JPH03269629A - 事例を用いた知識洗練処理方式 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、知識ベースシステムに関し、特に。

専門家の知識を所定の形式で表現して知識ベースに格納
し、格納された知識を用いて推論を行うことにより専門
家に代わって問題解決を行う知識ベースシステムＧこお
いて７事実として確認できた条件値の組み合わせを事例
として用いて自動に知識を洗練できるようにした事例を
用いた知識洗練処理方式に関するものである。

〔従来の技術〕

専門家の知識を知識ベースに格納し、格納された知識を
用いて推論を行うことにより専門家に代わって問題解決
を行う知識ベースシステムが開発されている。このよう
な知識ヘースシステムにおいては、専門家の知識が、所
定の形式で表現して入力され、洗練・編集して格納され
る。格納された所定の形式の知識を用いて、結論を導出
する推論を行う。

知識表現は９例えば、第６図に示すような木構造のデー
タとして表現される。当該木構造は第７図図示の如き知
識表現から生威される。

このような木構造の知識データは、複数の条件から結論
を導出するバスを示す木構造データとなっており、決定
木と称されるものである。例えば。

第６図に示すような決定木は１表形式で知識を表現して
知識データの入力を行う表形式知識エディタにより、入
力した知識の決定表から生成される。

第６図に示す決定木において、「条件」は条件判定ノー
ドを示し、各々の条件判定ノードの下に付加されたブロ
ックの値は条件判定に対する条件（Ｉｉ（判定値）を示
している。この決定木における知識表現は９例えば１条
件判定ノードの条件Ａに対して判定値がａｌの場合には
、決定木を下にたどり１次に条件判定ノードの条件Ｂの
判定を行うことを示している。そして３更に下にたどり
、場合により例えば条件判定ノードの条件Ｃの判定を行
う。このようにして、決定木の知識表現からは決定木を
順次に下にたどり、結論ｌ〜結論８を導出する。このよ
うに、入力された知識データから第６図に示すような決
定木を生威し、生成された決定木をたどることにより、
当該知識データを用いた推論実行が行われることになる
。

複数の条件値の組み合わせによって、異なる結論を導く
場合には、第６図に示すような決定木を生威し５条件の
値を入手しながら、この決定木を探索する方法が一般的
である。

ところで、第６図において１条件判定ノードの条件Ａに
対する判定値ａｌ、ａ２．ａ３は９条件への属性を示し
、また、同様に判定値ｂｔ、・・・０３等は１条件Ｂの
属性１条件Ｃの属性を示している。決定木の探索では、
まず１条件Ａの値を入手すると、その値と一致する属性
を持つ枝をたどり１次に条件Ｂの値を人手して、その値
と一致する属性を持つ技をたどる。このように、順次に
決定木をたどり１条件Ｃについても同様にして結論に達
する。

例えば結論２に達するには９条件Ａ３条件Ｂ。

および条件Ｃの属性としてａｌ、ｂ２．ｃｌ　（以下（
ａｔ、ｂ２．ｃｌ）と表記する）が指定されており、こ
れと一致する条件の値が入手された結果として導かれる
。結論の中には一部の属性が指定されていない場合があ
る。指定されていない属性を“−”で表記すれば９例え
ば、結論４は（ａ２、−、−）の属性が指定されており
７条件Ａの値としてａ２が入手されただけで、結論４が
導かれる。つまり１条件Ａの値ａ２が結論４の導出に有
効な条件値であり、　　（ａ２．−、−）という条件値
の組み合わせが有効な属性なのである。

知識投入においては、いくつかの条件値のみ一致し、そ
れ以外の条件値が一致しておらずに同一結論に達する場
合には、一致していない条件が結論導出に無関係である
ようにし、それらの統合を行う必要がある。第６図図示
とは異なるが１例えば、属性１　（ａｔ、ｂｌ、ｃ２）
、属性２（ａｌｂｌ、ｃ３）、および属性３　（ａｌ、
ｂｌ、ｃｌ）が各々結論ｌに達するという事例が存在し
た場合には、結論ｌの導出に条件Ｃの値は関係していな
いので、属性３の値は指定しないようにし。

