JPH10333912A - Fuzzy rule preparation method and device therefor - Google Patents
Fuzzy rule preparation method and device thereforInfo
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- JPH10333912A JPH10333912A JP9138425A JP13842597A JPH10333912A JP H10333912 A JPH10333912 A JP H10333912A JP 9138425 A JP9138425 A JP 9138425A JP 13842597 A JP13842597 A JP 13842597A JP H10333912 A JPH10333912 A JP H10333912A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、文字認識や音声
認識といった未知パターンが所属するクラスを識別する
処理に用いるファジイルールを、サンプルデータについ
てコホーネン型ニューラルネットワークの自己組織化学
習を行なうことによって、作成する方法および装置に関
する。The present invention relates to a fuzzy rule used for identifying a class to which an unknown pattern such as character recognition or voice recognition belongs by performing self-organizing learning of a Kohonen-type neural network on sample data. A method and apparatus for making.
【0002】[0002]
【従来の技術】未知のパターンの認識に先立ち、サンプ
ルデータを用いてパターン認識用のファジイルールを作
成する従来の方法の一例が、文献1:「第11回ファジ
イシステムシンポジウム講演論文集、pp815−81
8、1995」に、「構造学習と忘却学習を用いたファ
ジイ・ニューラルネットワークによるファジイ・ルール
の抽出」と題されて開示されている。この文献に開示の
技術によれば、後述の発明の実施の形態の欄において比
較例として説明するように、先ず、サンプルデータに含
まれる、各所属クラスのサンプルパターンを用いて、コ
ホーネン型ニューラルネットワークの自己組織化学習を
行なう。そして、この自己組織化学習の結果として得ら
れる重みベクトルを用いて初期ファジイルールを作成す
る。さらに、この文献に開示の技術によれば、この初期
ファジイルールについてファジイ・ニューラルネットワ
ークの忘却付き構造学習を行なって、パターン認識用の
ファジイルールを作成する。2. Description of the Related Art An example of a conventional method for creating a fuzzy rule for pattern recognition using sample data prior to the recognition of an unknown pattern is described in Reference 1: "11th Fuzzy System Symposium Lecture Papers, pp815-pp. 81
8, 1995 ", entitled" Extraction of Fuzzy Rules by Fuzzy Neural Network Using Structure Learning and Forgetting Learning ". According to the technique disclosed in this document, first, as described as a comparative example in the section of embodiments of the invention described later, first, a Kohonen-type neural network is used by using a sample pattern of each belonging class included in sample data. Perform self-organizing learning of Then, an initial fuzzy rule is created using the weight vector obtained as a result of the self-organizing learning. Further, according to the technology disclosed in this document, the fuzzy rule for pattern recognition is created by performing forgetting structure learning of the fuzzy neural network for the initial fuzzy rule.
【0003】また、文献2:「第12回ファジイシステ
ムシンポジウム講演論文集、pp193−196、19
96」には、より高い正解率が得られるファジイルール
を作成する方法として、典型的ルールと例外的ルールと
の2つに分けてファジイルールを作成する方法が開示さ
れている。[0003] Reference 2: "The 12th Fuzzy System Symposium Lecture Papers, pp 193-196, 19
No. 96 "discloses a method of creating a fuzzy rule which can be divided into a typical rule and an exceptional rule as a method of creating a fuzzy rule which can obtain a higher correct answer rate.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、文献1
および文献2に開示の従来のファジイルール作成方法に
よれば、コホーネン型ニューラルネットワークの構造お
よびファジイ・ニューラルネットワークの構造は、サン
プルデータの入出力ベクトルの両方の次元数に依存して
決定される。このため、識別すべき新しい所属クラスを
追加する場合には、ファジイルールの作成を初めからや
り直さなければならなかった。[0005] However, Document 1
And the conventional fuzzy rule creation method disclosed in Document 2, the structure of the Kohonen-type neural network and the structure of the fuzzy neural network are determined depending on both dimensions of input / output vectors of sample data. Therefore, when adding a new belonging class to be identified, the creation of the fuzzy rule had to be started from the beginning.
【0005】また、従来例のファジイルール作成方法に
よれば、自己組織化学習および忘却付き構造学習をそれ
ぞれ数千回ずつ行なっているため、ファジイルールの作
成に多大な計算時間を必要とする。このため、従来例の
ファジイルール作成方法は、新しい所属クラスのサンプ
ルパターンの追加変更といった、サンプルデータの設定
変更に対して容易に適応することが困難であった。In addition, according to the conventional fuzzy rule creation method, since self-organizing learning and forgetting structure learning are each performed several thousand times, it takes a lot of calculation time to create fuzzy rules. For this reason, it is difficult for the conventional fuzzy rule creation method to easily adapt to a change in the setting of the sample data such as a change in the sample pattern of a new belonging class.
【0006】このため、処理時間の短縮を図ることが可
能で、かつ、新しい所属クラスのサンプルパターンの追
加変更といった、サンプルデータの設定変更に対して容
易に適応することができるファジイルール作成方法およ
び装置の実現が望まれていた。For this reason, a fuzzy rule creating method which can shorten the processing time and can easily adapt to a change in setting of sample data such as an additional change of a sample pattern of a new belonging class. The realization of the device has been desired.
【0007】また、文献2に開示の従来のファジイルー
ル作成方法によれば、典型的ファジイルールと例外的フ
ァジイルールとの組合せ方に試行錯誤を必要とする。Further, according to the conventional fuzzy rule creation method disclosed in Reference 2, trial and error are required in a method of combining a typical fuzzy rule and an exceptional fuzzy rule.
【0008】このため、一部分のファジイルールを細分
化してより適切なファジイルールを作成する新しい方法
および装置の実現が望まれていた。For this reason, it has been desired to realize a new method and apparatus for subdividing a part of the fuzzy rules to create more appropriate fuzzy rules.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この出願に係る発明者
は、種々の検討および計算を重ねた結果、コホーネン型
ニューラルネットワークの自己組織化学習をサンプルパ
ターンの所属クラス別に行なえば、ファジイルールを作
成した後で新たな所属クラスに所属するサンプルパター
ンを追加する場合に、新たな所属クラスに所属するサン
プルパターンについての自己組織化学習の結果を、既に
得られている自己組織化学習の結果に加えてファジイル
ールを作成できること、すなわち、全てのサンプルパタ
ーンについての自己組織化学習をやり直す必要がないこ
とを見出してこの発明に到った。The inventor of the present application has made various studies and calculations, and as a result, if self-organizing learning of a Kohonen-type neural network is performed for each class to which a sample pattern belongs, a fuzzy rule is created. When adding a sample pattern belonging to a new belonging class after performing the above, the result of the self-organizing learning for the sample pattern belonging to the new belonging class is added to the result of the self-organizing learning already obtained. The present invention has been found that the fuzzy rule can be created by the above-mentioned method, that is, there is no need to redo the self-organizing learning for all the sample patterns.
【0010】そこで、この発明の第1の要旨のファジイ
ルール作成方法によれば、複数のサンプルパターンにつ
いてコホーネン型ニューラルネットワークの自己組織化
学習を行ない、この自己組織化学習の結果を用いて、前
記ファジイルールを作成するにあたり、自己組織化学習
をサンプルパターンの所属クラス別に行ない、自己組織
化学習の結果に基づく情報を所属クラス別にメモリに格
納することを特徴とする。Therefore, according to the fuzzy rule creating method of the first aspect of the present invention, self-organizing learning of a Kohonen-type neural network is performed for a plurality of sample patterns, and the result of the self-organizing learning is used by using the result of the self-organizing learning. In creating a fuzzy rule, self-organizing learning is performed for each class to which a sample pattern belongs, and information based on the result of the self-organizing learning is stored in a memory for each class to which the self-organizing learning belongs.
【0011】このように、自己組織化学習をサンプルパ
ターンの所属クラス別に行なえば、ファジイルールを作
成した後で新たな所属クラスに所属する追加サンプルパ
ターンを追加する場合に容易に適応できる。すなわち、
新たな所属クラスに所属する追加サンプルパターンにつ
いての自己組織化学習の結果を、既に得られている自己
組織化学習の結果に加えてファジイルールを作成でき
る。As described above, if the self-organizing learning is performed for each class to which the sample pattern belongs, it can be easily adapted to the case where an additional sample pattern belonging to a new belonging class is added after the fuzzy rule is created. That is,
A fuzzy rule can be created by adding the result of self-organizing learning for an additional sample pattern belonging to a new belonging class to the already obtained result of self-organizing learning.
【0012】例えば、クラスAとクラスBとのいずれか
にそれぞれ所属するサンプルパターンについて所属クラ
ス別にコホーネン型ニューラルネットワークの自己組織
化学習を行ない、その結果を用いてファジイルールを作
成した後で、クラスCに所属する追加サンプルパターン
を追加してファジイルールを作成する場合について説明
する。この場合は、追加サンプルパターンについてのみ
自己組織化学習を行なえば済む。すなわち、クラスAお
よびBに所属するサンプルパターンについては自己組織
化学習をやり直す必要はない。そして、追加サンプルパ
ターンを追加して作成されたファジイルールは、未知の
パターンをクラスA〜Cのいずれかに分類するのに用い
ることができる。For example, self-organizing learning of a Kohonen-type neural network is performed for each sample pattern belonging to either class A or class B, and fuzzy rules are created using the results. A case where a fuzzy rule is created by adding an additional sample pattern belonging to C will be described. In this case, the self-organizing learning need only be performed for the additional sample pattern. That is, it is not necessary to repeat self-organizing learning for sample patterns belonging to classes A and B. A fuzzy rule created by adding an additional sample pattern can be used to classify an unknown pattern into one of classes A to C.
【0013】従って、この発明のファジイルール作成方
法によれば、新しい所属クラスのサンプルパターンの追
加変更といったサンプルデータの設定変更に対して容易
に適応することができる。Therefore, according to the fuzzy rule creating method of the present invention, it is possible to easily adapt to the setting change of the sample data such as the addition and change of the sample pattern of the new belonging class.
【0014】さらに、この発明のファジイルール作成方
法によれば、コホーネン型ニューラルネットワークの自
己組織化学習を所属クラス別に行なっているので、互い
に異なる所属クラスの自己組織化学習を並列処理、すな
わち、同時進行で行なえば、自己組織化学習に要する処
理時間の短縮を図ることができる。その結果、ファジイ
ルール作成に要する処理時間の短縮を図ることが可能で
ある。Further, according to the fuzzy rule creation method of the present invention, since the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is performed for each belonging class, the self-organizing learning of different belonging classes is performed in parallel, that is, simultaneously. By proceeding, the processing time required for self-organizing learning can be reduced. As a result, the processing time required for fuzzy rule creation can be reduced.
【0015】また、この発明のファジイルール作成方法
において、好ましくは、自己組織化学習の結果として、
コホーネン型ニューラルネットワークの各競合層ユニッ
トの重みベクトルを所属クラス別に算出し、この重みベ
クトルとサンプルパターンとから、ファジイルールの前
件部メンバーシップ関数のパラメータを算出し、このパ
ラメータの算出された前件部メンバーシップ関数、サン
プルパターンおよびこのサンプルパターンの所属クラス
を表すクラス情報から、ファジイルールの後件部実数値
に相当する確信度パラメータを算出すると良い。In the fuzzy rule creating method of the present invention, preferably, as a result of the self-organizing learning,
The weight vector of each competitive layer unit of the Kohonen-type neural network is calculated for each belonging class, and from the weight vector and the sample pattern, the parameter of the antecedent membership function of the fuzzy rule is calculated. It is preferable to calculate a certainty parameter corresponding to the consequent real value of the fuzzy rule from the subject part membership function, the sample pattern, and the class information indicating the class to which the sample pattern belongs.
【0016】また、前件部メンバーシップ関数のパラメ
ータを算出するにあたり、より好ましくは、前件部メン
バーシップ関数のパラメータを所属クラス別に算出し、
算出されたこのパラメータを、自己組織化学習の結果に
基づく情報として、所属クラス別にメモリに格納するの
が良い。In calculating the parameters of the antecedent membership function, more preferably, the parameters of the antecedent membership function are calculated for each class.
The calculated parameters are preferably stored in a memory for each belonging class as information based on the result of self-organizing learning.
【0017】このように、前件部メンバーシップ関数の
パラメータも所属クラス別に算出するようにすれば、フ
ァジイルールを作成した後で新たな所属クラスに所属す
る追加サンプルパターンを追加する場合に一層容易に適
応できる。すなわち、追加サンプルパターンについて
は、自己組織化学習だけでなく、前件部メンバーシップ
関数のパラメータの算出結果も、既に得られている前件
部メンバーシップ関数のパラメータに加えてファジイル
ールを作成できる。As described above, if the parameters of the membership function of the antecedent part are also calculated for each belonging class, it is easier to add an additional sample pattern belonging to a new belonging class after creating a fuzzy rule. Can be adapted to. That is, for the additional sample pattern, not only the self-organizing learning but also the calculation results of the parameters of the antecedent membership function can be used to create a fuzzy rule in addition to the parameters of the antecedent membership function already obtained. .
【0018】例えば、クラスAとクラスBとのいずれか
にそれぞれ所属するサンプルパターンについて所属クラ
ス別にコホーネン型ニューラルネットワークの自己組織
化学習を行ない、さらに、所属クラス別に前件部メンバ
ーシップ関数のパラメータを算出してファジイルールを
作成した後で、クラスCに所属する追加サンプルパター
ンを追加してファジイルールを作成する場合について説
明する。この場合は、追加サンプルパターンについての
み自己組織化学習および前件部メンバーシップ関数のパ
ラメータの算出を行なえば済む。すなわち、クラスAお
よびBに所属するサンプルパターンについては自己組織
化学習および前件部メンバーシップ関数のパラメータの
算出をやり直す必要はない。そして、追加サンプルパタ
ーンを追加して作成されたファジイルールは、未知のパ
ターンをクラスA〜Cのいずれかに分類するのに用いる
ことができる。For example, self-organizing learning of a Kohonen-type neural network is performed for each of the sample patterns belonging to either class A or class B for each belonging class. A case where a fuzzy rule is created by adding an additional sample pattern belonging to class C after calculating and creating a fuzzy rule will be described. In this case, the self-organizing learning and the calculation of the parameters of the antecedent part membership function need only be performed for the additional sample pattern. That is, it is not necessary to repeat the self-organizing learning and the calculation of the parameters of the antecedent membership function for the sample patterns belonging to the classes A and B. A fuzzy rule created by adding an additional sample pattern can be used to classify an unknown pattern into one of classes A to C.
【0019】従って、この発明のファジイルール作成方
法によれば、新しい所属クラスのサンプルパターンの追
加変更といったサンプルデータの設定変更に対してより
一層容易に適応することができる。Therefore, according to the fuzzy rule creation method of the present invention, it is possible to more easily adapt to a change in setting of sample data such as an additional change of a sample pattern of a new belonging class.
【0020】さらに、コホーネン型ニューラルネットワ
ークの自己組織化学習のみならず、前件部メンバーシッ
プ関数のパラメータ(関数パラメータ)の算出も所属ク
ラス別に行なう場合に、互いに異なる所属クラスの自己
組織化学習および関数パラメータの算出をそれぞれ並列
処理、すなわち、同時進行で行なえば、自己組織化学習
および関数パラメータの算出のそれぞれに要する処理時
間の短縮を図ることができる。その結果、ファジイルー
ル作成に要する処理時間の一層の短縮を図ることが可能
である。Furthermore, when not only the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network but also the calculation of the parameter (function parameter) of the membership function of the antecedent part is performed for each belonging class, the self-organizing learning of the belonging classes different from each other is performed. If the calculation of the function parameters is performed in parallel, that is, simultaneously, the processing time required for the self-organizing learning and the calculation of the function parameters can be reduced. As a result, it is possible to further reduce the processing time required for fuzzy rule creation.
【0021】また、前件部メンバーシップ関数のパラメ
ータ(関数パラメータ)を算出するにあたり、より好ま
しくは、所属クラス別に算出された重みベクトルを、自
己組織化学習の結果に基づく情報として、メモリに格納
し、前件部メンバーシップ関数のパラメータを、全ての
所属クラスの重みベクトルと全ての所属クラスのサンプ
ルパターンとを対象として算出するのが良い。In calculating the parameters (function parameters) of the membership function of the antecedent part, more preferably, the weight vector calculated for each belonging class is stored in a memory as information based on the result of self-organizing learning. Then, the parameters of the membership function of the antecedent part are preferably calculated for the weight vectors of all the belonging classes and the sample patterns of all the belonging classes.
【0022】このように、全ての所属クラスを対象とし
て、関数パラメータを算出すれば、所属クラス別に関数
パラメータを算出する場合に比べて、サンプルパターン
の全体の分布の傾向をより反映した前件部メンバーシッ
プ関数のパラメータを算出することができる。その結
果、より適切なファジイルールを作成することができ
る。As described above, when the function parameters are calculated for all the belonging classes, the antecedent part reflecting the tendency of the entire distribution of the sample pattern is better than when the function parameters are calculated for each belonging class. The parameters of the membership function can be calculated. As a result, a more appropriate fuzzy rule can be created.
【0023】これに対して、所属クラス別に関数パラメ
ータを算出する場合は、サンプルパターンの所属クラス
毎の局所的な分布に基づいて関数パラメータを算出する
ため、必ずしも、サンプルパターンの全体の分布の傾向
を正確に反映しない場合があり得る。On the other hand, when calculating the function parameters for each belonging class, the function parameters are calculated based on the local distribution of the sample pattern for each belonging class. May not be accurately reflected.
【0024】ところで、ファジイルールを用いて未知の
パターンをクラス別に分類する場合には、互いに異なる
所属クラスのサンプルパターンは、互いに異なるファジ
イルールに帰属していることが望ましい。ところが、作
成されたファジイルールの中には、ファジイルールの範
囲が2つ以上の所属クラスのサンプルパターンにわたっ
ている場合があり得る。その場合には、そのファジイル
ールを少なくとも各所属クラス毎のファジイルールに分
割することが望ましい。When classifying unknown patterns by class using fuzzy rules, it is desirable that sample patterns belonging to different classes belong to different fuzzy rules. However, in the created fuzzy rules, the range of the fuzzy rules may extend over the sample patterns of two or more belonging classes. In this case, it is desirable to divide the fuzzy rules into at least fuzzy rules for each class.
【0025】また、あるファジイルールに帰属するサン
プルパターンの所属クラスが1つだけの場合には、その
ファジイルールの後件部実数値に相当する確信度パラメ
ータのうち、ある1つの所属クラスに所属する確信度を
表す確信度パラメータの値だけが、他の所属クラスに所
属する確信度を表す他の確信度パラメータの値に比べて
抜き出て高くなっている。これに対して、あるファジイ
ルールが2つ以上の所属クラスのサンプルパターンにわ
たっている場合には、そのファジイルールの確信度パラ
メータのうち2つ以上の確信度パラメータの値が、比較
的高い値を示す。If only one class belongs to a sample pattern belonging to a certain fuzzy rule, it belongs to one certain class among certainty parameters corresponding to the consequent real value of the fuzzy rule. Only the value of the certainty parameter indicating the certainty of the other class is higher than the value of the other certainty parameter indicating the certainty belonging to another belonging class. On the other hand, when a certain fuzzy rule extends over sample patterns of two or more belonging classes, the values of two or more certainty parameters of the certainty parameters of the fuzzy rule indicate relatively high values. .
【0026】そこで、この発明のファジイルール作成方
法において、好ましくは、所属クラスのうちの2つ以上
の特定所属クラスについての確信度パラメータの値が、
それぞれ基準値よりも大きな値となったファジイルール
を特定ファジイルールと判定し、特定ファジイルールの
代わりに特定所属クラスの各々に対応する分割ファジイ
ルールをそれぞれ作成するため、この特定ファジイルー
ルに帰属する特定サンプルパターンおよびそのクラス情
報から特定所属クラス別の分割ファジイルールの前件部
メンバーシップ関数のパラメータをそれぞれ算出し、か
つ、このパラメータの算出されたこの前件部メンバーシ
ップ関数、特定サンプルパターンおよびそのクラス情報
から、分割ファジイルールの各々の後件部実数値に相当
する確信度パラメータをそれぞれ算出すると良い。Therefore, in the fuzzy rule creation method of the present invention, preferably, the value of the certainty parameter for two or more specific belonging classes of the belonging classes is
Each fuzzy rule that has a value larger than the reference value is determined as a specific fuzzy rule, and instead of the specific fuzzy rule, a divided fuzzy rule corresponding to each of the specific belonging classes is created. The parameters of the antecedent membership function of the division fuzzy rule for each specific affiliation class are calculated from the specific sample pattern and its class information, and the antecedent membership function calculated for this parameter, the specific sample pattern and From the class information, a certainty parameter corresponding to the consequent real value of each of the divided fuzzy rules may be calculated.
【0027】このように、2つ以上の所属クラスにわた
っている特定ファジイルールを判定し、判定された特定
ファジイルールに帰属する特定サンプルパターンを用い
てクラス別に関数パラメータを算出することにより、そ
の特定ファジイルールの代わりに分割ファジイルールを
作成すれば、特定ファジイルールの所属クラス別の分割
を図ることができる。特定ファジイルールを所属クラス
別に分割することができれば、より適切なファジイルー
ルが得られる。As described above, a specific fuzzy rule extending over two or more belonging classes is determined, and a function parameter is calculated for each class using a specific sample pattern belonging to the determined specific fuzzy rule. If a division fuzzy rule is created instead of a rule, it is possible to divide the specific fuzzy rule by class to which it belongs. If the specific fuzzy rules can be divided for each class, more appropriate fuzzy rules can be obtained.
【0028】ところで、上記の分割処理を行なっても、
作成された分割ファジイルールの範囲が2つ以上の所属
クラスわたっている場合があり得る。例えば、分割ファ
ジイルールの数が、元の特定ファジイルールに含まれる
所属クラスの数よりも少ない場合には、その分割ファジ
イルールの範囲は2つ以上の所属クラスにわたっている
ことになる。By the way, even if the above dividing process is performed,
The range of the created divided fuzzy rule may cover two or more belonging classes. For example, when the number of divided fuzzy rules is smaller than the number of belonging classes included in the original specific fuzzy rule, the range of the divided fuzzy rule extends to two or more belonging classes.
