JPH10111805A - 重心検出器 - Google Patents
重心検出器Info
- Publication number
- JPH10111805A JPH10111805A JP8286165A JP28616596A JPH10111805A JP H10111805 A JPH10111805 A JP H10111805A JP 8286165 A JP8286165 A JP 8286165A JP 28616596 A JP28616596 A JP 28616596A JP H10111805 A JPH10111805 A JP H10111805A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 重心を検出する方法が有する欠点を除去する
ためになされたものであって、極めて高速に数値系列の
重心を検出することを目的とする。 【解決手段】 重心検出器は、０と１の間の値を持ち総
和が１のｎ個の数値系列の重心を算出する手段におい
て、前記ｎ個の数値各々を重み付けが１のｎ個の入力層
区分線形素子Ｕ００〜Ｕ０ｎ−１に入力し、素子Ｕ０ｉ
の出力夫々にｉ／（ｎ−１）の重み付けをした後ｎ入力
出力層区分線形素子Ｕ１０に入力することによって、該
出力層区分線形素子Ｕ１０から前記ｎ個の数値系列の重
心位置の数値を出力するものである。また、前記重心検
出器において、前記入力層区分線形素子Ｕ００を除去し
構成を簡単にするものである。
ためになされたものであって、極めて高速に数値系列の
重心を検出することを目的とする。 【解決手段】 重心検出器は、０と１の間の値を持ち総
和が１のｎ個の数値系列の重心を算出する手段におい
て、前記ｎ個の数値各々を重み付けが１のｎ個の入力層
区分線形素子Ｕ００〜Ｕ０ｎ−１に入力し、素子Ｕ０ｉ
の出力夫々にｉ／（ｎ−１）の重み付けをした後ｎ入力
出力層区分線形素子Ｕ１０に入力することによって、該
出力層区分線形素子Ｕ１０から前記ｎ個の数値系列の重
心位置の数値を出力するものである。また、前記重心検
出器において、前記入力層区分線形素子Ｕ００を除去し
構成を簡単にするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の数値の重心を
検出する方法及び装置に関するもので、詳細にはニュー
ラルネットワークを用いてファジーエキスパートシステ
ム等を構築する際不可欠な重心検出手段に関する。
検出する方法及び装置に関するもので、詳細にはニュー
ラルネットワークを用いてファジーエキスパートシステ
ム等を構築する際不可欠な重心検出手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、人間の脳や生物の神経細胞をモデ
ルとして、その機能を電子回路で模擬的に実現し超並列
演算処理を行うことが試みられており、一般にニューラ
ルネットワークと称され組み合わせ問題のように単純な
演算を多数実行する処理を短時間に行う上で有効なもの
として期待されている。また一方、電車や列車等の運転
制御には滑らかな制動を実現する場合等においてファジ
ィ理論が導入されるようになったが、ファジィ推論の代
表的なものとしてマムダニ（Ｍａｍｄａｎｉ）の方法が
知られている。この方法では、ディファジィフィケイシ
ョンと呼ばれる最終演算部で、０から１の間の値をもつ
数値系列の重心を検出する必要があるが、従来は逐次的
な演算で重心を検出していた。
ルとして、その機能を電子回路で模擬的に実現し超並列
演算処理を行うことが試みられており、一般にニューラ
ルネットワークと称され組み合わせ問題のように単純な
演算を多数実行する処理を短時間に行う上で有効なもの
として期待されている。また一方、電車や列車等の運転
制御には滑らかな制動を実現する場合等においてファジ
ィ理論が導入されるようになったが、ファジィ推論の代
表的なものとしてマムダニ（Ｍａｍｄａｎｉ）の方法が
知られている。この方法では、ディファジィフィケイシ
ョンと呼ばれる最終演算部で、０から１の間の値をもつ
数値系列の重心を検出する必要があるが、従来は逐次的
な演算で重心を検出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
重心検出方法では数値系列が長くなると演算量が増大す
