JPH07219778A - ルール・ベース・コンピュータ・システム - Google Patents

ルール・ベース・コンピュータ・システム

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JPH07219778A
JPH07219778A JP6299233A JP29923394A JPH07219778A JP H07219778 A JPH07219778 A JP H07219778A JP 6299233 A JP6299233 A JP 6299233A JP 29923394 A JP29923394 A JP 29923394A JP H07219778 A JPH07219778 A JP H07219778A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 対話を通じて一連の暫定結果をユーザに提供
する。 【構成】 1つのルール・セットに含まれるルールが操
作セットに適用されると、その操作セットのサブセット
である提供操作セットが作成され、1つのルール・セッ
トに含まれるルールが選択項目セットに適用されると、
その選択項目セットのサブセットである提供選択項目セ
ットが作成される。ユーザが提供操作セット又は提供選
択項目セットから操作又は操作選択項目を選択すると、
情報がそのルールにフィードバックされ、次の提供操作
及び操作選択項目に制約を付けるために使用される。こ
のように、システムと対話することで、ユーザの好み、
知識、及び判断は、一連の暫定結果のそれぞれに取り入
れられ、一連の反復において次の暫定結果をさらに作成
するために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ルール・ベース・コン
ピュータ・システムの分野に関する。より具体的には、
本発明は、ルールによって制約を付けた1組の選択項目
を対話方式でユーザに提供するコンピュータ・システム
に関する。
【0002】
【従来の技術】「エキスパート・システム」などの典型
的な先行技術のルール・ベース・システムを図1に示
す。ルール・ベース・システム100は、データ用の記
憶場所120を有する。典型的な場合、データは、シス
テム100のユーザ110によって通常提供される生デ
ータ122である。一部のルール・ベース・システム
は、生データ122に関するデータであるメタデータ1
24も有する。このメタデータ124は、生データ・ア
ルゴリズム126を使用することで生データ122から
判別される。
【0003】ルール130およびルール・ベース操作1
35は、システム設計者によってシステム100にプロ
グラミングされる。一般に、ルール130と操作135
は、混合状態134になっており、ユーザ110がアク
セスできない状態134になっている。システム設計者
は、ユーザ110による入力を使わずに、ルール130
とルール・ベース操作135をシステム100に事前定
義し、事前導入する。また、システム設計者は、ルール
・ベース操作135でルール130を適用するかどうか
と、その適用方法を判別するためのパラメータを含むよ
うにルール130を設計することもできる。通常、これ
らの操作135は、分岐選択項目のネットワークのよう
な、所定の変更不能なシステム100の構造体に関連付
けられる。ルール・ベース操作135は、生データ12
2またはメタデータ124あるいはその両方を操作し
て、出力140として表示される最終結果を生成する。
これらのルール・ベース操作135は、通常、バッチ・
モードで実行される(ユーザ110が提供した生データ
/メタデータ・セット122および1組の選択パラメー
タごとに1度ずつ)。この出力表示140は、ルール・
ベース操作135によって制約を付けた所与のデータ1
20に関して唯一の最適結果である。システム100を
実行するたびに、完全な結果だけが出力140として提
示される。
【0004】出力が提示されると、ユーザ110はその
出力140を評価113し、完全な出力140が満足な
ものであるかどうかを判別する。満足なものでなけれ
ば、場合によってはユーザが1組のパラメータ150を
修正155することができる。パラメータ150は、シ
ステム100を実行する前にユーザが変更できる変数で
ある。パラメータ変更は、1組の定義済みルールのどれ
を適用するか、または1つの定義済みルールをどのよう
に適用するか、あるいはその両方の選択を可能にする変
更である。しかし、パラメータ変更は、新しいルールを
追加したり、ルール間の関係を変更したりするものでは
ない。すなわち、ユーザ110は、システム100の構
造(ネットワークなど)そのものを変更することはでき
ない。ユーザは、生データ122を変更することもでき
る。このような変更が完了すると、ユーザ110は、シ
ステムをもう一度実行させて、データ120またはルー
ル130あるいはその両方とともに新しいパラメータ1
50に基づく別の完全な出力140を得る。
【0005】ルール・ベース・システム100は、機械
部品の発注、在庫管理システム、エレベータ制御、医療
診断、カラー修正、その他数多くの様々なシステムの設
計など、多くの分野で使用されている。ルール・ベース
・システムは、応用分野が十分定義されている場合、つ
まり、データ120と、ルール130と、単一の最適か
つ完全な出力140を得るためにデータ122に適用さ
れるルール・ベース操作135とからなるセットが既知
でしかも完全なものである場合に、効果を発揮する傾向
がある。また、ルール・ベース・システム100は、入
力データ120および所定の変更可能なパラメータ15
0の定義以外の方法でユーザが最終結果を調節したり左
右する必要がある分野では適切に使用されない傾向があ
る。一般に、先行技術では、ユーザがルールまたはルー
ル・ベース操作135を作成、削除、または追加するこ
とはできない。しかも、先行技術のルール・ベース・シ
ステム100は、代替結果を得るためにユーザ110が
対話方式で分析、選択、制約付けすることができるよう
な、システム操作135用の複数の代替選択項目をユー
ザ110に提示しない。最初に一部のパラメータ150
を定義し選択する以外に、ユーザが代替選択項目を「探
求」したり、ユーザが個人的な好み、主観的意見、また
は直観を使用して、ルール・ベース・システムの実行に
よる最終出力140を左右できる機会はない。つまり、
先行技術のルール・ベース・システムでは、ユーザは完
全な結果の作成を左右することはないのである。システ
ム100を実行するごとに、ユーザが提供した初期デー
タ(場合によってはパラメータが加わる)によって出力
140が完全に決まる。完全な出力140の作成中、ユ
ーザは入力を一切行わない。
【0006】図2は、典型的な先行技術の対話式システ
ム200を示す。ルール・ベース・システム100とは
対照的に、対話式システム200では、ユーザ110は
個々のシステム操作230にアクセスでき、ユーザ11
0が所与の操作240に関連する選択項目250を選択
260する。各操作(典型的な例は241)のそれぞれ
の選択項目(典型的な例は251)は、暫定結果270
の一因となる。しかし、どの操作241を使用し、操作
241ごとにどの選択項目251を使用するかを決定す
る(典型的な例は261)のは、システム200ではな
く、ユーザ110である。ユーザ110は、システム2
00が提供するn通りの操作235のどれでも選択23
5できる。選択した各操作と操作選択項目によってシス
テム出力が変わる。このため、対話式システムの結果は
暫定結果270であり、その暫定結果が最終的なものに
なったとユーザが決定するまで、ユーザの選択によって
修正および再修正される。したがって、一連の暫定結果
270を使用して、何度かの反復によってそれぞれの暫
定結果270を「構築」または「作成」する。完全な結
果/出力140を生成するためにユーザの介入(対話)
なしに一度だけ実行される先行技術のルール・ベース・
システムとは対照的に、対話式システム200は、ユー
ザの対話によって何度も実行され、一連の暫定結果27
0を生成する。このような対話式システムでは、ユーザ
は、パラメータを定義することができ、対話式システム
の出力を左右し作成するために大幅な制御権を与えられ
る。しかし、先行技術の対話式システムは、暫定結果2
70を「作成」するための手引または支援をユーザに提
供しない。このような先行技術の対話式システムは、可
能な操作が多いことや、操作ごとに可能な選択項目が数
多く用意されていることなどの諸問題がある場合には、
有用性が低下する傾向がある。このような場合には、暫
定結果を「作成」できる方法が多数存在する。
【0007】先行技術の対話式システムの一例は、典型
的なスプレッド・シート・プログラムである。このよう
なシステムは、通常、データ220を持っている。ルー
ル・ベース・システム100の場合と同様、このデータ
は、メタデータ224と、生データ222からメタデー
タ224を生成するためのアルゴリズム226とを含む
場合もある。システム200は、「ファイルのアクセ
ス、データの入力、グラフの作成」などの1組の定義済
み操作230を持っている。ユーザ110は、1つ(ま
たは複数、以下を参照)の操作を選択する。それぞれの
操作230(または操作のセット、以下を参照)ごと
に、ユーザ110は選択235を行い、システム200
は1組の選択項目をユーザに提示する。たとえば、ユー
ザ110が「ファイルのアクセス」のような操作1(2
41)を選択235した場合、システム200は、選択
235を行った操作241に関連する1組の選択項目2
51をユーザ110に提示する。「ファイルのアクセ
ス」のような操作には、「ファイルの取得」、「ファイ
ルの格納」、「ファイルの消去」、「ファイルの複
写」、「ファイルの移動」などの一定のセットの選択項
目251が用意されている場合もある。データ220に
適用される数学的操作241(すなわち、表計算の要
素)には、無限の選択項目251のセットが用意されて
いる可能性がある。表示(ワークステーションの表示画
面または印刷ページ)操作241には、英数字のフォン
ト、サイズ、カラー、各行および列の項目用の列幅と行
の高さなどの多くの選択項目251のセットが用意され
ている可能性がある。どの操作についても、ユーザ11
0は、これらの選択項目から1つを選択261する。す
ると、システム200は、選択した選択項目261とと
もに選択した操作241をデータ220に適用して、暫
定結果270の次の反復を作成する。選択235を行う
操作の数と、操作ごとに選択する選択項目261の数は
いくつでもよい。また、所与の操作/選択項目が結果2
70の一部だけに影響するものでもよい。1つの数学的
操作が、単一の要素、複数要素の集合、または表計算デ
ータ220全体を左右し、暫定結果270の一部または
全部に影響する場合もある。「ファイルのアクセス」操
作について選択した選択項目は結果全体に影響する。い
ずれの場合も、並行操作は行えない。たとえば、別々の
表示操作の暫定結果は相互に影響し合う。ユーザ110
が12桁の数値を表示するために大きいサイズのフォン
トを選択すると、数値全体を表示したときに、定義済み
の表示要素サイズ(行の高さと列幅)の範囲内に収まら
ない場合もある。このような事態は、暫定結果270を
表示しない限り分からないはずである。このような先行
技術の対話式システムは、操作用の選択項目を選択する
際の手引や、操作と選択項目の選択との間のフィードバ
ック機能も備えていないため、具体的な選択項目251
を使用して列幅または行の高さあるいはその両方を変更
して、暫定結果270を介した場合のみ明らかになる正
しい表示を行うために、ユーザは操作241を反復呼出
ししなければならない。このため、それぞれの反復は、
一連の暫定結果270のうちの特定の暫定結果270を
作成するための1つのステップにすぎない。
【0008】さらに、図2に示すように、先行技術の対
話式システム200は、1組の操作240と、各操作2
41ごとに1組の選択項目260を備えることができる
ことに留意されたい。IBM Visualization Data Explore
r(IBMの商標)などの一部のシステムでは、ユーザ
110が、1つまたは複数の操作を選択(235)した
り、1つまたは複数の選択項目を選択(261)するこ
とができる。その場合、このような複数選択の効果は暫
定結果270に反映される。
【0009】先行技術の対話式システム200では、こ
れらの選択(235および260)を行う際にルール・
ベースの支援がユーザ110に提供されない。したがっ
て、ユーザ110には、ユーザの要件215に合致しな
い可能性のある多くの暫定結果270が提示されてしま
う。操作230や選択項目250が多数あるために、操
作の選択235および操作用の選択項目の選択260が
混乱する恐れがある。
【0010】先行技術の諸問題 先行技術のルール・ベース・システム100は、1組の
ルール・ベース操作によって厳密に制約付けされたデー
タから単一の最良結果をユーザに示す。しかし、このよ
うなシステムでは、完全な結果を作成するための各種の
中間ステップにユーザが関与できないか、その関与が厳
しく限定される。また、このようなシステム100で
は、ユーザは、システムの問題解決機能を構成するルー
ルおよび操作と積極的に対話したり、事前定義のルール
/操作以外の方法で代替関連結果を探求することができ
ない。これに対して、先行技術の対話式システム200
