 (S105, 10).
6). This completes the initial setting.

【0023】また、すでに設定したファジィ知識の修正
を行う場合には、上記ステップ101にて、図7に示す
ステップ201に飛び、修正する推論のパラメータPFZ
をファジィ知識データベース5より知識設定装置2に読
み込む(S202)。次いで、ファジィ知識の修正を行
うために、パラメータPFZの階層移動が必要ならば、そ
の階層移動を実行し、その階層移動したパラメータPFZ
を含み現在のパラメータPFZを液晶ディスプレイ3に表
示する(S203,204)。そして、入力装置1を用
いて、パラメータPFZの内容を適宜修正し、その修正の
都度、修正後のパラメータPFZを液晶ディスプレイ3に
表示する(S205,206)。そして、上記作業を繰
り返し行い、修正が終了したなら、修正後のパラメータ
FZをファジィ推論装置4とファジィ知識データベース
5に設定し、作業を終了する(S207〜209)。
When the already set fuzzy knowledge is to be corrected, in step 101, the process jumps to step 201 shown in FIG. 7 and the parameter P FZ of the inference to be corrected is executed.
Is read from the fuzzy knowledge database 5 into the knowledge setting device 2 (S202). Next, if it is necessary to move the layer of the parameter P FZ in order to correct the fuzzy knowledge, the layer move is executed and the layer moved parameter P FZ.
And the current parameter P FZ is displayed on the liquid crystal display 3 (S203, 204). Then, the content of the parameter P FZ is appropriately modified using the input device 1, and the modified parameter P FZ is displayed on the liquid crystal display 3 each time the modification is performed (S205, 206). Then, the above work is repeated, and when the correction is completed, the corrected parameter P FZ is set in the fuzzy inference apparatus 4 and the fuzzy knowledge database 5, and the work is completed (S207 to 209).

【0024】次ぎに、実際に想起処理を行う処理手順に
ついて説明すると、上記ステップ101並びにステップ
201にて、ともに「N」となるため、図8に示すフロ
ーチャートにおけるステップ301に移行する。すなわ
ち、想起処理に使用するパラメータPFZをファジィ知識
データベース5から読み込む(S302)。そして、近
似精度で知識を選択するか否かを判断し(S303)、
選択する場合には、その目標(必要)とする指定近似精
度EFZを入力し、その指定近似精度EFZを満たす高精度
(精度をあらわす数値は小さい)の近似精度Epi(第i
番目の階層の近似精度)があるか否かを判断する(S3
04,305)。そして、該当する近似精度を有する階
層がない場合には、液晶ディスプレイ3にエラーメッセ
ージを表示し終了する(S306)。
Next, a processing procedure for actually performing the recall process will be described. Since both of the steps 101 and 201 are "N", the process proceeds to step 301 in the flowchart shown in FIG. That is, the parameter P FZ used for recall processing is read from the fuzzy knowledge database 5 (S302). Then, it is determined whether knowledge is selected with approximation accuracy (S303),
When selecting, the target (required) designated approximation precision E FZ is input, and the high-precision approximation precision Epi (the numerical value representing the precision is small) that satisfies the designated approximation precision E FZ (i-th i)
It is judged whether or not there is the approximation accuracy of the th layer (S3).
04, 305). If there is no hierarchy having the corresponding approximation accuracy, an error message is displayed on the liquid crystal display 3 and the process ends (S306).

【0025】また、該当するものがあった場合には、該
当する近似精度の中で最も低い精度を有するファジィ知
識の階層を選択し、選択したパラメータPFZの階層を演
算するのに必要なパラメータPFZをファジィ推論装置5
に設定する(S307,308)。すなわち、仮に第3
層の近似精度が該当したとすると、その第3層と、その
上位の階層である第1層,第2層のパラメータを設定す
ることになる。
If there is a corresponding one, the hierarchy of the fuzzy knowledge having the lowest precision among the corresponding approximation precisions is selected, and the parameters necessary for calculating the hierarchy of the selected parameter P FZ are selected. PFZ is a fuzzy inference device 5
Is set to (S307, 308). That is, if the third
Assuming that the approximation accuracy of the layer is applicable, the parameters of the third layer and the upper layers, that is, the first layer and the second layer are set.

【0026】そして、ファジィ調整用データ記憶装置6
に格納された学習用入力データXiをi=1からnまで
順次入力し、上記設定した知識を用いて推論し、出力デ
ータ列Yiを算出し、その算出結果を評価値算出装置7
に設定する。そして、評価値を求める場合には、期待出
力データDiを読み込み、評価値Eiを算出する(S3
09〜317)。
The fuzzy adjustment data storage device 6
The learning input data Xi stored in is sequentially input from i = 1 to n, is inferred using the knowledge set above, the output data string Yi is calculated, and the calculation result is calculated by the evaluation value calculation device 7
Set to. When obtaining the evaluation value, the expected output data Di is read and the evaluation value Ei is calculated (S3).
09-317).