るため、迅速な処理が困難になるという欠点があった。
本発明は上記した如き重心を検出する方法が有する欠点
を除去するためになされたものであって、極めて高速に
数値系列の重心を検出することを目的とする。
重心検出方法では数値系列が長くなると演算量が増大す
るため、迅速な処理が困難になるという欠点があった。
本発明は上記した如き重心を検出する方法が有する欠点
を除去するためになされたものであって、極めて高速に
数値系列の重心を検出することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め本発明に係る重心検出器は、０と１の間の値を持ち総
和が１のｎ個の数値系列の重心を算出する手段におい
て、前記ｎ個の数値各々を重み付けが１のｎ個の入力層
区分線形素子Ｕ００〜Ｕ０ｎ−１に入力し、素子Ｕ０ｉ
の出力夫々にｉ／（ｎ−１）の重み付けをした後ｎ入力
出力層区分線形素子Ｕ１０に入力することによって、該
出力層区分線形素子Ｕ１０から前記ｎ個の数値系列の重
心位置の数値を出力するものである。また、前記重心検
出器において、前記入力層区分線形素子Ｕ００を除去し
構成を簡単にするものである。
め本発明に係る重心検出器は、０と１の間の値を持ち総
和が１のｎ個の数値系列の重心を算出する手段におい
て、前記ｎ個の数値各々を重み付けが１のｎ個の入力層
区分線形素子Ｕ００〜Ｕ０ｎ−１に入力し、素子Ｕ０ｉ
の出力夫々にｉ／（ｎ−１）の重み付けをした後ｎ入力
出力層区分線形素子Ｕ１０に入力することによって、該
出力層区分線形素子Ｕ１０から前記ｎ個の数値系列の重
心位置の数値を出力するものである。また、前記重心検
出器において、前記入力層区分線形素子Ｕ００を除去し
構成を簡単にするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態例を示
す図面に基づいて詳細に説明する。先ず、本発明におい
て使用する区分線形素子について説明する。図１（ａ）
は一般的な区分線形素子を説明する概念構成図である。
同図に示す区分線形素子Ｕはｎ個の入力端子ｉ０、ｉ
１、・・・、ｉｎ−１と一つの出力端φをもった演算素
子であり、前記入力端にｎ個の０と１との間の値を持
ち、ΣＩｉ＝１である数値Ｉ０、Ｉ１、Ｉ２、・・・
・、Ｉｎ−１が入力されると、夫々の入力にｗ０、ｗ
１、ｗ２、・・・、ｗｎ−１なる重み付けを施し、その
全てを加算して内部状態Ｎとして出力端にはφを出力す
るものである。同図（ｂ）に示す如く加算した結果が０
未満であれば０を、０から１の間であればそのままの数
値を、又１より大きい場合は１を出力する特性をもつ。
このことを数式を用いて説明すれば、前記区分線形素子
Ｕの内部状態Ｎは Ｎ＝ Σ ｗｉ Ｉｉ ・・・・・・・（１） また、この場合の出力φは前記内部状態Ｎを使用して φ＝ｆ（Ｎ） ・・・・・・・・・・・（２） となり、このときの内部状態Ｎと出力φ＝ｆ（Ｎ）の関
係は図１（ｂ）に示すように である。図２は前記区分線形素子Ｕを使用した本発明に
係る重心検出器の一実施例を示すブロック構成図であ
る。同図に於いて、Ｕ００〜Ｕ０ｎ−１は入力層区分線
形素子であって、ここでは上述した区分線形素子を一入
力素子として使用し、且つその入力に対する重み付けｗ
を１としたものである。又、同図Ｕ１０は出力層区分線
形素子として図１（ａ）に示したものを、ｎ入力素子と
して用い、夫々の重み付けをｗｉ＝ｉ／（ｎ−１）と
し、前記入力層区分線形素子Ｕ００〜Ｕ０ｎ−１の出力
を共に入力するよう接続し、該素子Ｕ１０の出力端から
所望の信号を得るものである。前述のように構成した重
心検出器の動作を、ｎ＝６とし、図３に示す数値系列を
入力することを例として説明する。即ち、ｎ＝６なの
で、重み付け値ｗ１ｉは夫々ｗ１０＝０／５＝０、ｗ１
１＝１／５＝０．２、ｗ１２＝２／５＝０．４、ｗ１３
＝３／５＝０．６、ｗ１４＝４／５＝０．８、ｗ１５＝
５／５＝１となる。 前記入力をＩ０ ＝０．１、Ｉ１
＝０．２、Ｉ２ ＝０．１、Ｉ３ ＝０．２．、Ｉ４
＝０．１、Ｉ５ ＝０．３とすれば、入力層の区分線
形素子Ｕ０１〜Ｕ０５の内部状態Ｎ００、Ｎ０１、Ｎ０
２、Ｎ０３、Ｎ０４、Ｎ０５は夫々の重み付けが１であ
るからそのまま０．１、０．２、０．１、０．２、０．
１、０．３となり、従ってその出力も同一値となる。次