では、ユーザは、操作の選択235および選択項目の選
択260あるいはその両方を行うことができるが、不適
切かつ無関係でしかも有害ですらある選択項目がユーザ
に提示され、その選択項目が問題解決の一因となるのを
抑制するためにルール・ベース操作を使用していない。
【0011】先行技術のルール・ベース・システム10
0は、十分に定義された1組のデータ、可能なすべての
出力セットを定義する1組のルール、ユーザの意見や知
識に左右されない「最適結果」、および求められる1つ
の最適結果が存在すれば、十分に機能する。ユーザは何
らかの限定ルール・パラメータ・セットを変更すること
で何度もルール・ベース・システムを再実行できるが、
このやり方は、ユーザの知識を最終出力/結果に伝達す
る方法としては間接的かつ限定されたもので、しかも不
便である。ユーザが主観的な基準の使用、システムに組
み込まれていないユーザの知識の使用、創造的ライセン
スによって結果を左右すること、または結果の作成への
関与を希望する場合には、先行技術のルール・ベース・
システムは不適当である。また、単一の最適結果が存在
しないか、ルールで結果を完全に定義できないか、ある
いはルール・ベース操作の結果としてデータが変化する
ような場合にも、先行技術のルール・ベース・システム
は不適当である。
【0012】先行技術のルール・ベース・システム10
0は、システムにプログラミングされている1組の厳密
に定義されたルールに適合する単一の完全な結果を中心
にすることで、ユーザによる創造的で直観的な入力を制
限する。このため、先行技術のルール・ベース・システ
ムでは、ユーザは問題解決に使用する操作、これらの操
作に制約を付けるルール、または各操作に関連する可能
な選択項目に直接アクセスすることができない。また、
単一で完全かつ最終的な結果を生成するためにどの操作
をデータに適用するかは、先行技術のルール・ベース・
システムが決定する。先行技術のルール・ベース・シス
テムではルールと操作が事前定義されているので、ユー
ザが代替ルールおよび操作の効果を探求するのが難し
い。先行技術のエキスパート・システムでは、ユーザの
知識や好みを結果に直接反映させたり、ユーザの知識や
好みで解決策を支配できないようになっている。
【0013】これに対して、先行技術の対話式システム
200では、ユーザに提示される情報や結果が多すぎ
る。この情報および結果の多くは、混乱を招き、ユーザ
の要件とは無関係なものである可能性がある。このよう
なシステム200は、無関係な結果を排除するための手
引をユーザに提供しない。しかも、このようなシステム
200は、「作成中」の暫定結果を集めて好ましい最終
結果を求めるための系統的な方法をユーザに提供しな
い。
【0014】先行技術のシステムの中には、すでに視覚
化の分野に適用されているものもある。このような視覚
化システムは、操作の選択を対話方式で制御できるよう
になっている。たとえば、視覚化ソフトウェア・システ
ムには、変換、プロセス、カラー・マップ、実現方法が
豊富に整備されていると思われる。同様に、最新のワー
クステーション・カストマイズ・ツールでは、ユーザ・
インタフェースのために各種のカラーとフォントを選択
できる可能性がある。いずれの場合も、一般にシステム
は、これらの操作を適切に選択したり適用する際の手引
をユーザに提供しない。手引を提供するシステムでは、
この手引の選択適用をユーザが制御できないようになっ
ている。この点が問題になるのは、最新システムが操作
の呼出し時に広範囲の操作および選択項目を使用し、非
常に複雑になっているためである。手引がなければ、シ
ステムの諸機能は効率よく使用されず、操作の適用は非
常にその場限りのものになる。たとえば、視覚化アプリ
ケーションでは、適切なカラー・マップを作成したり、
正しいカラーを入手するのに無数の反復が必要になる場
合が多く、ユーザが混色ルールに関する手引に容易にア
クセスできれば、その反復は大幅に低減できるはずであ
る。また、ワークステーション・カストマイズ・アプリ
ケーションでは、カラーとフォントを調節するのに多く
の日数を要する場合が多く、その結果得られた組合せで
も、美学的に満足できないか、読みやすいものにすらな
っていない場合もある。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、1
つまたは複数の暫定結果を生成するためにデータに適用
される複数のルール制約選択項目を対話方式でユーザに
提示する、改良されたルール・ベース・システム体系を
提供することにある。
【0016】本発明の他の目的は、それぞれがユーザの
知識または好みあるいはその両方を反映する複数の暫定
結果の反復を作成する際にユーザを支援するための複数
のルール制約操作または操作選択項目あるいはその両方
を対話方式でユーザに提示する、改良されたルール・ベ
ース・システム体系を提供することにある。
【0017】本発明の他の目的は、知覚ルールに基づく
高機能支援を提供することで、データを表示および視覚
化する際にユーザを支援する、改良されたルール・ベー
ス・システム体系を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、ユーザに一連
の暫定結果を提供するためにユーザと対話する新規のル
ール・ベース・システムおよび方法である。一般に、一
連の暫定結果に含まれるそれぞれの暫定結果の反復で
は、以降の暫定結果をさらに作成するために使用される
ユーザ入力が行われる。本システムは、1つまたは複数
の操作からなるセットを有する。また、それぞれの操作
は、その操作に関連する1つまたは複数の選択項目から
なるセット(選択項目セットという)を有する。それぞ
れの操作または選択項目セットあるいはその両方に関連
する1組のルールによって、ルール・ベースの知能がそ
の操作セットまたは1つまたは複数の操作選択項目セッ
トに適用される。1つのルール・セットに含まれる1つ
または複数のルールが操作セットに適用されると、その
操作セットのサブセットである提供操作セットが作成さ
れる。ユーザには、この提供操作セットに含まれる操作
だけが提供される。1つのルール・セットに含まれる1
つまたは複数のルールが選択項目セットに適用される
と、その選択項目セットのサブセットである提供選択項
目セットが作成される。ユーザには、この提供選択項目
セットに含まれる操作選択項目だけが提供される。提供
操作セット(提供選択項目セット)に含まれる操作(操
作選択項目)は、適用されるルールの制約に適合するも
のである。1つのサブセットは、操作セット(選択項目
セット)のすべてのメンバを含んでもよいことに留意さ
れたい。
【0019】反復ごとに、操作またはその操作に関連す
る選択項目あるいはその両方が、提供操作セットまたは
提供選択項目セットあるいはその両方によってユーザに
提供される。ユーザは、提供された操作または操作選択
項目あるいはその両方のセットから選択を行う。選択し
た操作または選択項目のそれぞれは、システム・データ
に適用され、暫定結果の様々な部分に影響する。新規の
方法では、ユーザ選択に関する情報が、1つまたは複数
のルールにおいて1つまたは複数のパラメータになる所
与のデータ、好ましくはメタデータ、としてルールにフ
ィードバックされる。このようにして、それぞれの反復
でのユーザの選択と一致する方法で、それぞれの暫定結
果が操作または選択項目あるいはその両方の影響を受け
る。これらのユーザ選択は、一連の反復のどの反復にお
いてもユーザの知識と好みを反映したものになる。
【0020】また、本システムでは、最終的に暫定結果
に影響するシステム・ルール、操作、選択項目、デー
タ、メタデータ、およびアルゴリズム(メタデータを生
成するために使用する)をユーザが変更(追加、削除、
または修正)することができる。たとえば、ユーザは、
1つまたは複数のルールにおいてパラメータとして使用
されるメタデータを変更することができ、このメタデー
タが今度はシステム内のルールの操作を変更する。さら
にユーザは、どの操作または操作に関連するどの選択項
目に対してルールによる制約を付けるかを選択すること
もできる。このようにして、ユーザは暫定結果の作成を
さらに指示する。最終的に、暫定結果の1つが最終的な
ものであるとユーザが決定できる場合もあれば、決定で
きない場合もある。
【0021】
【実施例】図3は、本発明を実行するのに使用する典型
的なコンピュータ・システム300の非限定例のブロッ
ク図である。メモリ310を備えたコンピュータCPU
は、入力装置320、出力装置330、および大容量記
憶装置(CPUの外部にある記憶装置を含む)340に
接続されている。同図に示す特定のシステムは、高解像
度表示装置332、キーボード322入力装置、および
マウス324を備えたIBM RISCシステム/60
00(IBMの商標)である。このシステムは、任意の
数の入力装置320(バーチャル・リアリティ・システ
ムからのトラッカ出力、音声入力など)に対応するため
に汎用化されていると思われるが、任意の数の出力装置
330(単純なモノクロ・テキスト表示装置、マルチメ
ディア対応ビデオ/テキスト/イメージ表示システム、
バーチャル・ワールド環境用の2Dステレオ・ヘッド搭
載表示装置、3次元コンピュータ生成ホログラムなど)
に対応するために汎用化することができる。図3のシス
テムは、複数の入力と出力を備えたマルチユーザ・シス
テムに汎用化することができる。このようなシステム3
00とそのオペレーティング・システムは、周知であ
り、発明者の考察の範囲内に含まれる。
【0022】図4(図5および図6)は、本発明の各種
機能構成要素とそれらの相関関係を示す本発明400の
ブロック図である。一般に、本システムの中核基盤は、
先行技術の対話式システム200の拡張形から派生した
ものである。しかし、本システムは新規の特徴をいくつ
か含む。1組のルール434を選択432して、システ
ム400の1組の操作(操作セット)430に適用する
と、ユーザ110に提供される1組の操作(提供操作セ
ット438)を生成することができる。この提供操作セ
ット438で提供される操作438は、ルール434の
制約に適合する。同様に、もう1組のルール(典型的な
例は454)を選択(典型的な例は452)して、ユー
ザ110が選択435したそれぞれの操作に関連する1
組の操作選択項目(すなわち選択項目セット、典型的な
例は451)に適用することができる。ルール454を
適用すると、ユーザに提供される1組(または複数組、
典型的な例は458)の操作選択項目(すなわち提供選
択項目セット458)が生成される。ユーザによる操作
の選択435と操作選択項目の選択(典型的な例は46
1)は新規のフィードバック機構(典型的な例は40
5)によって監視される。このフィードバック機構40
5は、ルール固有メタデータ428という新規のタイプ
のメタデータにより好ましいパラメータとして、ルール
(434または454あるいはその両方)に情報を返
す。また、ユーザ110には、操作430、操作選択項
目450、ルール(434および454)、ルール固有
メタデータ428、およびルール固有メタデータ・アル
ゴリズム(典型的な例は427)をユーザが追加、削
除、および修正できるようにするための新規の特徴がさ
らにいくつか提供される。ユーザが選択した操作435
と操作選択項目460は、暫定結果470を生成するた
めにデータ420に適用される。
【0023】本システム400は、生データ422と、
生データ422に関するデータであるメタデータ424
とを含むデータ420を有する。一部の実施例では、生
データ422からメタデータ424の一部または全部を
生成するために生データ・アルゴリズム426を使用す
る。また、メタデータ424は、ユーザが直接入力した
データも含む。
【0024】生データ422の非限定例としては、科学
計算、センサ観察、モデル予測、小売統計、ユーザ・イ
ンタフェースのグラフ表現、体系図、CAD/CAM概
略図などから得たデータがある。これらのデータ422
と、これらのデータを格納しアクセスするための構造は
既知である。データは、大容量記憶装置340などのコ
ンピュータ・システム300の記憶装置に常駐する。
【0025】生データ422に関するメタデータ424
と、このメタデータ424を生成するためのアルゴリズ
ム426は既知である。たとえば、生データ422とし
ては、地理的位置の関数として表した、地球の大気中の
温度分布が考えられる。この生データ420に関するメ
タデータ424としては、標高に対する温度変化率、所
与の緯度における最低温度と最高温度、圧力で正規化し
た温度、球面座標に応じて変換した空間位置などが考え
られる。本発明400の一部の実施例では、アルゴリズ
ム426を使って生データ422を操作することで、メ
タデータ424の一部または全部が提供される。たとえ
ば、標高に対する温度の導関数を取るアルゴリズムは、
標高が海水面から上がるにつれてどのような割合で温度
が変化するかを示すメタデータ420を出力できる。他
のアルゴリズムでは、地球上の位置をより適切な地図作
成上の座標系に変換することができる。生データのもう
1つの例としては、数値の列で構成される科学実験のデ
ータが考えられる。メタデータ・アルゴリズムでは、デ
ータの変化性や変動を表すメタデータを生成したり、デ
ータを空間領域に分離することなどが可能である。この
メタデータ・アルゴリズムは、データ・セット内の要素
間の関係、たとえば、3D空間内の空間的関係(正面/
後ろ)、時間的関係(前/後)、温度関係(より低温/