【0029】そこで、分割ファジイルールを作成した場
合に、より好ましくは、特定ファジイルールの代わりに
作成した分割ファジイルールの数がこの特定ファジイル
ールに帰属する特定サンプルパターンの所属する特定所
属クラスの数よりも少ない場合に、この特定ファジイル
ールに所属する特定サンプルパターンおよびこのサンプ
ルパターンの所属するクラスを表すクラス情報から、こ
の特定ファジイルールの代わりに新たなファジイルール
を作成すると良い。Therefore, when the divided fuzzy rule is created, more preferably, the number of the divided fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule is the number of the specific class to which the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule belongs. If the number is smaller than this, a new fuzzy rule may be created instead of the specific fuzzy rule from the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule and the class information indicating the class to which the sample pattern belongs.
【0030】このように、2つ以上の所属クラスにわた
っている特定ファジイルールに帰属する特定サンプルパ
ターンを用いて、その特定ファジイルールの代わりに新
たなファジイルールを作成すれば、特定ファジイルール
の所属クラス別の分割を図ることができる。特定ファジ
イルールを所属クラス別に分割することができれば、よ
り適切なファジイルールが得られる。As described above, if a new fuzzy rule is created instead of a specific fuzzy rule using a specific sample pattern belonging to a specific fuzzy rule extending over two or more belonging classes, the class to which the specific fuzzy rule belongs Another division can be achieved. If the specific fuzzy rules can be divided for each class, more appropriate fuzzy rules can be obtained.
【0031】ところで、上記の更なる分割処理を行なっ
ても、作成された新たなファジイルールの範囲が2つ以
上の所属クラスわたっている場合があり得る。例えば、
新たなファジイルールの数が、元の特定ファジイルール
に含まれる所属クラスの数よりも少ない場合には、その
新たなファジイルールの範囲は2つ以上の所属クラスに
わたっていることになる。By the way, even if the above-mentioned further division processing is performed, the range of the newly created fuzzy rule may cover two or more belonging classes. For example,
If the number of new fuzzy rules is smaller than the number of belonging classes included in the original specific fuzzy rule, the range of the new fuzzy rule extends to two or more belonging classes.
【0032】そこで、新たなファジイルールを作成した
場合に、より好ましくは、特定ファジイルールの代わり
に作成された新たなファジイルールの数が、この特定フ
ァジイルールに帰属する特定サンプルパターンの所属す
る特定所属クラスの数よりも少ない場合に、コホーネン
型ニューラルネットワークの競合層の数を、新たなファ
ジイルールを作成したときの数よりも増やして、特定フ
ァジイルールに帰属する特定サンプルパターンについ
て、コホーネン型ニューラルネットワークの自己組織化
学習を行ない、この自己組織化学習の結果を用いて、修
正ファジイルールを作成することを特徴とする。Therefore, when a new fuzzy rule is created, more preferably, the number of new fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule is determined by the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule. When the number of classes is smaller than the number of classes, the number of competitors in the Kohonen neural network is increased from the number when a new fuzzy rule is created. It is characterized in that self-organizing learning of a network is performed, and a modified fuzzy rule is created using the result of the self-organizing learning.
【0033】このように、コホーネン型ニューラルネッ
トワークの競合層の数を増やしてから、2つ以上の所属
クラスにわたっている特定ファジイルールに帰属する特
定サンプルパターンについて自己組織化学習を行なうこ
とにより、その特定ファジイルールの代わりに修正ファ
ジイルールを作成すれば、特定ファジイルールの所属ク
ラス別の分割を図ることができる。特定ファジイルール
を所属クラス別に分割することができれば、より適切な
ファジイルールが得られる。As described above, after increasing the number of competitive layers of the Kohonen-type neural network, the self-organizing learning is performed on a specific sample pattern belonging to a specific fuzzy rule extending over two or more belonging classes, whereby the identification is performed. If a modified fuzzy rule is created instead of the fuzzy rule, it is possible to divide the specific fuzzy rule by class to which it belongs. If the specific fuzzy rules can be divided for each class, more appropriate fuzzy rules can be obtained.
【0034】さらに、コホーネン型ニューラルネットワ
ークの競合層の数を増やして修正ファジイルールを作成
する場合に、より好ましくは、修正ファジイルールの数
が、特定所属クラスの数以上となるまで、特定ファジイ
ルールに所属するサンプルパターンの数を上限として競
合層の数を1つずつ増加する毎に、修正ファジイルール
を作成すると良い。但し、競合層の数は、必ずしも上限
まで増加させる必要はない。Further, when the modified fuzzy rule is created by increasing the number of competitive layers of the Kohonen-type neural network, more preferably, the specific fuzzy rule is added until the number of the modified fuzzy rules becomes equal to or more than the number of the specific belonging class. A modified fuzzy rule may be created each time the number of competing layers is increased by one with the number of sample patterns belonging to the upper limit set. However, the number of competitive layers does not necessarily need to be increased to the upper limit.
【0035】また、この発明の第2の要旨のファジイル
ール作成装置によれば、複数のサンプルパターンについ
てコホーネン型ニューラルネットワークの自己組織化学
習を行ない、この自己組織化学習の結果を用いて、前記
ファジイルールを作成するファジイルール作成装置にお
いて、自己組織化学習をサンプルパターンの所属クラス
別に行なうコホーネン型ニューラルネットワーク学習部
と、自己組織化学習の結果を、自己組織化学習の結果に
基づく情報として、所属クラス別に格納するメモリと、
自己組織化学習の結果を用いてファジイルールのパラメ
ータを算出するパラメータ算出部とを具えてなることを
特徴とする。According to the fuzzy rule creating apparatus of the second aspect of the present invention, self-organizing learning of a Kohonen-type neural network is performed for a plurality of sample patterns, and the result of the self-organizing learning is used by using the result of the self-organizing learning. In a fuzzy rule creation device that creates fuzzy rules, a Kohonen-type neural network learning unit that performs self-organizing learning for each class to which a sample pattern belongs, and the result of self-organizing learning, as information based on the result of self-organizing learning, Memory to store for each class
A parameter calculating unit for calculating a parameter of the fuzzy rule using a result of the self-organizing learning.
【0036】このように、コホーネン型ニューラルネッ
トワーク学習部において自己組織化学習をサンプルパタ
ーンの所属クラス別に行なえば、ファジイルールを作成
した後で新たな所属クラスに所属する追加サンプルパタ
ーンを追加する場合に容易に適応できる。すなわち、新
たな所属クラスに所属する追加サンプルパターンについ
ての自己組織化学習の結果を、既に得られている自己組
織化学習の結果に加えてファジイルールを作成できる。As described above, if the self-organizing learning is performed for each class belonging to a sample pattern in the Kohonen-type neural network learning unit, a fuzzy rule is created and then an additional sample pattern belonging to a new belonging class is added. Easily adaptable. That is, a fuzzy rule can be created by adding the result of the self-organizing learning for the additional sample pattern belonging to the new belonging class to the already obtained result of the self-organizing learning.
【0037】例えば、クラスAとクラスBとのいずれか
にそれぞれ所属するサンプルパターンについて所属クラ
ス別にコホーネン型ニューラルネットワークの自己組織
化学習を行ない、その結果を用いてファジイルールを作
成した後で、クラスCに所属する追加サンプルパターン
を追加してファジイルールを作成する場合について説明
する。この場合は、追加サンプルパターンについてのみ
自己組織化学習を行なえば済む。すなわち、クラスAお
よびBに所属するサンプルパターンについては自己組織
化学習をやり直す必要はない。そして、追加サンプルパ
ターンを追加して作成されたファジイルールは、未知の
パターンをクラスA〜Cのいずれかに分類するのに用い
ることができる。For example, self-organizing learning of a Kohonen-type neural network is performed for each of the sample patterns belonging to either class A or class B, and fuzzy rules are created using the results. A case where a fuzzy rule is created by adding an additional sample pattern belonging to C will be described. In this case, the self-organizing learning need only be performed for the additional sample pattern. That is, it is not necessary to repeat self-organizing learning for sample patterns belonging to classes A and B. A fuzzy rule created by adding an additional sample pattern can be used to classify an unknown pattern into one of classes A to C.
【0038】従って、この発明のファジイルール作成装
置によれば、新しい所属クラスのサンプルパターンの追
加変更といったサンプルデータの設定変更に対して容易
に適応することができる。Therefore, according to the fuzzy rule creating apparatus of the present invention, it is possible to easily adapt to the setting change of the sample data such as the addition and change of the sample pattern of the new belonging class.
【0039】さらに、この発明のファジイルール作成装
置によれば、コホーネン型ニューラルネットワークの自
己組織化学習を所属クラス別に行うコホーネン型ニュー
ラルネットワーク学習部(以下、単に「学習部」とも称
する。)を具えているので、この学習部において互いに
異なる所属クラスの自己組織化学習を並列処理、すなわ
ち、同時進行で行なえば、自己組織化学習に要する処理
時間の短縮を図ることができる。その結果、ファジイル
ール作成に要する処理時間の短縮を図ることが可能であ
る。Further, according to the fuzzy rule creation apparatus of the present invention, a Kohonen-type neural network learning unit (hereinafter, also simply referred to as "learning unit") for performing self-organizing learning of the Kohonen-type neural network for each belonging class. Therefore, if the self-organizing learning of different affiliation classes is performed in parallel in the learning unit, that is, in parallel, the processing time required for the self-organizing learning can be reduced. As a result, the processing time required for fuzzy rule creation can be reduced.
【0040】また、この発明のファジイルール作成装置
において、好ましくは、パラメータ算出部は、メンバー
シップ関数パラメータ算出部と確信度パラメータ算出部
とを以って構成してあり、このメンバーシップ関数パラ
メータ算出部は、コホーネン型ニューラルネットワーク
の各競合層ユニットの持つ、自己組織化学習の結果とし
て所属クラス別に算出された重みベクトルと、サンプル
パターンとから、ファジイルールの前件部メンバーシッ
プ関数のパラメータを算出し、確信度パラメータ算出部
は、このパラメータの算出された前件部メンバーシップ
関数、サンプルパターンおよびこのサンプルパターンの
クラス情報から、ファジイルールの後件部実数値に相当
する確信度パラメータを算出すると良い。Further, in the fuzzy rule creating apparatus of the present invention, preferably, the parameter calculating section is constituted by a membership function parameter calculating section and a certainty factor parameter calculating section. The section calculates the parameters of the membership function of the antecedent part of the fuzzy rule from the weight vector calculated for each class as a result of self-organizing learning and the sample pattern of each competitive layer unit of the Kohonen-type neural network. Then, the confidence parameter calculation unit calculates the confidence parameter corresponding to the consequent part real value of the fuzzy rule from the calculated antecedent membership function of this parameter, the sample pattern and the class information of the sample pattern. good.
【0041】また、この発明の、メンバーシップ関数パ
ラメータ算出部と確信度パラメータ算出部とを具えたフ
ァジイルール作成装置において、より好ましくは、所属
クラス別に算出された重みベクトルから、前件部メンバ
ーシップ関数のパラメータを所属クラス別に算出するメ
ンバーシップ関数パラメータ算出部と、所属クラス別に
算出されたこのパラメータを、自己組織化学習の結果に
基づく情報として、所属クラス別に格納するメモリとを
具えていると良い。Further, in the fuzzy rule creating apparatus according to the present invention comprising the membership function parameter calculating section and the certainty parameter calculating section, more preferably, the membership of the antecedent part is calculated from the weight vector calculated for each belonging class. A membership function parameter calculation unit that calculates function parameters for each belonging class, and a memory that stores the parameters calculated for each belonging class as information based on the result of self-organizing learning for each belonging class. good.
【0042】このように、前件部メンバーシップ関数の
パラメータも所属クラス別に算出するメンバーシップ関
数パラメータ算出部を具えれば、ファジイルールを作成
した後で新たな所属クラスに所属する追加サンプルパタ
ーンを追加する場合に一層容易に適応できる。すなわ
ち、追加サンプルパターンについては、自己組織化学習
だけでなく、前件部メンバーシップ関数のパラメータの
算出結果も、既に得られている前件部メンバーシップ関
数のパラメータに加えてファジイルールを作成できる。As described above, if the membership function parameter calculating unit for calculating the parameters of the membership function of the antecedent part for each belonging class is provided, the additional sample pattern belonging to the new belonging class is created after the fuzzy rule is created. It can be more easily adapted when adding. That is, for the additional sample pattern, not only the self-organizing learning but also the calculation results of the parameters of the antecedent membership function can be used to create a fuzzy rule in addition to the parameters of the antecedent membership function already obtained. .
【0043】例えば、クラスAとクラスBとのいずれか
にそれぞれ所属するサンプルパターンについて所属クラ
ス別にコホーネン型ニューラルネットワークの自己組織
化学習を行ない、さらに、所属クラス別に前件部メンバ
ーシップ関数のパラメータを算出してファジイルールを
作成した後で、クラスCに所属する追加サンプルパター
ンを追加してファジイルールを作成する場合について説
明する。この場合は、追加サンプルパターンについての
み自己組織化学習および前件部メンバーシップ関数のパ
ラメータの算出を行なえば済む。すなわち、クラスAお
よびBに所属するサンプルパターンについては自己組織
化学習および前件部メンバーシップ関数のパラメータの
算出をやり直す必要はない。そして、追加サンプルパタ
ーンを追加して作成されたファジイルールは、未知のパ
ターンをクラスA〜Cのいずれかに分類するのに用いる
ことができる。For example, self-organizing learning of a Kohonen-type neural network is performed for sample patterns belonging to either class A or class B for each belonging class, and the parameters of the antecedent membership function are classified for each belonging class. A case where a fuzzy rule is created by adding an additional sample pattern belonging to class C after calculating and creating a fuzzy rule will be described. In this case, the self-organizing learning and the calculation of the parameters of the antecedent part membership function need only be performed for the additional sample pattern. That is, it is not necessary to repeat the self-organizing learning and the calculation of the parameters of the antecedent membership function for the sample patterns belonging to the classes A and B. A fuzzy rule created by adding an additional sample pattern can be used to classify an unknown pattern into one of classes A to C.
【0044】従って、この発明のファジイルール作成装
置によれば、新しい所属クラスのサンプルパターンの追
加変更といったサンプルデータの設定変更に対してより
一層容易に適応することができる。Therefore, according to the fuzzy rule creation device of the present invention, it is possible to more easily adapt to the setting change of the sample data such as the addition and change of the sample pattern of the new belonging class.
【0045】さらに、前件部メンバーシップ関数のパラ
メータ(関数パラメータ)の算出を所属クラス別に行な
うメンバーシップ関数パラメータ算出部を具えた場合
に、学習部における互いに異なる所属クラスの自己組織
化学習およびメンバーシップ関数パラメータ算出部にお
ける関数パラメータの算出をそれぞれ並列処理、すなわ
ち、同時進行で行なえば、自己組織化学習および関数パ
ラメータの算出のそれぞれに要する処理時間の短縮を図
ることができる。その結果、ファジイルール作成に要す
る処理時間の一層の短縮を図ることが可能である。Further, when a membership function parameter calculating unit for calculating the parameters (function parameters) of the membership function of the antecedent part for each belonging class is provided, the learning unit performs self-organizing learning and membership of different belonging classes. If the calculation of the function parameters in the ship function parameter calculation unit is performed in parallel, that is, simultaneously, the processing time required for the self-organizing learning and the calculation of the function parameters can be reduced. As a result, it is possible to further reduce the processing time required for fuzzy rule creation.
【0046】また、この発明の、メンバーシップ関数パ
ラメータ算出部と確信度パラメータ算出部とを具えたフ
ァジイルール作成装置において、より好ましくは、所属
クラス別に算出された重みベクトルを、自己組織化学習
の結果に基づく情報として、格納するメモリと、前件部
メンバーシップ関数のパラメータを、全ての所属クラス
の重みベクトルと全ての所属クラスのサンプルパターン
とを対象として算出するメンバーシップ関数パラメータ
算出部とを具えてなると良い。Further, in the fuzzy rule creating apparatus according to the present invention comprising a membership function parameter calculating section and a certainty factor parameter calculating section, more preferably, the weight vector calculated for each belonging class is used for self-organizing learning. As information based on the result, a memory for storing, and a membership function parameter calculating unit for calculating parameters of the antecedent part membership function for the weight vectors of all the belonging classes and the sample patterns of all the belonging classes are included. I hope you get it.
【0047】このように、全ての所属クラスを対象とし
て、関数パラメータを算出するメンバーシップ関数パラ
メータ算出部を具えれば、所属クラス別に関数パラメー
タを算出する場合に比べて、サンプルパターンの全体の
分布の傾向をより反映した前件部メンバーシップ関数の
パラメータを算出することができる。その結果、より適
切なファジイルールを作成することができる。As described above, the provision of the membership function parameter calculation unit for calculating the function parameters for all the belonging classes makes it possible to reduce the entire distribution of the sample pattern compared to the case of calculating the function parameters for each belonging class. The parameter of the membership function of the antecedent part which reflects the tendency of the above can be calculated. As a result, a more appropriate fuzzy rule can be created.
【0048】ところで、ファジイルールを用いて未知の
パターンをクラス別に分類する場合には、互いに異なる
所属クラスのサンプルパターンは、互いに異なるファジ
イルールに帰属していることが望ましい。ところが、作
成されたファジイルールの中には、ファジイルールの範
囲が2つ以上の所属クラスのサンプルパターンにわたっ
ている場合があり得る。その場合には、そのファジイル
ールを少なくとも各所属クラス毎のファジイルールに分
割することが望ましい。When classifying unknown patterns by class using fuzzy rules, it is desirable that sample patterns belonging to different classes belong to different fuzzy rules. However, in the created fuzzy rules, the range of the fuzzy rules may extend over the sample patterns of two or more belonging classes. In this case, it is desirable to divide the fuzzy rules into at least fuzzy rules for each class.
【0049】また、あるファジイルールに帰属するサン
プルパターンの所属クラスが1つだけの場合には、その
ファジイルールの後件部実数値に相当する確信度パラメ
ータのうち、ある1つの所属クラスに所属する確信度を
表す確信度パラメータの値だけが、他の所属クラスに所
属する確信度を表す他の確信度パラメータの値に比べて
抜き出て高くなっている。これに対して、あるファジイ
ルールが2つ以上の所属クラスのサンプルパターンにわ
たっている場合には、そのファジイルールの確信度パラ
メータのうち2つ以上の確信度パラメータの値が、比較
的高い値を示す。If the sample pattern belonging to a certain fuzzy rule has only one class to which it belongs, of the certainty parameters corresponding to the consequent real values of the fuzzy rule, it belongs to one class to which it belongs. Only the value of the certainty parameter indicating the certainty of the other class is higher than the value of the other certainty parameter indicating the certainty belonging to another belonging class. On the other hand, when a certain fuzzy rule extends over sample patterns of two or more belonging classes, the values of two or more certainty parameters of the certainty parameters of the fuzzy rule indicate relatively high values. .
【0050】そこで、この発明のファジイルール作成装
置において、好ましくは、ファジイルールのうち、所属
クラスのうちの2つ以上の特定所属クラスについての確
信度パラメータの値が、それぞれ基準値よりも大きな値
となったファジイルールを特定ファジイルールと判定す
るファジイルール判定部と、 特定ファジイルールの代
わりに特定所属クラスの各々に対応する分割ファジイル
ールをそれぞれ作成するため、この特定ファジイルール
に帰属する特定サンプルパターンおよびそのクラス情報
から特定所属クラス別の分割ファジイルールの前件部メ
ンバーシップ関数のパラメータをそれぞれ算出し、か
つ、このパラメータの算出されたこの前件部メンバーシ
ップ関数、特定サンプルパターンおよびそのクラス情報
から、分割ファジイルールの各々の後件部実数値に相当
する確信度パラメータをそれぞれ算出するファジイルー
ル分割部とを具えていると良い。Therefore, in the fuzzy rule creating apparatus of the present invention, it is preferable that the values of the confidence parameters for two or more specific belonging classes of the fuzzy rules are larger than the reference value. A fuzzy rule determining unit that determines the fuzzy rule that has become a specific fuzzy rule, and a specific sample belonging to this specific fuzzy rule to create a divided fuzzy rule corresponding to each of the specific belonging classes instead of the specific fuzzy rule The parameters of the antecedent membership function of the divided fuzzy rule for each specific belonging class are calculated from the pattern and its class information, and the antecedent membership function calculated for this parameter, the specific sample pattern and its class are calculated. From information, split fuzzy file And a fuzzy rule division unit for calculating each certainty parameter corresponding to the real value of the consequent part of each rule.
【0051】このように、2つ以上の所属クラスにわた
っている特定ファジイルールを判定する判定部と、この
判定部で判定された特定ファジイルールに帰属する特定
サンプルパターンを用いてクラス別に関数パラメータを
算出することにより、その特定ファジイルールの代わり
に分割ファジイルールを作成するファジイルール分割部
とを具えれば、特定ファジイルールの所属クラス別の分
割を図ることができる。特定ファジイルールを所属クラ
ス別に分割することができれば、より適切なファジイル
ールが得られる。As described above, the determining unit that determines the specific fuzzy rule extending over two or more belonging classes and the function parameters are calculated for each class using the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule determined by the determining unit. Thus, if a fuzzy rule dividing unit for creating a divided fuzzy rule is provided instead of the specific fuzzy rule, division by class to which the specific fuzzy rule belongs can be achieved. If the specific fuzzy rules can be divided for each class, more appropriate fuzzy rules can be obtained.
【0052】ところで、上記の分割処理を行なっても、
作成された分割ファジイルールの範囲が2つ以上の所属
クラスわたっている場合があり得る。例えば、分割ファ
ジイルールの数が、元の特定ファジイルールに含まれる
所属クラスの数よりも少ない場合には、その分割ファジ
イルールの範囲は2つ以上の所属クラスにわたっている
ことになる。By the way, even if the above dividing process is performed,
The range of the created divided fuzzy rule may cover two or more belonging classes. For example, when the number of divided fuzzy rules is smaller than the number of belonging classes included in the original specific fuzzy rule, the range of the divided fuzzy rule extends to two or more belonging classes.
