JP2003050987A - Optimization adjustment method and optimization adjustment device - Google Patents
Optimization adjustment method and optimization adjustment deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ユーザにとって最適と思われる機器の調整を効
率よく行う方法を実現すること。
【解決手段】 更新する解ベクトルの初期集合を設定す
る第1ステップと、解ベクトル集合内の各ベクトルの周
囲から初期解ベクトル群を設定し、初期解ベクトル群に
属する解ベクトルの、問題に対する適合度をもとに解ベ
クトルの組み替え操作を所定回数繰り返す第2ステップ
と、第2ステップで得られた複数の解ベクトル群を1つ
に統合して得られる解ベクトル集合内の解ベクトルを対
象として、遺伝的組み替え手順に基づいた所定の組み替
え操作を行う第3ステップと、最適な解ベクトルを出力
する第4ステップを備え、予め与えられた終了条件を満
足するまで、第2ステップにおいて解ベクトルの局所的
な更新を繰り返し行った後に、第3ステップにより大域
的な解ベクトルの更新を行って最適な解ベクトルを速や
かに推定する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To realize a method for efficiently adjusting a device considered to be optimal for a user. SOLUTION: A first step of setting an initial set of solution vectors to be updated, and setting an initial solution vector group around each vector in the solution vector set, and adapting the solution vectors belonging to the initial solution vector group to the problem A second step of repeating a solution vector rearrangement operation a predetermined number of times based on the degree, and a solution vector in a solution vector set obtained by integrating a plurality of solution vector groups obtained in the second step into one. A third step of performing a predetermined rearrangement operation based on a genetic rearrangement procedure, and a fourth step of outputting an optimal solution vector. In the second step, until a predetermined termination condition is satisfied, After the local update is repeatedly performed, the global solution vector is updated in the third step to quickly estimate the optimal solution vector.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、巡回セールスマン
問題、回路設計問題をはじめとする最適解推定問題等に
用いられる従来の遺伝的アルゴリズムを用いた最適化調
整方法と最適化調整装置において、欠点とされていた局
所的な解探索能力の欠如を補う工夫を加えることにより
効率良く最適解を探索することのできる最適化調整方法
と最適化調整装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optimization adjusting method and an optimization adjusting apparatus using a conventional genetic algorithm used for a traveling salesman problem, an optimal solution estimation problem including a circuit design problem, etc. The present invention relates to an optimization adjusting method and an optimization adjusting apparatus capable of efficiently searching for an optimum solution by adding a device for compensating for the lack of local solution searching ability which has been a drawback.
【0002】さらに本発明は、補聴器の特性調整、明示
的に示すことのできないコンセプトに合わせた製品やイ
ンテリアのデザイン、そして個人の嗜好に合わせた音響
や画像特性の調整をはじめとする、評価基準が観念的で
不明確なため調整結果を定量的に評価できない問題に、
ユーザの主観による評価をもとにユーザにとって最適な
解ベクトルを求めることができる対話型遺伝的アルゴリ
ズムを効率良く用いた最適化調整方法とその最適化調整
装置に関するものである。Furthermore, the present invention provides an evaluation standard including adjustment of characteristics of hearing aids, design of products and interiors according to concepts that cannot be explicitly shown, and adjustment of acoustic and image characteristics according to individual tastes. To the problem that the adjustment result cannot be evaluated quantitatively because
The present invention relates to an optimization adjusting method and an optimization adjusting apparatus thereof, which efficiently uses an interactive genetic algorithm capable of obtaining an optimal solution vector for the user based on the subjective evaluation of the user.
【0003】[0003]
【従来の技術】遺伝的アルゴリズムは、最適解近傍への
収束が早い、局所解に陥りにくいというような利点を持
つ最適解探索ためのアルゴリズムであり、特に組み合わ
せ最適化の分野で注目を浴びている。遺伝的アルゴリズ
ムによる最適化調整方法と最適化調整装置の従来技術に
ついては、例えば「ジェネティック アルゴリズム イ
ン サーチ オプティマイゼーション アンド マシー
ン ラーニング」("Genetic Algorithms in Search, O
ptimization and Machine Learning"(David E.Goldber
g, Addison Wesley))、特開平2ー236660号公
報等の文献に記載されている。以下にその概要を説明す
る。2. Description of the Related Art A genetic algorithm is an algorithm for searching for an optimal solution, which has the advantages of quickly converging to the neighborhood of an optimal solution and being unlikely to fall into a local solution, and has received particular attention in the field of combinatorial optimization. There is. For the conventional technique of the optimization adjustment method and the optimization adjustment device by the genetic algorithm, for example, "Genetic Algorithms in Search Optimization and Machine Learning"("Genetic Algorithms in Search, O
ptimization and Machine Learning "(David E. Goldber
g, Addison Wesley)), JP-A-2-236660, and the like. The outline will be described below.
【0004】図68は、従来の遺伝的アルゴリズムによ
る最適解推定の原理を示すフローチャートである。
《ステップ1》m次元ベクトルpk(pk1,pk2,...,pkm)を元
とするn個の元からなる集合Pを考える。集合Pの各元で
あるm次元ベクトルpkの各要素は対象として与えられた
最適解探索問題において対応するパラメータの具体的な
解を表現しており、ベクトルpkは具体的な解ベクトルに
相当する。ベクトルpkの各要素pki(i=1,...,m)は、生物
との関連から遺伝子と呼ばれ、ベクトルpkは染色体と呼
ばれることがある。遺伝的アルゴリズムを用いる際、ま
ず最初に解ベクトルの初期集合Pを適当に作る。
《ステップ2》集合Pの各元(染色体)の解の良さを予
め設定された評価尺度に従って評価値し、その結果を評
価値として表す。ここで、予め設定された評価尺度のこ
とを評価関数(fitness関数)と呼ぶ。
《ステップ3》ステップ2で求められた評価値の大小を
もとに解の適合度を判断する。このとき、問題により、
評価値が大きいほうが適合度の良い解であるとする場合
と、小さいほうが適合度の良い解であるとする場合があ
り、前者を最大化問題、後者を最小化問題と呼ぶ。適合
度の小さい解ベクトルを現在の解集合から削除し、適合
度の大きい解ベクトルを選択的に生き残らせる。このよ
うな操作を選択淘汰と呼ぶ。選択淘汰の方法として、様
々な方法が知られているが、その詳細に付いては前記参
考文献に委ねる。
《ステップ4》前記ステップ3により選択された解ベク
トル集合について、交叉や突然変異等の遺伝的な組み替
え操作を施し、新しい解ベクトル集合を作成する。な
お、解ベクトル集合に含まれる解ベクトルの個体数は、
ここでは一定としたが、増加しても減少してもよい。図
71は遺伝的アルゴリズムにおける組み替え操作の概念
の説明図を表し、図(a)が交叉処理を、図(b)が突
然変異処理の一例を表す。FIG. 68 is a flow chart showing the principle of optimal solution estimation by a conventional genetic algorithm. << Step 1 >> Consider a set P consisting of n elements based on an m-dimensional vector p k (p k1 , p k2 , ..., p km ). Each element of the m-dimensional vector p k that is each element of the set P represents a specific solution of the corresponding parameter in the optimal solution search problem given as an object, and the vector p k is a specific solution vector. Equivalent to. Each element p ki of the vector p k (i = 1, ... , m) is called a gene from the context of the organism, the vector p k is sometimes called a chromosome. When using a genetic algorithm, first an appropriate initial set P of solution vectors is created. << Step 2 >> The goodness of the solution of each element (chromosome) of the set P is evaluated according to a preset evaluation scale, and the result is expressed as an evaluation value. Here, the preset evaluation scale is called an evaluation function (fitness function). << Step 3 >> The suitability of the solution is determined based on the magnitude of the evaluation value obtained in Step 2. At this time, due to the problem,
There are cases where a larger evaluation value is a solution having a good fitness and a smaller evaluation value is a solution having a good fitness. The former is called a maximization problem and the latter is called a minimization problem. Remove the low-fitness solution vector from the current solution set and selectively allow the high-fitness solution vector to survive. Such an operation is called selection. Various methods are known as selective selection methods, and the details thereof will be referred to the aforementioned references. << Step 4 >> The solution vector set selected in Step 3 is subjected to a genetic recombination operation such as crossover or mutation to create a new solution vector set. The number of solution vector individuals included in the solution vector set is
The value is fixed here, but may be increased or decreased. 71A and 71B are explanatory diagrams of the concept of the recombination operation in the genetic algorithm. FIG. 71A shows an example of the crossover process, and FIG. 71B shows an example of the mutation process.
【0005】交叉は、図(a)に示されるように有限の
シンボルで表現された解ベクトルでの一部を他の解ベク
トルの一部と置き換えることにより新しい解ベクトルを
作り出す操作である。また、突然変異は、図(b)に示
されるようにある低い確率で解ベクトル集合から選択さ
れた解ベクトルの成分の一部を他のシンボルに変更する
操作である。交叉処理は、現在の解ベクトルから大きく
離れた位置における探索のに相当し、突然変異は現在の
解ベクトル近傍における探索に相当する。この2つの処
理を経て、遺伝的アルゴリズムでは新しい解ベクトルの
集合を作り出すのである。なお、この交叉、突然変異等
の処理には様々な方法が提案されているが、その詳細に
付いては前記参考文献に委ねる。Crossover is an operation of creating a new solution vector by replacing a part of a solution vector represented by a finite symbol with a part of another solution vector as shown in FIG. Further, the mutation is an operation for changing a part of the components of the solution vector selected from the solution vector set to another symbol with a certain low probability as shown in FIG. The crossover process corresponds to a search at a position far away from the current solution vector, and the mutation corresponds to a search near the current solution vector. Through these two processes, the genetic algorithm creates a new set of solution vectors. Although various methods have been proposed for the processing of crossover, mutation, etc., the details thereof will be referred to the above-mentioned reference.