【0027】そして、すべての入力データ列に対して上
記処理が行われたなら、評価値算出装置から想起結果を
読み込み、液晶ディスプレイ3に表示して処理を終了す
る(S318,319)。なお、液晶ディスプレイ3に
表示する想起結果は、評価値算出装置7にて求められた
評価値Eiとともに、その評価値Eiから算出した近似
精度Epも含まれる。この近似精度Epは、例えば誤差
二乗和や最大誤差等を使用して求めることができ、本例
では下記式により求められる誤差二乗和を用いている。
When the above processing is performed for all the input data strings, the recall result is read from the evaluation value calculation device, displayed on the liquid crystal display 3, and the processing ends (S318, 319). The recall result displayed on the liquid crystal display 3 includes the evaluation value Ei obtained by the evaluation value calculation device 7 and the approximation accuracy Ep calculated from the evaluation value Ei. This approximation accuracy Ep can be obtained using, for example, the sum of error squares or the maximum error, and in this example, the sum of error squares obtained by the following formula is used.

【0028】[0028]

【数1】 一方、最高の近似精度を指定して想起処理を行う場合に
は、ステップ303で図10のステップ320に飛び、
パラメータPFZの中で最小の評価値(最高の近似精度)
の階層のファジィ知識を選択した後(S320,32
1)、ステップ308に飛び、上記推論処理等が行われ
る。
[Equation 1] On the other hand, when the recall process is performed by designating the highest approximation precision, in step 303, jump to step 320 in FIG.
The smallest evaluation value among the parameters P FZ (highest approximation accuracy)
After selecting the fuzzy knowledge of the hierarchy (S320, 32)
1), jumping to step 308, the above inference processing and the like are performed.

【0029】さらに、ファジィ推論のパラメータPFZ
階層を指定してファジィ知識を選択する場合には、上記
ステップ320でさらにステップ322に飛び、指定さ
れた階層のファジィ知識を選択した後(S322,32
3)、ステップ308に飛び、上記推論処理等が行われ
る。
Further, when the fuzzy knowledge is selected by designating the hierarchy of the fuzzy inference parameter P FZ , the step 320 further jumps to the step 322, and the fuzzy knowledge of the designated hierarchy is selected (S322, S322). 32
3), jumping to step 308, the above inference processing and the like are performed.

【0030】そして、本抽出装置では、上記想起処理に
て得られた評価値Eiを知識設定装置2に送り、そこに
おいて一定値(基準値)以上の評価値Ei(誤差が大き
い)となった出力データに対応する学習用入力データを
抽出し、その抽出した学習用入力データを前件部に有す
るファジィルールを抽出するようになっている。すなわ
ち、上記2つの処理を行う範囲抽出手段とファジィルー
ルを抽出する手段とが、知識設定装置2に配設されてい
る。そして、本例では、上記抽出したファジィルールを
液晶ディスプレイ3に表示するようになっている。
Then, in the present extraction device, the evaluation value Ei obtained by the above-mentioned recall processing is sent to the knowledge setting device 2, where it becomes an evaluation value Ei (a large error) equal to or greater than a certain value (reference value). The learning input data corresponding to the output data is extracted, and the fuzzy rule having the extracted learning input data in the antecedent part is extracted. That is, the range setting means for performing the above two processes and the means for extracting the fuzzy rules are arranged in the knowledge setting device 2. Then, in this example, the extracted fuzzy rule is displayed on the liquid crystal display 3.

【0031】これにより、ファジィ推論の誤差が大きい
入力の範囲について、問題となる(悪影響を与えてい
る)ファジィルールを抽出することができ、その抽出さ
れたファジィルールに対して修正・削除等を行うことに
より、精度の高いファジィ知識を設定することが可能と
なる。
As a result, it is possible to extract a fuzzy rule that causes a problem (has an adverse effect) in the range of the input having a large error in the fuzzy inference, and correct or delete the extracted fuzzy rule. By doing so, it is possible to set highly accurate fuzzy knowledge.

【0032】次ぎに、上記した図1に示す装置を、本発
明に係るファジィ知識詳細化装置に適用した場合につい
て説明する。本装置は、基本的には上記した抽出装置と
同様の構成を備えており、想起処理等を行うことにより
評価値(誤差)が大きく、推論の誤差を大きくする原因
となるファジィルールを抽出することができる。さら
に、本例では、抽出されたファジィルールを細分化する
複数のファジィルールに置き換えるルール置き換え手段
を備えており、このルール置き換え手段も、上記知識設
定装置2に配設されている。
Next, a case where the above-mentioned apparatus shown in FIG. 1 is applied to the fuzzy knowledge detailing apparatus according to the present invention will be described. This device has basically the same configuration as the above-mentioned extraction device, and extracts fuzzy rules that cause a large evaluation value (error) and cause a large inference error by performing recall processing and the like. be able to. Further, in this example, a rule replacement means for replacing the extracted fuzzy rules with a plurality of subdivided fuzzy rules is provided, and this rule replacement means is also arranged in the knowledge setting device 2.