【0053】そこで、分割ファジイルールを作成した場
合に、より好ましくは、特定ファジイルールの代わりに
作成した分割ファジイルールの数がこの特定ファジイル
ールに帰属する特定サンプルパターンの所属する特定所
属クラスの数よりも少ないか否かを判定する分割ファジ
イルール判定部と、この特定ファジイルールに所属する
特定サンプルパターンおよびこのサンプルパターンの所
属するクラスを表すクラス情報から、この特定ファジイ
ルールの代わりに新たなファジイルールを作成する新フ
ァジイルール作成部とを具えていると良い。Therefore, when the divided fuzzy rule is created, more preferably, the number of the divided fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule is equal to the number of the specific belonging class to which the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule belongs. A new fuzzy rule instead of the specific fuzzy rule from a divided fuzzy rule determining unit that determines whether the number is less than the specified fuzzy rule, and a class information representing a class to which the sample pattern belongs and a specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule. It is desirable to have a new fuzzy rule creation section for creating rules.
【0054】このように、2つ以上の所属クラスにわた
っている特定ファジイルールに帰属する特定サンプルパ
ターンを用いて、その特定ファジイルールの代わりに新
たなファジイルールを作成すれば、特定ファジイルール
の所属クラス別の分割を図ることができる。特定ファジ
イルールを所属クラス別に分割することができれば、よ
り適切なファジイルールが得られる。As described above, by using a specific sample pattern belonging to a specific fuzzy rule extending over two or more belonging classes and creating a new fuzzy rule instead of the specific fuzzy rule, the belonging class of the specific fuzzy rule can be obtained. Another division can be achieved. If the specific fuzzy rules can be divided for each class, more appropriate fuzzy rules can be obtained.
【0055】ところで、上記の更なる分割処理を行なっ
ても、作成された新たなファジイルールの範囲が2つ以
上の所属クラスわたっている場合があり得る。例えば、
新たなファジイルールの数が、元の特定ファジイルール
に含まれる所属クラスの数よりも少ない場合には、その
新たなファジイルールの範囲は2つ以上の所属クラスに
わたっていることになる。By the way, even if the above-described further division processing is performed, the range of the newly created fuzzy rule may cover two or more belonging classes. For example,
If the number of new fuzzy rules is smaller than the number of belonging classes included in the original specific fuzzy rule, the range of the new fuzzy rule extends to two or more belonging classes.
【0056】そこで、新たなファジイルールを作成した
場合に、より好ましくは、特定ファジイルールの代わり
に作成された新たなファジイルールの数が、この特定フ
ァジイルールに帰属する特定サンプルパターンの所属す
る特定所属クラスの数よりも少ないか否かを判定する新
ファジイルール判定部と、コホーネン型ニューラルネッ
トワークの競合層の数を、新たなファジイルールを作成
したときの数よりも増やして、特定ファジイルールに所
属する特定サンプルパターンについて、コホーネン型ニ
ューラルネットワークの自己組織化学習を行ない、この
自己組織化学習の結果を用いて、修正ファジイルールを
作成する修正ファジイルール作成部とを具えていると良
い。Therefore, when a new fuzzy rule is created, more preferably, the number of new fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule is determined by the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule. A new fuzzy rule determination unit that determines whether it is less than the number of classes to which it belongs, and the number of competitive layers in the Kohonen-type neural network are increased from the number when a new fuzzy rule is created, and It is preferable that a self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is performed for the specific sample pattern to which it belongs, and a modified fuzzy rule creating unit that creates a modified fuzzy rule using the result of the self-organizing learning is preferable.
【0057】このように、コホーネン型ニューラルネッ
トワークの競合層の数を増やしてから、2つ以上の所属
クラスにわたっている特定ファジイルールに帰属する特
定サンプルパターンについて自己組織化学習を行なうこ
とにより、その特定ファジイルールの代わりに修正ファ
ジイルールを作成する修正ファジイルール作成部を具え
れば、特定ファジイルールの所属クラス別の分割を図る
ことができる。特定ファジイルールを所属クラス別に分
割することができれば、より適切なファジイルールが得
られる。As described above, after increasing the number of competitive layers of the Kohonen-type neural network, self-organizing learning is performed on a specific sample pattern belonging to a specific fuzzy rule extending over two or more belonging classes, thereby specifying the specific fuzzy rule. If a modified fuzzy rule creating unit for creating a modified fuzzy rule instead of a fuzzy rule is provided, it is possible to divide a specific fuzzy rule by class to which it belongs. If the specific fuzzy rules can be divided for each class, more appropriate fuzzy rules can be obtained.
【0058】さらに、コホーネン型ニューラルネットワ
ークの競合層の数を増やして修正ファジイルールを作成
する場合に、より好ましくは、修正ファジイルールの数
が、特定所属クラスの数以上となるまで、特定ファジイ
ルールに所属するサンプルパターンの数を上限として競
合層の数を1つずつ増加する毎に、修正ファジイルール
を作成する修正ファジイルール作成部を具えてなると良
い。但し、競合層の数は、必ずしも上限まで増加させる
必要はない。Further, when the modified fuzzy rules are created by increasing the number of competing layers of the Kohonen-type neural network, more preferably, the specific fuzzy rules are maintained until the number of the modified fuzzy rules becomes equal to or greater than the number of the specific belonging class. It is preferable to provide a modified fuzzy rule creating unit for creating a modified fuzzy rule every time the number of competitive layers is increased by one with the number of sample patterns belonging to the upper limit. However, the number of competitive layers does not necessarily need to be increased to the upper limit.
【0059】[0059]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
のファジイルール作成方法および装置の一例について併
せて説明する。尚、参照する図は、この発明が理解でき
る程度の各構成成分の大きさ、形状および配置関係を概
略的に示してあるに過ぎない。従って、この発明は図示
例に限定されるものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of a fuzzy rule creation method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the drawings referred to merely schematically show the sizes, shapes, and arrangements of the components so that the present invention can be understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated example.
【0060】(第1比較例)先ず、この発明のファジイ
ルール作成方法および装置の例の説明に先立ち、この発
明の理解を容易にするため、上述した文献1に開示のフ
ァジイルール作成方法について第1比較例として簡単に
説明する。(First Comparative Example) First, prior to description of an example of a fuzzy rule creating method and apparatus of the present invention, in order to facilitate understanding of the present invention, the fuzzy rule creating method disclosed in the above-mentioned reference 1 will be described. This will be briefly described as a comparative example.
【0061】この文献1には、コホーネン型ニューラル
ネットワークの自己組織化学習とファジイ・ニューラル
ネットワークの忘却付き構造学習により、多数のサンプ
ルデータからいくつかのファジイルールを作成する方法
と共に、そのパターン識別問題への応用例が開示されて
いる。This reference 1 describes a method of creating some fuzzy rules from a large number of sample data by self-organizing learning of a Kohonen type neural network and structural learning with forgetting of a fuzzy neural network, and a pattern identification problem. Application examples are disclosed.
【0062】先ず、説明のため、n次元入力ベクトルと
m次元出力ベクトルとを組合せたサンプルデータがN個
与えられた場合に、p番目のサンプルデータにおける入
力ベクトルおよび出力ベクトルをそれぞれIp=
[ip1,ip2,…,ipn]、Op=[op1,op2,…,
opm](1≦p≦N)と表す。このとき、入力変数ベク
トルをX=[x1 ,x2 ,…,xn ]、出力変数ベクト
ルをY=[y1 ,y2 ,…,ym ]とすると、生成され
るファジイルールは、一般に、下記の(1)で与えられ
る。First, for the sake of explanation, when N sample data obtained by combining an n-dimensional input vector and an m-dimensional output vector are given, the input vector and the output vector in the p-th sample data are respectively expressed by Ip =
[ Ip1 , ip2 , ..., ipn ], Op = [ op1 , op2 , ...,
o pm ] (1 ≦ p ≦ N). At this time, if the input variable vector is X = [x 1 , x 2 ,..., X n ] and the output variable vector is Y = [y 1 , y 2 ,..., Y m ], the generated fuzzy rule is Generally, it is given by the following (1).
【0063】 Ri :If x1 is Ai1 and x2 is Ai2 and … and xn is Ain then y1 is bi1 and y2 is bi2 and … and ym is bim・・・(1) ここで、Ri (1≦i≦r)は、i番目のファジイルー
ルのラベル、rはルール数、Aij(1≦j≦n)は、前
件部ファジイ変数、bik(1≦k≦m)は、後件部実数
値である。また、Aijのメンバーシップ関数Aij(x
j )は、例えば下記の(2)式のようにガウス関数によ
って定義される。R i : If x 1 is A i1 and x 2 is A i2 and ... and x n is A in then y 1 is b i1 and y 2 is b i2 and ... and y m is b im ... ( 1) Here, R i (1 ≦ i ≦ r) is the label of the i-th fuzzy rule, r is the number of rules, A ij (1 ≦ j ≦ n) is the fuzzy variable of the antecedent part, b ik (1 ≦ k ≦ m) is a consequent part real value. In addition, the A ij membership function A ij (x
j ) is defined by a Gaussian function, for example, as in the following equation (2).
【0064】 Aij(xj )=exp{−((xj −cij)/dij)2 }・・・(2) ここで、cijおよびdijは、それぞれAij(xj )の中
心値および幅を定めるパラメータである。A ij (x j ) = exp {− ((x j −c ij ) / d ij ) 2 } (2) where c ij and d ij are respectively A ij (x j ) Are parameters that determine the center value and the width of.
【0065】上記の(1)式および(2)式におけるパ
ラメータ、ルール数r、後件部実数値bik、中心値cij
および幅dijは、サンプルデータから以下1)〜5)の
手順により定められる。The parameters, the number of rules r, the consequent part real value b ik , and the central value c ij in the above equations (1) and (2)
The width d ij is determined from the sample data by the following procedures 1) to 5).
【0066】1)先ず、サンプルデータ数Nを上限とし
て初期ルール数r0 を設定する。上述の文献において
は、Nの半分程度の値が推奨されている。1) First, the initial rule number r 0 is set with the sample data number N as an upper limit. In the above document, a value of about half of N is recommended.
【0067】2)次に、各サンプルデータの入力ベクト
ルIpおよび出力ベクトルOpを、下記の(3)式に示
すように、一つの(n+m)次元ベクトルSpにまと
め、Spの各要素のその平均および分散が互いに等しく
なるように正規化する。2) Next, the input vector Ip and the output vector Op of each sample data are combined into one (n + m) -dimensional vector Sp, as shown in the following equation (3), and the average of each element of Sp is calculated. And the variance are equal to each other.
【0068】 Sp=[Ip,Op] =[ip1,ip2,…,ipn,op1,op2,…,opm]・・・(3) 3)次に、入力層のユニット数が(n+m)、競合層の
ユニット数がr0 のコホーネン型ニューラルネットワー
クにおいて、Spに対し自己組織化学習を行う。Sp = [Ip, Op] = [ ip1 , ip2 ,..., Ipn , op1 , op2 ,..., Opm ] (3) Next, the number of units in the input layer Performs self-organizing learning on Sp in a Kohonen-type neural network in which (n + m) and the number of units in the competitive layer is r 0 .
【0069】4)次に、学習後の各競合層ユニットが持
つ重みベクトルWi =[wi1,wi2,…,win,w
i(n+1),wi(n+2),…,wi(n+m)](1≦i≦r0 )か
ら初期ファジイルールを生成する。具体的には、パラメ
ータbik、cijおよびdijの初期値をそれぞれ下記の
(4)〜(6)式のように設定する。[0069] 4) Next, the weight vector W with each competitive layer unit after learning i = [w i1, w i2 , ..., w in, w
An initial fuzzy rule is generated from i (n + 1) , wi (n + 2) ,..., wi (n + m) ] (1 ≦ i ≦ r 0 ). Specifically, the initial values of the parameters b ik , c ij and d ij are respectively set as in the following equations (4) to (6).
【0070】 bik=wi(n+k) ・・・(4) cij=wij ・・・(5) dij=max(|uij−cij|,|lij−cij|)・・・(6) 但し、uijおよびlijは、それぞれi番目の競合層ユニ
ットに帰属するサンプルデータの入力変数xj に関する
最大値および最小値である。B ik = wi (n + k) (4) c ij = w ij (5) d ij = max (| u ij -c ij |, | l ij -c ij | (6) where u ij and l ij are the maximum value and the minimum value of the input variable x j of the sample data belonging to the i-th competitive layer unit, respectively.
【0071】5)次に、得られた初期ファジイルールを
基にファジイ・ニューラルネットワークを構成し、忘却
付きのバックプロパゲーション(誤差逆伝播)法によっ
て各パラメータのチューニング(調整)とプルーニング
(剪定)を行う。その結果、最終的な、ルール数r、後
件部実数値bik、中心値cijおよび幅dijの値が定めら
れる。5) Next, a fuzzy neural network is constructed based on the obtained initial fuzzy rules, and tuning (adjustment) and pruning (pruning) of each parameter are performed by a back propagation method with forgetting (error back propagation). I do. As a result, final values of the rule number r, the consequent part real value b ik , the center value c ij, and the width d ij are determined.
【0072】このようにして作成されたファジイルール
は、下記の(7)および(8)式に示す簡略化ファジイ
推論により、所属クラスが不明である未知パターンのパ
ターン認識に利用することができる。The fuzzy rules created in this way can be used for pattern recognition of an unknown pattern whose belonging class is unknown by simplified fuzzy inference shown in the following equations (7) and (8).
【0073】[0073]
【数1】 (Equation 1)
【0074】ここで、μi (X)は入力ベクトルX=
[x1 ,x2 ,…,xn ]がi番目のファジイルールの
前件部とどの程度合致しているかを表す適合度を表す。
また、y* kはシステムの出力に相当する推論値ベクトル
Y* =[y* 1,y* 2,…,y* m]の第k成分である。そ
して、未知パターンは、パターン認識にあたり、この成
分y* kが最大となるクラスkに分類される。Here, μ i (X) is the input vector X =
.., X n ] represents the degree of conformity indicating how much the [x 1 , x 2 ,..., X n ] matches the antecedent part of the i-th fuzzy rule.
Y * k is the k-th component of the inference value vector Y * = [y * 1 , y * 2 ,..., Y * m ] corresponding to the output of the system. Then, the unknown pattern is classified into a class k in which the component y * k is the maximum in pattern recognition.
【0075】(第2比較例)次に、上述した文献2に開
示のファジイルールの作成方法について、第2比較例と
して簡単に説明する。(Second Comparative Example) Next, a method of creating a fuzzy rule disclosed in the above-mentioned document 2 will be briefly described as a second comparative example.
【0076】文献2には、コホーネン型ニューラルネッ
トワークの自己組織化学習により作成された初期ファジ
イルールに基づいて、ファジイルールを典型的ファジイ
ルールと例外的ファジイルールとの二つに分けて作成す
る方法が開示されている。そのため、この方法では、初
期ファジイルールに基づいて、ファジイ・ニューラルネ
ットワークの忘却付き構造学習を下記の1)〜6)の処
理を順次に行なう。Reference 2 discloses a method of dividing a fuzzy rule into a typical fuzzy rule and an exceptional fuzzy rule based on an initial fuzzy rule created by self-organizing learning of a Kohonen-type neural network. Is disclosed. Therefore, in this method, the following processes 1) to 6) are sequentially performed for the structure learning with forgetting of the fuzzy neural network based on the initial fuzzy rule.
【0077】1)先ず、忘却付き構造学習の学習終了条
件として、適当なルール数、正解率および学習回数とを
それぞれ設定する。1) First, an appropriate number of rules, a correct answer rate, and the number of times of learning are set as learning end conditions for the structure learning with forgetting.
【0078】2)次に、与えられたサンプルデータに対
して、上記の1)とは別にあらかじめ決められた学習回
数だけ忘却付き構造学習を行なう。2) Next, the given sample data is subjected to forgetting structure learning a predetermined number of times of learning separately from 1).
【0079】3)次に、学習中のファジイ・ニューラル
ネットワークにサンプルデータを入力して、サンプルデ
ータを正解となる正解データ群と不正解となる不正解デ
ータ群との2つのデータ群に分ける。3) Next, the sample data is input to the fuzzy neural network being trained, and the sample data is divided into two data groups, ie, a correct answer data group which is correct and an incorrect answer data group which is incorrect.
【0080】4)次に、サンプルデータから不正解デー
タ群を取り除く。4) Next, a group of incorrect answer data is removed from the sample data.
【0081】5)次に、上記の1)の処理で設定した学
習終了条件のいずれかが成立するまで、上記の2)〜
4)の処理を繰返して、典型的ファジイルールを作成す
る。5) Next, until any of the learning end conditions set in the processing of 1) above is satisfied, the above-mentioned 2) to
The process of 4) is repeated to create a typical fuzzy rule.
【0082】6)次に、上記の3)の処理において取り
除いた不正解データ群について、上記の2)〜4)の処
理を再度行なって、例外的ファジイルールを作成する。
但し、このときの学習終了条件は、上記の1)で設定さ
れた学習回数が成立する場合のみとする。6) Next, the above-mentioned processes 2) to 4) are performed again on the incorrect answer data group removed in the process 3) to create an exceptional fuzzy rule.
However, the learning end condition at this time is only when the number of times of learning set in the above 1) is satisfied.
【0083】次に、このようにして作成した典型的ファ
ジイルールおよび例外的ファジイルールを用いて、所属
クラスが不明である未知パターンのパターン認識を行な
う場合について説明する。Next, a description will be given of a case in which pattern recognition is performed on an unknown pattern whose belonging class is unknown using the typical fuzzy rule and the exceptional fuzzy rule created as described above.
【0084】その場合、先ず、入力された未知パターン
に対して、上記の(7)および(8)式に示す簡略化フ
ァジイ推論を典型的ファジイルールと例外的ファジイル
ールとについてそれぞれ独立に行なう。In this case, first, the simplified fuzzy inference shown in the above equations (7) and (8) is independently performed on the input unknown pattern for the typical fuzzy rule and the exceptional fuzzy rule.
【0085】次に、典型的ファジイルールについて得ら
れた推論値ベクトルと、例外的ファジイルールについて
得られた推論値ベクトルとを組合せて未知パターンの所
属クラスを判別する。文献2においては、この組合せ方
について5種類の試行錯誤を行なっている。Next, the class to which the unknown pattern belongs is determined by combining the inference value vector obtained for the typical fuzzy rule and the inference value vector obtained for the exceptional fuzzy rule. In Literature 2, five types of trial and error are performed for this combination.
【0086】(パターン認識装置)次に、この発明のフ
ァジイルール作成方法および装置の例の説明に先立ち、
この発明の理解を容易にするため、図2を参照して、フ
ァジイルール作成装置を具えた一般的なパターン認識装
置の一例について説明する。(Pattern Recognition Apparatus) Next, prior to description of an example of a fuzzy rule creation method and apparatus of the present invention,
To facilitate understanding of the present invention, an example of a general pattern recognition device including a fuzzy rule creation device will be described with reference to FIG.
【0087】図2は、このパターン認識装置100の説
明に供するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining the pattern recognition apparatus 100.
【0088】このパターン認識装置100は、パターン
入力装置10、スイッチ12、サンプルパターン・クラ
ス情報格納装置14、ファジイルール作成装置16、フ
ァジイルール記憶装置18、パターン識別装置20およ
び識別結果出力装置22を以って構成されている。The pattern recognition device 100 includes a pattern input device 10, a switch 12, a sample pattern / class information storage device 14, a fuzzy rule creation device 16, a fuzzy rule storage device 18, a pattern identification device 20, and an identification result output device 22. It is configured as follows.
【0089】このパターン入力装置10は、認識処理の
対象となるパターンに関する情報としてのサンプルデー
タまたは未知パターンをパターン認識装置100に入力
する部分である。サンプルデータおよび未知パターンと
しては、例えば、文字や音声等のパターン情報や、それ
らの情報から適当な特徴抽出処理によって得られたいく
つかの特徴量を組合せた情報が入力される。The pattern input device 10 is a part for inputting sample data or unknown patterns as information relating to a pattern to be subjected to recognition processing to the pattern recognition device 100. As the sample data and the unknown pattern, for example, pattern information such as characters and voices, and information obtained by combining some feature amounts obtained by appropriate feature extraction processing from the information are input.
【0090】また、スイッチ12は、パターン入力装置
10から入力されたパターン情報を、ファジイルール作
成装置16側(図2においてはA側)、または、パター
ン識別装置20側(図2においてはB側)のいずれに送
るかを選択する部分である。例えば、未知パターンの認
識処理に先立って、認識用ファジイルールを作成する際
には、このスイッチ12はA側に投入される。その結
果、パターン入力装置10から入力されたサンプルパタ
ーンおよびそのクラス情報を含むサンプルデータは、サ
ンプルパターン・クラス情報格納装置14へ送られる。
一方、未知パターンの認識処理を行なう際には、このス
イッチ12はB側に投入される。その結果、パターン入
力装置10から入力された未知パターンは、パターン識
別装置20へ送られる。The switch 12 converts the pattern information input from the pattern input device 10 into the fuzzy rule creation device 16 (A side in FIG. 2) or the pattern identification device 20 (B side in FIG. 2). ) Is a part to select which one to send. For example, when creating a fuzzy rule for recognition prior to an unknown pattern recognition process, the switch 12 is turned on to the A side. As a result, the sample data input from the pattern input device 10 and the sample data including the class information thereof are sent to the sample pattern / class information storage device 14.
On the other hand, when performing the unknown pattern recognition process, the switch 12 is turned on to the B side. As a result, the unknown pattern input from the pattern input device 10 is sent to the pattern identification device 20.
【0091】また、サンプルパターン・クラス情報格納
装置14は、パターン入力装置10からスイッチ12を
経て送られてきた、多次元サンプルパターンおよびその
所属クラスを表すクラス情報を格納する部分である。The sample pattern / class information storage device 14 is a portion for storing the multidimensional sample patterns and the class information representing the classes to which the multidimensional sample patterns are sent from the pattern input device 10 via the switch 12.