【0006】遺伝的アルゴリズムでは以上のような処理
が繰り返され、その結果解ベクトル集合Pの各解ベクト
ルは与えられた問題の準最適解に収束するようになる。In the genetic algorithm, the above processing is repeated, and as a result, each solution vector of the solution vector set P converges to the suboptimal solution of the given problem.
【0007】遺伝的アルゴリズムによる最適化の応用例
として、前掲の参考文献には"巡回セールスマン問題"へ
の適応が記載されている。N個の都市の名前を各々1…N
で表す。解ベクトル集合Pの各元は1…Nの順列を成分と
するベクトルで表現することができる。また、評価尺度
はこの順列で定められた順序に従い各都市を巡回した場
合の全道程である。例えば都市にA1,A2,...,ANが割り振
られており、都市をA1->A2->…->ANの順番で巡回する
時、対応する解ベクトルベクトルは(A1,A2,...,A N)であ
る。これを例えば簡単にA1A2A3…ANと表記する。その
後、前記遺伝的アルゴリズムを繰り返すことにより、最
短経路に準ずる経路を得ることができる。Application example of optimization by genetic algorithm
As a reference, refer to the "Traveling salesman problem" in the above reference.
The indications of are described. Name of each of N cities is 1 ... N
It is represented by. Each element of the solution vector set P is a permutation of 1 ... N
Can be expressed as a vector. Also, the evaluation scale
Is the place where you have visited each city according to the order defined by this permutation.
It is the whole journey. For example, in the city A1, A2, ..., ANIs allocated
And the city A1-> A2-> ...-> ANPatrol in the order of
Then the corresponding solution vector is (A1, A2, ..., A N)
It For example, simply A1A2A3… ANIt is written as. That
After that, by repeating the genetic algorithm,
A route similar to the short route can be obtained.
【0008】以上のような図68のフローチャートに従
い実行される、従来の遺伝的アルゴリズムによる逐次最
適化処理装置の構成図は図67のようになる。図67に
おいて、101は改善する初期の解ベクトル集合を設定
する初期解集合設定部、102は遺伝的操作により実際
に最適解ベクトルの推定を実行する遺伝的アルゴリズム
処理部、103は予め設定された終了条件が満たされた
場合に最も適合度の高い解ベクトルを出力する最適解出
力部である。遺伝的アルゴリズム処理部102は各解ベ
クトルの評価値を予め設定された評価関数より獲得する
評価値獲得部104、評価値獲得部104で得られた評
価値より各解ベクトルの適合度を計算する適合度計算部
105、適合度計算部105で計算した適合度をもとに
解ベクトル集合の選択淘汰を行う選択淘汰実行部670
1と解ベクトルの交叉処理を行う交叉処理実行部202
と解ベクトルの突然変異処理を行う突然変異処理実行部
203より構成される。このように構成された従来の遺
伝的アルゴリズムによる最適化調整装置では、図68に
示されたフローチャートに従い、評価値獲得部104と
選択淘汰実行部6701と交叉処理実行部202と突然
変異処理実行部203を繰り返し実行して解ベクトル集
合を逐次更新することにより、対象とする最適化問題の
準最適解ベクトルを推定するものであった。FIG. 67 shows a block diagram of a conventional sequential optimization processing apparatus using a genetic algorithm, which is executed according to the flow chart of FIG. 68 as described above. In FIG. 67, 101 is an initial solution set setting unit that sets an initial solution vector set to be improved, 102 is a genetic algorithm processing unit that actually estimates the optimal solution vector by genetic operation, and 103 is preset. It is an optimum solution output unit that outputs a solution vector with the highest degree of matching when the termination condition is satisfied. The genetic algorithm processing unit 102 calculates the suitability of each solution vector from the evaluation value acquisition unit 104 that acquires the evaluation value of each solution vector from a preset evaluation function and the evaluation value obtained by the evaluation value acquisition unit 104. Goodness-of-fit calculation unit 105, selection selection execution unit 670 that performs selection selection of a solution vector set based on the goodness-of-fit calculated by the goodness-of-fit calculation unit 105.
Crossover processing execution unit 202 that performs crossover processing between 1 and the solution vector
And a mutation processing execution unit 203 that performs the mutation processing of the solution vector. In the conventional optimization adjusting device using the genetic algorithm configured as described above, the evaluation value acquisition unit 104, the selection selection execution unit 6701, the crossover processing execution unit 202, and the mutation processing execution unit are executed according to the flowchart shown in FIG. The sub-optimal solution vector of the target optimization problem is estimated by repeatedly executing 203 and sequentially updating the solution vector set.
【0009】また、従来の補聴器の特性調整、明示的に
示すことのできないコンセプトに合わせた製品やインテ
リアのデザイン、そして個人の嗜好に合わせた音響や画
像特性の調整の場合、評価基準が観念的で不明確であり
また個人によりその特性が大きく変わることから、調整
結果に対する評価を定量的に表現することができないと
いう問題点がある。そのためこのような問題に、ニュー
ラルネットワークのように明確な評価関数を定義してそ
の評価関数が最適になるような調整を行う手法を用いる
ことは原理的に不可能である。例えば補聴器の特性調整
は次のような手順で行われている。まず、試験音声信号
を周波数帯域に分割し各周波数帯域で試験音声の下限レ
ベルと上限レベルに相当する試験信号を作成する。その
音声の下限レベルと上限レベルの試験信号を補聴器に入
力し、補聴器のユーザである難聴者にこれらの試験信号
の補聴器からの出力試験信号を聞かせて心地よく聞くこ
とができるかどうかを確認する。もしある周波数帯域で
の音声の下限レベルの出力試験信号が小さすぎて聞きに
くい場合にはその周波数帯域での補聴器の利得が上がる
ように専門家が補聴器の利得の周波数特性を調整する。
逆に、ある周波数帯域での音声の上限レベルの出力試験
信号が大きすぎて不快である場合にはその周波数帯域で
の補聴器の利得が下がるように専門家が補聴器の利得の
周波数特性を調整する。以上のことを、ユーザが満足す
るまで繰り返し行うのである。このように難聴者である
ユーザの要望を実現するように、補聴器の調整を行う専
門家が各人のこれまでの経験をもとに補聴器の利得の周
波数特性を調整しているのが実状であり、難聴者に合う
特性を見つけるまで相当な時間と労力が必要である。ま
た、使用環境や難聴者の嗜好に従い調整対象のパラメー
タは変動し、その影響により1人の難聴者が複数の補聴
器を用意する必要があるため、繰り返し補聴器の調整を
行わなくてならないという問題があった。そして、その
度に難聴者は補聴器の特性調整を行える専門家の所まで
出向かなくてはならなかったのである。In the case of adjusting the characteristics of conventional hearing aids, designing products and interiors according to concepts that cannot be explicitly shown, and adjusting the acoustic and image characteristics according to individual tastes, the evaluation criteria are ideal. However, there is a problem that the evaluation of the adjustment result cannot be expressed quantitatively because it is unclear and the characteristics vary greatly depending on the individual. Therefore, it is impossible in principle to use a method of defining a clear evaluation function such as a neural network and performing adjustment so that the evaluation function is optimal for such a problem. For example, the characteristic adjustment of a hearing aid is performed in the following procedure. First, the test voice signal is divided into frequency bands, and test signals corresponding to the lower limit level and the upper limit level of the test voice are created in each frequency band. The test signals of the lower limit level and the upper limit level of the voice are input to the hearing aid, and the hearing aid user who is the user of the hearing aid hears the output test signals of these test signals from the hearing aid to confirm whether or not they can be comfortably heard. If the output test signal at the lower limit level of the sound in a certain frequency band is too small to be heard, an expert adjusts the frequency characteristic of the gain of the hearing aid so that the gain of the hearing aid in that frequency band increases.
On the contrary, if the output test signal of the upper limit level of the sound in a certain frequency band is too loud and uncomfortable, the expert adjusts the frequency characteristic of the gain of the hearing aid so that the gain of the hearing aid decreases in that frequency band. . The above is repeated until the user is satisfied. In this way, in order to fulfill the needs of users who are hearing impaired, it is the actual situation that specialists who adjust hearing aids adjust the frequency characteristics of gain of hearing aids based on the experience of each person. Yes, it takes a considerable amount of time and effort to find the characteristics that suit the hearing impaired. In addition, the parameter to be adjusted varies according to the usage environment and the preference of the hearing-impaired person, and one hearing-impaired person needs to prepare a plurality of hearing aids due to the influence of the parameter, so that the hearing aid must be adjusted repeatedly. there were. Each time, the hearing-impaired person had to go to an expert who could adjust the characteristics of the hearing aid.
【0010】近年、前述の遺伝的アルゴリズムの手法の
中に、ユーザ自らが決定した各解ベクトルの評価値をも
とに最適解の推定を行う対話型遺伝的アルゴリズムが提
案されている。この対話型遺伝的アルゴリズムを用いれ
ば、人間の感性・主観的評価のみに基づいて評価・判断
することが可能となるため、前述のような評価関数を明
確に記述できない問題への適用も可能である。対話型遺
伝的アルゴリズムによる最適解ベクトルの最適化調整方
法の従来技術については、例えば「トラッキング ア
クリミナル サスペクト スルー "フェイス-スペイ
ス" ウィズ アジェネティック アルゴリズム」("Tra
cking a Criminal Suspect through "Face-Space" with
a Genetic Algorithm")(Caldwell, C. and Johnsto
n, V.S.:Proc.of 4th Int'l Conf. on Genetic Algorit
hms(ICGA'91))、「エボリューショナリー アート ア
ンド コンピュータズ」("Evolutionary Art and Comp
uters")(Todd, S. and Latham, W.: Academic Press,
Harcourt, Brace, Jovanovich)等の文献に記載されて
いる。In recent years, an interactive genetic algorithm for estimating an optimum solution based on the evaluation value of each solution vector determined by the user has been proposed in the methods of the above-described genetic algorithm. By using this interactive genetic algorithm, it is possible to make evaluations and decisions based only on human sensitivity and subjective evaluations. is there. For the conventional technique of the optimization adjustment method of the optimal solution vector by the interactive genetic algorithm, for example, see “Tracking Algorithm”.