に、この数値が出力層区分線形素子Ｕ１０に入力される
と、該素子の内部状態Ｎ１０は Ｎ１１＝０．１×０＋０．２×０．２＋０．１×０．４
＋０．２×０．６＋０．１×０．８＋０．３×１＝０．
５８ となり、図１（ｂ）の特性図に従って、素子Ｕ１０の出
力値は０．５８となる。更に、この出力値にｎ−１＝５
を乗ずることで、重心位置２．９を出力する。前述のよ
うに構成することによって、入力される数値が０から１
までの範囲の値でΣＩｉ＝１で正規化されていれば、常
に重心位置を出力する重心検出器として機能する。図４
は上述した形態例の変形回路を示す図であり、入力層区
分線形素子Ｕ１０を除去して構成したことを特徴とする
ものである。即ち、前記図２において第一の入力層素子
Ｕ００から出力層素子Ｕ１０の間の重み付けは常に０で
あるので、該入力層素子Ｕ００を省略しても結果に影響
がない。従って、図４に示した構成においても前述と同
様に重心検出が可能である。また、前述のように構成す
れば、すべての区分線形素子を同一構成とすることが可
能であるから、本発明を集積回路化する上でも都合が良
いという効果を得る。尚、以上本発明をファジー制御に
適用したものを例として説明したが、本発明はこれのみ
に限定されるものではなく、重心を検出する際に適用す
ることができる。
す図面に基づいて詳細に説明する。先ず、本発明におい
て使用する区分線形素子について説明する。図１（ａ）
は一般的な区分線形素子を説明する概念構成図である。
同図に示す区分線形素子Ｕはｎ個の入力端子ｉ０、ｉ
１、・・・、ｉｎ−１と一つの出力端φをもった演算素
子であり、前記入力端にｎ個の０と１との間の値を持
ち、ΣＩｉ＝１である数値Ｉ０、Ｉ１、Ｉ２、・・・
・、Ｉｎ−１が入力されると、夫々の入力にｗ０、ｗ
１、ｗ２、・・・、ｗｎ−１なる重み付けを施し、その
全てを加算して内部状態Ｎとして出力端にはφを出力す
るものである。同図（ｂ）に示す如く加算した結果が０
未満であれば０を、０から１の間であればそのままの数
値を、又１より大きい場合は１を出力する特性をもつ。
このことを数式を用いて説明すれば、前記区分線形素子
Ｕの内部状態Ｎは Ｎ＝ Σ ｗｉ Ｉｉ ・・・・・・・（１） また、この場合の出力φは前記内部状態Ｎを使用して φ＝ｆ（Ｎ） ・・・・・・・・・・・（２） となり、このときの内部状態Ｎと出力φ＝ｆ（Ｎ）の関
係は図１（ｂ）に示すように である。図２は前記区分線形素子Ｕを使用した本発明に
係る重心検出器の一実施例を示すブロック構成図であ
る。同図に於いて、Ｕ００〜Ｕ０ｎ−１は入力層区分線
形素子であって、ここでは上述した区分線形素子を一入
力素子として使用し、且つその入力に対する重み付けｗ
を１としたものである。又、同図Ｕ１０は出力層区分線
形素子として図１（ａ）に示したものを、ｎ入力素子と
して用い、夫々の重み付けをｗｉ＝ｉ／（ｎ−１）と
し、前記入力層区分線形素子Ｕ００〜Ｕ０ｎ−１の出力
を共に入力するよう接続し、該素子Ｕ１０の出力端から
所望の信号を得るものである。前述のように構成した重
心検出器の動作を、ｎ＝６とし、図３に示す数値系列を
入力することを例として説明する。即ち、ｎ＝６なの
で、重み付け値ｗ１ｉは夫々ｗ１０＝０／５＝０、ｗ１
１＝１／５＝０．２、ｗ１２＝２／５＝０．４、ｗ１３
＝３／５＝０．６、ｗ１４＝４／５＝０．８、ｗ１５＝
５／５＝１となる。 前記入力をＩ０ ＝０．１、Ｉ１
＝０．２、Ｉ２ ＝０．１、Ｉ３ ＝０．２．、Ｉ４
＝０．１、Ｉ５ ＝０．３とすれば、入力層の区分線
形素子Ｕ０１〜Ｕ０５の内部状態Ｎ００、Ｎ０１、Ｎ０
２、Ｎ０３、Ｎ０４、Ｎ０５は夫々の重み付けが１であ
るからそのまま０．１、０．２、０．１、０．２、０．
１、０．３となり、従ってその出力も同一値となる。次
に、この数値が出力層区分線形素子Ｕ１０に入力される
と、該素子の内部状態Ｎ１０は Ｎ１１＝０．１×０＋０．２×０．２＋０．１×０．４
＋０．２×０．６＋０．１×０．８＋０．３×１＝０．
５８ となり、図１（ｂ）の特性図に従って、素子Ｕ１０の出
力値は０．５８となる。更に、この出力値にｎ−１＝５
を乗ずることで、重心位置２．９を出力する。前述のよ
うに構成することによって、入力される数値が０から１
までの範囲の値でΣＩｉ＝１で正規化されていれば、常
に重心位置を出力する重心検出器として機能する。図４