【0033】次ぎに、この詳細化装置の作用について説
明する。まず、本例では便宜上使用するファジィルール
が、2入力1出力のファジィ知識とし、図11に示すよ
うになっているとする。そして、詳細化するには、ま
ず、詳細化するファジィ知識の部分を決定しなければな
らないが、この決定基準は、想起処理などを行った結果
得られる出力データの誤差(評価値)が大きくなり、近
似精度が悪くなる原因となっている部分を抽出する。こ
こでは、既存のファジィ知識Aがあった時、そのファジ
ィ知識Aの後件部の
Next, the operation of this refining device will be described. First, in this example, it is assumed that the fuzzy rule used for convenience is a 2-input 1-output fuzzy knowledge, as shown in FIG. Then, in order to refine, the part of the fuzzy knowledge to be refined must first be determined. However, the criterion for this decision is that the error (evaluation value) of the output data obtained as a result of performing the recall process becomes large. , Extract the part that causes the approximation accuracy to deteriorate. Here, when there is existing fuzzy knowledge A, the consequent part of that fuzzy knowledge A

【0034】[0034]

【外1】 を使用したルールの部分の誤差が大きく、この部分の詳
細化を実行するものとする。次いで、この詳細化するフ
ァジィ知識の部分のみを抽出し、さらに、詳細なファジ
ィ知識を下位の階層のファジィ知識として定義する。す
なわち、図11に示すように、第1層に設定されていた
ファジィ知識Aの一部を詳細化して得られたファジィ知
識Bを第2層に設定する。
[Outer 1] The error in the part of the rule using is large, and the refinement of this part is executed. Then, only the part of the fuzzy knowledge to be refined is extracted, and the detailed fuzzy knowledge is defined as the fuzzy knowledge of the lower hierarchy. That is, as shown in FIG. 11, the fuzzy knowledge B obtained by refining a part of the fuzzy knowledge A set in the first layer is set in the second layer.

【0035】さらに、このファジィ知識Bの所定部分の
誤差が大きい場合には、さらにその部分を詳細化したフ
ァジィ知識を設け、第3層に設定する。このようにし
て、順次階層だててファジィ知識を構築することがで
き、作成されたファジィ知識は、ファジィ知識データベ
ース5に格納される。
Further, when the error of the predetermined portion of the fuzzy knowledge B is large, the fuzzy knowledge which further refines the portion is provided and set in the third layer. In this way, fuzzy knowledge can be constructed sequentially in hierarchical layers, and the created fuzzy knowledge is stored in the fuzzy knowledge database 5.

【0036】また、このようにして形成されたファジィ
知識に対して想起処理をする場合には、上記した図8〜
図11と同様の処理手順で実行することができるが、こ
こで、例えば使用する近似精度を指定した場合に、第2
層のファジィ知識Bも使用する必要が生じた場合、本例
では、ファジィ知識Bはもちろんのこと、ファジィ知識
Aの中の詳細化した部分のルールも用いて推論処理をす
るようになっている(詳細化していない他のファジィ知
識Aも使用するのはもちろんである)。また、指定され
た近似精度が低く、比較的誤差の大きな推論でも良い場
合には、詳細化する前のファジィ知識Aのみを使用して
推論処理をすることになる。
Further, when the fuzzy knowledge formed in this way is subjected to the recall processing, the above-mentioned FIG.
It can be executed by the same processing procedure as in FIG. 11, but here, for example, when the approximation accuracy to be used is designated, the second
When it becomes necessary to use the fuzzy knowledge B of a layer, in this example, inference processing is performed using not only the fuzzy knowledge B but also the rules of the detailed part of the fuzzy knowledge A. (Of course, other fuzzy knowledge A that has not been refined is also used). If the designated approximation accuracy is low and the inference with a relatively large error is acceptable, the inference processing is performed using only the fuzzy knowledge A before the detailing.

【0037】一方、上記のようにして構築されたファジ
ィ知識の修正を行う場合、基本的には、上位の階層のフ
ァジィ知識を修正し、これに基づいて、下位の階層のフ
ァジィ知識は、自動修正するようになっている。すなわ
ち、例えば、ファジィ知識Aの前件部のメンバシップ関
数の規格化定数のうち、
On the other hand, in the case of modifying the fuzzy knowledge constructed as described above, basically, the fuzzy knowledge of the upper hierarchy is modified, and based on this, the fuzzy knowledge of the lower hierarchy is automatically It is supposed to be fixed. That is, for example, among the standardization constants of the membership function of the antecedent part of the fuzzy knowledge A,

【0038】[0038]

【外2】 をΔrだけ修正したとする。すると、その上位の階層の
ファジィ知識の修正した部分が、下位の階層のファジィ
知識で詳細化されていたとすると、その下位のファジィ
知識Bの前件部のメンバシップ関数の規格化定数
[Outside 2] Is corrected by Δr. Then, if the modified part of the fuzzy knowledge of the upper hierarchy is detailed by the fuzzy knowledge of the lower hierarchy, the standardization constant of the membership function of the antecedent part of the fuzzy knowledge B of the lower hierarchy.