より高温)の特性を表すのに使用することもできる。
【0026】これらの生データ422およびメタデータ
424用のデータ構造と、メタデータ424を生成する
ためのアルゴリズム426は既知である。これらのデー
タ422、メタデータ424、およびアルゴリズム42
6はユーザ110またはシステム設計者によって提供4
21され、既知の方法で格納されている。
【0027】本発明は、ルール固有メタデータ228と
いうタイプのメタデータも有する。このルール固有メタ
データ228の一部は、既知の方法を使用したルール固
有メタデータ・アルゴリズム(典型的な例は427)と
いう特殊なアルゴリズムで生成することができる。ルー
ル固有メタデータ428の値は、システム400の1つ
または複数のルール(434、454)のパラメータの
1つまたは複数の値として使用してもよい。
【0028】ルール固有メタデータ428に関する新規
の特徴がいくつかある。たとえば、ルール固有メタデー
タ428は、アクセス・パス(482、485)を介し
てユーザが提供することもできる。また、ルール固有メ
タデータ428の値の一部または全部は、ルール・パラ
メータの値として使用するユーザ110の選択(435
および460)に関する情報を表す。これは、ユーザ選
択に関する情報をルール(434、454)に提供する
ための好ましいフィードバック機構405の一部であ
る。
【0029】この非限定記述では、生データ422、メ
タデータ424、およびルール固有メタデータ428の
機能が異なるため、それぞれ個別に示されていることに
留意されたい。ただし、この情報は、同じ記憶場所に入
れるなど、既知の方法で何通りにも格納することができ
る。
【0030】図7は、ルール固有メタデータ428とし
て本発明400が使用するメタデータ・データ構造50
0の好ましい例を示す。この例では、メタデータ500
が様々なカテゴリ(メタデータ構造500の列として示
す)に分割されている。これらのカテゴリとしては、ル
ールに関連するデータ510、アルゴリズムによって計
算されたルール固有メタデータ520、ユーザ選択に関
するルール固有メタデータ530、およびユーザの目標
と知識を反映したユーザ提供のルール固有メタデータ5
40などが考えられる。この好ましい例では、1組のル
ール固有メタデータ428が具体的なルール・セット
(434または典型的な例である454など)に関連付
けられていることに留意されたい。
【0031】具体的なルールの関連データ510は、適
用するルール(434、454)に必要なクラスのデー
タ(422または424のいずれか)である。たとえ
ば、スイッチ(432、452)によって与えられる情
報によって、ルール・セットを適用するかどうかが決ま
る。しかも、このルール・セット454は、前提メタデ
ータが入手可能な場合だけ適用できるはずである。たと
えば、具体的なルール454が適用可能になるのは、メ
タデータが気圧について補正された天気データである場
合に限られるはずである。
【0032】メタデータ500のもう1つのカテゴリ
は、アルゴリズムによって計算された追加のメタデータ
520である。実施例では、これらのアルゴリズム42
7がルール固有メタデータ428と1組のルール(43
4、454)に関連付けられている。これらのアルゴリ
ズム(典型的な例は427)は、既知の方法でルール固
有メタデータ520を生成する。たとえば、所定容積の
皮質内の組織密度を積分するアルゴリズムは、組織のタ
イプに関連するメタデータを提供する。
【0033】メタデータ500のもう1つのカテゴリ
は、1つまたは複数のルール(434、454)で使用
するユーザ選択(435、461)に関する新規のメタ
データである。このデータ530は、ルール(以下を参
照)のパラメータにすることでそのルールを左右する場
合がある。このデータ530はフィードバック機構40
5によって提供される。ユーザ選択メタデータ530の
例としては、ユーザが黒の表示背景を選択したことを示
す変数s1が考えられる。テキスト・カラーを決定する
ルールは、この選択に関する情報を受け取り、それによ
ってテキスト・カラー選択項目のセットを高輝度(明)
カラーに制限でき、ユーザに低輝度(暗)テキスト・カ
ラー選択項目を提供しないはずである。
【0034】メタデータ500のもう1つの新規のカテ
ゴリは、ユーザ提供のルール固有メタデータ540であ
る。このメタデータ540は、通常、ユーザの知識と目
標を反映するもので、アクセス・パス482および48
5によってメタデータ構造500に直接提供される。
【0035】ユーザ提供のルール固有メタデータ540
の非限定例としては、視覚化アプリケーションのデータ
を連続表示するかどうか、または所与の範囲を強調表示
するかどうか、そして定義域固有の制約を使用するかど
うか(たとえば、天文アプリケーションでは赤が低温を
意味し、青が高温を意味するが、気象学では反対の規則
が使用される)などが考えられる。
【0036】この開示を見れば、当業者には他のカテゴ
リのルール固有メタデータ428や他のタイプのメタデ
ータ構造500が明らかになることに留意されたい。こ
れらについては、本発明で考察されている。
【0037】ルール(434、454)をデータ420
に適用して、何らかの結果を生成する。このため、ルー
ル(434、454)とデータ420は、この相互使用
が行われるように構築しなければならない。先行技術の
ルール・ベース・システム100では、完全な出力/結
果140を提供するためにこの点に関する多くの例を開
示している。たとえば、ルール(434、454)は1
組の制約として表すことができる。これに対して、ルー
ルは、任意のパラメータまたは入力を使用して、複数の
操作のうちのどれをそのルールが実行するかを決定する
こともできる(アルゴリズム・ルール)。これらのルー
ルの定義域を限定するのはアプリケーションの定義域だ
けであるので、その定義域には、知覚ルール、体系的ル
ール、設計ルール、文法ルール、色の調和、美的ルー
ル、空間レイアウト・ルール、地図作成ルール、装置独
立カラー・ルール、機械組立ルール、装置構成ルール、
ブール論理、ファジー論理、命題、数学的問題解決ルー
ルなどが含まれる可能性がある。
【0038】本発明400の実施例では、所与の1組の
ルールが特定のセットの操作に関連付けられている。た
とえば、1組のルール434はシステム400の操作の
セット430(操作セット)に関連付けられている。さ
らに、それぞれのセットのルール454は操作選択項目
のセット450全体に含まれる特定のセット451の操
作選択項目(選択項目セット)に関連付けられている。
これらの関連付けは、ルールのセット(434、45
4)が他のセットのルールに含まれるルールの複製であ
る1つまたは複数のルールを持ったり、1つのルールが
他のルールと共通のパラメータを持つのを妨げるもので
はない。ルール(434、454)は、操作または操作
選択項目を選んでユーザに提供するように設計されてい
る。提供される操作のセット438(提供操作セット)
と提供される操作選択項目のセット(提供選択項目セッ
ト458)は、ルール制約に適合する操作と操作選択項
目480を含む。このため、提供される操作/操作選択
項目をデータ420に適用すると、活動状態のルール制
約に適合する暫定結果470が生成される。
【0039】たとえば、航空機のエンジン・ナセルの上
を流れる空気の気流速度の測定値を均一に表すためのカ
ラー・マップを選択することが目標であれば、選択項目
のセット480には、ルール454によって選択された
色彩計画の限定セットだけが含まれるものと思われる。
【0040】本発明は、操作435または選択項目46
0あるいはその両方を選択する際にユーザを支援するた
めに、ユーザが呼び出したり抑制できる、すなわち、ユ
ーザが切り替えられるようなルール・ベースの知能を提
供する。ユーザは、操作セット430(または選択項目
セット451あるいはその両方)に適用されるルール4
34(454)を呼び出す(抑制する)ために新規のス
イッチ機構(それぞれ、432と452)を使用するこ
とでこれを実行する。このスイッチ(432、452)
は、各操作セット430(選択項目セット451)ごと
に選択したスイッチ432(452)のブール値に基づ
いてルールを条件付き実行することで、使用可能にする
ことができる。ユーザ110は、所与のルール(43
4、454)のセットを呼び出す(抑制する)ために表
示装置330上に各種オプションが提供され、スイッチ
(432、452)を切り替えて、適用するルールまた
はルール・セットを入力装置320を使用して選択する
ことができる。ユーザが1組のルール(434、45
4)を呼び出すと、呼び出されたルール・セットは、そ
れに関連する操作セット430または操作選択項目のセ
ット(選択項目セット)451に適用され、ルール(そ
れぞれ、434と452)の制約に適合する操作430
または操作選択項目451だけをユーザ110に提供
(438、458)する。ただし、所与のルール・セッ
ト(434、454)を抑制する場合は、ルール知能の
支援を受けずに、操作のセット430全体または操作選
択項目のセット451全体がそれぞれユーザ110に提
供(438、458)される。
【0041】この開示を見れば、当業者にはこのスイッ
チ機構(432、452)の他の実施例が明らかになる
と思われるので、このような実施例は本発明の考察の範
囲内に含まれる。たとえば、スイッチ(432、45
2)は、離散的なものではなく、可変性のものでもよ
い。この場合、ルールの効果が連続的に変化し、ユーザ
110に提供される選択項目のセット451に対して程
度の異なる数種の影響力を発揮する。
【0042】また、システム400は、1つまたは複数
の操作のセット430を持つこともできる。ユーザ11
0は、これらの提供された1つまたは複数の操作438
を選択435して、1つまたは複数の選択された操作4
41のセット440を入手する。選択された操作440
は、データ420に適用されるか、データ420に適用
される操作選択項目を提供し、暫定結果470を生成す
る。
【0043】本発明の新規な特徴の1つは、操作430
および操作選択項目451にルール(434、454)
を選択(432、452)適用して、ルールの制約に適
合する操作438および操作選択項目458だけをユー
ザ110に提供できることである。同時にユーザ110
は、選択されたその他の操作441用の操作選択項目4
51を検査して、他の選択項目を選択するとこれらの選
択項目がどのように変化するかを確認することができ
る。たとえば、ユーザ110は提供された選択項目45
8から操作選択項目461を選択する。この場合、一度
に1つまたは複数の選択461を行うことができる。ユ
ーザは、最初に選択した操作に関連する操作選択項目に
ついて任意に選択するか、最初に選択した操作以外の操
作に関連する操作選択項目について選択を行うことがで
きる。提供操作選択項目458から選択された操作選択
項目461とともに、ユーザが選択した操作435がデ
ータ420に適用され、暫定結果470を生成する。デ
ータ420、ルール固有メタデータ・アルゴリズム42
7、ルール固有メタデータ428、およびルール(43
4、454)もユーザに提供される選択項目を左右する
ので、これらは暫定結果470にも直接影響することに
留意されたい。
【0044】ユーザ選択の操作435と操作選択項目4
60をデータ420に適用することで、暫定結果470
が生成される。この暫定結果は、システムの出力装置3
30上でユーザ110に提示される。実施例では、ユー
ザが操作または操作選択項目あるいはその両方を選択す
るたびに、すなわち、システムの反復ごとに、1つず
つ、複数の暫定結果470がユーザ110に提示され
る。暫定結果470の重要な態様は、完全解決の作成中
の中間時点で、ある程度完全な視覚、触覚、または聴覚
による入力をユーザに提供できる点である。このため、
ユーザは、それぞれの暫定結果470を評価して判断
し、1回の反復後にユーザの知識、判断、および好みを
取り入れて暫定結果470を生成することができる。ユ
ーザの知識、判断、および好みは、データ420(パス
421による)、ルール固有メタデータ・アルゴリズム
(パス481、484による)、ルール固有メタデータ
(パス482、485による)、ルール(パス483、
486による)、操作の選択(パス487)、および操
作選択項目の選択(パス488)のいずれかを修正する
ことで、一連の暫定結果の作成に挿入される。ユーザ1
10は、修正および選択の成果を比較するために、既知
の方法を使用して、一連の暫定結果として暫定結果をい
くつでも格納することができる。
【0045】現行のルールが解決空間の概念化およびモ
デリングに適さないような複雑な多次元設計問題の場
合、ユーザは、操作または操作選択項目あるいはその両
方を選択するか、データ/ルールを修正するか、あるい
はその両方を実行することで、好ましい結果を得ること
ができる。ある程度完全な暫定結果470の作成にユー
ザが関与できるということは、ユーザが「ギャップ」を
埋めることができるため、システム設計者は完全なシス
テムを設計する必要がないことを意味する。システム設
計者は部分解決のフレームワークを指定することがで
き、ユーザは、ユーザの趣味、判断、好み、および知識
に応じてカストマイズした完全な解決を得るために、追
加情報を提供することができる。ユーザが対話方式でル
ールを修正できるので、システムによる「事態想定」実