【0092】また、ファジイルール作成装置16は、多
次元サンプルパターンおよびそのクラス情報に基づい
て、未知パターンの認識に必要なファジイルールを作成
する部分である。尚、ファジイルール作成装置16の構
成および動作については、後述の実施の形態において詳
細に説明する。The fuzzy rule creating device 16 creates a fuzzy rule necessary for recognition of an unknown pattern based on a multidimensional sample pattern and its class information. The configuration and operation of the fuzzy rule creation device 16 will be described in detail in an embodiment described later.
【0093】また、ファジイルール記憶装置18は、フ
ァジイルール作成装置16において作成した認識用ファ
ジイルールを記憶する部分である。The fuzzy rule storage device 18 is a portion for storing the recognition fuzzy rules created by the fuzzy rule creating device 16.
【0094】また、パターン識別装置20は、パターン
入力装置10からスイッチ12を経て送られてきた未知
パターンについて、認識用ファジイルールを用いてその
未知パターンの所属クラスを識別する部分である。尚、
未知パターンの認識処理の内容については、後述の第3
の実施の形態の後において説明する。The pattern identification device 20 is a part for identifying the class to which the unknown pattern belongs, using the recognition fuzzy rule, for the unknown pattern sent from the pattern input device 10 via the switch 12. still,
The details of the unknown pattern recognition process will be described later in the third section.
A description will be given after the embodiment.
【0095】また、識別結果出力装置22は、パターン
識別装置20で識別された、未知パターンの所属クラス
を表すクラス情報を出力する部分である。The identification result output device 22 is a portion that outputs class information indicating the class to which the unknown pattern belongs, identified by the pattern identification device 20.
【0096】(第1の実施の形態)次に、図1を参照し
て、上述のパターン認識装置100のファジイルール作
成装置16の一例として、この発明の第1の実施の形態
のファジイルール作成装置の例について説明する。図1
は、第1の実施の形態のファジイルール作成装置の説明
に供する機能ブロック図である。(First Embodiment) Next, referring to FIG. 1, as an example of the fuzzy rule creation device 16 of the above-described pattern recognition device 100, the fuzzy rule creation device of the first embodiment of the present invention will be described. An example of the device will be described. FIG.
FIG. 2 is a functional block diagram for describing a fuzzy rule creation device according to the first embodiment.
【0097】第1の実施の形態のファジイルール作成装
置16は、複数のサンプルパターンについてコホーネン
型ニューラルネットワークの自己組織化学習を行ない、
この自己組織化学習の結果を用いて、前記ファジイルー
ルを作成する装置である。そして、このファジイルール
作成装置16は、サンプルパターン分割格納部26、コ
ホーネン型ニューラルネットワーク学習部(学習部)2
8、メンバーシップ関数パラメータ算出部(関数パラメ
ータ算出部)30、メンバーシップ関数パラメータ格納
部(関数パラメータ格納部)32、確信度パラメータ算
出部34、帰属パターン集合・クラス情報格納部36お
よび認識用ファジイルール判定・分割部38を以って構
成されている。尚、この関数パラメータ算出部30と確
信度パラメータ算出部34とは、自己組織化学習の結果
を用いてファジイルールのパラメータを算出するパラメ
ータ算出部40を構成している。The fuzzy rule creating device 16 of the first embodiment performs self-organizing learning of a Kohonen-type neural network for a plurality of sample patterns,
The fuzzy rule is created using the result of the self-organizing learning. The fuzzy rule creation device 16 includes a sample pattern division storage unit 26, a Kohonen-type neural network learning unit (learning unit) 2
8. Membership function parameter calculation unit (function parameter calculation unit) 30, membership function parameter storage unit (function parameter storage unit) 32, certainty parameter calculation unit 34, belonging pattern set / class information storage unit 36, and fuzzy recognition It comprises a rule judging / dividing unit 38. The function parameter calculation unit 30 and the certainty parameter calculation unit 34 constitute a parameter calculation unit 40 that calculates fuzzy rule parameters using the results of self-organizing learning.
【0098】このサンプルパターン分割格納部26は、
サンプルパターン・クラス情報格納装置14に格納され
たサンプルパターンを、その所属クラス別に分割してそ
れぞれ格納する部分である。This sample pattern division storage unit 26
This is a section that divides the sample pattern stored in the sample pattern / class information storage device 14 according to its belonging class and stores each.
【0099】また、学習部28は、サンプルパターン分
割格納部26に格納されたサンプルパターンについて、
コホーネン型ニューラルネットワークの自己組織化学習
を特にサンプルパターンの所属クラス別に順次に行なう
部分である。Further, the learning unit 28 calculates the sample pattern stored in the sample pattern division
In this section, the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is sequentially performed, particularly for each class to which the sample pattern belongs.
【0100】そして、個々の所属クラス毎の自己組織化
学習は、従来周知の方法で行なう。従来周知のコホーネ
ン型ニューラルネットワークの自己組織化学習として
は、例えば、文献3:(「ニューラルネットワークアー
キテクチャ入門」Judith E.Dayhoff著,桂井浩訳、森北
出版刊、1992年)に開示されている方法が知られて
いる。但し、この文献3においては、「コホーネン型ニ
ューラルネットワーク」を「Kohonen 特徴地図」と表記
している。The self-organizing learning for each belonging class is performed by a conventionally known method. Conventionally known self-organizing learning of Kohonen-type neural networks is disclosed in, for example, Reference 3: ("Introduction to Neural Network Architecture" by Judith E. Dayhoff, translated by Hiroshi Katsurai, published by Morikita Publishing, 1992). It has been known. However, in Document 3, “Kohonen type neural network” is described as “Kohonen feature map”.
【0101】また、関数パラメータ算出部30は、コホ
ーネン型ニューラルネットワークの各競合層ユニットの
持つ、自己組織化学習の結果として所属クラス別に算出
された重みベクトルと、サンプルパターンとから、ファ
ジイルールの前件部メンバーシップ関数のパラメータを
所属クラス別に順次に算出する部分である。The function parameter calculating section 30 calculates the weight vector calculated for each class as a result of the self-organizing learning of each competitive layer unit of the Kohonen-type neural network and the sample pattern, based on the pre-fuzzy rule. This is a part for sequentially calculating the parameters of the membership function for each belonging class.
【0102】また、関数パラメータ格納部32は、自己
組織化学習の結果に基づく情報を所属クラス別に格納す
るメモリとして、所属クラス別に算出された関数パラメ
ータを、所属クラス別に格納する部分である。The function parameter storage section 32 is a memory for storing function parameters calculated for each belonging class for each belonging class as a memory for storing information based on the result of self-organizing learning for each belonging class.
【0103】また、確信度パラメータ算出部34は、こ
のパラメータの算出された前件部メンバーシップ関数、
サンプルパターンおよびこのサンプルパターンのクラス
情報から、ファジイルールの後件部実数値に相当する確
信度パラメータを算出する部分である。The confidence parameter calculating unit 34 calculates the antecedent membership function calculated for this parameter,
This is a part for calculating a certainty parameter corresponding to a consequent real value of the fuzzy rule from the sample pattern and the class information of the sample pattern.
【0104】また、帰属パターン集合・クラス情報格納
部36は、確信度パラメータ算出部34において算出さ
れた各ファジイルールにそれぞれ帰属するサンプルパタ
ーンの集合を、各ファジイルールの帰属パターンとし
て、その帰属パターンに属するサンプルパターンのクラ
ス情報とともに格納する部分である。Also, the belonging pattern set / class information storage unit 36 sets the set of sample patterns belonging to each fuzzy rule calculated by the certainty parameter calculating unit 34 as the belonging pattern of each fuzzy rule, Is stored together with the class information of the sample pattern belonging to.
【0105】また、認識用ファジイルール判定・分割部
38は、判定部38aと分割部38bとを以って構成し
てある。The recognition fuzzy rule judging / dividing section 38 comprises a judging section 38a and a dividing section 38b.
【0106】そして、この判定部38aは、ファジイル
ールのうち、所属クラスのうちの2つ以上の特定所属ク
ラスについての確信度パラメータの値が、それぞれ基準
値よりも大きな値となったファジイルールを特定ファジ
イルールと判定する部分である。Then, the judging unit 38a determines the fuzzy rules in which the values of the certainty parameters for two or more specific belonging classes among the fuzzy rules are larger than the reference value. This is a part to be determined as a specific fuzzy rule.
【0107】また、分割部38bは、特定ファジイルー
ルの代わりに特定所属クラスの各々に対応する分割ファ
ジイルールをそれぞれ作成するため、この特定ファジイ
ルールに帰属する特定サンプルパターンおよびそのクラ
ス情報から特定所属クラス別の分割ファジイルールの前
件部メンバーシップ関数のパラメータをそれぞれ算出
し、かつ、このパラメータの算出されたこの前件部メン
バーシップ関数、特定サンプルパターンおよびそのクラ
ス情報から、分割ファジイルールの各々の後件部実数値
に相当する確信度パラメータをそれぞれ算出する部分で
ある。Further, the dividing unit 38b creates a divided fuzzy rule corresponding to each of the specific belonging classes instead of the specific fuzzy rule. Calculate the parameters of the antecedent membership function of the divided fuzzy rule for each class, and calculate each of the divided fuzzy rules from the antecedent membership function calculated for this parameter, the specific sample pattern and its class information. The consequent part is a part for calculating each certainty parameter corresponding to the real numerical value.
【0108】そして、認識用ファジイルール判定・分割
部38の出力は、認識用ファジイルール記憶装置18へ
送られる。The output of the recognition fuzzy rule determining / dividing section 38 is sent to the recognition fuzzy rule storage device 18.
【0109】次に、第1の実施の形態のファジイルール
作成装置における動作、すなわち、ファジイルール作成
方法について説明する。Next, the operation of the fuzzy rule creation device according to the first embodiment, that is, a fuzzy rule creation method will be described.
【0110】第1の実施の形態では、サンプルパターン
・クラス情報格納装置14に、N個(Nは自然数)のn
次元(nは自然数)サンプルパターンが、そのサンプル
パターンの所属クラスを表すクラス情報とともに格納さ
れている場合について説明する。In the first embodiment, the sample pattern / class information storage device 14 stores n (N is a natural number) n
A case where a dimension (n is a natural number) sample pattern is stored together with class information indicating a class to which the sample pattern belongs is described.
【0111】また、第1の実施の形態においては、N個
のサンプルパターンのうち、p番目(pは、1以上N以
下の自然数)のサンプルパターンをXpと表す。このサ
ンプルパターンXpはn次元であるので、Xp=
[xp1,xp2,xp3,…,xpn](1≦p≦N)と表せ
る。すなわち、各サンプルパターンXpは、それぞれ、
その次元数n個の成分xp1,xp2,xp3,…,xpnを有
する。In the first embodiment, the p-th (p is a natural number not less than 1 and not more than N) sample pattern among the N sample patterns is represented by Xp. Since this sample pattern Xp is n-dimensional, Xp =
[X p1 , x p2 , x p3 ,..., X pn ] (1 ≦ p ≦ N). That is, each sample pattern Xp is
It has n-dimensional components x p1 , x p2 , x p3 ,..., X pn .
【0112】また、各サンプルパターンXpは、それぞ
れm種類(mは、自然数)の所属クラスのうちのいずれ
かのクラスCp(1≦Cp≦m)に分類されているもの
とする。It is assumed that each sample pattern Xp is classified into one of the m classes (m is a natural number) belonging to one of the classes Cp (1 ≦ Cp ≦ m).
【0113】そして、サンプルパターン・クラス情報格
納装置14からファジイルール作成装置16に読み込ま
れたサンプルパターンおよびそのクラス情報は、サンプ
ルパターン分割格納部26および確信度パラメータ算出
部34にそれぞれ入力される。The sample pattern and its class information read from the sample pattern / class information storage device 14 into the fuzzy rule creation device 16 are input to the sample pattern division storage unit 26 and the certainty parameter calculation unit 34, respectively.
【0114】次に、サンプルパターン分割格納部26に
おいては、入力されたサンプルパターンXpは、その所
属クラス別に分割して格納される。ここでは、各所属ク
ラスC(1≦C≦m)のサンプルパターンの数をNcで
表す。そして、所属クラスC=1、2、3、…mに所属
するサンプルパターンの数Ncを、それぞれN1 、N
2 、N3 …Nm とすると、N=N1 +N2 +N3 +…+
Nm と表せる。Next, in the sample pattern division storage section 26, the input sample pattern Xp is divided and stored for each class. Here, the number of sample patterns of each belonging class C (1 ≦ C ≦ m) is represented by Nc. The affiliation Class C = 1, 2, 3, ... the number Nc of sample patterns belonging to m, respectively N 1, N
When 2, N 3 ... N m, N = N 1 + N 2 + N 3 + ... +
Expressed as N m.
【0115】そして、格納された各サンプルパターンX
pは、所属クラス毎に順次コホーネン型ニューラルネッ
トワーク学習部28へ読み出される。The stored sample patterns X
p is sequentially read out to the Kohonen-type neural network learning unit 28 for each belonging class.
【0116】学習部28においては、所属クラス毎に読
み出された各サンプルパターンXpに対して、ある距離
尺度Dに基づいたコホーネン型ニューラルネットワーク
の自己組織化学習を所属クラス毎に逐次行なう。距離尺
度Dとしては、例えば、ベクトル間のユークリッド距離
を用いると良い。In the learning section 28, self-organizing learning of the Kohonen-type neural network based on a certain distance scale D is sequentially performed for each sample class Xp for each sample pattern Xp read for each class. As the distance scale D, for example, a Euclidean distance between vectors may be used.
【0117】この自己組織化学習によって、コホーネン
型ニューラルネットワークの入力層ユニットの数は、サ
ンプルパターンXpの成分の数(すなわち次元数)nと
なる。By the self-organizing learning, the number of input layer units of the Kohonen-type neural network becomes the number (ie, the number of dimensions) n of the components of the sample pattern Xp.
【0118】一方、コホーネン型ニューラルネットワー
クの競合層ユニットの数については、適当な値rcを各
所属クラス毎に設定する。適当な値rcとしては、例え
ば、その所属クラスのサンプルパターンXpの数Ncの
1/5〜1/2程度の数とすると良い。ただし、コホー
ネン型ニューラルネットワークにおける競合層ユニット
の配置については、1次元、2次元いずれでも構わな
い。On the other hand, as for the number of competitive layer units of the Kohonen type neural network, an appropriate value rc is set for each belonging class. The appropriate value rc may be, for example, a number that is about 5〜 to の of the number Nc of the sample patterns Xp of the class to which it belongs. However, the arrangement of the competitive layer units in the Kohonen-type neural network may be one-dimensional or two-dimensional.
【0119】そして、この自己組織化学習の結果とし
て、各競合層ユニットの有する重みベクトルを所属クラ
ス別にそれぞれ算出する。すなわち、m種類の所属クラ
スの各々につき、rc個(競合層ユニットの数)の重み
ベクトルを算出する。Then, as a result of the self-organizing learning, a weight vector of each competitive layer unit is calculated for each belonging class. That is, rc (the number of competitive layer units) weight vectors are calculated for each of the m types of belonging classes.
【0120】また、ある所属クラスに対応する重みベク
トルのうち、i番目の競合層ユニットが有する重みベク
トルをWiと表す。この重みベクトルWiは、1つのク
ラスにつき、入力層ユニットの数の成分、すなわちn個
の成分を有する。従って、重みベクトルWiは、Wi=
[wi1,wi2,…win](1≦i≦rc)と表せる。Also, among the weight vectors corresponding to a certain belonging class, the weight vector of the i-th competitive layer unit is represented by Wi. The weight vector Wi has components of the number of input layer units, that is, n components, for one class. Therefore, the weight vector Wi is expressed as Wi =
[W i1 , w i2 ,..., W in ] (1 ≦ i ≦ rc).
【0121】そして、学習部28は、所属クラス別に算
出されたrc個の重みベクトルWiを、その所属クラス
に対する自己組織化学習が終了する度に、その所属クラ
スの所属するNc個のサンプルパターンとともに、逐一
メンバーシップ関数パラメータ算出部30へ送る。The learning unit 28 calculates the rc weight vectors Wi calculated for each belonging class together with the Nc sample patterns to which the belonging class belongs each time the self-organizing learning for the belonging class ends. Are sent to the membership function parameter calculation unit 30 one by one.
【0122】ところで、この実施の形態では、未知パタ
ーンの識別処理に供するためのファジイルールを、これ
らの重みベクトルを候補として作成する。このファジイ
ルールは、一般に下記の(9)式で与えられる。In this embodiment, a fuzzy rule for use in the process of identifying an unknown pattern is created using these weight vectors as candidates. This fuzzy rule is generally given by the following equation (9).
【0123】 Ri :If x1 is Ai1 and x2 is Ai2 and … and xn is Ain then y1 is bi1 and y2 is bi2 and … and ym is bim・・・(9) ここで、Ri (1≦i≦r)は、i番目のファジイルー
ルのラベル、rはルール数である。そして、「If」で
はじまる行が前件部であり、「then」ではじまる行
が後件部である。また、Aij(1≦j≦n)は、前件部
ファジイ変数、bik(1≦k≦m)は、後件部実数値で
ある。また、前件部ファジイ変数Aijのメンバーシップ
関数(前件部メンバーシップ関数)Aij(xj )を、こ
こでは、下記の(10)式のように周知の三角型メンバ
ーシップ関数によって定義する。R i : If x 1 is A i1 and x 2 is A i2 and… and x n is A in then y 1 is b i1 and y 2 is b i2 and… and y m is b im 9) Here, R i (1 ≦ i ≦ r) is the label of the i-th fuzzy rule, and r is the number of rules. The line beginning with “If” is the antecedent part, and the line beginning with “then” is the consequent part. A ij (1 ≦ j ≦ n) is a fuzzy variable of the antecedent part, and b ik (1 ≦ k ≦ m) is a real value of the consequent part. The membership function of the fuzzy variable A ij of the antecedent part (the antecedent part membership function) A ij (x j ) is defined by a well-known triangular membership function as shown in the following equation (10). I do.
【0124】 Aij(xj )=max{1−(|xj −cij|/dij,0)}・・・(10) ここで、cijおよびdijは、それぞれ前件部メンバーシ
ップ関数Aij(xj )の中心値および幅を定めるパラメ
ータである。A ij (x j ) = max {1− (| x j −c ij | / d ij , 0)} (10) where c ij and d ij are members of the antecedent part, respectively. These parameters determine the center value and width of the ship function A ij (x j ).
【0125】また、ファジイルールRi の前件部に対す
る未知パターンXの合致程度を示す適合度μi (X)を
下記の(11)式に示すように、各次元(1〜n次元)
における前件部メンバーシップ関数の代数積として求め
られる。Further, the degree of conformity μ i (X) indicating the degree of coincidence of the unknown pattern X with the antecedent part of the fuzzy rule R i is calculated for each dimension (1 to n dimensions) as shown in the following equation (11).
Is obtained as the algebraic product of the antecedent membership function in.
【0126】[0126]
【数2】 (Equation 2)
【0127】次に、関数パラメータ算出部30は、rc
個の重みベクトルWiおよびNc個のサンプルパターン
に基づいて、上記の(10)式で定義した認識用ファジ
イルールの前件部メンバーシップ関数Aij(xj )の中
心値を定めるパラメータcijおよび幅を定めるdijを、
所属クラス別に逐次算出する。以下、図3のフローチャ
ートを参照して、メンバーシップ関数パラメータ算出部
(関数パラメータ算出部)30における処理手順につい
て説明する。Next, the function parameter calculating section 30 calculates rc
Based on the weight vector Wi and the Nc sample patterns, the parameters c ij and c ij that determine the central value of the membership function A ij (x j ) of the antecedent part of the fuzzy rule for recognition defined by the above equation (10) the d ij to define the width,
Calculated sequentially for each class. Hereinafter, the processing procedure in the membership function parameter calculation unit (function parameter calculation unit) 30 will be described with reference to the flowchart in FIG.
【0128】(a)先ず、関数パラメータ算出部30
は、各重みベクトルWiに帰属するサンプルパターンX
pの集合、すなわち帰属パターン集合Siをそれぞれ算
出する(図3のS1)。そのために、前述のコホーネン
型ニューラルネットワークの自己組織化学習で用いられ
た距離尺度Dの下で、下記の(12)式に示すように、
各サンプルパターンXpをそれぞれ最も距離の近い重み
ベクトルに帰属させる。そして、各重みベクトルWiに
帰属するサンプルパターンXpの集合を帰属パターン集
合Siとしてそれぞれ求める。(A) First, the function parameter calculator 30
Is a sample pattern X belonging to each weight vector Wi.
A set of p, ie, a belonging pattern set Si is calculated (S1 in FIG. 3). Therefore, under the distance scale D used in the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network described above, as shown in the following equation (12),
Each sample pattern Xp is assigned to the closest distance weight vector. Then, a set of sample patterns Xp belonging to each weight vector Wi is obtained as a belonging pattern set Si.
【0129】[0129]
【数3】 (Equation 3)
【0130】ここで、D(Xp,Wi)は、距離尺度D
を尺度としたサンプルパターンXpと重みベクトルWi
とのベクトル間距離を表し、距離尺度Dがユークリッド
距離である場合には、下記の(13)式で与えらえる。Here, D (Xp, Wi) is a distance scale D
Pattern Xp and weight vector Wi using
And when the distance scale D is a Euclidean distance, it is given by the following equation (13).
【0131】[0131]
【数4】 (Equation 4)
【0132】(b)次に、関数パラメータ算出部30
は、重みベクトルWiのプルーニング(剪定)を行なう
(図3のS2)。すなわち、先ず、帰属パターン集合S
iが空集合である重みベクトル、すなわち、その重みベ
クトルWiにサンプルパターンが1つも属していないも
のを全て削除する。そして、関数パラメータ算出部30
は、残った重みベクトルWiを選択して、その番号をそ
の帰属パターン集合とともに新たに付け直す。(B) Next, the function parameter calculator 30
Performs pruning of the weight vector Wi (S2 in FIG. 3). That is, first, the belonging pattern set S
Weight vectors for which i is an empty set, that is, all weight vectors for which no sample pattern belongs to the weight vector Wi are deleted. Then, the function parameter calculation unit 30
Selects the remaining weight vector Wi and renumbers it with its belonging pattern set.