【0039】[0039]

【外3】 について、例えば下記表に示すような既距離に比例した
修正を行う。なお、この修正も知識設定装置2にて自動
的に行うようになっている。
[Outside 3] Is corrected in proportion to the existing distance as shown in the table below. The correction is also automatically performed by the knowledge setting device 2.

【0040】[0040]

【表1】 このように、本発明に係る詳細化装置では、上位の階層
で誤差の原因となったファジィ知識を詳細化することに
より、誤差の減少を図ることができる。しかも、誤差の
大きかったファジィ知識も基本的にはそのまま残すこと
により、必要とされる近似精度が低い場合には、その要
求を満たす所定階層で区切り、詳細化した知識を使用す
ることなく推論処理をすることができるので、使用する
知識の量が少なく、高速処理を図ることができる。さら
に、順次系統だてて詳細化していったため、修正作業
は、ルール数等が少なく人間が理解しやすい上位の階層
に対してのみ行うようにすることもでき、一旦設定した
ファジィ知識の修正作業が容易かつ正確に行うことがで
きる。
[Table 1] As described above, in the refining device according to the present invention, it is possible to reduce the error by refining the fuzzy knowledge that causes the error in the higher hierarchy. In addition, if fuzzy knowledge with a large error is basically left as it is, when the required approximation accuracy is low, the inference processing is performed without using detailed knowledge by dividing the fuzzy knowledge with a predetermined hierarchy that satisfies the requirement. Therefore, the amount of knowledge used is small and high-speed processing can be achieved. In addition, since the systematic details have been gradually developed, it is possible to perform the modification work only on the upper hierarchy where the number of rules etc. is small and humans can easily understand, and the modification work of the fuzzy knowledge once set. Can be done easily and accurately.

【0041】次ぎに、上記した図1に示す装置を本発明
に係るファジィ知識簡略化装置に適用した場合について
説明する。基本的な構成・機能は、上記した各装置のも
のと同様であるが、範囲抽出手段における判断基準が、
上記装置のものとは逆に所定の基準値より小さい(誤差
の少ない)出力データに対応する学習用入力データを抽
出するようになっている。そして、ファジィルール抽出
手段に変えて、上記範囲抽出手段により抽出された学習
用入力データの連続した範囲を前件部に有するファジィ
ルール群を抽出するファジィルール群抽出手段を知識設
定装置2に配設し、さらに、知識設定装置2に配設され
たルール置き換え手段も、上記の簡略化装置のものとは
逆に、複数のファジィルールからなるファジィルール群
を単一のファジィルールに置き換えるような機能を備え
ている。
Next, a case where the above-mentioned apparatus shown in FIG. 1 is applied to the fuzzy knowledge simplifying apparatus according to the present invention will be described. The basic configuration and functions are the same as those of the above-mentioned devices, but the judgment criteria in the range extraction means are
Contrary to that of the above apparatus, learning input data corresponding to output data smaller than a predetermined reference value (with a small error) is extracted. Then, in place of the fuzzy rule extracting means, a fuzzy rule group extracting means for extracting a fuzzy rule group having a continuous range of the learning input data extracted by the range extracting means in the antecedent part is arranged in the knowledge setting device 2. Further, the rule replacing means provided in the knowledge setting device 2 is also arranged to replace a fuzzy rule group consisting of a plurality of fuzzy rules with a single fuzzy rule, contrary to the simplification device. It has a function.

【0042】次ぎに、この詳細化装置の作用について図
12を用いて説明する。まず、簡略化するファジィ知識
の部分を決定するが、この決定はできるだけ出力データ
の誤差が大きくならず、近似精度が悪くならないような
ファジィ知識の部分を抽出することで、例えば、ファジ
ィ知識の後件部のシングルトンの値の解像度を変更(1
きざみを2きざみに解像度を変更して粗くする)し、あ
る入力の複数のメンバシップ関数に対する後件部のシン
グルトンの値がすべて一致する場所を簡略化する部分と
することができる。
Next, the operation of this refining device will be described with reference to FIG. First, the part of the fuzzy knowledge to be simplified is determined, but this decision is made by extracting the part of the fuzzy knowledge that does not increase the error of the output data as much as possible and does not deteriorate the approximation accuracy. Change the resolution of the singleton value of the subject part (1
It is possible to change the resolution into two steps to make it coarser) and simplify the place where all the singleton values of the consequent part for a plurality of membership functions of a certain input match.