験中にユーザが学習した情報をルールとして対話方式で
取り入れることができる。
【0046】本発明400のもう1つの新規な特徴は、
ユーザによる操作の選択435に関する情報をフィード
バック405Aし、ユーザによる操作選択項目の選択
(すべて461、すなわち、460)をフィードバック
405Bすることである。この場合、操作403につい
ては適切なルール固有メタデータ428に、操作選択項
目407については適切なルール固有メタデータ428
にフィードバックする。実施例では、ユーザ選択(操作
については435、操作選択項目については460)に
よって提供されたデータを使用するルールを識別するこ
とで、これを行っている。また、実施例では、ルール固
有メタデータ428(図7ではs530)にこの情報が
格納される。必要なユーザ選択情報(435、460)
が変更されると、すなわち、ユーザ110が選択(43
5、460)を行うたびに、アルゴリズムを使用してそ
の変更時期を追跡する。その後、ユーザ選択情報は、変
数s530が入っているメタデータ構造500の適切な
記憶場所530で更新される。このようなアルゴリズム
は、この開示が示された当業者には既知のものとなる。
ユーザ選択情報をこのようにフィードバックするための
パスは、ユーザ選択の操作435(ユーザ選択の操作選
択項目460)用のパス403(407)として示され
ている。このようにして、メタデータ構造500に含ま
れる変数s530の正確な値が、変数s530を引数と
して持つそれぞれのルールに提供される。
【0047】ユーザ110は、それぞれの暫定結果47
0を検査し、一連の暫定結果内の次の暫定結果470の
作成を続行すべきかどうかを判別する。前述の通り、ユ
ーザは、操作435または操作選択項目460の選択を
行うことで暫定結果470の作成を続行することができ
る。しかも、ユーザは、フィードバック・パス486を
介して1組の操作選択項目451に関連する1組のルー
ル454内の1つまたは複数のルールを変更すれば、さ
らに暫定結果470を作成することができる。また、ユ
ーザ110は、フィードバック・パス485を介してこ
のルール・セット454に関連するルール固有メタデー
タ428を変更したり、フィードバック・パス484を
介してこのルール・セット454に関連するルール固有
メタデータ・アルゴリズム427を変更することもでき
る。同様に、ユーザは、それぞれのフィードバック・パ
ス483、482、481によって、関連操作セット4
30に関するそれぞれのルール・セット434、ルール
固有メタデータ428、およびルール固有メタデータ・
アルゴリズム427を変更することができる。
【0048】図8では、メタデータ、ルール、および操
作間の対話と、ユーザに提供される1組の選択項目に対
してルールが制約を付ける機構の動作表現とを示す。図
8の上部にある四角は、図7の500の複製である。
【0049】4通りのカテゴリのメタデータが示されて
いるが、各カテゴリ内には任意の数の値が格納されてい
る。関連データ510の値は、この例ではd1・・・dn
として示され、整列した生データ422の最大値と最小
値を含む。アルゴリズムによって計算されたルール固有
メタデータ520は、a1・・・anとして示されている
が、この例ではa1の値が80であると示されている。
この例では、ユーザがまだ選択を行っていないので、s
1・・・snとして示されているユーザ選択に関するメタ
データ530には値が与えられていない。u1・・・un
として示されているユーザが直接提供したメタデータ
は、変数u1の場合に”Type N”という値を含
む。
【0050】本発明では、メタデータ428がルール
(434、454)への入力を提供する。この例では、
ルールは1組の命題として表されている。第一のルール
は、「a1が10より大きく、u1がタイプNである場
合、qの値は−10〜1の範囲に制限され、rは80〜
256の範囲に制限され、cは線形になり、Nは300
になる」というものである。このルールは、「アレイの
空間周波数が高い場合、開始値が範囲q内で、終了値が
範囲r内になるようなカラー・マップを選択し、両方の
値の間を直線補間して300段階の中間値を設けるこ
と」と解釈できる。ルールに入力された値a1およびu1
はメタデータから提供されたものである。その結果、こ
のルールが値qおよびrを制限し、cおよびnに値を提
供している。次に、これらの値が関連操作620への入
力を提供する。この操作は、ユーザに提供される選択項
目のセット(438、458)を決定する4つの引数を
持つ。このため、メタデータがルールに供給され、この
情報に基づいてルールが操作の引数に制約を付け、それ
によってユーザに提供されるその操作630用の選択項
目のセットが制限される。メタデータ500、ルール6
10、または操作620を変更すると、そのそれぞれの
値がプロセスの各ステップを定義する変数、パラメー
タ、および引数に供給されるため、選択項目セット45
8が影響を受けることに留意されたい。
【0051】この例では、メタデータ(510、52
0、530、および540)は、各変数ごとに、一部が
数値で一部が記号の単一の値として表示される(たとえ
ば、”Type N”)。メタデータ500は、アプリ
ケーションの要件に応じて、ベクトル、関数などでも表
すことができ、本発明ではメタデータの表現方法を限定
していない。たとえば、微分方程式を解くために設計さ
れた対話式ルール・ベース・システムでは、扱いやすい
各種部分に方程式を解析するための関数がメタデータに
含まれる場合もある。
【0052】この例では、ルール610が命題として表
されている。これは非限定例である。このルールは、制
約の体系、ファジー論理、ニューラル・ネットワーク、
または入力パラメータを取り、出力パラメータを提供す
るその他のルールまたは制約または最適化システムとし
て表すこともできる。同様に、この例では、ユーザに提
供される選択項目のサブセットを選択するための操作6
20は、1組の引数として表されている。この汎用構造
の実施例は、アプリケーションにとって望ましいもので
あれば、どのような形態でもよく、本発明では限定して
いない。
【0053】図9は、メタデータ500の変更が本シス
テム全体に広がり、ユーザに提供される選択項目の変更
に影響する様子を示したものである。この例では、ユー
ザ選択項目に関するメタデータs1530が追加されて
いる。つまり、ユーザが操作461に関して選択項目を
選択し、この選択項目に関する情報がメタデータ500
にフィードバックされている。この場合、ユーザはカラ
ー選択を行い、選択したカラーの彩度が値20で、この
選択の色相が色相角度30°の位置にあることを示す、
s=20、h=30°という値が追加されている。この
新たに追加されたメタデータ530は第二のルール71
0に関連するものであるが、前の反復(図8)ではs1
の値が提供されていなかったので、第二のルールは休止
状態になっていた。この反復では、このルールが値を受
け取り、命題の前例はc=”quadratic”を設
定することになる。この実施例のルールは、必須メタデ
ータが与えられたときに活動化される。ルールを活動化
するためのその他の決定機構も可能である。
【0054】この例では、2つのルールが変数cについ
て異なる値を出力している。ルール1ではc=”lin
ear”を要求し、ルール2はc=”quadrati
c”を要求している。このルール間の競合は、この場
合、ルールに関連する加重体系によって処理される。こ
の例では、ルール1は重みwを持ち、ルール2は重み1
00wを持っている。ルール2の重みの方が強力なの
で、ルール2によって提供されるパラメータは、ユーザ
に提供される選択項目のセットを選択する操作720へ
の入力を提供する。この例は、ルール間のアービトレー
ションのための機構を示している。この高い値の方が強
いというルール加重システムは、より高度な加重属性シ
ステムで置き換えてもよく、またはルールによって提案
された値の平均を求めたり、最も頻度の高い値に投票す
るなどの加重を使わないシステムですべて置き換えるこ
とも可能である。同様に、競合するルールが存在する
と、その結果、ユーザにエラー・メッセージが表示され
る場合もある。ルールの競合を解消するための方法は、
アプリケーションに応じてユーザまたはシステム設計者
あるいはその両方に任されており、反復ごとに対話方式
で変更することもできる。
【0055】この例は、メタデータ500の修正によっ
てルール700に送られる値が変更され、その値によっ
て、ユーザに提供される選択項目のセットを決定する機
構のパラメータ表示を変更できる様子を示している。こ
の場合、新規のクラスのメタデータであるユーザ選択に
関するメタデータ530が修正されている。しかも、ユ
ーザが選択を行うたびに、その情報がメタデータにフィ
ードバックされ、その選択のパラメータがそのメタデー
タに記録される。つまり、反復ごとにユーザ選択に関す
るメタデータが修正され、ルールが再計算され、ユーザ
の処置を反映して、影響を受けるすべての操作に関して
ユーザに提供される選択項目のセットが修正される。こ
のようにして、ユーザの選択、知識、好み、および判断
に関する情報がシステム全体に広められ、これらの選択
項目のパラメータによって決まる後続の操作すべてを左
右する。
【0056】ユーザ選択に関するメタデータ530の場
合、ユーザが行った選択に基づいてメタデータを更新す
るのはシステムである。その他のクラスのメタデータも
修正できるが、その場合、メタデータを更新するのはユ
ーザになる。反復ごとに、ユーザ110は任意のメタデ
ータ500を自由に修正でき、この変更の効果は前述と
同じ機構によってシステム全体に広められる。データか
ら派生したメタデータ510を修正するには、ユーザ
は、420に示されている生データ422、アルゴリズ
ム426、またはメタデータ424を編集するだけでよ
い。これは、この情報が入っているファイルを編集する
か、対応する記憶場所に格納されている値をその他の方
法で変更することで実行できる。アルゴリズムによって
計算されたメタデータ520は、そのメタデータの計算
に使用するアルゴリズムを編集することで修正できる。
これは、アルゴリズムを生成するための既知の方法で実
行できるが、その方法としては、1組のボタンからアル
ゴリズムを選択する方法、適切な言語またはアルゴリズ
ム修正用の1組のコマンドを使用してウィンドウなどで
アルゴリズムを編集する方法などがあるが、これらに限
定されない。ユーザ提供のメタデータ540は、その情
報をシステムに入力するための方法をユーザに提供する
ことで修正できる。たとえば、ダイアログ・ボックスを
設けて、その情報を提供するための方法をユーザに提供
してもよい。(同様の方法を使用して、操作セット43
0または操作選択項目セット451を変更できることに
留意されたい。)この情報は、視覚化の目標、微分方程
式を解くための好ましい方法、シミュレーションをどこ
から開始するかという推量、またはユーザは把握してい
るがシステムに組み込まれていないその他の情報を参照
する場合もある。この情報は、1組の選択項目から選択
可能であるか、スライダによって入力可能であるか、ま
たはアプリケーションによってはデータ・グローブ上に
圧力で表示することも可能である。
【0057】要約すると、メタデータ500は、ユーザ
が行った選択を反映したシステムによるか、問題および
その解決に関するユーザの知識、推量、および直観を反
映するユーザによって、反復ごとに修正することができ
る。メタデータは、解決または設計に関わる操作にこの
知能を供給するための主要機構である。
【0058】ユーザの知能をシステムに供給するための
もう一方の機構は、ルール(610、710)によるも
のである。反復ごとにユーザは、メタデータ・アルゴリ
ズム(426、427)の修正に関して説明したのと同
じ方法で、ルール(610、710)とルールに関連す
る重みを自由に修正することができる。このため、この
対話式システムの反復ごとに、ユーザは、データ42
0、メタデータ248、メタデータ(426、428)
を計算するためのアルゴリズム、ルール、およびルール
の重み454を修正できる。しかも、いずれかの操作に
ついてユーザが選択を行うたびに、その情報もシステム
にフィードバックされ、関連のメタデータを直接修正す
る。
【0059】したがって、本発明では、問題解決の一因
となるようにユーザの知能をフィードバックするための
2つの機構について説明する。1つは、操作ごとにユー
ザが行った選択に関するフィードバックをシステムがメ
タデータにリレーする点である。もう1つは、システム
行動を修正するためにユーザが直接フィードバックでき
る点である。つまり、反復ごとに、ユーザはデータ、メ
タデータ、アルゴリズム、ルール、およびルールの重み
を修正することができる。このようにユーザからこれら
のシステム機能に対して行われるフィードバックを図1
0(図11および図12)に示すが、この図は420、
427、428、(434および454)の拡大図であ
る。
【0060】図10(図11および図12)は、システ
ムに修正を加えるためにユーザが使用できるアクセス・
パスを示す。この例では、データ810は、3つのタイ
プの生データ422、すなわち、アレイA、数学関数
B、ベクトルCを含む。このデータ・ボックスは、メタ
データを計算するためのアルゴリズム426も含むが、
この場合は、最大値を識別するために変数Cを分類する
プログラムが用意されている。この計算の出力は、変数