【0133】これらの重みベクトルWiは、上述の
(9)式のファジイルールの前件部メンバーシップ関数
Aij(xj )の候補として、それら前件部メンバーシッ
プ関数Aij(xj )と1対1に対応する。また、ここで
は、プルーニングの結果残った重みベクトルWiの数を
r′C (≦rc)とする。[0133] These weight vector Wi is, as a candidate of the above-mentioned equation (9) the antecedent membership function A ij of fuzzy rules of (x j), and their antecedent membership function A ij (x j) One to one. Here, the number of weight vectors Wi remaining as a result of pruning is r ′ C (≦ rc).
【0134】(c)次に、関数パラメータ算出部30
は、重みベクトルWiのファジイ化を行なう(図3のS
3)。すなわち、関数パラメータ算出部30は、重みベ
クトルWiとその重みベクトルWiに含まれるサンプル
パターンXpとを用いて、r′C 個の認識用ファジイル
ールにおける前件部メンバーシップ関数の中心値を定め
るパラメータcijおよび幅を定めるパラメータdijを算
出する。(C) Next, the function parameter calculator 30
Performs fuzzification of the weight vector Wi (S in FIG. 3).
3). In other words, the function parameter calculation unit 30 uses the weight vector Wi and the sample pattern Xp included in the weight vector Wi to determine the central value of the antecedent membership function in the r ′ C recognition fuzzy rules. Calculate c ij and a parameter d ij that determines the width.
【0135】この算出にあたっては、重みベクトルWi
毎に、その帰属パターン集合Siに含まれるサンプルパ
ターンXpの全要素xpj(1≦j≦n))が、α∈
(0,1)以上のグレードを取るようにする。すなわ
ち、そのサンプルパターンXpの全要素xpjが、前件部
メンバーシップ関数Aij(xpj)に対して、A
ij(xpj)≧α∈(0,1)となるようにする。ここ
で、αは、設計者が適宜定めるパラメータであり、でき
るだけ大きな値とすることが好ましい。In this calculation, the weight vector Wi
Each time, all elements x pj (1 ≦ j ≦ n) of the sample pattern Xp included in the belonging pattern set Si are represented by α∈
Grade (0,1) or higher. That is, all the elements x pj of the sample pattern Xp are expressed as A with respect to the antecedent membership function A ij (x pj ).
ij (x pj ) ≧ α∈ (0,1). Here, α is a parameter appropriately determined by a designer, and is preferably set as large as possible.
【0136】具体的には、中心値を定めるパラメータc
ijおよび幅を定めるパラメータdijは、それぞれ重みベ
クトルWiの成分wijを用いて、それぞれ下記の(1
4)式および(15)式で与えらえる。Specifically, a parameter c for determining the center value
ij and a parameter d ij that determines the width are respectively expressed by the following (1) using the component w ij of the weight vector Wi.
It is given by equations 4) and (15).
【0137】[0137]
【数5】 (Equation 5)
【0138】尚、上記の(15)式において、分子の値
が0となる場合には、そのメンバーシップ関数を幅が0
のシングルトン(非ファジイ値=実数値)とする。以
下、重みベクトルに対する上記(14)式および(1
5)式による操作をファジイ化と称する。In the above equation (15), when the value of the numerator is 0, the membership function is set to a width of 0.
(Non-fuzzy value = real value). Hereinafter, the above equation (14) and (1)
The operation by the expression 5) is called fuzzification.
【0139】そして、関数パラメータ算出部30は、所
属クラス別に逐次算出された、中心値を定めるパラメー
タcijおよび幅を定めるパラメータdijを、順次にメン
バーシップ関数パラメータ格納部32へ送る。Then, the function parameter calculating section 30 sequentially sends the parameter c ij for determining the center value and the parameter d ij for determining the width, which are sequentially calculated for each belonging class, to the membership function parameter storing section 32.
【0140】メンバーシップ関数パラメータ格納部32
は、所属クラス別にそれぞれ入力される、前件部メンバ
ーシップ関数の中心値を定めるパラメータcijおよび幅
を定めるパラメータdijを逐次格納する。そして、この
格納部32において、全ての所属クラスについてのパラ
メ−タcijおよびdijが格納された後に、これらの所属
クラス別のパラメータcijおよびdijの番号iを、全て
の所属クラスについて通し番号に新たに付け直す。ここ
では、通し番号の最大値r1 は、各所属クラスでのプル
ーニング後のファジイルールの数、すなわちプルーニン
グの結果残った重みベクトルWiの数r′C の和とな
る。例えば、第1の所属クラスの重みベクトルの数を
r′1 個、第2の所属クラスの重みベクトルの数をr′
2 個、以下同様にして、第mの所属クラスの重みベクト
ルの数をr′m 個とすれば、通し番号の最大値r1 は、
r1 =r′1 +r′2 +…+r′m と表せる。Membership function parameter storage unit 32
Sequentially stores a parameter c ij that determines the central value of the antecedent part membership function and a parameter d ij that determines the width, which are input for each belonging class. After the parameters c ij and d ij for all the belonging classes are stored in the storage unit 32, the numbers i of the parameters c ij and d ij for each belonging class are stored in all the belonging classes. A new number is added to the serial number. Here, the maximum value r 1 of the serial number is the sum of the number of fuzzy rules after pruning in each belonging class, that is, the number r ′ C of weight vectors Wi remaining as a result of pruning. For example, the number of r of the weight vector of the first belonging class '1, the number of weight vectors in the second Member classes r'
2, and so on, if the number of weight vectors belongs class of the m r 'm pieces and the maximum value r 1 of the serial number,
r 1 = r ′ 1 + r ′ 2 +... + r ′ m
【0141】そして、格納部32は、通し番号が新たに
付けられたパラメ−タcijおよびdijを、確信度パラメ
ータ算出部34へ送る。Then, the storage unit 32 sends the parameters c ij and d ij to which the serial numbers have been newly added to the certainty factor calculation unit 34.
【0142】確信度パラメータ算出部34は、パラメー
タcijおよびdijをそれぞれ算出することにより前件部
メンバーシップ関数Aij(xj )が定められたr1 個の
認識用ファジイルールRi について、サンプルパターン
Xpおよびそのクラス情報Cpから、上記の(9)式に
示す後件部実数値bikに相当する各所属クラスに対する
確信度パラメータを算出する。以下、図4のフローチャ
ートを参照して、確信度パラメータ算出部34における
処理手順について説明する。The confidence parameter calculating section calculates r 1 recognition fuzzy rules R i for which the antecedent membership function A ij (x j ) is determined by calculating parameters c ij and d ij , respectively. From the sample pattern Xp and its class information Cp, a certainty parameter for each belonging class corresponding to the consequent part real value b ik shown in the above equation (9) is calculated. Hereinafter, the processing procedure in the certainty parameter calculating unit 34 will be described with reference to the flowchart in FIG.
【0143】(a)先ず、確信度パラメータ算出部34
は、各認識用ファジイルールRi に帰属するサンプルパ
ターンXpの集合、すなわち、帰属パターン集合Siを
それぞれ算出する(図4のS1)。そのために、確信度
パラメータ算出部34は、各サンプルパターンXpを、
その適合度μi (Xp)が最大となる認識用ファジイル
ールにそれぞれ帰属させて、各認識用ファジイルールR
i に帰属するサンプルパターンXpの帰属パターン集合
Siを求める。この帰属パターン集合Siは、認識用フ
ァジイルールRi に対するサンプルパターンXpの適合
度μi (Xp)を用いて、下記の(16)式のように表
される。(A) First, the certainty parameter calculating unit 34
Calculates a set of sample patterns Xp belonging to each recognition fuzzy rule R i , that is, a belonging pattern set Si (S1 in FIG. 4). For this purpose, the certainty parameter calculation unit 34 calculates each sample pattern Xp as
Each recognizable fuzzy rule R is assigned to a recognition fuzzy rule with the maximum fitness μ i (Xp).
An attribute pattern set Si of the sample pattern Xp belonging to i is obtained. The belonging pattern set Si is expressed by the following equation (16) using the degree of conformity μ i (Xp) of the sample pattern Xp to the fuzzy rule for recognition R i .
【0144】[0144]
【数6】 (Equation 6)
【0145】(b)次に、確信度パラメータ算出部34
は、認識用ファジイルールRi のプルーニング(剪定)
を行なう(図4のS2)。そのために、確信度パラメー
タ算出部34は、先ず、帰属パターン集合Siが空集合
である認識用ファジイルールRi 、すなわち、その認識
用ファジイルールRi にサンプルパターンが1つも属し
ていないものを全て削除する。そして、確信度パラメー
タ算出部34は、残った認識用ファジイルールRi を選
択して、その番号iおよび帰属パターン集合Siの番号
を共に新たに付け直す。ここでは、プルーニングの結果
選択された認識用ファジイルールRi の新たな番号の最
大値をr2 (≦r1 :通し番号の最大値)とする。(B) Next, the certainty parameter calculating unit 34
Is the pruning of the recognition fuzzy rule R i
(S2 in FIG. 4). For this purpose, the certainty parameter calculation unit 34 first calculates all the recognition fuzzy rules R i in which the belonging pattern set Si is an empty set, that is, all the fuzzy rules R i for which no sample patterns belong to the recognition fuzzy rules R i. delete. Then, the certainty parameter calculation unit 34 selects the remaining recognition fuzzy rule R i and renumbers both the number i and the number of the belonging pattern set Si. Here, the maximum value of the new number of the recognition fuzzy rule R i selected as a result of the pruning is r 2 (≦ r 1 : the maximum value of the serial number).
【0146】そして、確信度パラメータ算出部34は、
選択された認識用ファジイルールRi (1≦i≦r2 )
の帰属パターン集合Siと、その帰属パターン集合Si
に含まれる各サンプルパターンXpのクラス情報とを合
わせて帰属パターン集合・クラス情報格納部36へ送
る。Then, the certainty parameter calculating unit 34 calculates
The selected fuzzy rule for recognition R i (1 ≦ i ≦ r 2 )
Pattern set Si and its belonging pattern set Si
And sends it to the belonging pattern set / class information storage unit 36 together with the class information of each sample pattern Xp included in.
【0147】(c)次に、確信度パラメータ算出部34
は、確信度パラメータの算出を行なう(図4のS3)。
そのために、確信度パラメータ算出部34は、各認識用
ファジイルールRi の帰属パターンXpとそのクラス情
報Cpとに基づいて、r2 個の認識用ファジイルールに
おける後件部実数値に相当する確信度パラメータbikを
算出する。(C) Next, the certainty parameter calculating unit 34
Calculates a certainty parameter (S3 in FIG. 4).
For this purpose, the certainty parameter calculation unit 34 determines, based on the belonging pattern Xp of each recognition fuzzy rule R i and its class information Cp, a confidence corresponding to the consequent part real value in the r 2 recognition fuzzy rules. The degree parameter bik is calculated.
【0148】具体的には、確信度パラメータbikは、認
識用ファジイルールRi に対するサンプルパターンXp
の適合度μi (Xp)を用いて、下記の(17)式また
は(18)式で与えられる。More specifically, the certainty parameter b ik is the sample pattern Xp for the recognition fuzzy rule R i .
Is given by the following equation (17) or (18) using the fitness μ i (Xp) of
【0149】[0149]
【数7】 (Equation 7)
【0150】このように、確信度パラメータ算出部34
においてr2 個の認識用ファジイルールRi の確信度パ
ラメータbikをそれぞれ算出することにより、認識用フ
ァジイルールRi が作成される。As described above, the certainty parameter calculating unit 34
Then, the recognition fuzzy rules R i are created by calculating the certainty parameters b ik of the r 2 recognition fuzzy rules R i .
【0151】そして、確信度パラメータ算出部34は、
作成された認識用ファジイルールRi の各々を認識用フ
ァジイルール判定・分割部38へ送る。Then, the certainty parameter calculating section 34 calculates
Each of the created recognition fuzzy rules R i is sent to the recognition fuzzy rule determination / division unit 38.
【0152】また、帰属パターン集合・クラス情報格納
部36に格納された帰属パターン集合Siおよびそのク
ラス情報も、認識用ファジイルール判定・分割部38へ
送られる。Further, the belonging pattern set Si and its class information stored in the belonging pattern set / class information storage section 36 are also sent to the recognition fuzzy rule determining / dividing section 38.
【0153】認識用ファジイルール判定・分割部38
は、その判定部38aで、ファジイルールのうち、所属
クラスのうちの2つ以上の特定所属クラスについての確
信度パラメータの値が、それぞれ基準値よりも大きな値
となったファジイルールを特定ファジイルールと判定す
る。Recognition fuzzy rule judging / dividing section 38
In the determining unit 38a, among the fuzzy rules, the fuzzy rules in which the values of the certainty parameters for two or more specific belonging classes of the belonging classes each have a value larger than the reference value are identified as the specific fuzzy rules. Is determined.
【0154】そして、認識用ファジイルール判定・分割
部38は、その分割部38bで、特定ファジイルールの
代わりに特定所属クラスの各々に対応する分割ファジイ
ルールをそれぞれ作成するため、この特定ファジイルー
ルに帰属する特定サンプルパターンおよびそのクラス情
報から特定所属クラス別の分割ファジイルールの前件部
メンバーシップ関数のパラメータをそれぞれ算出し、か
つ、このパラメータの算出されたこの前件部メンバーシ
ップ関数、特定サンプルパターンおよびそのクラス情報
から、分割ファジイルールの各々の後件部実数値に相当
する確信度パラメータをそれぞれ算出する。The recognition fuzzy rule judging / dividing section 38 generates a divided fuzzy rule corresponding to each specific belonging class in the dividing section 38b instead of the specific fuzzy rule. Calculate the parameters of the antecedent membership function of the divided fuzzy rule for each specific affiliation class from the specific sample pattern to which it belongs and its class information, and calculate the antecedent membership function and the specific sample From the pattern and its class information, a certainty parameter corresponding to the consequent real value of each of the divided fuzzy rules is calculated.
【0155】以下、図5のフローチャートを参照して、
認識用ファジイルール判定・分割部38における処理手
順について説明する。Hereinafter, referring to the flowchart of FIG.
The processing procedure in the recognition fuzzy rule determination / division unit 38 will be described.
【0156】(a)先ず、認識用ファジイルール判定・
分割部38は、その判定部38aにおいて、確信度パラ
メータの評価を行なって、認識用ファジイルールの判定
を行なう(図5のS1)。そのために、認識用ファジイ
ルール判定・分割部38は、各認識用ファジイルールR
i 毎に、確信度パラメータbikがその最大値のβ倍より
も大きな所属クラスの集合Tiをそれぞれ求める。ここ
で、βは、β∈[0,1)を満足する値であり、例えば
β=0.5程度が適当である。(A) First, a fuzzy rule determination for recognition
The dividing unit 38 evaluates the certainty parameter in the determining unit 38a and determines the fuzzy rule for recognition (S1 in FIG. 5). For this purpose, the recognition fuzzy rule determination and division unit 38
For each i , a set Ti of belonging classes whose confidence parameter b ik is larger than β times its maximum value is obtained. Here, β is a value that satisfies β∈ [0, 1), and for example, approximately β = 0.5 is appropriate.
【0157】また、ある認識用ファジイルールRi につ
いて確信度パラメータbikがその最大値のβ倍より大き
な値となる所属クラス集合Tiは、例えば、下記の(1
9)式で与えられる。For a certain fuzzy rule for recognition R i , the belonging class set Ti in which the certainty parameter b ik has a value larger than β times the maximum value is, for example, the following (1)
It is given by equation 9).
【0158】[0158]
【数8】 (Equation 8)
【0159】また、ここでは、ある認識用ファジイルー
ルRi についての所属クラスTiの要素数をr′i とす
る。そして、要素数r′i が2以上の場合に、判定部3
8aは、その認識用ファジイルールRi を分割処理が必
要な特定ファジイルールと判定する。Here, it is assumed that the number of elements of the belonging class Ti for a certain recognition fuzzy rule R i is r ′ i . When the number of elements r ′ i is 2 or more, the determination unit 3
8a determines that the recognition fuzzy rule R i is a specific fuzzy rule that requires division processing.
【0160】(b)次に、認識用ファジイルール判定・
分割部38は、その分割部38bにおいて、特定ファジ
イルールのメンバーシップ関数のパラメータの再算出を
行なう(図5のS2)。そのために、認識用ファジイル
ール判定・分割部38は、所属クラス集合Tiの要素数
r′i が2以上である特定ファジイルールRi のみを対
象として、特定ファジイルールRi に代わるr′i 個の
分割ファジイルールRl ′(1≦l≦r′i )を新たに
作成する。そのために、認識用ファジイルール判定・分
割部38は、分割ファジイルールの前件部メンバーシッ
プ関数Alj(xj )の中心値を定めるパラメータcljお
よび幅を定めるパラメータdljを算出する。(B) Next, determination of a fuzzy rule for recognition
The dividing unit 38 recalculates the parameters of the membership function of the specific fuzzy rule in the dividing unit 38b (S2 in FIG. 5). For this purpose, the recognition fuzzy rule determining / dividing unit 38 performs r ′ i replacements for the specific fuzzy rule R i only for the specific fuzzy rule R i in which the number of elements r ′ i of the belonging class set Ti is 2 or more. A new fuzzy rule R l ′ (1 ≦ l ≦ r ′ i ) is newly created. For this purpose, the recognition fuzzy rule determining / dividing unit 38 calculates a parameter clj that determines the center value of the antecedent membership function A lj ( xj ) and a parameter d lj that determines the width of the antecedent membership function A lj (x j ) of the divided fuzzy rule.
【0161】また、1つの特定ファジイルールRi の代
わりに作成される複数の分割ファジイルールRl ′は、
分割処理が成功すれば、その特定ファジイルールRi に
ついての所属クラス集合Tiに含まれる複数の所属クラ
スとそれぞれ1対1に対応するものである。そこで、パ
ラメータcljおよびdljの値は、元の特定ファジイルー
ルRi の帰属パターン集合Siに属するサンプルパター
ンXpおよびそのクラス情報Cpに基づいて、対応する
所属クラスkに対してそれぞれ下記の(20)式および
(21)式で与えられる。Also, a plurality of divided fuzzy rules R l ′ created in place of one specific fuzzy rule R i are as follows:
If division processing is successful, which corresponds to the respective plurality of belonging class 1-one contained in the belonging class set Ti for the particular fuzzy rule R i. Therefore, the value of the parameter c lj and d lj, based on the sample pattern Xp and the class information Cp belonging to attribution pattern set Si in the original specific fuzzy rules R i, each of the following for the corresponding belongs class k ( It is given by equations (20) and (21).
【0162】[0162]
【数9】 (Equation 9)
【0163】上記の(21)式におけるαは、上述の
(15)式におけるαと同一の値である。Α in the above equation (21) is the same value as α in the above equation (15).
【0164】(c)次に、認識用ファジイルール判定・
分割部38は、分割部38bにおいて、確信度パラメー
タの再算出を行なう(図5のS3)。そのために、認識
用ファジイルール判定・分割部38は、元の特定ファジ
イルールRi の帰属パターン集合Siにおけるサンプル
パターンXpとそのクラス情報Cpとに基づいて、元の
特定ファジイルールRi に代わる分割ファジイルールR
l ′の確信度パラメータblkを算出する。この算出の処
理は、上述の確信度パラメータ算出部34における処理
と同一である。(C) Next, determination of a fuzzy rule for recognition
The dividing unit 38 recalculates the certainty parameter in the dividing unit 38b (S3 in FIG. 5). Therefore, recognition fuzzy rule determination-dividing unit 38 based on the sample pattern Xp in attributable pattern set Si in the original specific fuzzy rules R i and its class information Cp, replaces the original specific fuzzy rules R i split Fuzzy rule R
The confidence parameter blk of l 'is calculated. The processing of this calculation is the same as the processing in the certainty parameter calculating unit 34 described above.
【0165】このようにして、分割の対象となった特定
ファジイルールRi の各々は、いくつかの分割ファジイ
ルールRl ′に置き換えられる。その結果、ファジイル
ールの合計数は、分割前のr2 個よりも増加してr3
(≧r2 )個となる。In this way, each of the specific fuzzy rules R i to be divided is replaced with some divided fuzzy rules R l '. As a result, the total number of fuzzy rules increases from r 2 before the division to r 3
(≧ r 2 ).
【0166】そして、作成された認識用ファジイルール
は、そのルール数rとともに、認識用ファジイルール記
憶装置18に記憶される。この実施の形態では、ルール
数rとしてr=r3 が記憶される。このようにして、第
1の実施の形態における、未知パターンの識別処理に供
するためのファジイルールの作成処理が完了する。The created recognition fuzzy rule is stored in the recognition fuzzy rule storage device 18 together with the rule number r. In this embodiment, r = r 3 is stored as the rule number r. Thus, the process of creating the fuzzy rule for use in the process of identifying an unknown pattern in the first embodiment is completed.
【0167】この第1の実施の形態のように、コホーネ
ン型ニューラルネットワークの自己組織化学習および前
件部メンバーシップ関数のパラメータの算出をそれぞれ
所属クラス別に算出すれば、ファジイルールを作成した
後で新たな所属クラスに所属する追加サンプルパターン
を追加する場合に容易に適応できる。すなわち、追加サ
ンプルパターンについての自己組織化学習の結果および
前件部メンバーシップ関数のパラメータの算出結果を、
既に得られている前件部メンバーシップ関数のパラメー
タに加えて容易にファジイルールを作成できる。従っ
て、第1の実施の形態によれば、新しい所属クラスのサ
ンプルパターンの追加変更といったサンプルデータの設
定変更に対して容易に適応することができる。As in the first embodiment, if the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network and the calculation of the parameters of the membership function of the antecedent part are calculated for each belonging class, the fuzzy rule is created. This can be easily applied when adding an additional sample pattern belonging to a new belonging class. That is, the result of the self-organizing learning for the additional sample pattern and the calculation result of the parameters of the antecedent membership function are
Fuzzy rules can be easily created in addition to the parameters of the antecedent membership function that have already been obtained. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to easily adapt to a change in the setting of the sample data such as an additional change of the sample pattern of the new belonging class.