【0043】具体的には、例えば図示するような既存の
ファジィ知識Aがあった時、後件部の解像度を低下させ
る。この時、ファジィ知識Aの入力2の前件部の1番目
と2番面のメンバシップ関数に対する後件部のシングル
トンの値が下記表に示すようにすべて等しいものとする
と、この部分を簡略することになる。
Specifically, for example, when there is existing fuzzy knowledge A as shown in the figure, the resolution of the consequent part is reduced. At this time, if the values of the singletons of the consequent part with respect to the membership functions of the first part and the second part of the antecedent part of the input 2 of the fuzzy knowledge A are all equal as shown in the table below, this part is simplified. It will be.

【0044】[0044]

【表2】 次いで、この簡略化する部分のみ抽出し、簡略化した新
しいファジィ知識を元のファジィ知識全体の範囲にわた
って定義する。すなわち、この例では、ファジィ知識A
の所定部分を簡略化して形成したファジィ知識Bをファ
ジィ知識A全体の範囲に渡って定義することになる。
[Table 2] Then, only this simplified part is extracted, and a new simplified fuzzy knowledge is defined over the entire range of the original fuzzy knowledge. That is, in this example, fuzzy knowledge A
The fuzzy knowledge B formed by simplifying a predetermined part of the above is defined over the entire range of the fuzzy knowledge A.

【0045】そして、この簡略化したファジィ知識B
を、上位の階層のファジィ知識とし、下位の階層のファ
ジィ知識を、簡略化した部分のみを抽出して、簡略化す
る前のファジィ知識を実現するように定義する。すなわ
ち、簡略化して形成したファジィ知識Bを第1層のファ
ジィ知識とし、元のファジィ知識Aを実現するべく、フ
ァジィ知識Bの中で簡略化した部分の簡略化する前の知
識をファジィ知識Cで詳細に定義し、このファジィ知識
C(ファジィ知識Bの一部を詳細化した形となる)を第
2層のファジィ知識とし、ファジィ知識データベース5
に格納する。
Then, this simplified fuzzy knowledge B
Is defined as the upper layer fuzzy knowledge, and the lower layer fuzzy knowledge is defined so that only the simplified part is extracted to realize the fuzzy knowledge before the simplification. That is, the simplified fuzzy knowledge B is used as the fuzzy knowledge of the first layer, and in order to realize the original fuzzy knowledge A, the simplified part of the fuzzy knowledge B before the simplification is changed to the fuzzy knowledge C. The fuzzy knowledge C (which is a detailed version of the fuzzy knowledge B) is defined as the fuzzy knowledge of the second layer, and the fuzzy knowledge database 5
To store.

【0046】このようにして、簡略化したファジィ知識
が上位層に設定され、元の詳細なファジィ知識は、その
上位層(ファジィ知識B)と新たに作成した階層(ファ
ジィ知識C)とにより定義されることになるので、簡易
な制御を行う場合には、上位層のみを用いて推論を行
い、詳細な制御を行う場合には、上位層と新たに作成し
た階層とを用いて推論を行うことになる。
In this way, the simplified fuzzy knowledge is set in the upper layer, and the original detailed fuzzy knowledge is defined by the upper layer (fuzzy knowledge B) and the newly created hierarchy (fuzzy knowledge C). Therefore, when performing simple control, inference is performed using only the upper layer, and when performing detailed control, inference is performed using the upper layer and the newly created layer. It will be.

【0047】また、本装置を実行することにより作成さ
れたファジィ知識は、上記した詳細化装置と逆の処理
(詳細化装置では、階層に向かって知識を構築していく
のに対し、簡略化装置は上位層に向かって知識を構築し
ていく)を行って作成されるものの、最終的に形成され
た知識は、上位と関連付けられながら下位の階層が詳細
化されながら作成されている点では同じであるため、詳
細化装置における想起処理並びに修正処理は、本簡略化
装置においても同様の手順で行われる。但し、修正処理
を示した表中の(A),(B)は、それぞれ(B),
(C)に置き換えるものとする。
Further, the fuzzy knowledge created by executing the present apparatus is processed in the reverse of the above-described refinement apparatus (in the refinement apparatus, the knowledge is constructed toward the hierarchy, while the simplification is simplified). Although the device is created by building knowledge toward the upper layer), the knowledge that is finally formed is created while the lower layer is detailed while being associated with the upper layer. Since they are the same, the recalling process and the correcting process in the refinement device are also performed in the same procedure in the simplification device. However, (A) and (B) in the table showing the correction process are (B) and (B), respectively.
It shall be replaced with (C).

【0048】このように、本発明に係る簡略化装置で
は、必要とするファジィ知識の量を少なくすることがで
き、推論に要する時間も少なくすることができる。しか
も、簡略化する前の複数のファジィルールは、その出力
のシングルトンが等しいものを抽出したため、推論結果
における評価値(誤差)並びに近似精度は、簡略化する
前のものに比較してさほど低下しない。
As described above, in the simplification device according to the present invention, it is possible to reduce the amount of fuzzy knowledge required and the time required for inference. Moreover, since the multiple fuzzy rules before simplification extracted the singletons whose outputs are equal, the evaluation value (error) and the approximation accuracy in the inference result are not much lower than those before simplification. ..