Criminal Suspect Through "Face-Space" with Genetic Algorithm ("Tra
cking a Criminal Suspect through "Face-Space" with
a Genetic Algorithm ") (Caldwell, C. and Johnsto
n, VS: Proc.of 4th Int'l Conf. on Genetic Algorit
hms (ICGA'91)), "Evolutionary Art and Computers"
uters ") (Todd, S. and Latham, W .: Academic Press,
Harcourt, Brace, Jovanovich) and others.
【0011】以下に、対話型遺伝的アルゴリズムを用い
た最適化調整方法の概要を説明する。The outline of the optimization adjusting method using the interactive genetic algorithm will be described below.
【0012】図70は、対話型遺伝的アルゴリズムによ
る解ベクトルの最適化調整原理を示すフローチャートで
ある。図70のフローチャートの場合に示されるよう
に、前述の遺伝的アルゴリズムによる最適化調整方法の
《ステップ2》における予め関数表現により定義された
評価尺度の代わりに、ユーザに各解ベクトルの表す画像
・図形等の情報を提示し、各解ベクトルの良さを評価し
てもらう点が大きく異なる。FIG. 70 is a flowchart showing the principle of optimizing and adjusting a solution vector by an interactive genetic algorithm. As shown in the case of the flowchart of FIG. 70, instead of the evaluation scale defined in advance by the functional expression in << step 2 >> of the optimization adjustment method by the genetic algorithm described above, the image represented by each solution vector is displayed to the user. There is a big difference in that information such as figures is presented and the goodness of each solution vector is evaluated.
【0013】対話型遺伝的アルゴリズムによる最適ベク
トル探索の応用例として、前掲の参考文献には"犯罪の
目撃者によるモンタージュの作成"への適応が記載され
ている。顔は構成する髪、目、鼻、口、顎、耳等の部品
より構成される。各パーツ別に複数個のパターン画像を
持っており、このパーツのパターン画像を組み合わせる
ことにより顔写真が作成される。各パーツのパターン番
号を要素とするベクトルが、対話型遺伝的アルゴリズム
で探索される解ベクトルとなるのである。そして、目撃
者であるユーザが各解ベクトルより画面上に表示される
複数の顔を見て、目撃した人物との似て具合いを主観的
に判断し、対話型遺伝的アルゴリズムで最も犯人の顔を
表現していると思われるモンタージュ写真を作成してい
くのである。As an application example of the optimal vector search by the interactive genetic algorithm, the above-mentioned reference describes an adaptation to "making a montage by a witness of a crime". A face is composed of constituent parts such as hair, eyes, nose, mouth, chin, and ears. Each part has a plurality of pattern images, and a facial photograph is created by combining the pattern images of these parts. The vector whose element is the pattern number of each part is the solution vector searched by the interactive genetic algorithm. Then, the user who is an eyewitness looks at the faces displayed on the screen from each solution vector and subjectively judges how similar he or she is to the person who witnessed them. We will create montage photographs that are supposed to express.
【0014】以上のような図70のフローチャートに従
い実行される、従来の対話型遺伝的アルゴリズムによる
最適化調整装置の構成図は図69のようになる。図69
において、初期解集合設定部102、遺伝的組み替え操
作により実際に最適ベクトル探索を実行する対話型遺伝
的アルゴリズム処理部6901、最適解出力部104よ
り構成され、対話型遺伝的アルゴリズム処理部6901
は各解ベクトルの表す情報をユーザに提示する提示情報
部3207、提示情報部で提示された情報をもとにユー
ザが各解ベクトルの評価値を判断するユーザ評価判断部
3208、適合度計算部110、組み替え操作部108
より構成される。情報提示部3207が各解ベクトルの
表す情報をユーザに提示する役目を担い、ユーザ評価判
断部3208が各解ベクトルの良さを各自の評価基準に
基づき評価してもらい、その採点を入力してもらう部分
に相当する。それ以外は図67の遺伝的アルゴリズムを
用いた最適化調整装置の構成図と概ね同じであるため説
明は省略する。FIG. 69 shows a configuration diagram of a conventional optimization adjusting apparatus using an interactive genetic algorithm, which is executed according to the flow chart of FIG. 70 as described above. FIG. 69
In the above, an initial solution set setting unit 102, an interactive genetic algorithm processing unit 6901 that actually executes an optimal vector search by a genetic recombination operation, and an optimal solution output unit 104, and an interactive genetic algorithm processing unit 6901.
Is a presentation information unit 3207 that presents the information represented by each solution vector to the user, a user evaluation determination unit 3208 that determines the evaluation value of each solution vector based on the information presented by the presentation information unit, and a fitness calculation unit. 110, recombination operation unit 108
It is composed of The information presenting unit 3207 plays a role of presenting the information represented by each solution vector to the user, and the user evaluation determining unit 3208 asks the user to evaluate the goodness of each solution vector based on his / her own evaluation criteria and input the score. It corresponds to the part. Other than that, the description is omitted because it is almost the same as the configuration diagram of the optimization adjusting apparatus using the genetic algorithm in FIG.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遺伝的
アルゴリズムは確率的でかつ集団的な探索を行うアルゴ
リズムであり、探索空間における現在点の情報(評価
値)しか利用しない。そのため上記従来の遺伝的アルゴ
リズムを用いた逐次最適化処理装置では、評価関数の曲
面の特徴を利用するニューラルネットワーク等を用いて
組み合せ最適問題の解探索を行う場合と比較すると大域
的な解探索には優れているが、局所的な情報を利用しな
いため最適解近傍での探索能力に欠けており、その近傍
では逆に解探索に時間がかかってしまうという問題があ
った。また、これまで行った多点探索の履歴情報を利用
しないため、ある程度探索空間を振動しながら最適解近
傍に収束する傾向があった。However, the genetic algorithm is an algorithm for performing a probabilistic and collective search, and uses only the information (evaluation value) of the current point in the search space. Therefore, in the above-described conventional sequential optimization processing device using a genetic algorithm, a global solution search is performed in comparison with a case where a solution search of a combinational optimum problem is performed using a neural network or the like that uses the characteristics of the curved surface of the evaluation function. Is excellent, but lacks the ability to search in the vicinity of the optimum solution because it does not use local information, and in the vicinity, there is a problem that it takes time to search the solution. Moreover, since the history information of the multi-point search performed so far is not used, there is a tendency to converge to the vicinity of the optimum solution while oscillating the search space to some extent.
【0016】また、一般に対話型遺伝的アルゴリズムに
よる最適化調整方法では、ユーザに各解ベクトルの表す
複数個の情報を提示し比較評価することにより、各解ベ
クトルの好ましさを評価を行う必要がある。そのため、
従来の対話型遺伝的アルゴリズムを用いた最適化調整装
置は、文字や画像等のように空間的に同時に提示できる
静的なデータの調整には何等問題がなく適用できるが、
前述の補聴器の特性調整問題のようにユーザの評価対象
が時系列情報である場合には、各時系列情報情報をその
まま複数提示してもユーザはそれらの情報のちがいを聞
き分けることは難しく各解ベクトルの評価を行うことは
非常に困難である。それに加えて、ユーザが調整を行う
際の負担は時間が経つにつれ増大するとともにその嗜好
も大きく変化する。それにも関わらず、従来の対話型遺
伝的アルゴリズムによる調整装置では、それらの問題点
に対する対策が何等なされていないのが実状である。Further, generally, in the optimization adjustment method by the interactive genetic algorithm, it is necessary to evaluate the preference of each solution vector by presenting a plurality of pieces of information represented by each solution vector to the user and making a comparative evaluation. There is. for that reason,
An optimization adjustment device using a conventional interactive genetic algorithm can be applied to adjustment of static data that can be spatially simultaneously presented such as characters and images without any problem.
When the user's evaluation target is time-series information, as in the case of the hearing aid characteristic adjustment problem described above, it is difficult for the user to distinguish the differences in the information even if multiple pieces of each time-series information are presented as they are. It is very difficult to evaluate a vector. In addition, the burden on the user to make adjustments increases as time goes by, and his / her taste changes greatly. Nevertheless, the conventional adjustment device using the interactive genetic algorithm does not take any measures against these problems.
【0017】本発明は上記課題を解決するものであり、
従来の遺伝的アルゴリズムの手法に局所的な探索能力を
補強する工夫を加えることで、本来遺伝的アルゴリズム
が持つ大域的探索能力を損なわずに、高速で効率的な最
適解の推定を行う最適化調整装置を提供することを目的
とする。The present invention is to solve the above-mentioned problems.
Optimization that performs fast and efficient estimation of optimal solutions without impairing the global search ability originally possessed by the genetic algorithm by adding ingenuity to local search ability to the conventional genetic algorithm method It is an object to provide an adjusting device.