【0168】また、第1の実施の形態においては、コホ
ーネン型ニューラルネットワークの自己組織化学習を、
所属クラス別に順次に行なったが、この発明では、自己
組織化学習の学習順序はこれに限定する必要はなく、例
えば、所属クラス別の自己組織化学習を、各クラス同時
進行で、並列に行なっても良い。そして、互いに異なる
所属クラスの自己組織化学習を並列処理、すなわち、同
時進行で行なえば、自己組織化学習に要する処理時間の
短縮を図ることができる。その結果、ファジイルール作
成に要する処理時間の短縮を図ることが可能である。In the first embodiment, the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is
Although the learning was performed sequentially for each belonging class, in the present invention, the learning order of the self-organizing learning does not need to be limited to this. For example, the self-organizing learning for each belonging class is performed in parallel with each class proceeding in parallel. May be. If the self-organizing learning of different belonging classes is performed in parallel, that is, simultaneously, the processing time required for the self-organizing learning can be reduced. As a result, the processing time required for fuzzy rule creation can be reduced.
【0169】また、第1の実施の形態においては、前件
部メンバーシップ関数のパラメータの算出も、所属クラ
ス別に順次に行なったが、この発明では、前件部メンバ
ーシップ関数のパラメータの算出の順序はこれに限定す
る必要はなく、例えば、所属クラス別の前件部メンバー
シップ関数のパラメータの算出を、各クラス同時進行
で、並列に行なっても良い。そして、互いに異なる所属
クラスの前件部メンバーシップ関数のパラメータの算出
を並列処理、すなわち、同時進行で行なえば、前件部メ
ンバーシップ関数のパラメータの算出に要する処理時間
の短縮を図ることができる。その結果、ファジイルール
作成に要する処理時間の短縮を図ることが可能である。In the first embodiment, the parameters of the antecedent part membership function are also calculated sequentially for each belonging class. However, in the present invention, the parameters of the antecedent part membership function are calculated. The order does not need to be limited to this. For example, the parameters of the antecedent membership function for each belonging class may be calculated in parallel in each class simultaneously. Then, if the calculation of the parameters of the antecedent membership function of different belonging classes is performed in parallel, that is, simultaneously, the processing time required for calculating the parameters of the antecedent membership function can be reduced. . As a result, the processing time required for fuzzy rule creation can be reduced.
【0170】(第2の実施の形態)
次に、図6を参照し
て、上述のパタ−ン認識装置100のファジイルール作
成装置16の一例として、この発明の第2の実施の形態
のファジイルール作成装置および方法の例について説明
する。図6は、第2の実施の形態のファジイルール作成
装置の説明に供する機能ブロック図である。(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG. 6, an example of the fuzzy rule creation device and method according to the second embodiment of the present invention will be described as an example of the fuzzy rule creation device 16 of the pattern recognition device 100 described above. FIG. 6 is a functional block diagram for explaining a fuzzy rule creation device according to the second embodiment.
【0171】第2の実施の形態のファジイルール作成装
置16は、複数のサンプルパターンについてコホーネン
型ニューラルネットワークの自己組織化学習を行ない、
この自己組織化学習の結果を用いて、前記ファジイルー
ルを作成する装置である。そして、このファジイルール
作成装置16は、サンプルパタ−ン分割格納部26、コ
ホーネン型ニューラルネットワーク学習部(学習部)2
8、重みベクトル格納部42、メンバーシップ関数パラ
メータ算出部(関数パラメータ算出部)30a、確信度
パラメータ算出部34、帰属パタ−ン集合・クラス情報
格納部36および認識用ファジイルール判定・分割部3
8を以って構成されている。尚、この関数パラメータ算
出部30aと確信度パラメータ算出部34とは、自己組
織化学習の結果を用いてファジイルールのパラメータを
算出するパラメータ算出部40aを構成している。The fuzzy rule creation device 16 of the second embodiment performs self-organizing learning of a Kohonen-type neural network for a plurality of sample patterns,
The fuzzy rule is created using the result of the self-organizing learning. The fuzzy rule creation device 16 includes a sample pattern division storage unit 26, a Kohonen type neural network learning unit (learning unit) 2
8, weight vector storage unit 42, membership function parameter calculation unit (function parameter calculation unit) 30a, certainty parameter calculation unit 34, belonging pattern set / class information storage unit 36, and fuzzy rule determination / division unit 3 for recognition
8. The function parameter calculator 30a and the certainty parameter calculator 34 constitute a parameter calculator 40a that calculates a fuzzy rule parameter using the result of the self-organizing learning.
【0172】そして、第2の実施の形態のファジイルー
ル作成装置16は、第1の実施の形態におけるメンバー
シップ関数算出部30の代わりにメンバーシップ関数算
出部30aを具えている点と、パラメータ格納部とし
て、第1の実施の形態におけるメンバーシップ関数パラ
メータ格納部32の代わりに重みベクトル格納部42を
具えている点とを除いては、上述した第1の実施の形態
のファジイルール作成装置と同一の構成である。このた
め、第2の実施の形態においては、第1の実施の形態と
同一の構成成分には同一の符号を付してその詳細な説明
を省略する。The fuzzy rule creator 16 of the second embodiment has a membership function calculator 30a instead of the membership function calculator 30 of the first embodiment, As for the fuzzy rule creation device of the first embodiment described above, except that a weight vector storage unit 42 is provided instead of the membership function parameter storage unit 32 in the first embodiment. It has the same configuration. For this reason, in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0173】この重みベクトル格納部42は、コホーネ
ン型ニューラルネットワーク学習部28において所属ク
ラス別にそれぞれ求めた重みベクトルWiを、自己組織
化学習の結果に基づく情報として格納するメモリであ
る。The weight vector storage section 42 is a memory for storing the weight vectors Wi obtained for each belonging class by the Kohonen-type neural network learning section 28 as information based on the result of self-organizing learning.
【0174】また、メンバーシップ関数パラメータ算出
部30aは、前件部メンバーシップ関数のパラメータ
を、全ての所属クラスの重みベクトルと全ての所属クラ
スのサンプルパターンとを対象として算出する部分であ
る。The membership function parameter calculating section 30a calculates the parameters of the membership function of the antecedent part with respect to the weight vectors of all the belonging classes and the sample patterns of all the belonging classes.
【0175】また、サンプルパタ−ン・クラス情報格納
装置14から認識用ファジイルール作成装置16に読み
込まれたサンプルパタ−ンXp(1≦p≦N)およびそ
のクラス情報Cp(1≦Cp≦m)は、サンプルパタ−
ン分割格納部26および確信度パラメータ算出部34だ
けでなく、このメンバーシップ関数パラメータ算出部3
0aへも入力される。The sample pattern Xp (1 ≦ p ≦ N) read from the sample pattern / class information storage device 14 into the recognition fuzzy rule creating device 16 and its class information Cp (1 ≦ Cp ≦ m) ) Indicates the sample pattern
The membership function parameter calculation unit 3 as well as the membership division storage unit 26 and the certainty parameter calculation unit 34
0a is also input.
【0176】次に、第2の実施の形態のファジイルール
作成装置における動作、すなわち、ファジイルール作成
方法について説明する。Next, the operation of the fuzzy rule creation device according to the second embodiment, that is, a fuzzy rule creation method will be described.
【0177】第2の実施の形態では、コホーネン型ニュ
ーラルネットワーク学習部28において自己組織化学習
を所属クラス別に行ない、その結果として所属クラス別
の重みベクトルを算出するところまでは、上述の第1の
実施の形態と同一の処理である。このため、第2の実施
の形態では、所属クラス別に重みベクトルをそれぞれ算
出する処理については、その詳細な説明を省略する。In the second embodiment, the Kohonen-type neural network learning unit 28 performs self-organizing learning for each belonging class, and as a result, calculates the weight vector for each belonging class. This is the same process as in the embodiment. Therefore, in the second embodiment, a detailed description of the process of calculating the weight vector for each belonging class is omitted.
【0178】第2の実施の形態では、学習部28におい
て所属クラス別に逐次算出された重みベクトルWi(1
≦i≦rc)は、所属クラスごとに逐次重みベクトル格
納部42へ格納される。In the second embodiment, the learning unit 28 sequentially calculates the weight vectors Wi (1
≤ i ≤ rc) is sequentially stored in the weight vector storage unit 42 for each belonging class.
【0179】そして、重みベクトル格納部42におい
て、全ての所属クラスについての重みベクトルWiが格
納された後に、これらの所属クラス別の重みベクトルW
iの番号iを、全ての所属クラスについて通し番号に新
たに付け直す。ここでは、通し番号の最大値r0 は、各
所属クラスでの重みベクトルWiの数r′C の和とな
る。例えば、第1の所属クラスの重みベクトルの数を
r′1 個、第2の所属クラスの重みベクトルの数をr′
2 個、以下同様にして、第mの所属クラスの重みベクト
ルの数をr′m 個とすれば、通し番号の最大値r0 は、
r0 =r′1 +r′2+…+r′m と表せる。After the weight vectors Wi for all the belonging classes are stored in the weight vector storage unit 42, the weight vectors W for each of the belonging classes are stored.
The number i of i is newly added to the serial number for all the belonging classes. Here, the maximum value r 0 of the serial number is the sum of the numbers r ′ C of the weight vectors Wi in each belonging class. For example, the number of r of the weight vector of the first belonging class '1, the number of weight vectors in the second Member classes r'
In the same way, if the number of weight vectors of the m-th belonging class is r ′ m , the maximum value r 0 of the serial number becomes
r 0 = r ′ 1 + r ′ 2 +... + r ′ m
【0180】そして、重みベクトル格納部42は、通し
番号が新たに付けられた重みベクトルWiを、メンバー
シップ関数パラメータ算出部(関数パラメータ算出部)
30aへ送る。The weight vector storage unit 42 stores the weight vector Wi with the newly assigned serial number in the membership function parameter calculation unit (function parameter calculation unit).
Send to 30a.
【0181】次に、関数パラメータ算出部30aは、全
ての所属クラスのN個のサンプルパタ−ンXpおよびr
0 個の重みベクトルWiに基づいて、上記の(10)式
で定義した認識用ファジイルールの前件部メンバーシッ
プ関数Aij(xj )の中心値を定めるパラメータcijお
よび幅を定めるパラメータdijを算出する。上述の第1
の実施の形態においては、これらのパラメータcijおよ
びdijを所属クラス別にそれぞれ算出していたが、第2
の実施の形態においては、これらのパラメータcijおよ
びdijを全てのサンプルパタ−ンを対象として算出す
る。すなわち、第1の実施の形態においては、上記の
(12)式に示すように帰属パタ−ン集合Siを定めて
いたが、第2の実施の形態では、全ての所属クラスを対
象として処理するため、帰属パタ−ン集合Siを下記の
(22)式で与える。Next, the function parameter calculating section 30a calculates the N sample patterns Xp and r of all the belonging classes.
Based on the zero weight vectors Wi, a parameter c ij that determines the center value of the antecedent membership function A ij (x j ) of the antecedent fuzzy rule defined by the above equation (10) and a parameter d that determines the width ij is calculated. The first mentioned above
In the embodiment of the present invention, these parameters c ij and d ij are calculated for each belonging class.
In this embodiment, these parameters c ij and d ij are calculated for all sample patterns. That is, in the first embodiment, the belonging pattern set Si is determined as shown in the above equation (12), but in the second embodiment, processing is performed for all belonging classes. Therefore, the belonging pattern set Si is given by the following equation (22).
【0182】[0182]
【数10】 (Equation 10)
【0183】次に、関数パラメータ算出部30aにおい
て、上述した第1の実施の形態における関数パラメータ
の算出処理と同様に、重みベクトルのプルーニング(剪
定)および重みベクトルのファジイ化を行なう。また、
重みベクトルのプルーニングの結果、第2の実施の形態
においてはr1 (≦r0 )個のファジイルールにおける
前件部メンバーシップ関数のパラメータcijおよびdij
がそれぞれ算出される。Next, in the function parameter calculation section 30a, pruning of the weight vector and fuzzification of the weight vector are performed in the same manner as the function parameter calculation processing in the first embodiment described above. Also,
As a result of the pruning of the weight vector, in the second embodiment, the parameters c ij and d ij of the membership function of the antecedent part in r 1 (≦ r 0 ) fuzzy rules
Are calculated respectively.
【0184】次に、確信度パラメータ算出部34におい
て、上述した第1の実施の形態と同様の処理を行なっ
て、確信度パラメータを算出する。Next, the certainty parameter calculating section 34 calculates the certainty parameter by performing the same processing as in the first embodiment described above.
【0185】次に、認識用ファジイルール判定・分割部
38において、上述した第1の実施の形態と同様に、特
定ファジイルールと判定されたものについて分割処理を
行なって、ファジイルールの作成を完了する。Next, in the recognition fuzzy rule judging / dividing section 38, similar to the above-described first embodiment, division processing is performed on a specific fuzzy rule, and the creation of the fuzzy rule is completed. I do.
【0186】このように、第2の実施の形態において
は、所属クラス別にコホーネン型ニューラルネットワー
クの自己組織化学習を行なった結果を基にして、全ての
所属クラスを対象として関数パラメータを算出する。こ
のため、第2の実施の形態においては、上述の第1の実
施の形態のように所属クラス別に関数パラメータを算出
する場合に比べて、サンプルパターンの全体の分布の傾
向をより反映した前件部メンバーシップ関数のパラメー
タを算出することができる。その結果、より適切なファ
ジイルールを作成することができる。As described above, in the second embodiment, the function parameters are calculated for all the belonging classes based on the result of the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network for each belonging class. For this reason, in the second embodiment, as compared with the case where the function parameters are calculated for each belonging class as in the first embodiment, the antecedent that reflects the tendency of the distribution of the entire sample pattern more. The parameters of the department membership function can be calculated. As a result, a more appropriate fuzzy rule can be created.
【0187】また、第2の実施の形態においても、上述
の第1の実施の形態の場合と同様に、新しい所属クラス
のサンプルパタ−ンの追加変更といったサンプルデータ
の設定変更に対して容易に適応することができる。Also, in the second embodiment, as in the case of the above-described first embodiment, it is easy to change the setting of the sample data such as adding or changing the sample pattern of a new belonging class. Can be adapted.
【0188】また、第2の実施の形態においては、コホ
ーネン型ニューラルネットワークの自己組織化学習を、
所属クラス別に順次に行なったが、この発明では、自己
組織化学習の学習順序はこれに限定する必要はなく、例
えば、所属クラス別の自己組織化学習を、各クラス同時
進行で、並列に行なっても良い。そして、互いに異なる
所属クラスの自己組織化学習を並列処理、すなわち、同
時進行で行なえば、自己組織化学習に要する処理時間の
短縮を図ることができる。その結果、ファジイルール作
成に要する処理時間の短縮を図ることが可能である。In the second embodiment, the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is
Although the learning was performed sequentially for each belonging class, in the present invention, the learning order of the self-organizing learning does not need to be limited to this. For example, the self-organizing learning for each belonging class is performed in parallel with each class simultaneously. May be. If the self-organizing learning of different belonging classes is performed in parallel, that is, simultaneously, the processing time required for the self-organizing learning can be reduced. As a result, the processing time required for fuzzy rule creation can be reduced.
【0189】(第3の実施の形態)次に、図7を参照し
て、上述のパタ−ン認識装置100のファジイルール作
成装置16の一例として、この発明の第3の実施の形態
のファジイルール作成装置および方法の例について説明
する。図7は、第3の実施の形態のファジイルール作成
装置の説明に供する機能ブロック図である。(Third Embodiment) Next, referring to FIG. 7, a fuzzy rule according to a third embodiment of the present invention will be described as an example of the fuzzy rule creating device 16 of the pattern recognition device 100 described above. An example of a rule creation device and a rule creation method will be described. FIG. 7 is a functional block diagram for explaining a fuzzy rule creation device according to the third embodiment.
【0190】第3の実施の形態のファジイルール作成装
置16は、複数のサンプルパターンについてコホーネン
型ニューラルネットワークの自己組織化学習を行ない、
この自己組織化学習の結果を用いて、前記ファジイルー
ルを作成する装置である。そして、このファジイルール
作成装置16は、サンプルパタ−ン分割格納部26、コ
ホーネン型ニューラルネットワーク学習部(学習部)2
8、重みベクトル格納部42、メンバーシップ関数パラ
メータ算出部(関数パラメータ算出部)30a、確信度
パラメータ算出部34、帰属パタ−ン集合・クラス情報
格納部36および認識用ファジイルール判定・分割・再
作成部44を以って構成されている。尚、この関数パラ
メータ算出部30aと確信度パラメータ算出部34と
は、自己組織化学習の結果を用いてファジイルールのパ
ラメータを算出するパラメータ算出部40aを構成して
いる。The fuzzy rule creation device 16 of the third embodiment performs self-organizing learning of a Kohonen-type neural network for a plurality of sample patterns,
The fuzzy rule is created using the result of the self-organizing learning. The fuzzy rule creation device 16 includes a sample pattern division storage unit 26, a Kohonen type neural network learning unit (learning unit) 2
8, weight vector storage unit 42, membership function parameter calculation unit (function parameter calculation unit) 30a, certainty parameter calculation unit 34, belonging pattern set / class information storage unit 36, and fuzzy rule determination / division / reproduction for recognition It is configured with a creating unit 44. The function parameter calculator 30a and the certainty parameter calculator 34 constitute a parameter calculator 40a that calculates a fuzzy rule parameter using the result of the self-organizing learning.
【0191】そして、第3の実施の形態のファジイルー
ル作成装置16は、認識用ファジイルール判定・分割部
38の代わりに認識用ファジイルール判定・分割・再作
成部44を具えている点を除いては、上述の第2の実施
の形態におけるファジイルール作成装置16と同一の構
成である。このため、第3の実施の形態においては、第
2の実施の形態と同一の構成成分には、同一の符号を付
して、その詳細な説明を省略する。The fuzzy rule creator 16 of the third embodiment is different from the fuzzy rule deciding / dividing unit 38 of FIG. The configuration is the same as that of the fuzzy rule creation device 16 according to the above-described second embodiment. For this reason, in the third embodiment, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0192】次に、図8を参照して、認識用ファジイル
ール判定・分割・再作成部44について説明する。図8
は、認識用ファジイルール判定・分割・再作成部44の
説明に供する機能ブロック図である。Next, the recognition fuzzy rule determining / dividing / reproducing unit 44 will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 4 is a functional block diagram for explaining a fuzzy rule determination / division / re-creation unit 44 for recognition.
【0193】この認識用ファジイルール判定・分割・再
作成部44は、判定部38a、分割部38b、分割ファ
ジイルール判定部46、新ファジイルール作成部48、
新ファジイルール判定部50および修正ファジイルール
作成部52を以って構成されている。そして、この判定
部38aおよび分割部38bは、上述の第2の実施の形
態で説明したものと同一である。The recognition fuzzy rule determining / dividing / recreating unit 44 includes a determining unit 38a, a dividing unit 38b, a divided fuzzy rule determining unit 46, a new fuzzy rule creating unit 48,
A new fuzzy rule determining unit 50 and a modified fuzzy rule creating unit 52 are provided. The determination unit 38a and the division unit 38b are the same as those described in the second embodiment.
【0194】また、分割ファジイルール判定部46は、
分割部38bにおいて特定ファジイルールの代わりに作
成され分割ファジイルールの数がこの特定ファジイルー
ルに帰属する特定サンプルパターンの所属する特定所属
クラスの数よりも少ないか否かを判定する部分である。
分割ファジイルールの数が、元の特定ファジイルールに
含まれる所属クラスの数よりも少ない場合には、その分
割ファジイルールの範囲は2つ以上の所属クラスにわた
っていることになる。Also, the divided fuzzy rule determination unit 46
The division unit 38b determines whether the number of divided fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule is smaller than the number of specific belonging classes to which the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule belongs.
If the number of divided fuzzy rules is smaller than the number of classes belonging to the original specific fuzzy rule, the range of the divided fuzzy rule extends to two or more belonging classes.
【0195】また、新ファジイルール作成部48は、分
割ファジイルール判定部46において判定された特定フ
ァジイルールに所属する特定サンプルパターンおよびこ
のサンプルパターンの所属するクラスを表すクラス情報
から、この特定ファジイルールの代わりに新たなファジ
イルールを作成する部分である。Further, the new fuzzy rule creating section 48 obtains the specific fuzzy rule from the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule determined by the divided fuzzy rule determining section 46 and the class information indicating the class to which the sample pattern belongs. This is the part that creates a new fuzzy rule instead.
【0196】また、新ファジイルール判定部50は、新
ファジイルール作成部48において特定ファジイルール
の代わりに作成された新たなファジイルールの数が、特
定ファジイルールに帰属する特定サンプルパターンの所
属する特定所属クラスの数よりも少ないか否かを判定す
る部分である。新たなファジイルールの数が、元の特定
ファジイルールに含まれる所属クラスの数よりも少ない
場合には、その新ファジイルールの範囲は2つ以上の所
属クラスにわたっていることになる。従って、新ファジ
イルール作成部48における処理が不十分であったこと
になる。Further, the new fuzzy rule determining unit 50 determines whether the number of new fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule in the new fuzzy rule creating unit 48 belongs to the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule. This is a part for determining whether or not the number is smaller than the number of belonging classes. If the number of the new fuzzy rules is smaller than the number of the belonging classes included in the original specific fuzzy rule, the range of the new fuzzy rule extends to two or more belonging classes. Therefore, the processing in the new fuzzy rule creating unit 48 is insufficient.
【0197】また、修正ファジイルール作成部52は、
コホーネン型ニューラルネットワークの競合層の数を、
新たなファジイルールを作成したときの数よりも増やし
て、特定ファジイルールに所属する特定サンプルパター
ンについて、コホーネン型ニューラルネットワークの自
己組織化学習を再び行ない、この自己組織化学習の結果
を用いて、修正ファジイルールを作成する部分である。Further, the modified fuzzy rule creation unit 52
The number of competitors in the Kohonen neural network is
The self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is performed again for a specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule by increasing the number of times when a new fuzzy rule is created, and using the result of this self-organizing learning, This is where the modified fuzzy rule is created.