【0049】さらに、本発明では、上記した各装置を適
宜組み合わせ、詳細化/簡略化装置を構成することもで
きる。このようにすることにより、まず、大まかにファ
ジィ知識を作成し、次ぎに、作成したファジィ知識を用
いて想起処理を行い、この知識を近似精度で評価し、満
足できるものであれば作成を終了し、満足できない場合
には逐次知識の詳細化(この時、誤差が大きい部分を重
点的に詳細化することができ、不必要な詳細化(類似す
るルール等の作成)を防止できる)を図ることにより、
効率良く高精度のファジィ知識を作成することができ
る。また、逆に必要以上に高精度となった場合には、簡
略化することも可能であり、所望の近似精度を有するフ
ァジィ知識を効率良く作成することができる。
Further, in the present invention, a detailed / simplified device can be constructed by appropriately combining the above-mentioned devices. By doing this, first, roughly create fuzzy knowledge, then perform recall processing using the created fuzzy knowledge, evaluate this knowledge with approximate accuracy, and finish creating if satisfactory However, if you are not satisfied, you can successively refine the knowledge (at this time, you can focus on the details with large errors and prevent unnecessary refinement (creating similar rules)). By
It is possible to efficiently and accurately create fuzzy knowledge. On the contrary, when the accuracy is higher than necessary, it can be simplified and the fuzzy knowledge having a desired approximation accuracy can be efficiently created.

【0050】さらに、上記した各使用例のほかに、簡略
化装置を用いてることにより、簡易に修正処理を行うこ
とができる。すなわち、一旦作成し、記憶しておいたフ
ァジィ知識を読み込み、そのファジィ知識を簡略化し、
大まかなファジィ知識とした状態で液晶ディスプレイ3
に表示する。したがって、人間は大まかなファジィ知識
を見ることにより、その内容を容易に理解することがで
き、修正作業も容易に行える。そして、その大まかなフ
ァジィ知識に対して行なわれた修正にともない、元のフ
ァジィ知識の修正処理を行う。そして、その元の詳細な
ファジィ知識に対して想起処理を行い、それを近似精度
で評価する。そして、所望の近似精度が得られるまで上
記処理を繰り返し行うことになる。したがって、人間が
行う修正は、簡略化した知識に対して行い、元の詳細な
評価は装置に行わせることにより、簡単に修正処理を行
うことができる。
Further, by using a simplification device in addition to the above-described usage examples, correction processing can be easily performed. That is, the fuzzy knowledge that has been created and stored is read, and the fuzzy knowledge is simplified.
Liquid crystal display 3 with rough fuzzy knowledge
To display. Therefore, a person can easily understand the contents by looking at the rough fuzzy knowledge and can easily perform the correction work. Then, the original fuzzy knowledge is corrected in accordance with the correction made to the rough fuzzy knowledge. Then, the recall process is performed on the original detailed fuzzy knowledge, and it is evaluated with approximation accuracy. Then, the above processing is repeated until the desired approximation accuracy is obtained. Therefore, the correction performed by the human is performed on the simplified knowledge, and the original detailed evaluation is performed by the apparatus, so that the correction processing can be easily performed.

【0051】さらに、本発明に係るファジィ推論装置で
は、上記した各装置を実行すること等により得られる
(最初から階層的に設定しても良い)階層的に構築され
たファジィ知識を記憶させたファジィ知識データベース
5を備え、さらに、各階層ごとの近似精度も併せて格納
してある。したがって、各種制御等のために実際にファ
ジィ推論をする場合には、データベース5に格納したす
べてのファジィ知識を使用するのではなく、その制御等
に必要な所望の近似精度の知識を得るに必要なファジィ
知識をファジィ推論装置に設定し、与えられた入力に対
してその設定された知識を使用して推論を行うことにな
り、短い推論時間でもって所望の近似精度を得ることが
できる。
Further, in the fuzzy inference apparatus according to the present invention, the fuzzy knowledge obtained by executing each of the above-mentioned apparatuses or the like (which may be set hierarchically from the beginning) is stored. A fuzzy knowledge database 5 is provided, and the approximation accuracy for each hierarchy is also stored. Therefore, when actually performing fuzzy inference for various controls, etc., it is not necessary to use all the fuzzy knowledge stored in the database 5, but it is necessary to obtain the knowledge of the desired approximation accuracy required for the control, etc. Such fuzzy knowledge is set in the fuzzy inference device, and the set knowledge is used for inference with respect to a given input, so that a desired approximation accuracy can be obtained with a short inference time.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上のように、本発明に係るファジィ知
識抽出装置並びにファジィ知識詳細化/簡略化装置及び
ファジィ推論装置では、たとえファジィ知識の量が多く
なったとしても、それらが、適宜詳細化したり簡略化し
たり等して、階層的に構築されているため、人間がその
ファジィ知識の理解を容易に行うことができる。そして
ファジィ知識の良・不良を適切に判断することにより、
知識の詳細化や簡略化を自由かつ容易に行うことができ
る。しかも、必要とする近似精度に適したファジィ知識
を用いて推論処理を行うため、推論に要する速度も向上
する。
As described above, in the fuzzy knowledge extracting device, the fuzzy knowledge detailing / simplifying device and the fuzzy inference device according to the present invention, even if the amount of fuzzy knowledge is large, they are appropriately detailed. The fuzzy knowledge can be easily understood by humans because it is hierarchically constructed by making it simple or simplifying. And by properly judging whether the fuzzy knowledge is good or bad,
Knowledge can be refined and simplified freely and easily. Moreover, since the inference processing is performed using the fuzzy knowledge suitable for the required approximation accuracy, the speed required for the inference is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る各種装置を実行するためのファジ
ィ推論システムの一例を示すブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a fuzzy inference system for executing various devices according to the present invention.