【0018】また、文字、画像等の調整に限らず時系列
信号の調整にも対話型遺伝的アルゴリズムを効率良く適
用できる最適化調整装置と、解ベクトルの最適化を行う
処理の効率化を図ったり、得られたユーザの調整過程の
履歴からユーザの調整過程をモデリングし、それを用い
て自動的に解ベクトルの調整を行うことにより、ユーザ
の負担の軽減を実現する対話型遺伝的アルゴリズムを用
いた機器の最適化調整方法および最適化調整装置を提供
することを目的とする。Further, an optimization adjusting device capable of efficiently applying the interactive genetic algorithm to not only the adjustment of characters and images but also the adjustment of time series signals, and the efficiency of the process of optimizing the solution vector are aimed at. Alternatively, an interactive genetic algorithm that reduces the burden on the user by modeling the user's adjustment process from the obtained history of the user's adjustment process and automatically adjusting the solution vector using it It is an object of the present invention to provide an optimization adjusting method and an optimization adjusting device for a device used.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の最適化調整方法と最適化調整装置
は、解ベクトル集合内の各解ベクトルに対して、そのベ
クトルを中心とする近傍で再度初期解ベクトル群を設定
し一定回数の組み替え操作を行ってより最適な解ベクト
ル群を見つけ出す。そして、得られた複数の解ベクトル
群を1つの大きな集合に統合し組み替え操作を行うこと
により改めて最適な解ベクトルになるように更新を行
う。このように第2の逐次最適化処理装置は、組み替え
操作を用いて局所的に解ベクトルの更新を数回行った後
に、再度組み替え操作により大域的な解ベクトルの更新
を行い最適な解ベクトルを推定するものである。In order to achieve the above object, a first optimization adjusting method and an optimization adjusting apparatus according to the present invention are configured so that each solution vector in a solution vector set is centered on that vector. The initial solution vector group is set again in the vicinity of and the recombination operation is performed a certain number of times to find a more optimal solution vector group. Then, the obtained plurality of solution vector groups are integrated into one large set, and a recombination operation is performed to update the optimum solution vector again. As described above, the second sequential optimization processing device locally updates the solution vector several times by using the recombination operation and then updates the global solution vector again by the recombination operation to obtain the optimum solution vector. It is an estimate.
【0020】上記目的を達成するために、本発明の第2
の最適化調整方法と最適化調整装置は、解ベクトル集合
内の各解ベクトルとその近傍空間よりランダムに抽出し
たベクトル群と比較して適合度の高いものを解ベクトル
集合に属する解ベクトルとして選び出し、出来上がった
解ベクトル集合を対象として組み替え操作により最適な
解ベクトルの推定を行うように工夫したものである。In order to achieve the above object, the second aspect of the present invention
The optimization adjusting method and the optimization adjusting device of (1) select a solution vector having a higher degree of conformity as compared with each solution vector in the solution vector set and a vector group randomly extracted from the neighboring space as a solution vector belonging to the solution vector set. , Is designed to estimate the optimal solution vector by a recombination operation on the resulting solution vector set.
【0021】上記目的を達成するために、本発明の第3
の最適化調整方法と最適化調整装置は、選択された解ベ
クトルの近傍ベクトル群を取り出し、その近傍ベクトル
群内のみにて遺伝的組み替え操作を行うことにより最適
解の探索を行うようにしたものである。In order to achieve the above object, the third aspect of the present invention
The optimization adjustment method and the optimization adjustment apparatus of (1) extract a neighborhood vector group of the selected solution vector and perform a genetic recombination operation only within the neighborhood vector group to search for an optimal solution. Is.
【0022】上記目的を達成するために、本発明の第4
の最適化調整方法と最適化調整装置は、解ベクトル集合
内の各解ベクトル近傍を複数の領域に分割し平均適合度
が最も大きい領域よりランダムに複数の解ベクトル群を
選び出すとともに、元々の解ベクトル集合内の解ベクト
ルに対して組み替え操作により新たな解ベクトル集合を
生成する。そして、これらから適合度の高い順に選び出
して1つの解ベクトル集合に統合するものであり、この
逐次最適化処理装置は解ベクトル集合内の組み替え操作
による解ベクトルの更新と並行して、各解ベクトル近傍
での解ベクトルの更新も行うようにしたものである。In order to achieve the above object, the fourth aspect of the present invention
The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of (1) divide each solution vector neighborhood in the solution vector set into a plurality of areas and randomly select a plurality of solution vector groups from the area having the largest average goodness of fit. A new solution vector set is generated by a recombination operation on the solution vector in the vector set. Then, from these, the solutions are selected in descending order of suitability and integrated into one solution vector set. This sequential optimization processing device updates each solution vector in the solution vector set by recombination operation in parallel with each solution vector. It also updates the solution vector in the vicinity.
【0023】上記目的を達成するために、本発明の第5
の最適化調整方法と最適化調整装置は、適合度の算術平
均と標準偏差をもとに解ベクトル集合を複数のグループ
に分割しそのグループ内の解ベクトルを対象として組み
替え操作を行うことにより最適解の探索を行うようにし
たものであるす上記目的を達成するために、本発明の第
6の最適化調整方法と最適化調整装置は、各解ベクトル
の適合度の算術平均と標準偏差、最大、最小適合度をも
とに解ベクトル集合の分割を行うかどうかの判断を行
う。分割した方がよいと判断された場合には解ベクトル
集合を複数のグループに分割しそのグループ内の解ベク
トルを対象として組み替え操作を行い、そう判断されな
い場合には解ベクトル集合全体を対象として組み替え操
作を行う。本発明の第7の最適化方法とその調整装置は
以上の処理により最適解の推定を行うものである。In order to achieve the above object, the fifth aspect of the present invention
The optimization adjustment method and the optimization adjustment device are optimized by dividing the solution vector set into multiple groups based on the arithmetic mean and standard deviation of the goodness of fit and performing the recombination operation on the solution vectors in the group. In order to achieve the above object, which is to search for a solution, the sixth optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the present invention provide an arithmetic mean and a standard deviation of the goodness of fit of each solution vector, Based on the maximum and minimum goodness of fit, it is determined whether the solution vector set is divided. When it is judged that it is better to divide, the solution vector set is divided into multiple groups and the recombining operation is performed on the solution vectors in that group. If not so, the whole solution vector set is reconstructed. Do the operation. The seventh optimization method and its adjusting apparatus of the present invention estimate the optimum solution by the above processing.
【0024】上記目的を達成するために、本発明の第7
の最適化調整方法と最適化調整装置は、まず空間を大域
的にあらく分割して解ベクトルの更新を行うことにより
大まかな最適解ベクトルの分布領域を推定し、その後段
階的に解ベクトルの収束を判定する段階収束基準を厳し
くするとともに更新領域の細分化を行うことにより局所
的な解ベクトルの更新を行うことにより、最適解ベクト
ル推定を行うようにしたものである。In order to achieve the above object, the seventh aspect of the present invention
The optimization adjustment method and the optimization adjustment device of (1) first roughly estimate the distribution area of the optimum solution vector by globally dividing the space and updating the solution vector, and then gradually converge the solution vector. The optimal solution vector estimation is performed by tightening the step convergence criterion for determining and updating the solution vector locally by subdividing the update region.
【0025】第1の最適化調整方法と最適化調整装置
は、解ベクトル集合に属する各解ベクトルの適合度をも
とに、予め与えられた基準適合度以上の適合度を持つ解
ベクトルの重心ベクトルと過去の更新で得られた重心ベ
クトルをもとに更新方向候補ベクトルを計算し、記録さ
れている過去の更新方向候補ベクトルと方向が一致して
いれば、最適な解ベクトルが分布する方向はそのベクト
ルの方向にあると判断し改めてこのベクトルを更新方向
ベクトルとみなし、そのベクトルに沿って複数の解ベク
トルの更新を行い、残りの解ベクトルを更新前の解ベク
トル集合内の解ベクトルの遺伝的演算に基づく組み替え
操作により更新する。更新方向ベクトルが得られない場
合は、解ベクトル集合全体を遺伝的演算に基づく組み替
え操作の対象とする。第1の最適化調整方法とその調整
装置は、以上のように過去の解ベクトル更新の履歴をも
とに最適解ベクトルの分布方向を推定し利用することに
より、高速で効率的な最適解ベクトルの推定を実現する
ことができる。The first optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus are based on the goodness of fit of each solution vector belonging to the solution vector set, and have a centroid of the solution vector having a goodness of fit which is equal to or higher than a predetermined reference goodness of fit. The update direction candidate vector is calculated based on the vector and the centroid vector obtained in the past update, and if the direction matches the recorded past update direction candidate vector, the direction in which the optimal solution vector is distributed. Determines that this vector is in the direction of that vector, considers this vector as the update direction vector again, updates a plurality of solution vectors along that vector, and the remaining solution vectors of the solution vectors in the solution vector set before updating. It is updated by a recombination operation based on a genetic operation. When the update direction vector cannot be obtained, the entire solution vector set is targeted for the recombination operation based on the genetic operation. As described above, the first optimization adjusting method and the adjusting apparatus estimate and use the distribution direction of the optimum solution vector based on the history of updating the solution vector in the past, so that the optimum solution vector is fast and efficient. Can be estimated.