【0198】次に、図9を参照して、第3の実施の形態
のファジイルール作成方法、特に、認識用ファジイルー
ル判定・分割・再作成部44の動作について説明する。
図9は、認識用ファジイルール判定・分割・再作成部4
4の処理手順の説明に供するフローチャートである。Next, the fuzzy rule creation method of the third embodiment, in particular, the operation of the recognition fuzzy rule determination / division / re-creation unit 44 will be described with reference to FIG.
FIG. 9 shows a recognition fuzzy rule determining / dividing / recreating unit 4
14 is a flowchart provided to explain a processing procedure of No. 4;
【0199】尚、第3の実施の形態では、認識用ファジ
イルール判定・分割・再作成部44の分割部38bにお
いて、分割ファジイルールを作成するところまでは、第
1の実施の形態において説明した認識用ファジイルール
判定・分割部38の処理と同一の処理であるので、その
詳細な説明を省略する。すなわち、図9のS1のステッ
プである(a)確信度パラメータの判定、S2のステッ
プである(b)メンバーシップ関数パラメータの再算出
の処理およびS3のステップである(c)確信度パラメ
ータ再算出の処理は、第1の実施の形態において説明し
た処理と同一である。In the third embodiment, the description up to the point where the dividing fuzzy rule is created in the dividing unit 38b of the recognition fuzzy rule determining / dividing / recreating unit 44 has been described in the first embodiment. Since the processing is the same as the processing of the recognition fuzzy rule determination / division unit 38, a detailed description thereof will be omitted. That is, (a) determination of the certainty parameter, which is the step of S1, and (b) recalculation of the membership function parameter, which is the step of S2, and (c) recalculation of the certainty parameter, which is the step of S3 in FIG. Is the same as the processing described in the first embodiment.
【0200】(d)そして、S3のステップの処理を行
なって分割ファジイルールを作成した後に、第3の実施
の形態では、続いて、分割ファジイルール判定部46に
おいて、分割部38bにおいて特定ファジイルールの代
わりに作成され分割ファジイルールの数がこの特定ファ
ジイルールに帰属する特定サンプルパターンの所属する
特定所属クラスの数よりも少ないか否かを判定する(図
9のS4)。(D) After the division fuzzy rule is created by performing the process of step S3, in the third embodiment, the division fuzzy rule determination unit 46 subsequently proceeds to the specific fuzzy rule in the division unit 38b. Then, it is determined whether or not the number of divided fuzzy rules created is smaller than the number of specific belonging classes to which the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule belongs (S4 in FIG. 9).
【0201】そのために、分割ファジイルール判定部4
6は、細分化の対象となった特定ファジイルールRi 毎
に、それに代わる分割ファジイルールR′l が実際に何
個作成されたかを調べる。例えば、特定ファジイルール
Ri の細分化により作成された分割ファジイルールR′
l の数をri ”とし、一方、元の特定ファジイルールR
i の特定所属クラスの数をri ’とした場合に、ri ’
>ri ”ならば、その特定ファジイルールRi の分割処
理が不十分であったと判定する。For this purpose, the divided fuzzy rule determining section 4
6, for each specific fuzzy rules R i, which is the subject of fragmentation, it is checked whether division fuzzy rules R 'l was actually created what one to replace it. For example, a divided fuzzy rule R ′ created by subdividing a specific fuzzy rule R i
the number of l and r i ", on the other hand, the original specific fuzzy rules R
When the number of specific belonging classes of i is r i ′, r i ′
If> r i ”, it is determined that the division process of the specific fuzzy rule R i is insufficient.
【0202】(e)次に、新ファジイルール作成部48
において、分割ファジイルール判定部46において判定
された特定ファジイルールに所属する特定サンプルパタ
ーンおよびこのサンプルパターンの所属するクラスを表
すクラス情報から、特定ファジイルールRi の代わりに
新たなファジイルールをri ”個以上作成する(図9の
S5)。(E) Next, the new fuzzy rule creating section 48
In particular sample pattern belongs to a particular fuzzy rules determined in the divided fuzzy rule determination unit 46 and the class information indicating the belonging to the class of the sample pattern, specific fuzzy rules R i r i a new fuzzy rule instead of "Or more are created (S5 in FIG. 9).
【0203】新たなファジイルールの作成にあたって
は、任意好適な方法を用いると良く、例えば、上述した
第1および第2の実施の形態で説明したファジイルール
作成方法を用いると良い。In creating a new fuzzy rule, any suitable method may be used. For example, the fuzzy rule creating method described in the first and second embodiments may be used.
【0204】(f)次に、新ファジイルール判定部50
において、新ファジイルール作成部48において特定フ
ァジイルールの代わりに作成された新たなファジイルー
ルの数が、特定ファジイルールに帰属する特定サンプル
パターンの所属する特定所属クラスの数よりも少ないか
否かを判定する(図9のS6)。(F) Next, the new fuzzy rule judging section 50
It is determined whether or not the number of new fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule in the new fuzzy rule creating unit 48 is smaller than the number of specific belonging classes to which the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule belongs. The determination is made (S6 in FIG. 9).
【0205】そのために、新ファジイルール判定部50
は、細分化の対象となった特定ファジイルールRi 毎
に、それに代わる新たなファジイルールR′N が実際に
何個作成されたかを調べる。例えば、特定ファジイルー
ルRi の細分化により作成された新たなファジイルール
R′N の数をri *とし、一方、元の特定ファジイルール
Ri の特定所属クラスの数をri ’とした場合に、r
i ’>ri *ならば、その特定ファジイルールRi の分割
処理が不十分であったと判定する。その場合、その新た
なファジイルールR′N の範囲は2つ以上の所属クラス
にわたっていることになる。従って、新ファジイルール
作成部48における処理が不十分であったことになる。For this purpose, the new fuzzy rule judging section 50
, For each specific fuzzy rules R i, which is the subject of fragmentation, it is checked whether a new fuzzy rules R 'N was actually created what one to replace it. For example, the specific fuzzy rules R i new fuzzy rules created by subdivision of R 'the number of N and r i *, whereas, the number of specific belonging class of the original specific fuzzy rules R i r i' was Then r
i '> r i * if, it is determined that the division processing of the specific fuzzy rules R i was insufficient. In that case, the range of the new fuzzy rule R 'N will be spans more than one belonging class. Therefore, the processing in the new fuzzy rule creating unit 48 is insufficient.
【0206】(g)次に、修正ファジイルール作成部5
2において、コホーネン型ニューラルネットワークの競
合層の数を、新たなファジイルールを作成したときの数
よりも増やして、特定ファジイルールに所属する特定サ
ンプルパターンについて、コホーネン型ニューラルネッ
トワークの自己組織化学習を再び行ない、この自己組織
化学習の結果を用いて、修正ファジイルールを作成する
(図9のS7)。(G) Next, the modified fuzzy rule creating section 5
In 2, the number of competitors in the Kohonen-type neural network is increased from the number when a new fuzzy rule is created, and the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is performed for a specific sample pattern belonging to a specific fuzzy rule. The process is performed again, and a modified fuzzy rule is created using the result of the self-organizing learning (S7 in FIG. 9).
【0207】ここでは、競合層の数を増やして修正ファ
ジイルールを作成するにあたり、修正ファジイルールの
数ri ** が、特定所属クラスの数ri ’以上となるま
で、特定ファジイルールRi に所属するサンプルパター
ンの数を上限として競合層の数を1つずつ増加する毎
に、修正ファジイルールを作成する。例えば、m個の競
合層をm+1個として、特定ファジイルールの代わりに
修正ファジイルールを作成する。そして、特定ファジイ
ルール細分化が不十分な場合には、競合層をm+2個に
増やして再び修正ファジイルールを作成する。この処理
をri ** ≧ri ’となるまで、競合層の数を特定ファジ
イルールRi に所属するサンプルパターンの数以下の範
囲で増加して修正ファジイルールを作成する。Here, when creating the modified fuzzy rules by increasing the number of competing layers, the specific fuzzy rules R i , until the number r i ** of the modified fuzzy rules becomes equal to or greater than the number r i ′ of the specific belonging classes. A modified fuzzy rule is created each time the number of competing layers is increased by one with the number of sample patterns belonging to. For example, a modified fuzzy rule is created instead of a specific fuzzy rule by setting m + 1 competition layers to m + 1. If the specific fuzzy rule subdivision is insufficient, the number of competitive layers is increased to m + 2, and a modified fuzzy rule is created again. The process until r i ** ≧ r i ', creating increased by modified fuzzy rule by the number the range of sample patterns that belong to the number of competitive layer to a particular fuzzy rule R i.
【0208】そして、特定ファジイルールが十分に細分
化された場合には、修正ファジイルールを合わせた全て
のファジイルールの数r3 は、上記のS3のステップま
でに作成されたファジイルールの数r2 以上となる。When the specific fuzzy rules are sufficiently subdivided, the number r 3 of all fuzzy rules including the modified fuzzy rules is equal to the number r fuzzy rules created up to the step S3. 2 or more.
【0209】このように、2つ以上の所属クラスにわた
っている特定ファジイルールを細分化して、新たなファ
ジイルール、さらに必要に応じて修正ファジイルールを
作成すれば、特定ファジイルールの所属クラス別の分割
を図ることができるので、より適切なファジイルールが
得られる。As described above, if a specific fuzzy rule extending over two or more affiliation classes is subdivided and a new fuzzy rule and, if necessary, a modified fuzzy rule are created, division of the specific fuzzy rule into affiliation classes can be performed. Therefore, a more appropriate fuzzy rule can be obtained.
【0210】(パタ−ン識別装置)次に、図2に示した
パタ−ン認識装置100のパタ−ン識別装置20の構成
および動作について図10を参照して簡単に説明する。
図10は、パタ−ン識別装置の説明に供する機能ブロッ
ク図である。(Pattern Recognition Apparatus) Next, the configuration and operation of the pattern recognition apparatus 20 of the pattern recognition apparatus 100 shown in FIG. 2 will be briefly described with reference to FIG.
FIG. 10 is a functional block diagram for explaining the pattern identification device.
【0211】このパタ−ン識別装置20は、適合度算出
部54、確信度パラメータ算出部(確信度算出部)56
および所属クラス判定部58を具えている。The pattern discriminating apparatus 20 includes a conformity calculating section 54, a certainty parameter calculating section (certainty calculating section) 56.
And a belonging class determination unit 58.
【0212】この適合度算出部54において、識別対象
パタ−ンとしての未知パタ−ンXに対して、認識用ファ
ジイルール記憶装置18に記憶された各ファジイルール
Riの適合度μi (X)を上述の(11)式を用いて算
出する。In the matching degree calculating section 54, the matching degree μ i (X) of each fuzzy rule R i stored in the recognition fuzzy rule storage device 18 is compared with the unknown pattern X as the pattern to be identified. ) Is calculated using the above equation (11).
【0213】次に、確信度パラメータ算出部56におい
て、各ファジイルールRi の適合度μi (X)とその確
信度パラメータbikとの代数積を算出することにより、
未知パタ−ンXの各所属クラスに対する確信度y* kを算
出する。具体的には、この確信度y* kは、下記の(2
3)式または(24)式で与えられる。Next, the certainty parameter calculating unit 56 calculates the algebraic product of the fitness μ i (X) of each fuzzy rule R i and its certainty parameter b ik ,
The degree of certainty y * k for each class belonging to the unknown pattern X is calculated. Specifically, the confidence y * k is expressed by the following (2)
It is given by equation 3) or equation (24).
【0214】[0214]
【数11】 [Equation 11]
【0215】次に、所属クラス判定部58において、未
知パタ−ンXの各所属クラスに対する確信度y* kが最大
となるクラスCを探索する。すなわち、下記の(25)
式を満足する確信度y* kを探索する。Next, the belonging class determination unit 58 searches for a class C in which the certainty factor y * k for each belonging class of the unknown pattern X is maximized. That is, the following (25)
Search for a certainty factor y * k that satisfies the equation.
【0216】[0216]
【数12】 (Equation 12)
【0217】但し、上記の(25)式において、y* C=
0となる場合は、未知パタ−ンXを識別不能とする。こ
の所属クラス判定部58の判定結果は、識別結果出力装
置22に伝送されて出力される。However, in the above equation (25), y * C =
When the value becomes 0, the unknown pattern X cannot be identified. The determination result of the belonging class determination unit 58 is transmitted to the identification result output device 22 and output.
【0218】このようにして、例えば光学的スキャナで
読み取られた文字画像やマイクロホンで記録された人間
の音声パタ−ンといった未知パタ−ンについて、その未
知パタ−ンの所属クラスを判定することにより、その文
字や音声の内容を認識することができる。In this way, for an unknown pattern such as a character image read by an optical scanner or a human voice pattern recorded by a microphone, the class to which the unknown pattern belongs is determined. , It is possible to recognize the contents of the characters and voices.
【0219】上述した各実施の形態では、これらの発明
を特定の条件で構成した例についてのみ説明したが、こ
れらの発明は多くの変更および変形を行うことができ
る。例えば、上述した各実施の形態では、ファジイルー
ルを作成するにあたり、コホーネン型ニューラルネット
ワークの自己組織化学習をクラス別に行なった後、前件
部メンバーシップ関数のパラメータおよび後件部実数値
に相当する確信度パラメータをそれぞれ算出したが、こ
の発明では、コホーネン型ニューラルネットワークの自
己組織化学習を所属クラス別に行なった後は、どのよう
にしてファジイルールを作成しても良い。例えば、自己
組織化学習後、上述した文献1に開示の技術のようにフ
ァジイ・ニューラルネットワークの忘却付き学習を行な
ってファジイルールを作成しても良い。In each of the embodiments described above, only examples in which these inventions are configured under specific conditions have been described. However, these inventions can be subjected to many changes and modifications. For example, in each of the above-described embodiments, in creating the fuzzy rule, after performing self-organizing learning of Kohonen-type neural network for each class, it corresponds to the parameter of the membership function of the antecedent part and the real value of the consequent part. Although the certainty parameters are calculated respectively, in the present invention, the fuzzy rule may be created in any manner after the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is performed for each belonging class. For example, after the self-organizing learning, a fuzzy rule may be created by performing learning with forgetting of a fuzzy neural network as in the technique disclosed in the above-mentioned document 1.
【0220】また、例えば、上述した実施の形態におい
ては、コホーネン型ニューラルネットワークの自己組織
化学習を、所属クラス別に順次に行なったが、この発明
では、自己組織化学習の学習順序はこれに限定する必要
はなく、例えば、所属クラス別の自己組織化学習を、各
クラス同時進行で、並列に行なっても良い。そして、互
いに異なる所属クラスの自己組織化学習を並列処理、す
なわち、同時進行で行なえば、自己組織化学習に要する
処理時間の短縮を図ることができる。その結果、ファジ
イルール作成に要する処理時間の短縮を図ることが可能
である。For example, in the above-described embodiment, the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is sequentially performed for each belonging class. However, in the present invention, the learning order of the self-organizing learning is limited to this. For example, self-organization learning for each class may be performed in parallel at the same time for each class. If the self-organizing learning of different belonging classes is performed in parallel, that is, simultaneously, the processing time required for the self-organizing learning can be reduced. As a result, the processing time required for fuzzy rule creation can be reduced.
【0221】また、上述した実施の形態においては、前
件部メンバーシップ関数を、上記の(10)式により三
角型として定義したが、この発明では、前件部メンバー
シップ関数の種類はこれに限定する必要はない。例え
ば、前件部メンバーシップ関数として、上記の(2)式
により定義された釣り鐘型や多次元型のメンバーシップ
関数を用いても良い。多次元型メンバーシップ関数とし
ては、例えば、上記の文献2に記載されているものを用
いることができる。尚、多次元メンバーシップ関数の場
合は、その値が適合度に一致する。In the above-described embodiment, the antecedent part membership function is defined as a triangular shape by the above equation (10). However, in the present invention, the type of the antecedent part membership function is There is no need to limit. For example, a bell-shaped or multidimensional membership function defined by the above equation (2) may be used as the antecedent part membership function. As the multidimensional membership function, for example, the one described in the above-mentioned document 2 can be used. In the case of a multidimensional membership function, its value matches the fitness.
【0222】また、上述した実施の形態においては、各
ファジイルールにおける適合度を上記の(11)式によ
る代数積として算出したが、この発明では、適合度の算
出方法はこれに限定する必要はない。例えば、上述の文
献3に記載の任意の演算方法を用いることができる。Further, in the above-described embodiment, the fitness in each fuzzy rule is calculated as an algebraic product by the above equation (11). However, in the present invention, the method of calculating the fitness is not limited to this. Absent. For example, an arbitrary calculation method described in the above-mentioned reference 3 can be used.
【0223】[0223]
【発明の効果】この発明の第1の要旨のファジイルール
作成方法および第2の要旨のファジイルール作成装置に
よれば、自己組織化学習をサンプルパターンの所属クラ
ス別に行なう。このため、ファジイルールを作成した後
で新たな所属クラスに所属する追加サンプルパターンを
追加する場合に容易に適応できる。すなわち、新たな所
属クラスに所属する追加サンプルパターンについての自
己組織化学習の結果を、既に得られている自己組織化学
習の結果に加えてファジイルールを作成できる。従っ
て、この発明のファジイルール作成方法によれば、新し
い所属クラスのサンプルパタ−ンの追加変更といったサ
ンプルデータの設定変更に対して容易に適応することが
できる。According to the fuzzy rule creating method of the first aspect and the fuzzy rule creating apparatus of the second aspect of the present invention, self-organizing learning is performed for each class to which a sample pattern belongs. Therefore, the present invention can be easily applied to a case where an additional sample pattern belonging to a new belonging class is added after the fuzzy rule is created. That is, a fuzzy rule can be created by adding the result of the self-organizing learning for the additional sample pattern belonging to the new belonging class to the already obtained result of the self-organizing learning. Therefore, according to the fuzzy rule creation method of the present invention, it is possible to easily adapt to the setting change of the sample data such as the addition and change of the sample pattern of the new belonging class.
【0224】さらに、この発明のファジイルール作成方
法によれば、コホーネン型ニューラルネットワークの自
己組織化学習を所属クラス別に行なっているので、互い
に異なる所属クラスの自己組織化学習を並列処理、すな
わち、同時進行で行なえば、自己組織化学習に要する処
理時間の短縮を図ることができる。その結果、ファジイ
ルール作成に要する処理時間の短縮を図ることが可能で
ある。Furthermore, according to the fuzzy rule creation method of the present invention, since the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is performed for each belonging class, the self-organizing learning of different belonging classes is performed in parallel, that is, simultaneously. By proceeding, the processing time required for self-organizing learning can be reduced. As a result, the processing time required for fuzzy rule creation can be reduced.
【0225】また、所属クラス別に自己組織化学習を行
なった後に、前件部メンバーシップ関数のパラメータも
所属クラス別に算出するようにすれば、ファジイルール
を作成した後で新たな所属クラスに所属する追加サンプ
ルパターンを追加する場合に一層容易に適応できる。す
なわち、追加サンプルパターンについては、自己組織化
学習だけでなく、前件部メンバーシップ関数のパラメー
タの算出結果も、既に得られている前件部メンバーシッ
プ関数のパラメータに加えてファジイルールを作成でき
る。従って、この発明のファジイルール作成方法によれ
ば、新しい所属クラスのサンプルパタ−ンの追加変更と
いったサンプルデータの設定変更に対してより一層容易
に適応することができる。If the parameters of the membership function of the antecedent part are calculated for each belonging class after the self-organizing learning is performed for each belonging class, if the fuzzy rule is created, the member belongs to a new belonging class. It can be more easily adapted when adding an additional sample pattern. That is, for the additional sample pattern, not only the self-organizing learning but also the calculation results of the parameters of the antecedent membership function can be used to create a fuzzy rule in addition to the parameters of the antecedent membership function already obtained. . Therefore, according to the fuzzy rule creation method of the present invention, it is possible to more easily adapt to a change in setting of sample data such as an addition or change of a sample pattern of a new belonging class.
【0226】さらに、コホーネン型ニューラルネットワ
ークの自己組織化学習のみならず、前件部メンバーシッ
プ関数のパラメータ(関数パラメータ)の算出も所属ク
ラス別に行なう場合に、互いに異なる所属クラスの自己
組織化学習および関数パラメータの算出をそれぞれ並列
処理、すなわち、同時進行で行なえば、自己組織化学習
および関数パラメータの算出のそれぞれに要する処理時
間の短縮を図ることができる。その結果、ファジイルー
ル作成に要する処理時間の一層の短縮を図ることが可能
である。Further, when not only the self-organizing learning of the Kohonen-type neural network but also the calculation of the parameters (function parameters) of the membership function of the antecedent part are performed for each belonging class, the self-organizing learning of the belonging classes different from each other is performed. If the calculation of the function parameters is performed in parallel, that is, simultaneously, the processing time required for the self-organizing learning and the calculation of the function parameters can be reduced. As a result, it is possible to further reduce the processing time required for fuzzy rule creation.
【0227】また、所属クラス別に自己組織化学習を行
なった後に、全ての所属クラスを対象として、関数パラ
メータを算出すれば、所属クラス別に関数パラメータを
算出する場合に比べて、サンプルパターンの全体の分布
の傾向をより反映した前件部メンバーシップ関数のパラ
メータを算出することができる。その結果、より適切な
ファジイルールを作成することができる。Further, if the self-organizing learning is performed for each belonging class, and the function parameters are calculated for all the belonging classes, the function parameters of the entire sample pattern can be compared with the case where the function parameters are calculated for each belonging class. It is possible to calculate the parameters of the antecedent membership function that better reflect the tendency of the distribution. As a result, a more appropriate fuzzy rule can be created.
【0228】また、2つ以上の所属クラスにわたってい
る特定ファジイルールを判定し、判定された特定ファジ
イルールに帰属する特定サンプルパターンを用いてクラ
ス別に関数パラメータを算出することにより、その特定
ファジイルールの代わりに分割ファジイルールを作成す
れば、特定ファジイルールの所属クラス別の分割を図る
ことができる。特定ファジイルールを所属クラス別に分
割することができれば、より適切なファジイルールが得
られる。Also, a specific fuzzy rule extending over two or more belonging classes is determined, and a function parameter is calculated for each class using a specific sample pattern belonging to the determined specific fuzzy rule. If a division fuzzy rule is created instead, it is possible to divide a specific fuzzy rule by class to which it belongs. If the specific fuzzy rules can be divided for each class, more appropriate fuzzy rules can be obtained.