(max)に関連する424に格納される。所与のルール
固有メタデータを計算するためのアルゴリズム820
は、0〜10の間隔について評価した数値のアレイの空
間周波数を計算し、値80を出力するはずである。計算
値であるルール固有メタデータは、値a1としてメタデ
ータ・アレイ830に格納される。このメタデータは、
ユーザに提供される選択項目のセット458に制約を付
けるのに必要な値を計算するためにこれらの値を使用す
るルール840に供給される。
【0061】ユーザ・フィードバック850は左側余白
に描かれている。反復ごとに850を介して、ユーザ
は、データ810(生データ、メタデータを計算するた
めのアルゴリズム、およびメタデータ)、ルール固有メ
タデータを計算するためのアルゴリズム820、および
ルール固有メタデータ830を自由に修正できる。ユー
ザは、関連データ、アルゴリズムによって計算されたメ
タデータ、およびユーザ提供のメタデータを修正でき
る。また、適用可能であれば、ユーザは、ルール840
と、ルールに関連する重みも修正できる。
【0062】図13は、ユーザ選択からのフィードバッ
クがシステム全体の後続の反復でユーザ選択項目に影響
する様子を示したものである。各行は、選択された操作
A、B、C用の選択項目セット458と、各操作に関連
するメタデータ428およびルール454を示す。3つ
の操作用のメタデータを接続する線(940、403、
407)は、ユーザ選択に関する情報を操作ごとにメタ
データ428にリレーするためのフィードバック機構を
示す。1行目では、ユーザに提供される選択項目のセッ
トが制約を受けておらず、ユーザが前に選択を行ってい
ないことと、現在、ルールが機能していないことを示し
ている。
【0063】第一の反復910では、ユーザは、図13
に菱形で示され、A1というラベルが付いている操作A
用の選択項目を選択する。この選択によって、操作A用
の特定の選択項目が選択される(たとえば、図示されて
いない建築図面用の暫定解決470に適用される屋根の
設計で特定タイプの切妻を選択する)。A1のパラメー
タがメタデータ482に供給され、3つの操作すべての
ユーザ選択に関するメタデータ930として格納され
る。これらのメタデータはルールに供給され、そのルー
ルが、2行目920に示されている次の反復で、ユーザ
に提供される選択項目のセット458を修正する。操作
ごとに、陰影付き領域で示した選択可能な選択項目のサ
ブセットがユーザに提供される。次に、ユーザは、操作
Cについて菱形で示した選択を行い、この選択項目のパ
ラメータがメタデータ428を介してルール454にフ
ィードバックされる。この場合も、操作A、B、C用の
選択項目のセットが修正される。このプロセスは必ずし
もユーザに提供される選択項目の数を制限するものでは
なく、すでに提供されたか選択されたユーザ選択項目を
提供できないわけでもないことに留意されたい。この場
合、C1を選択すると、ユーザに提供される選択項目の
セット458からA1が除外される。この除外の理由
は、操作Aだけが機能中の場合はA1が申し分のない優
れた選択項目であるが、操作AとCの両方が関与し、し
かもC1が選択されている場合は、A1が優れた選択項目
ではなくなるためである。また、その理由としては、操
作Cのルールの方が操作Aのルールより強力であった
か、C1の選択によってA1を無効にするフラグが設定さ
れたか、またはユーザが途中でユーザ提供のメタデータ
540を介してシステムに新しい情報を追加したことが
考えられる。たとえば、所与の切妻を選択すると、所与
のセットの屋根板タイプが提供されるはずであるが、選
択した屋根板が実際にはその他の切妻タイプに最適であ
るため、相対的には最初の切妻選択が受け入れられなく
なることもある。あるいは、美的ルールと照明ルールを
満足するので最初の切妻選択項目が提供されたはずであ
るが、排水を計算するルールも考慮する必要があるとユ
ーザが示すと、最初の切妻選択項目が受け入れられなく
なる可能性がある。
【0064】要約すると、ユーザは、対話方式で操作を
選択して問題解決に参加でき、操作ごとに1組の選択項
目が提供される。ユーザが、1)選択を行う(それによ
り、ユーザ選択に関するメタデータ530を修正する)
か、2)システムに知識を追加する(ユーザ提供のメタ
データ540による)か、3)データ421を修正する
か、4)メタデータを計算するアルゴリズム427を修
正するか、または5)ルール(434、454)、ルー
ルの重み、または操作451を修正するたびに、提供さ
れる選択項目(438、458)も修正されて、ユーザ
の知識、直観、判断、好みを反映する。
【0065】実施例 ここで、本発明の2通りの実施例について説明する。
【0066】1)PRAVDA(データを正確に視覚化
するための知覚的ルール・ベース・アーキテクチャ)
は、ルール・ベースの視覚化システムである。PRAV
DAでは、対話方式で選択したルールが、科学およびエ
ンジニアリング・データについて人工物のない表現を構
築する際にユーザの手引となる。
【0067】2)CRAFT(カラー・ルールおよびフ
ォント・ツール)は、ルール・ベースのユーザ・インタ
フェース・カストマイズ・システムである。CRAFT
では、対話式のルール・ベースの手引が、読みやすく美
的なユーザ・インタフェースとアプリケーションを作成
する際にユーザを支援する。
【0068】どちらのシステムも、人間の知覚、認識、
カラー理論、および美学に関するルールに基づくもの
で、詳細に前述した本発明の実施例である。このアーキ
テクチャは、ルール・ベースの手引をユーザが直ちに利
用できるようにするもので、操作の呼出しに関する制御
権と、これらの操作に制約を付けるルールに関する制御
権をユーザに与えている。この対話式ルール・ベース・
システムは、対話方式で複雑な決定空間全体を案内して
これらの操作を識別するための独自の開発プラットフォ
ームと、最良の解決を提供するこれらの操作のパラメー
タ表示を提供し、その最良の解決が明白にユーザの知識
と判断を取り入れたものになる。
【0069】PRAVDAおよびCRAFTは、知覚ル
ールによって制約を付けた操作を提供するための最初の
対話式システムである。このような手引または知能を提
供しないシステムでそのユーザが選択できる表現スキー
ムは、ユーザの誤解、困惑、または混乱を招く可能性が
あるか、表示された情報をユーザが誤解する原因になる
恐れがある。上記の2通りの実施例は、ユーザの選択を
分かりやすく手引きするために、対話式ルール・ベース
・アーキテクチャと、色、形、動き、および深さの知覚
に関するルールを提供する。本発明では、タスク要求と
美学に関するルールも取り入れている。
【0070】どちらのシステムも、情報の表現に関する
知覚ルールを取り入れている。これらの実施例では、
色、形、グレースケールなどの視覚的特徴によって情報
が表現されるが、塩辛さ、音量、粗さ、知覚重量などの
その他の感覚的特徴に基づくルールにすることもでき
る。これらの特徴の知覚的効果は、人間の知覚系統の研
究における確かな根拠がなければ簡単に予測できないも
のである。多くのコンピュータ・ユーザは、このような
知覚的特徴を変えることができるコンピュータ・システ
ムにたやすくアクセスできるが、その知覚的効果につい
ては何の手引も提供されないため、ユーザは可能性の迷
路で迷い、欲求不満に陥る可能性がある。たとえば、緑
色の半透明スクリーンの後ろに赤い物体が描かれている
と、「緑色がかった赤」に見えるという、知覚不能な結
果が予測されるかもしれない。混色のルールによれば、
この物体は「黄色」に見えるはずである。PRAVDA
では、混色ルールがユーザに提供され、そのルールがル
ール・ベースのオブジェクト・カラー操作などで使用さ
れる。半透明な物体を選択する操作は、その色と半透明
度に関するメタデータとともに、ユーザ選択項目メタデ
ータ530によりその他の物体の色について行った選択
に関するメタデータも受け取る。選択されたその他の物
体が「赤」であって、その「赤さ」に十分大きい重みが
与えられている場合、「緑」という色は458でユーザ
に提供されなくなる。
【0071】本発明の新規な特徴は、ユーザ提供のメタ
データ540を介してシステムにユーザの目標を明白に
取り入れる点である。この特徴は、表現が視覚化の目標
に決定的に依存するような、視覚化のための新規なツー
ルを提供する。目標としては、データ内で知覚された構
造がデータ内の実際の構造と1:1の関係になるよう
な、「同形表現」を作成すること(診断医療用画像処理
で望ましい目標)が考えられる。この場合、データ値は
単調に増加するので、そのデータ変数を表現するために
選択された知覚的特徴の知覚規模または強さも単調に増
加するはずである。刺激の強さと知覚の強さとの力の法
則による関係を記述した、S. S. Stevens(1951)
によるあるクラスの視覚的特徴を使用することができる
が、このような視覚的特徴としては、輝度、色の彩度
(たとえば、「赤さの色調」)、粗さ、音量、塩辛さな
どがある。知覚の尺度は視覚的特徴に限定されず、デー
タと知覚値との関係は単調でありさえすればよいので、
たとえば、アプリケーションが厳密に直線のマッピング
を必要とする場合には、その関係を変換することができ
る。上記以外のタイプの尺度を使用して、連続データ変
数を表すと、実際にはデータに存在しない腫瘍が「見え
る」場合のように、視覚的な人工物(データの構造に関
する誤解)が生まれる可能性がある。視覚化システムで
最も一般的な色の尺度であるレインボウ色相尺度は、単
調ではない色の尺度の一例だが、連続データを表す場合
に一般に適用され、その結果、偽の分割人工物が発生す
る。
【0072】もう1つのタイプの目標は、表示の所与の
特徴が強調表示、誇張、または区分されている表現を作
成することである。この目標を達成するのに使用できる
視覚的特徴については、文献(たとえば、1992年の
Treisman、Rogowitz他)に引用されているが、色、深
さ、動き、ノイズの音量などがある。たとえば、最も重
要なオブジェクトに注意を引きつけるには、そのオブジ
ェクトの色を周囲のオブジェクトとは異なる色にし、周
囲のオブジェクトより明るくする必要がある。あるい
は、連続変数を知覚的に個別の複数領域に区分するため
に、上記の文献の応用例では、<青、緑、黄、橙、赤>
のように意味的に命名可能な少数の色を使用することを
提案している。
【0073】PRAVDAでは、視覚化の目標がユーザ
定義のメタデータ540によってシステムに伝達され
る。このパラメータは、それに応じてカラー選択または
マッピング操作に制約を付けるルール545に供給さ
れ、目標によって制約付けされた新規の視覚化操作を提
供する。
【0074】もう1つの新しいクラスのルールは、デー
タ表現の空間周波数の内容に応じてカラー・マッピング
を行う。データの空間周波数1300に関するメタデー
タ520は、アルゴリズム427によって生データ42
2から計算される。ユーザに提供される色の尺度の選択
項目451はこの値によって決まる。空間変調(空間解
像度、画像「粒子」、「でこぼこ度」370の解像度)
の知覚に関する文献に基づいて、高空間周波数情報13
50が人間の視覚の輝度機構1310によって伝達され
る。このため、高解像度の情報を正確に表すには、輝度
成分が必要になる。
【0075】ルール610は、<生データ、空間周波数
>520をパラメータとして取り、カラー・マップ操作
620にパラメータを送る。この操作の引数は、3種類
の知覚的特徴(色相、彩度、および輝度)によるカラー
情報の表現を含み、ルールから渡されたパラメータは、
458で輝度成分を持つ選択項目だけが提供されるよう
にカラー・マップの選択に制約を付ける。色相だけが変
化し、高空間周波数情報を表すのに必要な輝度の変化を
示さないカラー・マップは提供されない。PRAVDA
では、カラー・マップが知覚的な3Dメートル・カラー
空間を通過するパスになり、この空間を通過するための
ルートと、このパスからサンプリングされたカラーの数
は、操作620のルール・ベースのパラメータ表示によ
って決まる。
【0076】輝度機構1310が果たすこの役割と、色
相機構1320が高空間周波数情報1350の伝達には
不適切であることが、図17に示されている。情報表現
に重要なその他のルールも、この図から引き出すことが
できる。テキスト表示のように、ある色のオブジェクト
を別の色の背景上に表す場合も、この関係に依存する。
たとえば、CRAFTでは、テキストに関して提供され
たカラー選択項目をそのテキストの空間周波数に連係さ
せるための新規のルールを含む。たとえば、テキスト1
360が小さい(活字のサイズが小さい)か、非常に細
い(イタリックまたはクーリエなど)場合は、テキスト
が高空間周波数1350を持っているため、テキストの
輝度が背景とは大幅に異なるようにする必要がある。こ
の原理に基づくルールであれば、テキストの空間周波数
520と背景用として選択された色530をパラメータ
として取り、読みやすいように十分な輝度対比をもたら
すユーザ選択項目458を提供するはずである。空間周
波数が高く1350(小さい文字のテキストまたは細字
のフォントなど)、背景が黄色である場合、白のテキス
トなどは提供されないだろう。しかし、空間周波数が低
い1330(大きい文字のテキストまたは太字のフォン
ト、特に、拡大表示のタイトル用のテキストなど)場合
は、色相機構の方が輝度機構より低空間周波数の場合に
かなり優れた空間解像度を発揮するので、白のテキスト