属性ｌ〜属性３は（ａｌ、ｂｌ、　　）という属性とし
て統合される。

また条件値の組み合わせが一致しており、異なる結論に
到達する場合には、それらを区別するために条件値の指
定、または条件の追加を行う必要がある。例えば、属性
４　（ａ　Ｌ、　−、ｃ２）が結論２に達し、同一また
は包含関係にある属性を持つ属性５　（ａｌ、ｂ２．ｃ
２）が結論３に達する場合には、値を指定していない条
件Ｂの条件値を。

属性４において“ｂｌ”と指定することで属性４と属性
５の区別化を行う必要がある。また、属性４と属性５と
の条件Ｂの値を区別できない場合。

または指定できない場合には１区別できる条件値を持つ
条件の追加を行い属性４と属性５との区別化を行う必要
がある。

（発明が解決しようとする課題〕 ところで５上述したように、知識投入の前には結論の導
出に有効な属性（条件値の組み合わせ）を抽出して属性
の統合を行う、または条件値の指定や条件の追加により
属性の区別を行うといった知識洗練を行う必要がある。

従来の知識洗練は人間が多数の事例データを用いて行っ
ていた。

従来方式では５人間の扱う事例データの量が多く、属性
の抽出に必要な時間が多大であり、コストが増大すると
いう問題点があった。

また、従来の知識ベースシステムでは、知識ベースに格
納されている知識を用いた決定木に存在しない条件値の
組み合わせに対処できないという問題点があった。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。

本発明の目的は、知識ヘースンステムにおける知識ヘー
スに格納された知識と事例を用いて知識の洗練を容易に
行うことができる知識洗練処理方式を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を遠戚するために１本発明の事例を用いた知識
洗練処理方式は、以下に示す第１の処理を行い、そこで
生成される分類木と知識ベースに格納されている知識を
用いた決定木との比較を行い、その結果により第２．第
３．第４または第５の処理を行うことを特徴とする。

第ユの処理：事例として得られている条件値の組み合わ
せを用いて分類木を生成する。

この分類木は決定木に近いものである が結論に到達しないものも含まれてい る。結論との対応がつけられていなけ れば分類木を表示し、利用者に結論を 入力してもらう。

第２の処理：既に知識ベースに格納されている知識を用
いた決定木と第ｉの処理で生成 される分類木を基に知識の再構成を行 い、結論の導出に無関係な条件の属性 を選出し、その属性の統合を行う。

第３の処理；決定木に存在しない属性が分類木に存在し
、決定木内のいずれの属性とも 統合できない場合には、利用者にその 旨を表示し、新たな知識として知識ベ ースに追加する。

第４の処理二分類木が有する条件値の組み合わせが、決
定木に含まれ、かつその結論が 異なる場合には２条件値の指定されて いない条件の存在を検索し、その条件 値を指定できる場合には９条件値を指 定する。

第５の処理；第４の処理において９条件値を指定できな
い場合、または条件値の指定さ れていない条件が存在しない場合には 両方のバスを区別できる条件を追加す る。

［作　用〕 前述の手段によれば、知識ヘースシステムにおいて１表
形式知識エディタにより作威し、知識ベースに格納した
決定木５および事例として存在する条件値の組み合わせ
により知識の洗練を行うが。

この場合、事例である条件値の組み合わせを統合し１条
件をノルドに１条件値をノードからの枝分かれに対応さ
せた分類水と称される木構造データを生成する第１の処
理を行う、事例である条件値の組み合わせが結論と未対
応の場合は、知識ベースシステムを用いて推論を行い、
結論と対応させる。結論に到達しない場合には、対応す
る結論芯を入手する。