【0229】また、分割ファジイルールが十分に細分化
されていない場合に、2つ以上の所属クラスにわたって
いる特定ファジイルールに帰属する特定サンプルパター
ンを用いて、その特定ファジイルールの代わりに新たな
ファジイルールを作成すれば、特定ファジイルールの所
属クラス別の分割を図ることができる。特定ファジイル
ールを所属クラス別に分割することができれば、より適
切なファジイルールが得られる。When the divided fuzzy rules are not sufficiently subdivided, a new fuzzy rule is used instead of the specific fuzzy rule by using a specific sample pattern belonging to a specific fuzzy rule extending over two or more belonging classes. If a rule is created, it is possible to divide a specific fuzzy rule by class to which it belongs. If the specific fuzzy rules can be divided for each class, more appropriate fuzzy rules can be obtained.
【0230】また、新たなファジイルールが十分に細分
化されていない場合に、コホーネン型ニューラルネット
ワークの競合層の数を増やしてから、2つ以上の所属ク
ラスにわたっている特定ファジイルールに帰属する特定
サンプルパターンについて自己組織化学習を行なうこと
により、その特定ファジイルールの代わりに修正ファジ
イルールを作成すれば、特定ファジイルールの所属クラ
ス別の分割を図ることができる。特定ファジイルールを
所属クラス別に分割することができれば、より適切なフ
ァジイルールが得られる。When the new fuzzy rule is not sufficiently subdivided, the number of competitive layers of the Kohonen-type neural network is increased, and then a specific sample belonging to a specific fuzzy rule extending to two or more belonging classes is obtained. If a modified fuzzy rule is created in place of the specific fuzzy rule by performing self-organizing learning on the pattern, it is possible to divide the specific fuzzy rule for each belonging class. If the specific fuzzy rules can be divided for each class, more appropriate fuzzy rules can be obtained.
【図1】第1の実施の形態のファジイルール作成装置の
説明に供する機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram for describing a fuzzy rule creation device according to a first embodiment;
【図2】パタ−ン認識装置の説明に供する機能ブロック
図である。FIG. 2 is a functional block diagram for explaining a pattern recognition device.
【図3】メンバーシップ関数パラメータ算出部の処理手
順の説明に供するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining a processing procedure of a membership function parameter calculation unit;
【図4】確信度パラメータ算出部の処理手順の説明に供
するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining a processing procedure of a certainty parameter calculating unit;
【図5】認識用ファジイルール判定・分割部の処理手順
の説明に供するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining a processing procedure of a fuzzy rule determination / division unit for recognition.
【図6】第2の実施の形態のファジイルール作成装置の
説明に供する機能ブロック図である。FIG. 6 is a functional block diagram for explaining a fuzzy rule creation device according to a second embodiment;
【図7】第3の実施の形態のファジイルール作成装置の
説明に供する機能ブロック図である。FIG. 7 is a functional block diagram for explaining a fuzzy rule creation device according to a third embodiment;
【図8】認識用ファジイルール判定・分割・再作成部の
説明に供する機能ブロック図である。FIG. 8 is a functional block diagram for explaining a recognition fuzzy rule determining / dividing / recreating unit;
【図9】認識用ファジイルール判定・分割・再作成部の
処理手順の説明に供するフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart for explaining a processing procedure of a recognition fuzzy rule determining / dividing / recreating unit;
【図10】パタ−ン識別装置の説明に供する機能ブロッ
ク図である。FIG. 10 is a functional block diagram for explaining a pattern identification device.
100:パタ−ン認識装置 10:パタ−ン入力装置 12:スイッチ 14:サンプルパタ−ン・クラス情報格納装置 16:認識用ファジイルール作成装置 18:認識用ファジイルール記憶装置 20:パタ−ン識別装置 22:識別結果出力装置 26:サンプルパタ−ン分割格納部 28:コホーネン型ニューラルネットワーク学習部(学
習部) 30、30a:メンバーシップ関数パラメータ算出部
(関数パラメータ算出部) 32:メンバーシップ関数パラメータ格納部(関数パラ
メータ格納部) 34:確信度パラメータ算出部 36:帰属パタ−ン集合・クラス情報格納部 38:認識用ファジイルール判定・分割部 38a:判定部 38b:分割部 40、40a:パラメータ算出部 42:重みベクトル格納部 44:認識用ファジイルール判定・分割・再作成部 46:分割ファジイルール判定部 48:新ファジイルール作成部 50:新ファジイルール判定部 52:修正ファジイルール作成部 54:適合度算出部 56:確信度パラメータ算出部 58:所属クラス判定部100: Pattern recognition device 10: Pattern input device 12: Switch 14: Sample pattern / class information storage device 16: Recognition fuzzy rule creation device 18: Recognition fuzzy rule storage device 20: Pattern identification Apparatus 22: Identification result output apparatus 26: Sample pattern division storage section 28: Kohonen-type neural network learning section (learning section) 30, 30a: Membership function parameter calculation section (function parameter calculation section) 32: Membership function parameter Storage unit (function parameter storage unit) 34: certainty parameter calculation unit 36: membership pattern set / class information storage unit 38: recognition fuzzy rule determination / division unit 38a: determination unit 38b: division unit 40, 40a: parameter Calculator 42: Weight vector storage 44: Fuzzy rule for recognition Fixed / divided / recreated part 46: divided fuzzy rule determination part 48: new fuzzy rule creation part 50: new fuzzy rule determination part 52: modified fuzzy rule creation part 54: conformity calculation part 56: certainty parameter calculation part 58: Affiliation class judgment unit
Claims (16)
ネン型ニューラルネットワークの自己組織化学習を行な
い、該自己組織化学習の結果を用いて、前記ファジイル
ールを作成するにあたり、 前記自己組織化学習を前記サンプルパターンの所属クラ
ス別に行ない、 前記自己組織化学習の結果に基づく情報を前記所属クラ
ス別にメモリに格納することを特徴とするファジイルー
ル作成方法。1. A method for performing self-organizing learning of a Kohonen-type neural network on a plurality of sample patterns and using the result of the self-organizing learning to create the fuzzy rule, the self-organizing learning is performed using the sample pattern. A method for creating a fuzzy rule, wherein information based on a result of the self-organizing learning is stored in a memory for each belonging class.
法において、 前記自己組織化学習の結果として、前記コホーネン型ニ
ューラルネットワークの各競合層ユニットの重みベクト
ルを前記所属クラス別に算出し、 該重みベクトルと前記サンプルパターンとから、前記フ
ァジイルールの前件部メンバーシップ関数のパラメータ
を算出し、 該パラメータの算出された前記前件部メンバーシップ関
数、前記サンプルパターンおよび該サンプルパターンの
所属クラスを表すクラス情報から、前記ファジイルール
の後件部実数値に相当する確信度パラメータを算出する
ことを特徴とするファジイルール作成方法。2. The fuzzy rule creating method according to claim 1, wherein as a result of the self-organizing learning, a weight vector of each competitive layer unit of the Kohonen-type neural network is calculated for each of the belonging classes. And calculating the parameters of the antecedent membership function of the fuzzy rule from the sample pattern and the fuzzy rule, and calculating the antecedent membership function calculated for the parameter, the sample pattern, and a class representing the class to which the sample pattern belongs. A fuzzy rule creation method, wherein a confidence parameter corresponding to a consequent real value of the fuzzy rule is calculated from the information.
法において、 前記前件部メンバーシップ関数のパラメータを前記所属
クラス別に算出し、 算出された該パラメータを、前記自己組織化学習の結果
に基づく情報として、前記所属クラス別にメモリに格納
することを特徴とするファジイルール作成方法。3. The fuzzy rule creating method according to claim 2, wherein a parameter of the membership function of the antecedent part is calculated for each of the belonging classes, and the calculated parameter is based on a result of the self-organizing learning. A fuzzy rule creation method, wherein information is stored in a memory for each of the belonging classes.
法において、 前記所属クラス別に算出された前記重みベクトルを、前
記自己組織化学習の結果に基づく情報として、メモリに
格納し、 前記前件部メンバーシップ関数のパラメータを、全ての
所属クラスの前記重みベクトルと全ての前記所属クラス
のサンプルパターンとを対象として算出することを特徴
とするファジイルール作成方法。4. The fuzzy rule creation method according to claim 2, wherein the weight vector calculated for each belonging class is stored in a memory as information based on a result of the self-organizing learning, and A fuzzy rule creation method, wherein a parameter of a membership function is calculated with respect to the weight vectors of all belonging classes and sample patterns of all the belonging classes.
法において、 前記所属クラスのうちの2つ以上の特定所属クラスにつ
いての前記確信度パラメータの値が、それぞれ基準値よ
りも大きな値となったファジイルールを特定ファジイル
ールと判定し、 前記特定ファジイルールの代わりに前記特定所属クラス
の各々に対応する分割ファジイルールをそれぞれ作成す
るため、該特定ファジイルールに帰属する特定サンプル
パターンおよびそのクラス情報から前記特定所属クラス
別の前記分割ファジイルールの前件部メンバーシップ関
数のパラメータをそれぞれ算出し、かつ、 該パラメータの算出された該前件部メンバーシップ関
数、前記特定サンプルパターンおよびそのクラス情報か
ら、前記分割ファジイルールの各々の後件部実数値に相
当する確信度パラメータをそれぞれ算出することを特徴
とするファジイルール作成方法。5. The fuzzy rule creation method according to claim 2, wherein the values of the certainty factor parameters for two or more specific belonging classes of the belonging classes have values larger than a reference value. The fuzzy rule is determined as a specific fuzzy rule.In order to create divided fuzzy rules corresponding to each of the specific belonging classes instead of the specific fuzzy rule, a specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule and its class information are used. The parameters of the antecedent membership function of the divided fuzzy rule for each of the specific affiliation classes are calculated, and from the calculated antecedent membership function, the specific sample pattern and its class information, The consequent part of each of the divided fuzzy rules corresponds to the real value. A fuzzy rule creation method, wherein each confidence factor parameter is calculated.
法において、 前記特定ファジイルールの代わりに作成した前記分割フ
ァジイルールの数が該特定ファジイルールに帰属する特
定サンプルパターンの所属する前記特定所属クラスの数
よりも少ない場合に、 該特定ファジイルールに所属する特定サンプルパターン
および該サンプルパターンの所属するクラスを表すクラ
ス情報から、該特定ファジイルールの代わりに新たなフ
ァジイルールを作成することを特徴とするファジイルー
ル作成方法。6. The fuzzy rule creation method according to claim 5, wherein the number of the divided fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule belongs to the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule. When the number is smaller than the number, a new fuzzy rule is created instead of the specific fuzzy rule from the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule and the class information indicating the class to which the sample pattern belongs. How to create fuzzy rules.
法において、 前記特定ファジイルールの代わりに作成された前記新た
なファジイルールの数が、該特定ファジイルールに帰属
する特定サンプルパターンの所属する前記特定所属クラ
スの数よりも少ない場合に、 コホーネン型ニューラルネットワークの競合層の数を、
前記新たなファジイルールを作成したときの数よりも増
やして、 前記特定ファジイルールに所属する前記特定サンプルパ
ターンについて、コホーネン型ニューラルネットワーク
の自己組織化学習を行ない、該自己組織化学習の結果を
用いて、修正ファジイルールを作成することを特徴とす
るファジイルール作成方法。7. The fuzzy rule creating method according to claim 6, wherein the number of the new fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule is such that a specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule belongs to. If the number of classes is smaller than the number of specific classes, the number of competitors in the Kohonen-type neural network
The self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is performed on the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule by increasing the number when the new fuzzy rule is created, and using the result of the self-organizing learning. A modified fuzzy rule.
法において、 前記修正ファジイルールの数が、前記特定所属クラスの
数以上となるまで、前記特定ファジイルールに所属する
サンプルパターンの数を上限として前記競合層の数を1
つずつ増加する毎に、修正ファジイルールを作成するこ
とを特徴とするファジイルール作成方法。8. The fuzzy rule creating method according to claim 7, wherein the number of sample patterns belonging to the specific fuzzy rule is set as an upper limit until the number of the modified fuzzy rules is equal to or greater than the number of the specific belonging class. The number of the competitive layers is 1
A fuzzy rule creation method, wherein a modified fuzzy rule is created each time it is increased.
ネン型ニューラルネットワークの自己組織化学習を行な
い、該自己組織化学習の結果を用いて、前記ファジイル
ールを作成するファジイルール作成装置において、 前記自己組織化学習を前記サンプルパターンの所属クラ
ス別に行なうコホーネン型ニューラルネットワーク学習
部と、 前記自己組織化学習の結果を前記所属クラス別に格納す
るメモリと、 前記自己組織化学習の結果に基づく情報を用いてファジ
イルールのパラメータを算出するパラメータ算出部とを
具えてなることを特徴とするファジイルール作成装置。9. A fuzzy rule creating apparatus for performing self-organizing learning of a Kohonen-type neural network for a plurality of sample patterns and creating the fuzzy rule using a result of the self-organizing learning. A Kohonen-type neural network learning unit that performs the following for each belonging class of the sample pattern, a memory that stores the result of the self-organizing learning for each belonging class, and a fuzzy rule using information based on the result of the self-organizing learning. A fuzzy rule creation device, comprising: a parameter calculation unit for calculating a parameter.
装置において、 前記パラメータ算出部は、メンバーシップ関数パラメー
タ算出部と確信度パラメータ算出部とを以って構成して
あり、 該メンバーシップ関数パラメータ算出部は、前記コホー
ネン型ニューラルネットワークの各競合層ユニットの持
つ、前記自己組織化学習の結果として前記所属クラス別
に算出された重みベクトルと、前記サンプルパターンと
から、前記ファジイルールの前件部メンバーシップ関数
のパラメータを算出し、 前記確信度パラメータ算出部は、該パラメータの算出さ
れた前記前件部メンバーシップ関数、前記サンプルパタ
ーンおよび該サンプルパターンのクラス情報から、前記
ファジイルールの後件部実数値に相当する確信度パラメ
ータを算出することを特徴とするファジイルール作成装
置。10. The fuzzy rule creation device according to claim 9, wherein the parameter calculation unit includes a membership function parameter calculation unit and a certainty factor parameter calculation unit, and the membership function parameter The calculating unit has, from each of the competitive layer units of the Kohonen-type neural network, the weight vector calculated for each belonging class as a result of the self-organizing learning, and the sample pattern, the antecedent member of the fuzzy rule. Calculating a parameter of the ship function, the confidence parameter calculation unit calculates a consequent part of the fuzzy rule from the membership function of the antecedent part, the sample pattern and the class information of the sample pattern for which the parameter is calculated. Calculates certainty parameters equivalent to numerical values Fuzzy rule creation device.
装置において、 前記所属クラス別に算出された前記重みベクトルから、
前記前件部メンバーシップ関数のパラメータを前記所属
クラス別に算出するメンバーシップ関数パラメータ算出
部と、 前記所属クラス別に算出された該パラメータを、前記自
己組織化学習の結果に基づく情報として、前記所属クラ
ス別に格納するメモリとを具えてなることを特徴とする
ファジイルール作成装置。11. The fuzzy rule creation device according to claim 9, wherein the weight vector calculated for each of the belonging classes is:
A membership function parameter calculator for calculating the parameters of the antecedent membership function for each of the affiliation classes; and the parameter calculated for each of the affiliation classes as information based on the result of the self-organizing learning, for the affiliation class. A fuzzy rule creation device characterized by comprising a memory for separately storing.
装置において、 前記所属クラス別に算出された前記重みベクトルを、前
記自己組織化学習の結果に基づく情報として格納するメ
モリと、 前記前件部メンバーシップ関数のパラメータを、全ての
前記所属クラスの前記重みベクトルと全ての前記所属ク
ラスのサンプルパターンとを対象として算出するメンバ
ーシップ関数パラメータ算出部とを具えてなることを特
徴とするファジイルール作成装置。12. The fuzzy rule creating device according to claim 9, wherein the weight vector calculated for each belonging class is stored as information based on a result of the self-organizing learning, and the antecedent member A fuzzy rule creation device, comprising: a membership function parameter calculation unit that calculates parameters of a ship function with respect to the weight vectors of all the belonging classes and sample patterns of all the belonging classes. .
装置において、 前記ファジイルールのうち、前記所属クラスのうちの2
つ以上の特定所属クラスについての前記確信度パラメー
タの値が、それぞれ基準値よりも大きな値となったファ
ジイルールを特定ファジイルールと判定するファジイル
ール判定部と、 前記特定ファジイルールの代わりに前記特定所属クラス
の各々に対応する分割ファジイルールをそれぞれ作成す
るため、該特定ファジイルールに帰属する特定サンプル
パターンおよびそのクラス情報から前記特定所属クラス
別の前記分割ファジイルールの前件部メンバーシップ関
数のパラメータをそれぞれ算出し、かつ、該パラメータ
の算出された該前件部メンバーシップ関数、前記特定サ
ンプルパターンおよびそのクラス情報から、前記分割フ
ァジイルールの各々の後件部実数値に相当する確信度パ
ラメータをそれぞれ算出するファジイルール分割部とを
具えてなることを特徴とするファジイルール作成装置。13. The fuzzy rule creating device according to claim 9, wherein, among the fuzzy rules, two of the belonging classes are included.
A fuzzy rule determining unit for determining, as a specific fuzzy rule, a fuzzy rule in which the value of the certainty factor parameter for one or more specific belonging classes has a value larger than a reference value, and specifying the specific fuzzy rule instead of the specific fuzzy rule To create a divided fuzzy rule corresponding to each of the belonging classes, respectively, from the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule and its class information, the parameters of the antecedent part membership function of the divided fuzzy rule for each specific belonging class Is calculated, and from the membership function of the antecedent part calculated for the parameter, the specific sample pattern and its class information, a confidence parameter corresponding to the real value of the consequent part of each of the divided fuzzy rules is calculated. Fuzzy rule division unit to calculate each A fuzzy rule creation device characterized by the following.
成装置において、 前記特定ファジイルールの代わりに作成した前記分割フ
ァジイルールの数が該特定ファジイルールに帰属する特
定サンプルパターンの所属する前記特定所属クラスの数
よりも少ないか否かを判定する分割ファジイルール判定
部と、 該特定ファジイルールに所属する特定サンプルパターン
および該サンプルパターンの所属するクラスを表すクラ
ス情報から、該特定ファジイルールの代わりに新たなフ
ァジイルールを作成する新ファジイルール作成部とを具
えてなることを特徴とするファジイルール作成装置。14. The fuzzy rule creation device according to claim 13, wherein the number of the divided fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule belongs to the specific belonging pattern to which a specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule belongs. A divided fuzzy rule determining unit for determining whether or not the number is smaller than the number of the specific fuzzy rules; and a specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule and class information indicating a class to which the sample pattern belongs. A new fuzzy rule creation unit for creating a simple fuzzy rule.
成装置において、 前記特定ファジイルールの代わりに作成された前記新た
なファジイルールの数が、該特定ファジイルールに帰属
する特定サンプルパターンの所属する前記特定所属クラ
スの数よりも少ないか否かを判定する新ファジイルール
判定部と、 コホーネン型ニューラルネットワークの競合層の数を、
前記新たなファジイルールを作成したときの数よりも増
やして、 前記特定ファジイルールに所属する前記特定サンプルパ
ターンについて、コホーネン型ニューラルネットワーク
の自己組織化学習を行ない、該自己組織化学習の結果を
用いて、修正ファジイルールを作成する修正ファジイル
ール作成部とを具えてなることを特徴とするファジイル
ール作成装置。15. The fuzzy rule creating device according to claim 14, wherein the number of the new fuzzy rules created in place of the specific fuzzy rule is such that a specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule belongs to. A new fuzzy rule determining unit that determines whether the number is smaller than the number of specific belonging classes, and the number of competitive layers of the Kohonen-type neural network are:
The self-organizing learning of the Kohonen-type neural network is performed on the specific sample pattern belonging to the specific fuzzy rule by increasing the number when the new fuzzy rule is created, and using the result of the self-organizing learning. A modified fuzzy rule creating unit for creating a modified fuzzy rule.
成装置において、 前記修正ファジイルールの数が、前記特定所属クラスの
数以上となるまで、前記特定ファジイルールに所属する
サンプルパターンの数を上限として前記競合層の数を1
つずつ増加する毎に、修正ファジイルールを作成する修
正ファジイルール作成部を具えてなることを特徴とする
ファジイルール作成装置。16. The fuzzy rule creating device according to claim 15, wherein the number of sample patterns belonging to the specific fuzzy rule is set as an upper limit until the number of the modified fuzzy rules is equal to or more than the number of the specific belonging class. The number of the competitive layers is 1
A fuzzy rule creation device comprising a modified fuzzy rule creation unit for creating a modified fuzzy rule each time the number is increased.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9138425A JPH10333912A (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Fuzzy rule preparation method and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9138425A JPH10333912A (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Fuzzy rule preparation method and device therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10333912A true JPH10333912A (en) | 1998-12-18 |
Family
ID=15221675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9138425A Withdrawn JPH10333912A (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Fuzzy rule preparation method and device therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10333912A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005001757A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | National University Corporation Kagawa University | Information processor, state judging unit and diagnostic unit, information processing method, state judging method and diagnosing method |
CN111145177A (en) * | 2020-04-08 | 2020-05-12 | 浙江啄云智能科技有限公司 | Image sample generation method, specific scene target detection method and system thereof |
-
1997
- 1997-05-28 JP JP9138425A patent/JPH10333912A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005001757A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | National University Corporation Kagawa University | Information processor, state judging unit and diagnostic unit, information processing method, state judging method and diagnosing method |
US7464063B2 (en) | 2003-06-30 | 2008-12-09 | Caterpillar Japan Ltd. | Information processor, state judging unit and diagnostic unit, information processing method, state judging method and diagnosing method |
CN111145177A (en) * | 2020-04-08 | 2020-05-12 | 浙江啄云智能科技有限公司 | Image sample generation method, specific scene target detection method and system thereof |
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