【0026】第2の最適化調整方法と最適化調整装置
は、まず適当に初期解ベクトル集合を設定した後、各解
ベクトルに従いその周囲に限定して再度初期解ベクトル
群を設定して、適合度をもとにした組み替え操作により
解ベクトルの局所的な更新を実現する。その後に、局所
更新で得られた複数の解ベクトル群を1つの大きな集合
に統合して、再度適合度による解ベクトルの組み替え操
作により、大域的に最適解ベクトルの推定を行うのであ
る。このように組み替え操作による局所的な解更新の
後、再度組み替え操作により大域的規模における解ベク
トルの更新を行うことにより、従来の遺伝的アルゴリズ
ムでは欠如していた局所的な解更新能力を補うことがで
きる。The second optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus first set an appropriate initial solution vector set, and then set the initial solution vector group again in a limited area around it according to each solution vector. A local update of the solution vector is realized by a recombination operation based on the degree. After that, the plurality of solution vector groups obtained by the local update are integrated into one large set, and the optimal solution vector is globally estimated by recombining the solution vectors according to the goodness of fit. In this way, after the local solution update by the recombination operation, the solution vector on the global scale is updated again by the recombination operation, thereby compensating for the local solution update ability that is lacking in the conventional genetic algorithm. You can
【0027】第3の最適化調整方法と最適化調整装置
は、まず適当に初期解ベクトル集合を設定した後、各解
ベクトルごとにその周囲の領域を限定して解ベクトルを
複数抽出する。抽出された解ベクトル群内の解ベクトル
において、高い適合度を持つ解ベクトルを選び出し、改
めて解ベクトル集合を再設定する。そして、この再設定
された解ベクトル集合に対して、各ベクトルの適合度を
もとに解ベクトルの組み替え操作を実行することによ
り、第3の最適化調整方法とその調整装置は局所的な解
更新能力を強化することができ、高速に最適解ベクトル
を推定することができるのである。The third optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus first set the initial solution vector set appropriately and then extract a plurality of solution vectors by limiting the surrounding area for each solution vector. Among the extracted solution vectors in the solution vector group, a solution vector having a high fitness is selected and the solution vector set is reset again. Then, a solution vector recombination operation is performed on the reset solution vector set based on the goodness of fit of each vector, so that the third optimization adjusting method and its adjusting device can obtain a local solution. The update capability can be enhanced and the optimal solution vector can be estimated at high speed.
【0028】第4の最適化調整方法と最適化調整装置
は、まず適当に初期解ベクトル集合を設定した後、解ベ
クトル集合に属する各解ベクトルに対する適合度を求め
る。そして得られた適合度をもとに、代表となる解ベク
トルを選択しその近傍ベクトル群を取り出す。この近傍
ベクトル群内の解ベクトルを対象として、グループ組み
替え操作部において解ベクトルの組み替え操作を行うの
である。そして、その後新しくできた解ベクトル集団に
対して再度突然変異処理により組み替え操作を担当す
る。このような手順をとることにより、突出した適合度
の高い解ベクトルの影響が解全体にすぐに大きな影響を
与えることを避けることが可能になるとともに、効率よ
く最適解を推定することができるのである。The fourth optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus first set an appropriate initial solution vector set, and then determine the goodness of fit for each solution vector belonging to the solution vector set. Then, based on the obtained goodness of fit, a representative solution vector is selected and its neighboring vector group is extracted. The solution vector rearrangement operation is performed in the group rearrangement operation unit for the solution vectors in this neighborhood vector group. After that, the newly created solution vector group is again in charge of the recombination operation by the mutation processing. By taking such a procedure, it is possible to avoid that the influence of a solution vector with a high degree of goodness of conformity has a large influence on the entire solution immediately, and it is possible to efficiently estimate the optimal solution. is there.
【0029】第5の最適化調整方法と最適化調整装置
は、まず適当に初期解ベクトル集合を設定した後、解ベ
クトル集合に属する各解ベクトルの適合度を求め、この
適合度に従い解ベクトル集合内の解ベクトルの組み替え
操作を実行する。一方、解ベクトル集合内から任意に複
数の解ベクトルを抽出し、これらの近傍空間を複数領域
に分割する。各領域ごとに解ベクトルが複数抽出され、
各領域ごとの平均評価値と平均適合度をもとに、最も平
均適合度の高い領域から複数の解ベクトル群が任意に選
択される。この選び出された解ベクトル群と組み替え操
作で生成された解ベクトル群から適合度の高い解ベクト
ルを順に選んで次の処理対象である解ベクトル集合を生
成する。このような手順を繰り返すことにより、遺伝的
アルゴリズムの持つ効率的な大域解更新能力を活かしな
がら、より局所的に解の更新を行う能力を高めることが
でき、最適解ベクトルの推定を効率よく実行することが
できる。The fifth optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus first set the initial solution vector set appropriately, then find the goodness of fit of each solution vector belonging to the solution vector set, and according to this goodness of fit, the solution vector set Perform the recombination operation of the solution vector in. On the other hand, a plurality of solution vectors are arbitrarily extracted from the solution vector set, and these neighboring spaces are divided into a plurality of regions. Multiple solution vectors are extracted for each region,
Based on the average evaluation value and the average goodness of fit for each area, a plurality of solution vector groups are arbitrarily selected from the area having the highest average goodness of fit. A solution vector having a high degree of conformity is sequentially selected from the selected solution vector group and the solution vector group generated by the recombination operation to generate a solution vector set which is the next processing target. By repeating such a procedure, it is possible to enhance the ability to update the solution locally while utilizing the efficient global solution updating ability of the genetic algorithm, and to efficiently estimate the optimal solution vector. can do.
【0030】第6の最適化調整方法と最適化調整装置
は、まず適当に初期解ベクトル集合を設定した後、解ベ
クトル集合に属する各解ベクトルに対応する適合度を求
める。この適合度の算術平均と標準偏差をもとに、解ベ
クトル集合全体を複数のグループに分割する。この各グ
ループ内の解ベクトルを対象として、解ベクトルの選択
と組み替え操作による解ベクトルの更新が行われる。そ
して、新しくできた解ベクトルに対して再度突然変異処
理により組み替え操作が実行される。このような手順を
とることにより、突出した適合度の高い解ベクトルの影
響が解全体にすぐに大きな影響を与えることを避けるこ
とができるとともに、効率よい最適解推定を行うことが
できる。The sixth optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus first set the initial solution vector set appropriately, and then find the goodness of fit corresponding to each solution vector belonging to the solution vector set. Based on the arithmetic mean and standard deviation of the goodness of fit, the entire solution vector set is divided into a plurality of groups. The solution vector in each group is selected, and the solution vector is updated by selection of the solution vector and recombination operation. Then, the recombination operation is performed again on the newly created solution vector by the mutation process. By taking such a procedure, it is possible to avoid the influence of a solution vector having a high degree of conformity having a great influence on the entire solution immediately, and it is possible to efficiently estimate the optimum solution.
【0031】第7の最適化調整方法と最適化調整装置
は、まず適当に初期解ベクトル集合を設定した後、解ベ
クトル集合に属する各解ベクトルに対応する適合度を求
める。この適合度の算術平均と標準偏差、そして最大・
最小適合度をもとに、解集合全体を対象とするのかそれ
とも複数のグループに分割して組み替え操作を行うのか
を判断する。分割すると判断された場合には、第6の最
適化調整方法と最適化調整装置と同様に、解集合全体を
複数のグループに分割し、そう判断されない場合は解集
合全体を組み替え操作の対象とする。その後、得られた
組み替え処理対象に対して解ベクトルの選択と組み替え
操作が実行される。以上のように、適合度の分布状況を
もとに突出した高い適合度を持つ解ベクトルの有無を判
断し、その影響を低減するように組み替え操作対象を限
定することにより、効率の良い最適解推定を行うことが
できる。The seventh optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus first set the initial solution vector set appropriately, and then find the goodness of fit corresponding to each solution vector belonging to the solution vector set. The arithmetic mean and standard deviation of this goodness of fit, and the maximum
Based on the minimum goodness of fit, it is determined whether to target the entire solution set or to divide into a plurality of groups and perform the recombination operation. If it is determined to be divided, the entire solution set is divided into a plurality of groups as in the sixth optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus. If not so, the entire solution set is set as the target of the recombination operation. To do. After that, the solution vector is selected and the recombination operation is performed on the obtained recombination processing target. As described above, it is possible to determine whether there is a solution vector having a high degree of goodness of conformity based on the distribution of goodness of fit, and to limit the recombination operation target so as to reduce the effect of the solution vector. An estimate can be made.
【0032】第8の最適化調整方法と最適化調整装置
は、まず適当に初期解ベクトル集合を設定した後、解ベ
クトル集合に属する各解ベクトルの適合度を導出する。
この適合度をもとに、遺伝的組み替え操作により解ベク
トルの選択と組み替え操作を行うわけであるが、その
際、設定された段階収束基準を満足するまで、設定され
た更新領域内の解ベクトルを対象とした組み替え操作を
実行する。そして、段階収束基準を満足した段階で、さ
らに段階収束基準を例えば厳しくするとともに更新領域
を狭めていき、適合度計算、組み替え操作等の処理を繰
り返す。このような手順をとることにより、まず大域的
な探索を行った後、徐々に局所的更新に移行することと
なり、効率の良い最適解推定を実現することができる。The eighth optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus first set the initial solution vector set appropriately and then derive the goodness of fit of each solution vector belonging to the solution vector set.
Based on this goodness of fit, the genetic recombination operation is used to select and recombine the solution vector. At that time, the solution vector in the set update region is satisfied until the set step convergence criterion is satisfied. Execute the recombination operation for. Then, when the gradual convergence criterion is satisfied, the gradual convergence criterion is further tightened and the update area is narrowed, and the processes such as the fitness calculation and the recombination operation are repeated. By taking such a procedure, a global search is first performed and then a local update is gradually performed, so that an efficient optimal solution estimation can be realized.