【図2】ファジィパラメータのデータ構造を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a data structure of a fuzzy parameter.

【図3】ファジィ知識の階層構造の一例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a hierarchical structure of fuzzy knowledge.

【図4】ファジィ知識の階層構造のデータ構造を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing a hierarchical data structure of fuzzy knowledge.

【図5】各階層のファジィ知識内容のデータ構造を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a data structure of fuzzy knowledge contents of each layer.

【図6】ファジィ知識の初期設定を行う処理過程を示す
フローチャート図である。
FIG. 6 is a flowchart showing a process of initializing fuzzy knowledge.

【図7】ファジィ知識の修正作業を行う処理過程を示す
フローチャート図である。
FIG. 7 is a flowchart showing a process of performing a fuzzy knowledge correction work.

【図8】想起処理の一部を示すフローチャート図であ
る。
FIG. 8 is a flowchart showing a part of a recall process.

【図9】想起処理の一部を示すフローチャート図であ
る。
FIG. 9 is a flowchart showing a part of a recall process.

【図10】想起処理の一部を示すフローチャート図であ
る。
FIG. 10 is a flowchart showing a part of a recall process.

【図11】2入力1出力のファジィの構成を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a 2-input 1-output fuzzy.

【図12】本発明に係るファジィ知識詳細化装置の作用
を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the fuzzy knowledge refining device according to the present invention.

【図13】本発明に係るファジィ知識簡略化装置の作用
を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an operation of the fuzzy knowledge simplification device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 知識設定装置 4 ファジィ推論装置(ファジィ推論部) 5 ファジィ知識データベース(ファジィ知識を階層的
に記憶する手段) 6 ファジィ調整用データ記憶装置(学習用入力データ
と期待出力データを組にして記憶する記憶手段) 7 評価値算出装置
2 knowledge setting device 4 fuzzy inference device (fuzzy inference unit) 5 fuzzy knowledge database (means for hierarchically storing fuzzy knowledge) 6 fuzzy adjustment data storage device (learning input data and expected output data are stored as a set) Storage means) 7 Evaluation value calculation device