第１の処理で得られる分類水と決定木を比較し。

分類水が決定木に存在しない条件値の組み合わせを有し
、かつその結論が決定木に存在する結論と同一の場合に
は１　当該結論に対応する決定木と。

当該分類木との枝分かれが異なる部分を抽出し。

条件の属性を統合する。また１分類木内に、同一の結論
を有し、かつ異なった条件値の組み合わせを有するもの
が存在する場合には、枝分かれの異なる部分を抽出し、
そこに５定義された枝垂てが存在する場合には、枝分か
れをおこすノードである条件の属性を統合する第２の処
理を行う。

二のように、決定木および分類水をたどり、結論に到達
する条件値の組み合わせを検査し２条件の属性の統合を
行い、結論の導出に有効な条件の属性のみを新たな知識
として更新する。

また９分類水が、決定木に存在しない条件値の組み合わ
せを有している場合には、現在の知識ベースでは結論に
到達できない条件値の組み合わせであることを利用者に
その旨を表示し、知識ベースに追加する第３の処理を行
い２未格納の知識を知識ベースに追加する。

分類水が有する条件値の組み合わせが決定木に存在し、
かつ異なる結論に到達する場合には１着目している条件
値の組み合わせにおける未指定の条件の存在を検索する
。未指定の条件が存在し。

その条件値を指定することで条件値の組み合わせの区別
が可能ならば２条件値の指定を行う第４の処理を行い、
不可能または未指定の条件が存在しない場合には、その
旨を利用者に表示し２条件値の区別を行える条件を追加
入力させる第５の処理を行う。

このように、決定木および分類水をたどり１条件値の組
み合わせの導出する結論を検査し、未指定の条件値の指
定５または条件の追加を行い９知識の更新を行う。

〔実施例〕

以下９本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

第１図は１本発明の一実施例にかかる知識ベースシステ
ムの構成要部を示すブロック図である。

第１図において、１は知識ベースシステム、２は表形式
知識エディタ、３は知識ヘース、４は知識洗練機構、５
は推論機構、６は事例ベースである。

表形式知識エディタ２は、専門家７からの知識入力を表
形式の画面で受は付けて１表形式で知識を表現した決定
表９を生成する。決定表９は９表の行と列とのそれぞれ
に条件項目と結論項目を対応させ、各結論項目に対応す
る各条件項目の条件の値を表の要素として指定して生成
した表であり。

知識表現を所定形式の表形式で統一して取り扱えるよう
にして、容易に知識を表現して入力可能としたものであ
る。また１表形式知識エディタ２は。

生成した決定表９から各条件項目の条件値から結論を導
出する決定木１２を生成し、生成した決定木１２を知識
ベース３に格納して推論処理において参照できるように
する。

例えば、今、利用者８が知識ベースシステム１に対して
質問を入力すると、推論機構５が上述のように生成した
決定木１２に基づいて、推論処理を行い、結論を導出す
る。この推論結果は推論に用いたデータ（条件値１８の
組み合わせ）とともに事例として事例ベース６に格納す
ることができる。また、知識洗練機構４は、事例整理部
１３゜結論統合部１４．結論追加部１５１条件値指定部
１６、および条件追加部１７から戒っている。事例整理
部１３は、事例ベース６に格納されている事例から分類
水１９を生成する。結論との対応がついていないバスが
存在する場合には、その旨を利用者に表示し、対応する
結論の入力を促進する。

知識洗練機構４は、知識ベース３に格納した知識である
決定木１２と事例へ一ス６に格納した分類水１９とを比
較し１次の４つのパターンの検出を行う。

パターンｌ：決定木の有する条件値の組み合わせと一部
異なり、かつ同一の結論を導出 する条件値の組み合わせを分類水が有 する。

パターン２：決定木に存在しない条件値の組み合わせを
分類水が有し、かつそれが導出 する結論が決定木に存在しない。

パターン３：決定木の有する条件値の組み合わせと同一
または包含関係にあり、かつ異 なる結論を導出する条件値の組み合わ せを分類水が有し、かつ条件値の指定 されていない条件が存在する。