【0033】[0033]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明に関連する参
考例における最適化調整装置のブロック図、図2は参考
例における最適化調整装置の要部である組み替え操作部
のブロック図、図10は本発明の第1の実施の形態にお
ける最適化調整装置のブロック図、図13は本発明の第
2の実施の形態における最適化調整装置のブロック図、
図16は本発明の第3の実施の形態における最適化調整
装置のブロック図、図19は本発明の第4の実施の形態
における最適化調整装置のブロック図、図22は本発明
の第5の実施の形態における最適化調整装置のブロック
図、図25は本発明の第6の実施の形態における最適化
調整装置のブロック図、図28は本発明の第7の実施の
形態における最適化調整装置のブロック図、図32は本
発明に関連する第1の例における最適化調整装置のブロ
ック図、図34は本発明に関連する第2の例における最
適化調整装置のブロック図、図36は本発明に関連する
第3の例における最適化調整装置のブロック図、図38
は本発明に関連する第4の例における最適化調整装置の
ブロック図、図40は本発明に関連する第5の例におけ
る最適化調整装置のブロック図、図43は本発明に関連
する第6の例における最適化調整装置のブロック図、図
46は本発明に関連する第7の例における最適化調整装
置のブロック図、図49は本発明に関連する第8の例に
おける最適化調整装置のブロック図、図51は本発明に
関連する第9の例における最適化調整装置のブロック
図、図53は本発明に関連する第10の例における最適
化調整装置のブロック図、図55は本発明に関連する第
11の例における最適化調整装置のブロック図、図57
は本発明に関連する第12の例における最適化調整装置
のブロック図、図59は本発明に関連する第13の例に
おける最適化調整装置のブロック図、図62は本発明に
関連する第14の例における最適化調整装置のブロック
図、図65は本発明に関連する第15の例における最適
化調整装置のブロック図を表すものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram of an optimization adjusting apparatus in a reference example related to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a recombination operation unit which is a main part of the optimization adjusting apparatus in a reference example, and FIG. 10 is a first example of the present invention. FIG. 13 is a block diagram of an optimization adjusting device according to an embodiment, FIG. 13 is a block diagram of an optimization adjusting device according to a second embodiment of the present invention,
FIG. 16 is a block diagram of an optimization adjusting device according to the third embodiment of the present invention, FIG. 19 is a block diagram of an optimization adjusting device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 22 is a fifth view of the present invention. 25 is a block diagram of an optimization adjusting apparatus according to the embodiment of the present invention, FIG. 25 is a block diagram of an optimization adjusting apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 28 is an optimization adjustment according to the seventh embodiment of the present invention. 32 is a block diagram of an optimization adjusting device in a first example related to the present invention, FIG. 34 is a block diagram of an optimization adjusting device in a second example related to the present invention, and FIG. 38 is a block diagram of an optimization adjusting apparatus in a third example related to the present invention.
FIG. 40 is a block diagram of an optimization adjusting device in a fourth example related to the present invention, FIG. 40 is a block diagram of an optimization adjusting device in a fifth example related to the present invention, and FIG. 43 is a sixth diagram related to the present invention. 46 is a block diagram of the optimization adjusting apparatus in the example of FIG. 46, FIG. 46 is a block diagram of the optimization adjusting apparatus in the seventh example related to the present invention, and FIG. 49 is a diagram of the optimization adjusting apparatus in the eighth example related to the present invention. FIG. 51 is a block diagram of an optimization adjusting apparatus in a ninth example related to the present invention, FIG. 53 is a block diagram of an optimization adjusting apparatus in a tenth example related to the present invention, and FIG. 57 is a block diagram of an optimization adjusting device in an eleventh example related to FIG.
59 is a block diagram of an optimization adjusting apparatus in a twelfth example related to the present invention, FIG. 59 is a block diagram of an optimization adjusting apparatus in a thirteenth example related to the present invention, and FIG. 62 is a fourteenth related to the present invention. FIG. 65 is a block diagram of the optimization adjusting apparatus in the example of FIG. 65, and FIG. 65 is a block diagram of the optimization adjusting apparatus in the fifteenth example related to the present invention.
【0034】また、図3は本発明の参考例における最適
化調整方法の処理過程を表すフローチャート図、図5は
本発明の参考例における最適化調整方法の要処理である
組み替え操作処理の過程表すフローチャート図、図11
は本発明の第1の実施の形態における最適化調整方法の
処理過程を表すフローチャート図、図14は本発明の第
2の実施の形態における最適化調整方法の処理過程を表
すフローチャート図、図17は本発明の第3の実施の形
態における最適化調整方法の処理過程を表すフローチャ
ート図、図20は本発明の第4の実施の形態における最
適化調整方法の処理過程を表すフローチャート図、図2
3は本発明の第5の実施の形態における最適化調整方法
の処理過程を表すフローチャート図、図26は本発明の
第6の実施の形態における最適化調整方法の全体の処理
過程を表すフローチャート図、図27は本発明の第6の
実施の形態における最適化調整方法の処理2の過程を表
すフローチャート図、図29は本発明の第7の実施の形
態における最適化調整方法の処理過程を表すフローチャ
ート図、図33は本発明に関連する第1の例における最
適化調整方法の処理過程を表すフローチャート図、図3
5は本発明に関連する第2の例における最適化調整方法
の処理過程を表すフローチャート図、図37は本発明に
関連する第3の例における最適化調整方法の処理過程を
表すフローチャート図、図39は本発明に関連する第4
の例における最適化調整方法の処理過程を表すフローチ
ャート図、図41は本発明に関連する第5の例における
最適化調整方法の処理過程を表すフローチャート図、図
42は本発明に関連する第5の例における最適化調整方
法の個別調整処理過程を表すフローチャート図、図44
は本発明に関連する第6の例における最適化調整方法の
処理過程を表すフローチャート図、図45は本発明に関
連する第6の例における最適化調整方法の共通モデル更
新処理の過程を表すフローチャート図、図47は本発明
に関連する第7の例における最適化調整方法の処理過程
を表すフローチャート図、図48は本発明に関連する第
7の例における最適化調整方法の処理過程の続きを表す
フローチャート図、図50は本発明に関連する第8の例
における最適化調整方法の処理過程を表すフローチャー
ト図、図52は本発明に関連する第9の例における最適
化調整方法の処理過程を表すフローチャート図、図54
は本発明に関連する第10の例における最適化調整方法
の処理過程を表すフローチャート図、図56は本発明に
関連する第11の例における最適化調整方法の処理過程
のフローチャート図、図58は本発明に関連する第12
の例における最適化調整方法の処理過程のフローチャー
ト図、図60は本発明に関連する第13の例における最
適化調整方法の処理過程を表すフローチャート図、図6
1は本発明に関連する第13の例における最適化調整方
法の個別調整処理2の過程を表すフローチャート図、図
63は本発明に関連する第14の例における最適化調整
方法の処理過程を表すフローチャート図、図64は本発
明に関連する第14の例における最適化調整方法の共通
モデル更新処理2の過程を表すフローチャート図、図6
6は本発明に関連する第15の例における最適化調整方
法の処理過程を表すフローチャート図を表しているもの
とする。なお、ブロック図の各図において、同一部には
同じ番号を付している。Further, FIG. 3 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the reference example of the present invention, and FIG. 5 shows the steps of the recombination operation processing which is the main processing of the optimization adjusting method in the reference example of the present invention. Flow chart diagram, FIG.
FIG. 17 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 14 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method according to the second embodiment of the present invention. 2 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method according to the third embodiment of the present invention. FIG. 20 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method according to the fourth embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 26 is a flowchart showing the overall processing steps of the optimization adjusting method according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 27 is a flow chart showing the process of Process 2 of the optimization adjusting method according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 29 shows the process of the optimization adjusting method according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 33 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the first example related to the present invention.
5 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the second example related to the present invention, and FIG. 37 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the third example related to the present invention. 39 is the fourth related to the present invention
41 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the above example, FIG. 41 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the fifth example relating to the present invention, and FIG. 42 is the fifth step relating to the present invention. 44 is a flowchart showing the individual adjustment processing steps of the optimization adjustment method in the example of FIG.
Is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the sixth example related to the present invention, and FIG. 45 is a flow chart showing the steps of the common model updating processing of the optimization adjusting method in the sixth example related to the present invention. FIG. 47 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the seventh example related to the present invention, and FIG. 48 is a continuation of the processing steps of the optimization adjusting method in the seventh example related to the present invention. 50 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the eighth example related to the present invention. FIG. 52 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the ninth example related to the present invention. 54 is a flow chart showing
FIG. 56 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the tenth example related to the present invention, FIG. 56 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the eleventh example related to the present invention, and FIG. Twelfth related to the present invention
FIG. 6 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the above example, FIG. 60 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the thirteenth example related to the present invention, and FIG.
1 is a flow chart showing the process of the individual adjustment process 2 of the optimization adjusting method in the thirteenth example related to the present invention, and FIG. 63 shows the process of the optimization adjusting method in the fourteenth example related to the present invention. 64 is a flowchart showing the steps of the common model updating process 2 of the optimization adjusting method in the fourteenth example related to the present invention.
6 is a flow chart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the fifteenth example related to the present invention. In each of the block diagrams, the same parts are designated by the same reference numerals.
【0035】本発明の参考例と第1から第7の実施の形
態は、遺伝的アルゴリズムを用いた最適化調整方法と最
適化調整装置に関するものであり、第1から第15の例
は、ユーザの評価をもとに最適解の推定を行う対話型遺
伝的アルゴリズムを用いた最適化調整方法と最適化調整
装置に関するものである。The reference examples of the present invention and the first to seventh embodiments relate to an optimization adjusting method and an optimization adjusting apparatus using a genetic algorithm. The first to fifteenth examples are user's. The present invention relates to an optimization adjusting method and an optimization adjusting device using an interactive genetic algorithm for estimating an optimal solution based on the evaluation of.
【0036】以下に、本発明の参考例における最適化調
整方法と調整装置について説明する。この参考例は、過
去の解ベクトルの更新の履歴をもとに適合度の高い解ベ
クトルが分布する方向を予測し利用することにより効率
良く最適な解ベクトルを推定するものである。The optimization adjusting method and adjusting apparatus in the reference example of the present invention will be described below. In this reference example, the optimal solution vector is efficiently estimated by predicting and utilizing the direction in which the solution vector having a high degree of conformity is distributed based on the history of past update of the solution vector.