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ファジィルールとメンバシップ関数から
なるファジィ知識を用いてファジィ推論を実行するファ
ジィ推論装置に設けられ、 そのファジィ推論の対象となる学習用入力データとそれ
に対応する期待出力データを組にして記憶する記憶手段
と、 前記学習用入力データの入力を受けて前記ファジィ知識
を適用したファジィ推論を実行するファジィ推論部と、 前記ファジィ推論部の出力するデータを前記期待出力デ
ータと比較してその誤差が基準値よりも大きい学習用入
力データの値の範囲を抽出する範囲抽出手段と、 前記範囲抽出手段によって抽出された学習用入力データ
の範囲を前件部に有するファジィルール群に含まれるフ
ァジィルールを抽出する手段とからなるファジィ知識抽
出装置。
1. A fuzzy inference device for executing fuzzy inference using fuzzy knowledge consisting of fuzzy rules and membership functions, and sets learning input data to be the target of the fuzzy inference and expected output data corresponding thereto. A fuzzy inference unit that receives the learning input data and executes fuzzy inference to which the fuzzy knowledge is applied, and compares the data output from the fuzzy inference unit with the expected output data. Range extraction means for extracting a range of values of the learning input data whose error is larger than the reference value, and the range of the learning input data extracted by the range extraction means is included in the fuzzy rule group having the antecedent part. Fuzzy knowledge extraction device comprising means for extracting fuzzy rules.
【請求項2】 ファジィルールとメンバシップ関数から
なるファジィ知識を用いてファジィ推論を実行するファ
ジィ推論装置に設けられ、 ファジィ推論の対象となる学習用入力データとそれに対
応する期待出力データを組にして記憶する記憶手段と、 前記学習用入力データの入力を受けて前記ファジィ知識
を適用したファジィ推論を実行するファジィ推論部と、 前記ファジィ推論部の出力するデータを前記期待出力デ
ータと比較してその誤差が基準値よりも大きい学習用入
力データの値の範囲を抽出する範囲抽出手段と、 前記範囲抽出手段によって抽出された学習用入力データ
の範囲を前件部に有するファジィルール群に含まれるフ
ァジィルールを抽出するファジィルール抽出手段と、 前記ファジィルール抽出手段によって抽出されたファジ
ィルールを複数のファジィルールに置き換える手段とか
ら構成されるファジィ知識詳細化装置。
2. A fuzzy inference device for executing fuzzy inference using fuzzy knowledge composed of fuzzy rules and membership functions, and sets learning input data to be fuzzy inference and expected output data corresponding to the learning input data. A fuzzy inference unit that receives the input of the learning input data and executes a fuzzy inference to which the fuzzy knowledge is applied, and compares the data output from the fuzzy inference unit with the expected output data. A range extraction means for extracting a range of values of the learning input data whose error is larger than the reference value, and a range of the learning input data extracted by the range extraction means are included in the fuzzy rule group having the antecedent part. Fuzzy rule extracting means for extracting the fuzzy rules, and the fuzzy rule extracting means for extracting the fuzzy rules. Fuzzy knowledge detailing device composed of a means for replacing a Iruru multiple fuzzy rules.
【請求項3】 ファジィルールとメンバシップ関数から
なるファジィ知識を用いてファジィ推論を実行するファ
ジィ推論装置に設けられ、 ファジィ推論の対象となる学習用入力データとそれに対
応する期待出力データを組にして記憶する記憶手段と、 前記学習用入力データの入力を受けて前記ファジィ知識
を適用したファジィ推論を実行するファジィ推論部と、 前記ファジィ推論部の出力するデータを前記期待出力デ
ータと比較してその誤差が基準値よりも小さい学習用入
力データの値の範囲を抽出する範囲抽出手段と、 前記範囲抽出手段によって抽出された学習用入力データ
の連続した範囲を前件部に有するファジィルール群を抽
出するファジィルール群抽出手段と、 前記ファジィルール群抽出手段によって抽出されたファ
ジィルール群を単一のファジィルールに置き換える手段
から構成されるファジィ知識簡略化装置。
3. A fuzzy inference device for executing fuzzy inference using fuzzy knowledge composed of fuzzy rules and membership functions, and sets learning input data to be fuzzy inference and expected output data corresponding to the learning input data. A fuzzy inference unit that receives the input of the learning input data and executes a fuzzy inference to which the fuzzy knowledge is applied, and compares the data output from the fuzzy inference unit with the expected output data. A range extracting means for extracting a range of values of the learning input data whose error is smaller than the reference value, and a fuzzy rule group having a continuous range of the learning input data extracted by the range extracting means in the antecedent part. Fuzzy rule group extracting means for extracting, and fuzzy rule group extracted by the fuzzy rule group extracting means Fuzzy knowledge simplified device comprising means for replacing a single fuzzy rule.
【請求項4】 設定した前記ファジィ知識に対して、必
要に応じて請求項2に記載の装置を用いて知識の詳細化
を実行し、或いは、請求項3に記載の装置を用いて知識
の簡略化を実行する知識設定手段を備えたファジィ知識
詳細化/簡略化装置。
4. The set fuzzy knowledge is refined by using the apparatus according to claim 2 as necessary, or the knowledge is refined by using the apparatus according to claim 3. A fuzzy knowledge detailing / simplification device having knowledge setting means for executing simplification.
【請求項5】 前記ファジィ知識を階層的に記憶する手
段と、 その手段に記憶された前記ファジィ知識のうち、推論結
果に要求される近似精度を満たす知識を前記ファジィ推
論装置に読み込むとともに、その知識を用いて入力デー
タに対する推論を行うようにしたファジィ推論装置。
5. Means for hierarchically storing the fuzzy knowledge, and among the fuzzy knowledge stored in the means, knowledge that satisfies the approximation accuracy required for an inference result is read into the fuzzy inference apparatus and A fuzzy inference device that uses knowledge to infer input data.
JP4114183A 1992-04-08 1992-04-08 Fuzzy knowledge extracting device and fuzzy knowledge detailing/simplifying device and fuzzy inference device Pending JPH05289880A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012102444A1 (en) * 2011-01-26 2012-08-02 계명대학교 산학협력단 Method and system for supporting clinical diagnosis based on hierarchical fuzzy inference

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US9195948B2 (en) 2011-01-26 2015-11-24 Keimyung University Industry Academic Cooperation Foundation Clinical diagnosis support method and system based on hierarchical fuzzy inference technology

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