パターン４：分類水が、決定木の有する条件値の組み合
わせと同一であり、かつ異なる 結論を導出する条件値の組み合わせを 分類水が有し、かつ条件値の指定され ていない条件が存在しない。

パターン１を検出すると５結論域合部１４は。

異なっている条件値を抽出し１条件定義知識ＩＯを用い
て、異なって存在している条件値が、定義しである条件
値の全てであるかを検査する。定義しである条件値の全
ｔが存在している場合に、その条件の条件値指定を解除
し、決定木１２および分類水１９の更新を行う。また、
定義しである条件値の全てが存在しない場合には９条件
値の統合を行う。

パターン２を検出すると、結論追加部１５は。

分類水１９内の該当する条件値の組み合わせを利用者８
に表示し、結論定義に関する情報を入力させ、結論定義
知！１ｍ　１１および決定木１２への追加を行う。

パターン３を検出すると２条件値指定部１６は。

その旨、および該当する決定木１分類木各々の条件値の
組み合わせを利用者８に表示し１条件値の組み合わせの
区別を行う条件値を入力させ、決定木１２の更新を行う
。利用者８が１条件値の組み合わせの区別を行う条件値
を入力できなかった場合は、パターン４と同等であると
見なし９条件追加部１７が処理を行う。

パターン４を検出すると１条件追加部１７は。

その旨、および該当する決定木１分類木各々の条件値の
組み合わせを利用者８に表示し、新たな条件を追加させ
９条件定義知１１ｉ　１０への追加６および決定木１２
の更新を行う。

第２図は、結論統合部で行われる処理の具体例を示した
図である。

決定木が有する属性（ａｌ、ｂｌ）が結論１を導出し１
分類水が有する属性（ａｌ、ｂ２）。

（ａｔ、ｂ３）が結論１を導出し、かつ条件定義知識と
して１条件Ｂのとりうる値がｂｌ、ｂ２゜ｂ３であると
定義されている場合、結論ｌの導出には条件Ａの値がａ
ｌであることが関係しており。

条件Ｂの値は無関係であるため、結論ｌを導出する属性
（ａｌ、ｂｌ）、（ａｌ、ｂ２）、（ａｔ。

ｂ３）は（ａｌ、−）に統合され、決定木を生成する“
条件Ａの値がａｌであり、かつ条件Ｂの値がｂｌである
ならば結論１である”と“条件Ａの値が３１であり、か
つ条件Ｂの値がｂ２であるならば結論ｌである”および
“条件Ａの値がａｌであり、かつ条件Ｂの値がｂ３であ
るならば結論ｌである′という３つの知識は、　“条件
Ａの値がａｌであるならば結論ｌである”という知識に
更新される。

また、分類木が属性（ａ　１．ｂ２）のみを有する場合
には、　　（ａｌ、ｂｌ　　ｏｒ　ｂ２）で統合し。

利用者に未入力の属性（ａｌ、ｂ３）について問い合わ
せ、これが発生し得ない、または結論１を導出するとい
う情報が入力された場合に、（ａｌ）で統合する。

第３図は、結論追加部で行われる処理の具体例を示した
図である。

結論追加部は、決定木に存在しない属性（ａｌｂ２）を
有する分類水が１決定木に存在しない結論２を導出する
ことを検出すると、属性（ａｌ。

ｂ２）が決定木に存在しない旨を利用者に表示し決定木
への追加を行う。

第４図は１条件値指定部で行われる処理の具体例を示し
た図である。

条件値指定部は、決定木において属性（ａ　Ｉ。

ｂｌ）が結論１を導出し、これを包含する属性（ａ　１
．−）を有する分類水が、結論２を導出することを検出
すると、利用者に１条件値の組み合わせが包含関係にあ
るが、結論が異なっている旨。