【0037】図1において、101は更新する初期の解
ベクトルの集合P=[pk](k=1,...,n)を所定の手続きまた
は外部からの指示により設定する初期解集合設定部、1
02は遺伝的組み替え操作により最適解ベクトルの推定
を実際に行う遺伝的アルゴリズム処理部、103は予め
設定された終了条件が満足された場合に最新の解ベクト
ル集合から適合度の最も高い解ベクトルを最適解ベクト
ルとして出力する最適解出力部である。遺伝的アルゴリ
ズム処理部102は、解ベクトル集合Pについての各解
ベクトルの評価値Ekの計算を予め設定された評価関数に
従い計算する評価値獲得部104と、評価値獲得部10
4で得られた評価値Ekをもとに各解ベクトルのその問題
に対する適合度fkを計算する適合度計算部105と、予
め与えられた基準適合度fthより高い適合度を持つ解ベ
クトル群P'を選び出しその重心ベクトルgl(lは繰り返し
回数)と過去の重心ベクトルより適合度の高い解ベクト
ルが分布する更新方向ベクトルが推定できるかどうかを
判断する更新方向判断部106と、更新方向判断部10
6で更新方向ベクトルが推定された場合にその方向に沿
って複数の解ベクトル更新を実行するとともに、組み替
え操作で生成される解ベクトル個数を設定する方向適用
更新部107と、更新方向判断部106または方向適用
更新部107の結果を受けて、その設定された解ベクト
ル個数分だけ元の解ベクトル集合内の解ベクトルの遺伝
的演算に基づく組み替え操作により解ベクトルの生成を
行う組み替え操作部108により構成される。さらに更
新方向判断部106は、適合度計算部105で得られた
適合度に対して、予め与えられた基準適合度fthより高
い適合度を持つ解ベクトル群P'を選び出しその重心ベク
トルglを計算する重心推定部109と、重心推定部10
9で得られたglと過去の重心ベクトルgl-1の差分ベクト
ル△gl-1を求め、更新方向候補ベクトルv'l-1=△gl-1と
して記録する更新方向候補記録部110と、更新方向候
補記録部110に保存されているv'lとv'l-1の方向の一
致度を評価し、一致していると判断された場合には更新
方向ベクトルv=v'lが得られたものとして方向適用更新
部107に処理を渡し、一致しない場合には解ベクトル
集合内の解ベクトル全体を組み替え操作の対象としてか
組み替え操作部108に処理を移す更新方向獲得部11
1より構成される。方向適用更新部107は、重心推定
部109で得られた重心ベクトルを更新方向ベクトルv
に従い基準移動距離lengthだけ移動させる重心移動部1
12と、重心移動部112で新たに得られた重心ベクト
ルの周囲に予め設定された個体数の解ベクトルを生成す
る重心周囲解ベクトル生成部113により構成される。
図2に示すように、組み替え操作部108は解ベクトル
集合Pから適合度fkを用いて解ベクトルの選択淘汰を実
行する候補選択部201、候補選択部201で得られた
解ベクトル集合に対して交叉処理を実行する交叉処理実
行部202、交叉処理実行部202で得られた解ベクト
ル集合に対して突然変異処理を実行する突然変異処理実
行部203により構成される。さらに、候補選択部20
1は、解ベクトル集合からある解ベクトルを選択する時
の選択確率hkとその選択範囲Ikを導出する選択範囲導出
部204、[0,1]内の一様乱数rkの組R=(r1,r2,...,rn)
を発生させる乱数発生部205、乱数発生部205の結
果をもとに解ベクトル集合から選択する解ベクトルを抽
出する解ベクトル抽出部206により構成される。In FIG. 1, 101 is an initial solution set setting for setting an initial solution vector set P = [p k ] (k = 1, ..., n) to be updated by a predetermined procedure or an instruction from the outside. Part, 1
Reference numeral 02 denotes a genetic algorithm processing unit that actually estimates an optimal solution vector by a genetic recombination operation, and reference numeral 103 denotes a solution vector with the highest degree of fitness from the latest solution vector set when a preset end condition is satisfied. It is an optimum solution output unit that outputs as an optimum solution vector. The genetic algorithm processing unit 102 includes an evaluation value acquisition unit 104 that calculates an evaluation value E k of each solution vector for the solution vector set P according to a preset evaluation function, and an evaluation value acquisition unit 10.
4. The fitness calculation unit 105 that calculates the fitness f k of each solution vector for the problem based on the evaluation value E k obtained in step 4, and the solution having a fitness higher than the predetermined standard fitness f th. An update direction determination unit 106 that selects a vector group P ′ and determines whether or not an update direction vector in which a centroid vector g l (l is the number of iterations) and a solution vector having a higher degree of fitness than the past centroid vector can be estimated. Update direction determination unit 10
When the update direction vector is estimated in 6, a plurality of solution vector updates are executed along the direction, and the direction application update unit 107 that sets the number of solution vectors generated by the recombination operation and the update direction determination unit 106. Alternatively, in response to the result of the direction application updating unit 107, a recombination operation unit 108 that generates a solution vector by a recombination operation based on the genetic operation of the solution vector in the original solution vector set by the set number of solution vectors is performed. Composed. Further, the update direction determination unit 106 selects a solution vector group P ′ having a goodness of fit, which is higher than a predetermined standard goodness of fit f th, with respect to the goodness of fit obtained by the goodness of fit calculation unit 105, and selects its centroid vector gl Centroid estimation unit 109 and centroid estimation unit 10 that calculate
Obtains a differential vector △ g l-1 of the resulting g l past centroid vectors g l-1 at 9, update direction candidate vector v 'l-1 = △ g recording to as l-1 update direction candidate recording unit 110 and the degree of coincidence of the v'l and v'l-1 directions stored in the update direction candidate recording unit 110 are evaluated, and if it is determined that they match, the update direction vector v = v ' The process is passed to the direction application updating unit 107 as if l has been obtained, and if they do not match, the entire solution vector in the solution vector set is targeted for recombination operation or the process is transferred to the recombination operation unit 108.
It is composed of 1. The direction application update unit 107 updates the gravity center vector obtained by the gravity center estimation unit 109 to the update direction vector v.
Center of gravity moving unit 1 that moves according to the reference moving distance length
12 and a centroid surrounding solution vector generation unit 113 that generates a solution vector of a preset number of individuals around the centroid vector newly obtained by the centroid moving unit 112.
As shown in FIG. 2, the recombination operation unit 108 selects a solution vector from the solution vector set P by using the goodness of fit f k, and selects a solution vector from the candidate selection unit 201 and the solution vector set obtained by the candidate selection unit 201. The crossover processing execution unit 202 that executes the crossover processing by the crossover processing, and the mutation processing execution unit 203 that executes the mutation processing on the solution vector set obtained by the crossover processing execution unit 202. Furthermore, the candidate selection unit 20
1 is a selection range derivation unit 204 for deriving a selection probability h k and a selection range I k when a certain solution vector is selected from the solution vector set, and a set R = of uniform random numbers r k in [0,1] (r 1 , r 2 , ..., r n )
And a solution vector extraction unit 206 that extracts a solution vector to be selected from a solution vector set based on the result of the random number generation unit 205.
【0038】以上のように構成された本発明の参考例に
おける最適化調整装置の動作について説明する。その
際、本参考例では、扱う具体的問題として、図6のよう
なm次元関数w(x1,x2,...,xm)の最大値推定問題を取り上
げる。図6に示されるように、例えばm次元関数wの最大
値推定問題では、
《条件1》所定の手続きまたは外部からの指示により、
n個のm次元ベクトルqi(x 1 i,x2 i,...,xm i)(i=1,...,n)か
らなる集合Qを作り出す。
《条件2》各qi(i=1,...,n)における関数値w(qi)を求
め、その値をもとに関数値w(q)が最大となるm次元ベク
トルqを推定する。
《条件3》各要素xkの絶対値は| xk| ≦ckを満足する。
《条件4》また各要素xkは小数点以下a桁までの精度し
か持たないものとする。
というような手続きが取られる。このようm次元関数wの
最大値推定問題を対象として、図3、図4、図5のフロ
ーチャート図をもとに本発明の第1の実施の形態の動作
について説明する。In the reference example of the present invention configured as described above
The operation of the optimizing adjustment device will be described. That
In this reference example, as a specific problem to be dealt with, as shown in FIG.
M-dimensional function w (x1, x2, ..., xm) Maximum value estimation problem
Get out. As shown in FIG. 6, for example, the maximum of the m-dimensional function w
In the value estimation problem,
<Condition 1> According to a predetermined procedure or an external instruction,
n m-dimensional vectors qi(x 1 i, x2 i, ..., xm i) (i = 1, ..., n)
Create a set Q consisting of
<Condition 2> Each qiFunction value w (q at (i = 1, ..., n)i)
Therefore, based on that value, the m-dimensional vector that maximizes the function value w (q)
Estimate the tor q.
<Condition 3> Each element xkThe absolute value of | xk| ≤ ckTo be satisfied.
<Condition 4> Also each element xkIs the precision up to a digit after the decimal point
I do not have it.
Such a procedure is taken. Thus the m-dimensional function w
For the maximum value estimation problem, the flow of FIG. 3, FIG. 4, and FIG.
-Operation of the first embodiment of the present invention based on a chart
Will be described.
【0039】まず、最初に初期解集合設定部101にお
いて解ベクトルの初期集合P=[pk](k=1,...,n)が所定の
手続きまたは外部からの指示により設定される。この設
定方法として様々な方法が考えられる。ここでは、求め
るm次元ベクトルqiの要素xi j(j=1,...,m)は小数点以下
1桁までの精度を持つ実数値であると仮定し、その値を
図7に示すように対応付けした長さBlenのビット列コー
ドに変換する。そして、ベクトルqiの各要素xi jをビッ
ト列コードに変換したものを順番に並べる形により解ベ
クトルpk(k=1,...,n)は表現されるものとする。なお、
ここでは解ベクトルをこのように固定長ビット列コード
により表現したが、解ベクトルの表現方法はこの方法に
限定されるものではなく、直接実数値を要素に持つ形の
まま扱うことも考えられる。First, the initial solution set setting unit 101 sets an initial set of solution vectors P = [p k ] (k = 1, ..., n) according to a predetermined procedure or an instruction from the outside. Various methods can be considered as this setting method. Here, it is assumed that the element x i j (j = 1, ..., m) of the m-dimensional vector q i to be obtained is a real value having an accuracy of one digit below the decimal point, and the value is shown in FIG. It is converted into a bit string code of length Blen which is associated as described above. Then, it is assumed that the solution vector p k (k = 1, ..., n) is represented by arranging the elements obtained by converting each element x i j of the vector q i into a bit string code in order. In addition,
Here, the solution vector is expressed by the fixed-length bit string code in this way, but the expression method of the solution vector is not limited to this method, and it is conceivable that the solution vector may be directly handled as it has elements as real elements.