も提供される可能性がある。(しかし、表示画面上のテ
キストの場合、空間周波数の内容は、読みやすくするた
めに相当な輝度成分を必要とするようなものになること
が多い。)
【0077】上記の例は、空間解像度と色と輝度との精
神物理学的関係から導いたCRAFTのルールの例であ
り、数が多すぎてこの開示に列挙しきれないあるクラス
のルールの例としての役割を果たしている。たとえば、
低空間周波数1330では色相差がテキストの可読度の
一因になるのに対し、高空間周波数では色相差が一因に
ならず、そのため、低空間周波数では色対比を使用して
テキストの可読度を高めることができる。低空間周波数
オブジェクトの場合、オブジェクトの知覚彩度(「カラ
フル度」)も高まるが、これは、大きいオブジェクト同
士を区別する場合は小さいオブジェクト同士を区別する
場合より色相差が小さくて済むという、ワークプレース
設計(ウィンドウの背景カラーの選択など)や視覚化
(オブジェクトのカラー選択など)に使用できるルール
を意味する。
【0078】例1―PRAVDA 図4(図5および図6)は、PRAVDA用のルール・
ベース・アーキテクチャを示す。対話式視覚化システム
用の汎用アーキテクチャでは、結果を生成する操作にデ
ータが供給される。ユーザは、データに適用する操作を
選択して、その結果を検査するが、そのプロセスを反復
することもできる。操作および操作に関連する選択項目
の選択は、ユーザの制御下で行われるが、これは非常に
幅広く柔軟なものになる可能性がある。
【0079】本発明のアーキテクチャでは、メタデータ
424の包含と、選択項目の制約付きセット458およ
び新規のフィードバック機構405が追加されている。
【0080】メタデータとは、データの高レベル記述
で、データに関する情報またはデータを意味する。この
メタデータはルールに供給され、そのルールがこの情報
に基づいて選択された操作の適用に制約を付け、その操
作に関連する一定範囲の適切な選択項目を提供する。
【0081】PRAVDAで典型的なメタデータとルー
ルの操作は、ルール・ベース・カラー・マップの選択で
ある。データを視覚化するための適切なカラーの選択
は、データおよびその他の要因の特性による。たとえ
ば、視覚の研究によれば、高空間周波数情報の内容を持
つデータを正確に表現するには、輝度成分を持つカラー
・マップが必要であると主張したい。この場合、空間周
波数情報はメタデータであり、ルールは空間周波数の内
容と適切なカラー・マップ選択との関係である。メタデ
ータはルールに供給され、そのルールはユーザが選択で
きるカラー・マップのセットに制約を付け、その結果、
データが適切に表現されるのである。
【0082】この場合、ルールは、データの視覚表現に
関連する知覚的なものである。他のタイプのルールも同
じように適用できる。たとえば、特定タイプのマップお
よびタスク(たとえば、海上輸送ルートの効率的な計画
対 汚染源所在地に関する規制決定 対 天気データ
の分析)に適した地図作成投影法を指定する定義域固有
ルールはこの設計で実施できる。同様に、データベース
・システムへの照会を生成するためのルールは、このア
ーキテクチャを使用して対話方式で適用できる。
【0083】図4(図5および図6)は、本発明の設計
全体を示すブロック図400である。この設計は、先行
技術の対話式システムの中核から派生し、前述のルー
ル、メタデータ、制約付き操作(選択項目のセット)、
および新規のフィードバック機構が追加されている。P
RAVDAの一実施例は、科学およびエンジニアリング
・データの分析および視覚化のための先行技術による対
話式システム、IBM Visualization Data Explorer(I
BMの商標)を使って構築されている。しかし、本明細
書に記載した発明は、データ・エクスプロアラをベース
とする実施態様に限定されない。
【0084】PRAVDAでは、科学またはエンジニア
リング・データ420がシステムに投入される。生デー
タ422はメタデータ424で記述する必要があるが、
メタデータは生データに直接関連付けるか、具体的な計
算アルゴリズム426によって導き出してもよい。デー
タ・エクスプロアラをベースとする実施態様では、ユー
ザは、前記データに適用可能な操作について幅広い選択
範囲430を有し、その中にはPRAVDA操作が含ま
れる。PRAVDA以外の操作については、前記操作を
呼び出すために広範囲の選択項目(おそらく無限)が用
意されている。ユーザが選択したPRAVDA操作44
0の場合は、ルールまたはルールのセット454が呼び
出され、そのルールは提供される選択項目をデータおよ
びアプリケーションに適した選択項目458だけに限定
する。ユーザが488で所望の選択項目を選択すると、
その操作がデータに適用されて、暫定結果470が得ら
れる。ユーザの選択は、新規のフィードバック機構40
5を介してメタデータ428を更新するために使用され
る。ユーザはその結果410を評価した上で、提供され
る選択項目からの別の選択488、異なる操作/ルール
の選択486、メタデータの変更475、新しいデータ
の獲得420、またはそれらのすべてを行うことができ
る。
【0085】たとえば、ユーザは、宇宙船ベースの計器
装備から得た地球の大気中のオゾン密度の測定値420
を研究することができる。また、ユーザは、これらのデ
ータを視覚化するためにデータに色を付けるための操作
441を選択することもできる。視覚化は、その年の具
体的な日付の地球全体のオゾン密度を示す表示になる場
合もある。スイッチ452でルール装置を切り替えるこ
とで、ユーザがPRAVDAルール・ベース操作の使用
を選択した場合は、カラー・マップ用に提供される選択
項目の選択451は、図7に概要を示す各種クラスのメ
タデータおよびルールによって制約付けされる。
【0086】ルール500に対して提供される4通りの
クラスのメタデータは、メタデータ構造500の列とし
て識別され、図示されている。PRAVDAでは、これ
らは、データ420に適用されるルールに必要なデータ
510と、生データからアルゴリズムによって計算され
た情報または生データとともにその他の方法で提供され
る情報520と、特定の操作に関するユーザ選択の選択
項目530と、データまたは行われるプロセスあるいは
その両方に関するユーザ提供の情報540である。PR
AVDAのルールにとって重要と思われる1つのタイプ
のデータ420は、「補助」と呼ばれ、データ測定値が
一部の座標系で取られるか計算されるような実際の数値
データの値に関連するデータである。このような補助デ
ータは関連データのメタデータ510になるはずであ
る。
【0087】PRAVDAでは、補助データ510が生
データと同じように格納されている(生データが入って
いるデータ・エクスプロアラ・フィールド・オブジェク
トの構成要素など)のに対し、残りのメタデータ52
0、530、540はデータ・エクスプロアラ・オブジ
ェクトの属性になっている(フィールドなど)。オゾン
の例では、補助データ510は、具体的な地理的な位置
に関して有効な測定値が得られるかどうかを含む可能性
がある。オゾン・データのカラー表示用に適切な選択項
目のセットを提供するため、導出したメタデータ520
は、実施例では測定値の空間周波数を含む場合もある。
陸地の海岸線を重ね合わせたカラー表示としてオゾン・
データを表示する場合、海岸線の色はユーザ選択の選択
項目メタデータ530になる。このため、海岸線を白線
で描く場合は、オゾン・データの表示用としてユーザに
提供されるカラーの選択項目から白が除外される。密度
が低い相対的に消耗している領域を強調表示することが
オゾン視覚化の目標であれば、その目標がユーザ提供の
メタデータ540になる。このようなメタデータは、オ
ゾン消耗領域を消耗していない領域から線引きするため
に個別の色相のセットが提供されるようにカラー選択に
制約を付ける場合に使用する。
【0088】PRAVDAの実施例では、すべてのデー
タとメタデータがデータ・エクスプロアラ・フィールド
・オブジェクト内に格納される。データ・エクスプロア
ラ・フィールド・オブジェクトFは、データそのもの
と、データが空間で位置する場所と、これらの位置の相
互関係を含む、各種の構成要素を含んでいる。オゾンの
例のFは、F内の測定値が使用可能なそれぞれの地理的
位置で有効かどうかを識別する補助データの構成要素d
1(関連データ510)、空間周波数メタデータa1(ア
ルゴリズムによって計算されたメタデータ520)、海
岸線の重なりの色s1(ユーザ選択のメタデータ53
0)、視覚化の目標u1(ユーザ提供のメタデータ54
0)など、4通りのタイプのメタデータ500をすべて
含む可能性がある。このため、データ・エクスプロアラ
・フィールド・オブジェクトFは、F={データ,メタ
データ}={データ,(d1,a1,s1,u1)}で表現
される。第一の反復(図8)では、ルールの適用によっ
て、ユーザが自主的に選択した海岸線の重なりの色を含
まない1組のオゾン・カラー選択項目458がユーザに
提供される。したがって、提供されるカラーはメタデー
タ500に基づくものになる。次にユーザは、海岸線の
重なりとともにオゾン・データを表示するために1組の
カラー451を選択する。その暫定結果470を検査し
た後、ユーザは、オゾンの空間分布の同形表示を検討す
ることを決定する。その後、メタデータ540は、新規
のフィードバック機構405によってu1として変更さ
れる。第二(およびそれ以降)の反復については図9に
示す。カラー・マッピング操作のルールは同じである可
能性があるが、ユーザ提供のメタデータ540に1つの
変更が行われたため、別のセットの選択項目、すなわ
ち、海岸線の重なりの色である白を含まない、オゾンの
変化に対応する輝度の変化に基づく色彩計画が提供され
る。同様に、海岸線の重なりs1が白ではなくマゼンタ
になるようにユーザ選択に関するメタデータ530を変
更すると、輝度ベースのカラー・マップの選択項目とし
て、白を含む新しい選択項目のセットが提供される。こ
の場合、メタデータは、海岸線の重なりの色を含まない
ように、提供される選択項目に制約を付ける。
【0089】PRAVDAのその他の可能な実施例は、
IBMビジュアライゼーション・データ・エクスプロア
ラに基づく場合と基づかない場合があるが、このような
実施例で使用する選択項目の制約は、操作そのものに関
するか、具体的な操作に関連する選択項目に関するかは
問わず、汎用関数である。使用可能な多数の操作のセッ
ト430(またはある操作用の選択項目451)から、
関連操作のサブセット438(またはある操作用の選択
項目458)だけがユーザに提供され、そのサブセット
からユーザが1つまたは複数の操作を選択する。選択項
目のセットは、メタデータ428を使用するルール43
4の呼出しに基づくが、そのメタデータはアルゴリズム
427によってデータ420から導出することができ
る。いずれの場合も、選択461は、その後のPRAV
DA操作用のメタデータになる。
【0090】PRAVDAのすべてのルールは、前述の
オゾン・データの色付けと同じように機能する。たとえ
ば、操作の選択441が実現方法の1つである場合、ア
ルゴリズムによって計算されたメタデータ520は、そ
のデータが2次元か3次元かと、そのデータの性質がス
カラーかベクトルかを示す。ユーザ提供のメタデータ5
40は、連続表示と離散表示のどちらが適切かをルール
に示す。メタデータ520と540の組合せに基づい
て、ルールの動作に応じて別の実現選択項目のセット4
58がユーザに提供される。たとえば、次の表は、ユー
ザが選択できる実現操作の選択項目630のうち、図8
に示す機構を介してメタデータ500を操作するルール
610によって識別されるものを示す。これらの選択項
目は、メタデータd5およびu5に基づいてルールが決定
する。
【0091】 関連データ ユーザ提供のメタデータ530(実現タイプ) メタデータ520 (データ・タイプ) u5=連続 u5=離散 ---------------------------------------------------------------------- d5=2d スカラー カラー・マップ、異形表面 等高線、点 d5=3d スカラー カラー・マップ、不透明度マップ 同表面 d5=2d ベクトル 流線 矢印 d5=3d ベクトル 流線 矢印
【0092】暫定結果470を検査すると、メタデータ
428またはデータ420が変更される場合もある。た
とえば、図9に示すような以降の反復では、このような
変更のために、別のセットの操作の選択項目がユーザに
提供される。たとえば、ベクトル場の規模を計算する新
しい操作435を導入すると、関連メタデータ520が
変更される。同じルール710に異なるメタデータが提
供され、その結果、別のセットの選択項目730が発生
する。
【0093】もう1つのクラスのユーザ提供のメタデー
タ540は、処理結果である視覚化の使い方に関連する
場合もある。たとえば、PRAVDAによって生成され
た視覚化がコンピュータ・ワークステーション332の
画面上に表示されるのではなく、ビデオに記録される場
合、その情報は、選択のために提供されるカラーの選択
項目(すなわち、最大彩度80%)を単一ピクセル線の
使用に制限する(すなわち、幅が3ピクセル未満の線は
使用できなくなる)。PRAVDAのすべての動作と同
様、ユーザは、提供される選択項目の使用について最終
決定を行う。
【0094】PRAVDAのルールは、定義域固有のも
のである場合もあり、そのため、ユーザ提供のメタデー