は上述した形態例の変形回路を示す図であり、入力層区
分線形素子Ｕ１０を除去して構成したことを特徴とする
ものである。即ち、前記図２において第一の入力層素子
Ｕ００から出力層素子Ｕ１０の間の重み付けは常に０で
あるので、該入力層素子Ｕ００を省略しても結果に影響
がない。従って、図４に示した構成においても前述と同
様に重心検出が可能である。また、前述のように構成す
れば、すべての区分線形素子を同一構成とすることが可
能であるから、本発明を集積回路化する上でも都合が良
いという効果を得る。尚、以上本発明をファジー制御に
適用したものを例として説明したが、本発明はこれのみ
に限定されるものではなく、重心を検出する際に適用す
ることができる。
【０００６】
【発明の効果】本発明は以上説明した如く構成するもの
であるから、極めて簡単な回路構成によって、迅速に数
値系列の重心を検出する上で著しい効果を発揮する。
であるから、極めて簡単な回路構成によって、迅速に数
値系列の重心を検出する上で著しい効果を発揮する。
【図１】（ａ）は本発明に於いて使用する区分線形素子
の例を示す概要構成図である。（ｂ）は区分線形素子の
特性例を示す図である。
の例を示す概要構成図である。（ｂ）は区分線形素子の
特性例を示す図である。
【図２】本発明の一形態例を示す構成図である。
【図３】本発明の重心検出器に入力する数値系列の例で
ある。
ある。
【図４】本発明の変形実施例を示す構成図である。
Ｕ、Ｕ００、Ｕ０１、・・・、Ｕ０ｎ−１、Ｕ１０
区分線形素子 Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、・・・、Ｉｎ−１
数値 ｗ、ｗ１０、ｗ１１、・・・、ｗ１ｎ−１
重み付け値
区分線形素子 Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、・・・、Ｉｎ−１
数値 ｗ、ｗ１０、ｗ１１、・・・、ｗ１ｎ−１
重み付け値
Claims (2)
- 【請求項１】 ０と１の間の値を持ち総和が１のｎ個の
数値系列の重心を算出する手段において、前記ｎ個の数
値各々を重み付けが１のｎ個の入力層区分線形素子Ｕ０
０〜Ｕ０ｎ−１に入力し、素子Ｕ０ｉの出力夫々にｉ／
（ｎ−１）の重み付けをした後ｎ入力出力層区分線形素
子Ｕ１０に入力することによって、該出力層区分線形素
子Ｕ１０から前記ｎ個の数値系列の重心位置の数値を出
力したことを特徴とする重心検出器。 - 【請求項２】 請求項１項記載の重心検出器において、
前記入力層区分線形素子Ｕ００を除去し、Ｕ０１〜Ｕ０
ｎ−１としたことを特徴とする重心検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8286165A JPH10111805A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 重心検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8286165A JPH10111805A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 重心検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10111805A true JPH10111805A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17700790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8286165A Pending JPH10111805A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 重心検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10111805A (ja) |
-
1996
- 1996-10-08 JP JP8286165A patent/JPH10111805A/ja active Pending
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