および条件値の組み合わせを表示し、指定していない条
件値の指定を促し２入力された条件値により条件の組み
合わせの区別が可能な場合に、決定木への追加を行う。

また、決定木において属性（ａｌ、−）が結論１を導出
し５　これと同一の属性（ａｌ、−）を有する分類水が
、結論２を導出することを検出した場合も同様に、利用
者に１条件値の組み合わせが同一であるが、結論が異な
っている旨、および条件値の組み合わせを表示し、指定
していない条件値の指定を促し、入力された条件値によ
り条件の組み合わせの区別が可能な場合に、決定木への
追加を行う。

第５図は３条件追加部で行われる処理の具体例を示した
図である。

条件追加部は、決定木において属性（ａｌ、ｂｌ）が結
論１を導出し１分類水の有する同一の属性（ａｔ、ｂｌ
）が結論２を導出することを検出すると、利用者に条件
値の組み合わせが同一であるが、結論が異なっている旨
、および条件値の組み合わせを表示し５条件の追加およ
び追加された条件の値の指定を入力させ１条件定義知識
への追加および決定木の更新を行う。

以上１本発明を実施例に基づき具体的に説明したが２本
発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように１本発明によれば、事例を用いて
、既に格納されている知識の更新、または事例からの知
識抽出を自動に行うことができ。

知識洗練の効率を大幅に向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる知識ヘースシステム
の構成要素を示すブロック図、第２図は知識洗練Ｉ！構
の結論統合部による結論統合処理の一例を示す図、第３
図は知識洗練機構の結論追加部による結論追加処理の一
例を示す図、第４図は知識洗練機構の条件値指定部によ
る結論統合処理の一例を示す図、第５図は知識洗練機構
の条件追加部による結論追加処理の一例を示す図、第６
図は知識表現の決定表から生成される決定木の一例を示
す図、第７図は知識表現の一例を示す。 図中、１・・・知識ベースシステム、２・・・表形式知
識エディタ、３・・・知識ベース、４・・・知識洗練機
構。 ５・・・推論機構、６・・・事例ベース。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 条件および結論をそれぞれ行方向および列方向に配置し
   た表の形式の入力画面を用いて、表の交点のカラムに条
   件値を指定し、それら条件値の組み合わせから結論に導
   く知識データの決定木を生成する表形式知識エディタと
   、決定木を格納する知識ベースと、決定木により推論を
   行う推論機構とを有する知識ベースシステムにおいて、 事例として入力された条件値の組み合わせを統合して、
   条件がノードに、条件値がノードからの枝分かれに対応
   している分類木を作成・表示する事例整理手段と、 分類木と知識ベースに格納されている決定木とを比較し
   、分類木が、決定木に存在しない条件値の組み合わせを
   有し、かつその結論が決定木に存在する結論と同一の場
   合には、当該結論に対応する決定木と、当該分類木との
   枝分かれが異なる部分を抽出し、その条件値を統合する
   ことによって、当該分類木を当該結論に対応する決定木
   に統合する結論統合手段と、 分類木が、決定木に存在しない条件値の組み合わせを有
   し、かつその結論が決定木に存在しない場合には、これ
   を知識ベースに未格納の知識とみなして、新たな知識と
   して決定木ヘの追加を行う結論追加手段を設け、 分類木が有する条件値の組み合わせが、決定木に含まれ
   、かつその結論が異なる場合には、条件値の指定されて
   いない条件の存在を検索し、その条件値を指定できる場
   合には、条件値を指定することで両方のバスを成立させ
   る条件値指定手段と、条件値を指定できない場合、また
   は条件値の指定されていない条件が存在しない場合には
   、両方のバスを区別するための条件を追加する条件追加
   手段とを設け、 事例の追加により決定木の修正、追加を行うことを特徴
   とする事例を用いた知識洗練処理方式。