タ540になる。たとえば、視覚化するデータが地表に
関する情報に関連する場合、表示の地図作成投影法用の
ルール・ベース操作が使用できる。具体的なルールのた
めの関連データ510は、視覚化するデータの地理的範
囲を示すが、適切な投影方法だけを指定するにはこれで
十分である。視覚化の目標に関するユーザ提供のメタデ
ータ540は、カラー選択で行ったように、関連選択項
目の数をさらに制限する。
【0095】データ・エクスプロアラにおけるPRAV
DAの実施例では、ユーザは、どのルールを呼び出すか
454を選択できるだけでなく、暫定結果470に関す
るユーザの評価に基づいて、ルール・ベース操作486
を検査および変更することもできる。データ・エクスプ
ロアラの実施例は、視覚的プログラムを作成するために
マウス324を介して線で結ぶことによってその実行順
序が示される、グラフィック・アイコンを介して操作を
指定するための視覚的プログラミング機構を提供する。
ルール・ベース操作を表すアイコンは、別の視覚的プロ
グラムで構成できるが、そのプログラムはその後の反復
のためにユーザの判断でオープンして修正することがで
きる。この視覚的プログラムは、対話方式で解釈され
て、指定の操作を呼び出す。さらに、データ・エクスプ
ロアラの実施例は、記号(スクリプト)言語も含む。P
RAVDAの諸操作は、この言語で記号式に指定し、キ
ーボード入力装置322を介してコンピュータ・システ
ムに入力された通りに解釈することができる。PRAV
DAの諸操作は、標準のテキスト・エディタを介して検
査し、その後の反復のためにユーザの判断で修正するこ
ともできる。この実施例ではデータ・エクスプロアラを
使用しているが、PRAVDAの操作は、解釈的操作指
定(記号言語、視覚的プログラミングなど)を含む他の
拡張可能な先行技術の対話式システムで実現することも
可能である。
【0096】図10(図11および図12)は、データ
およびメタデータを格納し収納するための機構を示す。
データ・エクスプロアラの実施例PRAVDAでは、デ
ータ・エクスプロアラのフィールド・オブジェクトの構
成要素として、数値の列422としてデータが格納81
0される。メタデータ424を導出するのに使用するア
ルゴリズム426は、データまたはメタデータあるいは
その両方を入力として受け入れて、メタデータ424を
生成する。このメタデータは、データを属性810とし
て含むデータ・エクスプロアラ・オブジェクトに関連付
けられている。同様に、ユーザ選択に関するメタデータ
530も属性として格納される。たとえば、メタデータ
に適用されるアルゴリズム820を使用して、ユーザに
提供される選択項目の範囲を決定する。前記アルゴリズ
ムの結果もメタデータ530として格納される。ユーザ
は、(暫定結果470の検査後)反復ごとにメタデータ
またはデータを修正することができる。
【0097】データ・エクスプロアラの実施例PRAV
DAでは、ユーザは、グラフィカル・ユーザ・インタフ
ェース、視覚的プログラミング、または記号言語プログ
ラミングにより広範囲の機能またはルール・ベース機能
から選択する。このグラフィカル・ユーザ・インタフェ
ースでは、マウス324などのポインティング・デバイ
スによって操作が識別され、視覚的プログラミングで
は、機能およびその実行順序が画面アイコンおよびアイ
コン同士の接続線を描くことによりグラフィック方式で
選択され、記号言語プログラミングでは、キーボード入
力装置322によってその記号名を入力することで操作
が指定される。PRAVDAの実施例ではIBMのビジ
ュアライゼーション・データ・エクスプロアラを使用し
ているが、複数の先行技術による異種対話式システムを
表す他の実施例を各種のソフトウェア・プラットフォー
ムで確立することも可能である。いずれの場合も、これ
らのルール・ベース操作がデータとメタデータを受け取
る。前提メタデータが提供されない場合、これらの操作
は、前提メタデータについて受け取ったデータに照会す
るか、アルゴリズムを介してその情報を導出する。この
メタデータに基づいて、適切な選択項目のセットを提供
するためのルールが呼び出される。
【0098】例2―CRAFT 本発明のもう1つの実施例は、CRAFT(カラー・ル
ールおよびフォント・ツール)と呼ばれている。CRA
FTの目的は、コンピュータの表示画面の各種領域用に
互換性のある1組のカラーとフォントを選択するために
ユーザを手引することである。
【0099】図14は、使用中のCRAFTシステムの
典型的な表示画面1001を示す。
【0100】画面1001のウィンドウ1002は、暫
定結果470を示しているが、これは実際は提案された
表示画面のテンプレートである。
【0101】ここでは4つの操作441が選択されてい
る。これらの操作は、領域ごとのカラーの選択で、「ウ
ィンドウ1背景」1003、「ウィンドウ1テキスト」
1004、「ウィンドウ2背景」1005、および「ウ
ィンドウ2テキスト」1006である。画面1001の
ウィンドウ1007、1008、1009、および10
10は、それぞれの領域のカラーに関してユーザに提供
される操作選択項目のセット458を示している。実施
例では、各選択項目の必要度を示すようにそれぞれのセ
ットが順に並べられ、最良選択項目がそのウィンドウの
左上隅に示される。たとえば、「ウィンドウ1背景」1
003用の最良選択項目は、ウィンドウ1007に示さ
れるカラー1012である。提供されるカラー選択項目
は、任意の3次元メートル・カラー空間内の空間位置の
順に並べることもできる。
【0102】画面1001のウィンドウ1011は、C
RAFTシステムの動作方法を管理する1組のルール4
54を示す。図15はこのようなルールの例を示してい
る。それぞれのルール1101〜1105は4つの部分
で構成されている。各部分には、重要度番号1106〜
1110が付き、その後にデータ構成要素1111〜1
115、関係1116〜1120、別のデータ構成要素
1121〜1125が順に続いている。
【0103】ルール1101〜1102は、操作441
に対応する各種領域のカラーの1つの特徴間の関係を形
成する。たとえば、輝度はあるカラーの1つの特徴で、
データ構成要素1111は「ウィンドウ1テキスト」1
004の前景カラーの輝度を表し、データ構成要素11
21は「ウィンドウ1背景」1003のカラーの輝度を
表す。
【0104】ルール1103は、操作441に対応する
各種領域のカラーのすべての特徴間の関係を形成する。
たとえば、データ構成要素1113は「ウィンドウ1背
景」1003のカラーのすべての特徴を表し、データ構
成要素1123は「ウィンドウ2背景」1005のカラ
ーのすべての特徴を表す。
【0105】あるルールの重要度1106〜1110
は、そのルールの累積効果を他のルールの累積効果との
相関関係によって修正する。ルールの重要度を使用する
と、競合データに直面したときのシステム行動の制御を
調整するか、単に所望の効果が得られるようにルール間
のバランスをとることができる。実施例では、数値0.
5を重要度のベキ数分累乗することによって、ルールの
実際の重みがその重要度から導出される。したがって、
重要度2のルール1103は重要度1のルール1101
の重みの半分になり、重要度3のルール1104は重要
度2のルール1103の重みの半分になり、重要度1の
ルール1101の重みの1/4になる。
【0106】あるルールによって関係づけられるデータ
構成要素は、一定カラーであるオレンジ1112などの
関連メタデータ510になる可能性がある。また、デー
タ構成要素は、カラー1111および1121の輝度ま
たはあるフォントの空間周波数などの、アルゴリズム5
20によって計算されたメタデータ428になる可能性
もある。また、データ構成要素は、フィードバック40
5によってシステムが提供する、ユーザがすでに選択し
た選択項目に関するメタデータ530になる可能性もあ
る。
【0107】CRAFTでは、ほぼ等しい場合1119
や、まったく等しくない場合1116など、どの関係も
不正確である。データ構成要素間の差が等しいと効果が
等しくなる、ほぼ等しい場合1119などのように、関
係が線形になる場合もある。また、データ構成要素間の
差が大きいと差が小さいときより効果が強調される、ま
ったく等しくない場合1116などのように、関係が非
線形になる場合もある。
【0108】ルール1101は、「ウィンドウ1テキス
ト」前景1004のカラーの輝度が「ウィンドウ1背
景」1003のカラーの輝度とまったく等しくないこと
を示している。このルールによって、ウィンドウ100
3のテキストについてコントラストの強い可読度が保証
される。知覚ルール1101は、重要度が低いルール1
103および1104の条件を上回る可読度を保証する
ために最優先度1106が与えられている。これらのル
ールも「ウィンドウ1」1003のカラーに関するもの
である。
【0109】ルール1102は、同様にウィンドウ10
05のテキストについてコントラストの強い可読度を保
証する。
【0110】ルール1103は、「ウィンドウ1背景」
1003の背景カラー1113が「ウィンドウ2背景」
1005の背景カラー1123とほぼ等しくないことを
示している。これには、両方のウィンドウを区別する効
果がある。両方のウィンドウの区別はウィンドウ内の可
読度を保証することより重要度が低いため、ルール11
03は、ルール1101および1102の優先度110
6および1107より低い優先度1108が与えられて
いる。
【0111】ルール1104は、「ウィンドウ1背景」
1003の背景カラー1114があらゆる点で一定カラ
ーであるオレンジ1124とほぼ等しいことを示してい
る。これには、ウィンドウの実際の背景カラーをオレン
ジに近い色、すなわち、オレンジ、明るいオレンジ、赤
茶けたオレンジなどにする効果がある。ウィンドウの実
際のカラーはテキストの可読度や、異なるウィンドウ背
景カラー間の区別より重要度が低いため、ルール110
4は、優先度1106のルール1101および優先度1
108のルール1103より低い優先度1109が与え
られている。
【0112】同様に、ルール1105は、「ウィンドウ
2背景」1005の背景カラー1115があらゆる点で
一定カラーであるオレンジ1125とほぼ等しいことを
緩やかに保証する。ウィンドウの実際のカラーはテキス
トの可読度や、異なるウィンドウ背景カラー間の区別よ
り重要度が低いため、ルール1105は、優先度110
7のルール1102および優先度1108のルール11
03より低い優先度1110が与えられている。
【0113】システム動作中に、ユーザは、いくつかの
方法で画面テンプレートの外観という暫定結果1002
を調整することができる。ユーザは、ウィンドウ100
7、1008、1009、または1010のいずれかで
提供された選択項目458から選択486することがで
きる。また、ユーザは、ウィンドウ1111でルール4
54を修正486することもできる。
【0114】図16は、CRAFTのルールが相互に機
能する様子およびユーザの対話で機能する様子を示して
いる。システムの現行状態全体(すなわち、ユーザ選択
項目461、その他のルール454、メタデータ42
8、およびアルゴリズム427)が、ルールの機能に影
響する。すべてのルールの累積効果が協力して、操作選
択項目458を生成する。
【0115】図16は、選択ウィンドウ1207を介し
てユーザが「ウィンドウ1」1203の背景カラーを選
択した後の表示画面1201を示している。選択ウィン
ドウ1207は、領域1203について選択1212が
行われたことを示している。ウィンドウ1202は、更
新済みカラー1203を含む新しい暫定結果470を示
している。選択ウィンドウ1209で提供されるカラー
選択項目1213は、ルールによる選択の効果によっ
て、ウィンドウ1009に示されていたもの1013と
は異なっている。また、選択ウィンドウ1208で提供
されるカラー選択項目1214も、ルールによる選択の
効果によって、ウィンドウ1008に示されていたもの
1014とは異なっている。
【0116】画面1001のウィンドウ1007〜10
10でカラー選択461を行うことに加え、ユーザは、
画面1001のウィンドウ1011に表示されているル
ール454を変更486することができる。ウィンドウ
1011で共通のテキスト・エディタを使用すれば、ユ
ーザは、ルール454の変更、ルール454からの削
除、またはルール454への追加を行うことができる。
ルール・セット454の一部を変更すると、変更された
パラメータの影響を受けるすべての操作に関してシステ
ムが以降の選択項目を提供する方法を変更できるよう
に、ルール・セット全体がCRAFTシステムによって
再評価される。
【0117】たとえば、ルール1103の重要度110
8が2から4に変更されたとする。その変更によって、
このルールの重要度がルール1104および1105の
重要度1109および1110より低くなるので、ウィ
ンドウ背景カラー間を区別する傾向が低くなり、両方の
背景カラーがオレンジに近い色になる傾向が高くなるは
ずである。このような場合、画面1201のウィンドウ
1209は、より優先度の高いオレンジに近い色の選択
項目を含む新しいカラー選択項目のセット458を提供
するはずである。
【0118】実施例では、図15に示すルール構文に従
ってルール・セットの各ルールを解釈することによって
システムが機能する。メタデータ428によってサポー
トされるカラーおよびフォントの各種の特徴としては、
カラーの輝度、カラーの強度、カラーの色調、カラーの
彩度値、フォントの高さ、フォントの幅、フォントの空
間周波数などがある。システムは、可能な選択項目45
8および可能な操作441ごとにスコアを1つずつスコ
アの列に入れて保管する。それぞれのルールは、lex
およびyacc(UNIXおよびその他のオペレーティ
ング・システム上の標準ユーティリティとして提供され
る。UNIXはAT&Tの登録商標である。)などの諸
機能によって解釈される。各ルールの解釈中に、システ
ムは、ルールの重要度から導出したルールの重みによっ
て修正された通りに、ルールで使用する各操作で可能な
それぞれの選択項目のスコアを蓄積する。その後、それ
ぞれの選択項目のセット451はその合計スコアの降順
に分類され、最優先選択項目、つまり、所与の限界値を
超えるスコアを持つ選択項目が458でユーザに提供さ
れる。
【0119】ここでは、カラー選択に関連するデータ、
メタデータ、およびルールを中心に説明してきたが、C
RAFTは、フォント選択に関連するデータ、メタデー
タ、およびルールもサポートする。また、CRAFT
は、フォントおよびカラー選択がルールによって連係さ
れるという新規の特徴を取り入れている。選択したカラ
ーの色調とは無関係に、各オブジェクトとその背景との
輝度対比が優れた検出性と可読度を得るのに十分になる
よう保証するために、これらのルールは、空間周波数と
輝度との既知の関係を取り入れている。これは、コンピ
ュータの表示および印刷アプリケーションに一般に見ら
れる高空間周波数1350のテキストの場合に必要な輝
度対比の量とオブジェクトの空間周波数との逆の関係を
含む。
【0120】この開示を見れば、当業者が本発明者の考
察の範囲内の代替実施態様を考え出せることに留意され
たい。たとえば、本発明400は、先行技術のエキスパ
ート・システム100、対話式システム200、または
別の対話式ルール・ベース・システム400からそのデ
ータ420を受け取る対話式ルール・ベース・システム
にすることも可能である。また、本発明400の暫定結
果470は、先行技術のエキスパート・システム10
0、対話式システム200、または別の対話式システム
400に提供することも可能である。この着想は、これ
らのシステムの複数レベルでシステムが作成されるまで
継続するはずである。さらに、本発明の各部分は、エキ
スパート・システム100または対話式システム200
で置き換えることもできる。たとえば、典型的な選択済
み操作441は、ユーザが461から選択した関連選択
項目セット451および提供選択項目セット458を有
する。1つまたは複数の操作ごとに、これらの機能を対
話式システム200またはエキスパート・システム10
0で置き換えることも可能である。あるいは、データ4
20、操作セット430、提供操作438、および操作
のユーザ選択435をエキスパート・システム100ま
たは対話式システム200で置き換えることができる。
【0121】まとめして、本発明の構成に関して以下の
事項を開示する。
【0122】(1)データを格納するための手段と、そ
れぞれの操作がその操作に関連する1つまたは複数の操
作選択項目からなる選択項目セットを有する、1つまた
は複数の操作からなる操作セットと、それぞれのルール
・セットが1つの選択項目セットに関連付けられ、1つ
または複数のルール・セットがそれに関連する選択項目
セットに制約を付ける1つまたは複数のルールを有す
る、1つまたは複数のルール・セットと、操作および操
作選択項目に関するユーザの1つまたは複数の選択を監
視し、ユーザ選択に関する情報をルール・セットにフィ
ードバックするフィードバック機構であって、制約付き
関連選択項目セットのうちの1つまたは複数の選択項目
セットが、コンピュータ・システムの出力手段上で提供
セットとしてユーザに提供されるその操作選択項目の一
部のサブセットを持つように、1つまたは複数のルール
・セット内の1つまたは複数のルールが選択情報を使用
して、それに関連する選択項目セットに制約を付けるフ
ィードバック機構とを含み、ユーザが1つまたは複数の
提供セットから選択項目を選択して、操作を選択し、選
択された操作および選択された選択項目がデータに適用
されて、出力手段上でユーザに提示される暫定結果を生
成することを特徴とする、対話式ルール・ベース・コン
ピュータ・システム。 (2)それに関連する選択項目セットに制約を付ける1
つまたは複数のルール・セットをユーザが選択できるこ
とを特徴とする、上記(1)に記載のシステム。 (3)ユーザ選択情報が、1つまたは複数のルール固有
メタデータ手段にフィードバックされ、それぞれのルー
ル固有メタデータ手段が、そのルール・セットに関連す
るルール固有メタデータ手段からユーザ選択情報にアク
セスする1つまたは複数のルールを有するルール・セッ
トに関連付けられていることを特徴とする、上記(1)
に記載のシステム。 (4)それに関連するルール・セットによってアクセス
されるメタデータ手段内の情報をユーザが変更できるこ
とを特徴とする、上記(3)に記載のシステム。 (5)メタデータ・アルゴリズムがメタデータ手段にメ
タデータを提供することを特徴とする、上記(3)に記
載のシステム。 (6)ユーザがメタデータ・アルゴリズムを変更できる
ことを特徴とする、上記(5)に記載のシステム。 (7)ユーザが1つのルール・セット内の1つまたは複
数のルールを変更できることを特徴とする、上記(1)
に記載のシステム。 (8)1つまたは複数のルール・セット内の1つまたは
複数のルールの重要度を反映するために、ユーザがルー
ルの重みを選択することを特徴とする、上記(1)に記
載のシステム。 (9)ルールの重みを使用して、ルール間の競合を解消
することを特徴とする、上記(8)に記載のシステム。 (10)暫定結果が不完全なものであることを特徴とす
る、上記(1)に記載のシステム。 (11)提供されたセットが2つまたはそれ以上の操作
選択項目を持つように、1つまたは複数のルール・セッ
トに含まれるルールがそれに関連する選択項目セットに
部分的に制約を付けることを特徴とする、上記(1)に
記載のシステム。 (12)1つまたは複数の操作、その操作に関連する選
択項目セット、およびその選択項目セットに制約を付け
るルールがエキスパート・システムであることを特徴と
する、上記(1)に記載のシステム。 (13)データを格納するための手段と、それぞれの操
作がその操作に関連する1つまたは複数の操作選択項目
からなる選択項目セットを有する、1つまたは複数の操
作からなる操作セットと、それぞれのルール・セットが
1つの選択項目セットに関連付けられ、1つまたは複数
のルール・セットがそれに関連する選択項目セットに制
約を付ける1つまたは複数のルールを有する、1つまた
は複数のルール・セットと、操作セットに関連し、その
操作セットに制約を付けるための1つの操作ルール・セ
ットと、操作および操作選択項目に関するユーザの1つ
または複数の選択を監視し、ユーザ選択に関する情報を
ルール・セットにフィードバックするフィードバック機
構であって、制約付き関連選択項目セットのうちの1つ
または複数の選択項目セットが、提供セットとしてユー
ザに提供されるその操作選択項目の一部のサブセットを
持ち、制約付き操作セットが、コンピュータ・システム
の出力手段上で提供操作セットとしてユーザに提供され
るその操作の一部のサブセットを持つように、1つまた
は複数のルール・セット内の1つまたは複数のルールが
選択情報を使用して、それに関連する選択項目セットに
制約を付けるフィードバック機構とを含み、ユーザが1
つまたは複数の提供セットから選択項目を選択して、提
供操作セットから操作を選択し、選択された操作および
選択された選択項目がデータに適用されて、出力手段上
でユーザに提示される暫定結果を生成することを特徴と
する、対話式ルール・ベース・コンピュータ・システ
ム。 (14)操作セットに対する制約がユーザによって切替
え可能であることを特徴とする、上記(13)に記載の
システム。 (15)ユーザがルール・ベース・コンピュータ・シス
テムと対話する方法において、1つまたは複数の操作を
有する提供操作セットと、1つまたは複数の提供選択項
目セットをユーザに提示するためのシステム出力手段を
表示するステップであって、それぞれの提供選択項目セ
ットが1つの選択項目セットのサブセットであり、それ
ぞれの選択項目セットが1つの操作に関連する1つまた
は複数の操作選択項目を有するステップと、ユーザが、
提供操作セットから1つまたは複数の操作を選択し、1
つまたは複数の提供選択項目セットから1つまたは複数
の選択項目を選択するステップと、1つまたは複数のル
ール・セットに選択に関する情報をフィードバックする
ステップであって、それぞれのルール・セットが1つの
選択項目セットに関連付けられ、1つまたは複数のルー
ル・セット内の1つまたは複数のルールが、選択情報を
使用するそれに関連する選択項目セットに制約を付け
て、出力手段上に提示される提供選択項目セットである
サブセットを生成するステップとを含み、選択された操
作および操作選択項目がデータに適用されて、暫定結果
を生成することを特徴とする方法。 (16)データを格納するための手段と、それぞれの操
作がその操作に関連する1つまたは複数の操作選択項目
からなる選択項目セットを有する、1つまたは複数の操
作からなる操作セットと、それぞれのルール・セットが
1つの選択項目セットに関連付けられ、1つまたは複数
のルール・セットがそれに関連する選択項目セットに制
約を付ける人間の知覚に関する1つまたは複数のルール
を有する、1つまたは複数のルール・セットと、操作お
よび操作選択項目に関するユーザの1つまたは複数の選
択を監視し、ユーザ選択に関する情報をルール・セット
にフィードバックするフィードバック機構であって、制
約付き関連選択項目セットのうちの1つまたは複数の選
択項目セットが、コンピュータ・システムの出力手段上
で提供セットとしてユーザに提供されるその操作選択項
目の一部のサブセットを持つように、1つまたは複数の
ルール・セット内の1つまたは複数のルールが選択情報
を使用して、それに関連する選択項目セットに制約を付
けるフィードバック機構とを含み、ユーザが1つまたは
複数の提供セットから選択項目を選択して、操作を選択
し、選択された操作および選択された選択項目がデータ
に適用されて、知覚的に意味のある方法で出力手段上で
ユーザに提示される暫定結果を生成することを特徴とす
る、対話式ルール・ベース・コンピュータ・システム。 (17)輝度が単調に変化するカラー・マップを使用し
て、画像の連続変化の表示を改善するために、1つまた
は複数のルールが高空間周波数の画像に制約を付けるこ
とを特徴とする、上記(16)に記載のシステム。 (18)テキストのフォントの活字面が細かくなるにつ
れて、テキスト表現とテキストの背景との輝度の差が増
大することを特徴とする、上記(16)に記載のシステ
ム。 (19)テキストのフォントの活字面のサイズが小さく
なるにつれて、テキスト表現とテキストの背景との輝度
の差が増大することを特徴とする、上記(16)に記載
のシステム。
【0123】
【発明の効果】 【図面の簡単な説明】
【図1】典型的な先行技術のルール・ベース・システム
のブロック図である。
【図2】典型的な先行技術の対話式システムのブロック
図である。
【図3】本発明を実行する典型的なコンピュータ・シス
テムのブロック図である。
【図4】本発明の実施例の全体ブロック図の構成を示す
図である。
【図5】本発明の実施例の全体ブロック図の一部であ
る。
【図6】本発明の実施例の全体ブロック図の一部であ
る。
【図7】メタデータ構造を示す図である。
【図8】本発明の1回の反復でメタデータ、ルール、お
よび操作が対話する様子を示す、汎用実施例の図であ
る。
【図9】メタデータの変更が本発明の反復に影響する様
子を示す、汎用実施例の図である。
【図10】ユーザ・フィードバックを示す図の構成を示
す図である。
【図11】ユーザ・フィードバックを示す図の一部であ
る。
【図12】ユーザ・フィードバックを示す図の一部であ
る。
【図13】本発明の反復でユーザ・フィードバックが提
供選択項目および選択に影響する様子を示す図である。
【図14】第二の実施例(Craft)のシステム出力
を示す図である。
【図15】Craft用の好ましいルールの構造と、そ
のルールが適用される様子を示す図である。
【図16】適用されたルールの効果を示す、Craft
のシステム出力を示す図である。
【図17】実施例で使用する新規の知覚ルールに定義さ
れた関係を示すグラフである。
【符号の説明】
110 ユーザ 405 フィードバック機構 420 データ 422 生データ 424 メタデータ 426 メタデータを計算するためのアルゴリズム 427 アルゴリズム 428 ルール固有メタデータ 430 操作のセット 434 ルール 438 提供操作セット 458 提供選択項目セット 470 暫定結果
フロントページの続き (72)発明者 ディビッド・アラン・レーベンホースト アメリカ合衆国07675 ニュージャージー 州ウッドクリフ・レーク ウッドクレス ト・ドライブ 73 (72)発明者 ロイド・アラン・トレイニッシュ アメリカ合衆国10598−1151 ニューヨー ク州ヨークタウン・ハイツ ワイルドウッ ド・コート 757

Claims (19)

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