【0040】上述のビット列コードを用いた表現方法に
従い、[0,1)内の一様乱数rと(数1)をもとに、固定長
ビット列コードの形に表現された解ベクトルのl番目の
ビット(l=1,..,Blen×m)を求めることにより初期解ベク
トル集合P=[pk](k=1,...,n)が設定される。ここで(数
1)においてulは下位からl番目のビットにおける値を
表すものとする。According to the expression method using the above-mentioned bit string code, the l-th solution vector expressed in the form of a fixed length bit string code based on the uniform random number r in [0,1) and (Equation 1). The initial solution vector set P = [p k ] (k = 1, ..., n) is set by obtaining the bits (l = 1, .., Blen × m) of. Here, in (Equation 1), u l represents the value at the l-th bit from the lower order.
【0041】[0041]
【数1】 [Equation 1]
【0042】この初期解ベクトル集合Pより最適解ベク
トル推定が開始される。それとともに、重心推定部10
9で使用する基準適合度fth、重心移動部112で使用
する基準移動距離lengthの設定を行う。Optimal solution vector estimation is started from this initial solution vector set P. At the same time, the center of gravity estimation unit 10
The reference conformance f th used in 9 and the reference moving distance length used in the center-of-gravity moving unit 112 are set.
【0043】評価値獲得部104は前述のように各解ベ
クトルpk(k=1,...,n)に対する評価値Ekを求める部分で
あり、例えば(数2)のような評価関数により求める。The evaluation value acquisition unit 104 is a part for obtaining an evaluation value E k for each solution vector p k (k = 1, ..., N) as described above, and for example, an evaluation function such as (Equation 2) Ask by.
【0044】[0044]
【数2】 [Equation 2]
【0045】ここで、qkは、解ベクトルpkを元のm次元
空間に戻した際の座標ベクトルであり、wt minは、集合P
における各解ベクトルpkをm次元空間座標に戻したとき
の関数値w(qk)の中で、更新回数l回とするとl回目まで
に得られた解ベクトル集合全体の中で最小となる値を表
す。(数2)より明らかのように、これまで得られた解
ベクトル集合内での関数値最小値からの差を集合全体で
正規化した値を表す。本実施の形態では、この評価値を
最大化する最大化問題として捉えることができる。Here, q k is a coordinate vector when the solution vector p k is returned to the original m-dimensional space, and w t min is a set P
In the function value w (q k ) when each solution vector p k in is returned to the m-dimensional space coordinates, the number of update times is l Represents a value. As is clear from (Equation 2), it represents a value obtained by normalizing the difference from the minimum value of the function values in the solution vector set obtained so far as the entire set. In the present embodiment, this can be regarded as a maximization problem that maximizes the evaluation value.
【0046】適応度計算部105では、評価値獲得部1
04で求められる評価値から、各解ベクトルの適合性を
見るために適合度が計算される。適合度fkを導出する関
数として様々な関数が考えられるが、ここではfk=Ekと
することにより評価値が高くなるほど適合度も高くな
り、最大値推定問題を取り扱うことが可能となる。In the fitness calculation unit 105, the evaluation value acquisition unit 1
From the evaluation value obtained in 04, the goodness of fit is calculated in order to see the suitability of each solution vector. Various functions can be considered as a function for deriving the goodness of fit f k . Here, by setting f k = E k , the higher the evaluation value, the higher the goodness of fit, and it becomes possible to handle the maximum value estimation problem. .
【0047】次に、更新方向判断部106の動作につい
て説明する。まず重心推定部109において、適合度計
算部105で得られた解ベクトルpk(k=1,...,n)の適合
度fkと基準適合度fthが比較され、その値fthより大きな
適合度を持つ解ベクトル群P'=[pj l](j=1,..,p#num)を選
び出す。p#numはP'に属する解ベクトルの個数であり、
この時、重心ベクトルglは(数3)のように求められ
る。ここでlは遺伝的アルゴリズム部102における更
新処理の繰り返し回数を表す。Next, the operation of the update direction judging section 106 will be described. First, in the centroid estimation unit 109, the fitness f k of the solution vector p k (k = 1, ..., N) obtained by the fitness calculation unit 105 is compared with the reference fitness f th , and its value f th Select a solution vector group P '= [p j l ] (j = 1, .., p # num) having a larger goodness of fit. p # num is the number of solution vectors belonging to P ',
At this time, the center-of-gravity vector gl is obtained as in (Equation 3). Here, l represents the number of repetitions of the updating process in the genetic algorithm unit 102.
【0048】[0048]
【数3】 [Equation 3]
【0049】更新方向候補記録部110は、109で得
られたl回目における重心ベクトルg lと(l-1)回目におけ
る重心ベクトルgl-1の差分ベクトル△gl-1を求め更新方
向候補ベクトルv' l-1=△gl-1として記録する。更新方向
獲得部111では、更新方向候補記録部110で記録し
ている更新方向候補ベクトルv' lとv' l-1の方向の一致度
を評価されるが、2つのベクトルのなす角度θを求め、
その角度が予め与えられた一致判断角度θthと比較し、
その値より小さければ2つの更新方向候補ベクトルv' l
とv' l-1は同じ方向を向いていると判断される。θは
(数4)のように求めることができる。なお、cos-1は
逆コサイン関数(逆予弦関数)を、(x,y)はベクトルxと
yの内積を、||x||はベクトルxのノルム(大きさ)を表
す。The update direction candidate recording unit 110 is obtained at 109.
Center of gravity vector g lAnd at the (l-1) th time
Centroid vector gl-1Difference vector of Δgl-1How to update
Candidate vector v' l-1= △ gl-1To record as. Update direction
In the acquisition unit 111, the update direction candidate recording unit 110 records
Updating direction candidate vector v' lAnd v' l-1Degree of coincidence
Is evaluated, the angle θ formed by the two vectors is calculated,
Matching angle θ that is given in advancethCompared to
If it is smaller than that value, two update direction candidate vectors v' l
And v' l-1Are judged to face the same direction. θ is
It can be obtained as in (Equation 4). Note that cos-1Is
Inverse cosine function (inverse cosine function), (x, y) is the vector x
The dot product of y, || x || is the norm (magnitude) of vector x
You
【0050】[0050]
【数4】 [Equation 4]
【0051】もしv' lとv' l-1は同じ方向を向いていると
判断されれば、更新方向ベクトルvが得られたものとし
てv=v' lとなる。そしてこの場合、処理は方向適用更新
部107に処理が移る。一方、v' lとv' l-1は同じ方向で
はないと判断された場合、解ベクトル集合P内の解ベク
トルpkすべてn個は組み替え操作部108における遺伝
的演算に基づく組み替え操作により解ベクトルの更新が
なされる。図8は以上の様子を模式的に表したものであ
る。[0051] If If v 'l and v' l-1 is judged to be the same direction, and v = v 'l as updating the direction vector v is obtained. Then, in this case, the processing shifts to the direction application updating unit 107. On the other hand, when it is determined that v ' l and v ' l-1 are not in the same direction, all n solution vectors p k in the solution vector set P are solved by the recombination operation based on the genetic operation in the recombination operation unit 108. The vector is updated. FIG. 8 schematically shows the above situation.
【0052】まず、更新方向ベクトルvが得られた場合
の処理について説明する。この場合、方向適用更新部1
07に処理が移る訳だが、その中では次の重心移動部1
12と重心周囲解ベクトル生成部113の順に処理が行
われる。重心移動部112では、更新方向ベクトルvの
指し示す方向に重心推定部109で計算した重心ベクト
ルglを移動させる処理を行う。ここでは簡単のために、
予め設定された平行移動距離lengthだけ移動させて新し
い重心ベクトルgl+1を推定する方法を取る。しかし、更
新方向ベクトルvの方向でPATAN法などの直線探索
方法を用いて評価値が最大となる点を求め、その点を改
めて重心ベクトルgl+1とする方法等も考えられる。重心
周囲解ベクトル抽出部113は、(数5)のように11
2で得られた新しい重心ベクトルgl+1を中心とした半径
a#lenの多次元空間での球内の領域に含まれる点をa#s個
任意に抽出し新しい解ベクトル集合の元とする。First, the processing when the update direction vector v is obtained will be described. In this case, the direction application update unit 1
The processing moves to 07, but the next center of gravity moving unit 1
12 and the centroid surrounding solution vector generation unit 113 are processed in this order. The center-of-gravity moving unit 112 performs a process of moving the center-of-gravity vector gl calculated by the center-of-gravity estimating unit 109 in the direction indicated by the update direction vector v. For simplicity here,
A method of estimating a new center-of-gravity vector g l + 1 by moving the translation distance length set in advance is adopted. However, a method is also conceivable in which a point having the maximum evaluation value is obtained by using a line search method such as the PATAN method in the direction of the update direction vector v, and the point is set again as the center of gravity vector g l + 1 . The center-of-gravity surrounding solution vector extraction unit 113 calculates 11 as in (Equation 5).
Radius around the new center of gravity vector g l + 1 obtained in 2
A # s points arbitrarily included in the area inside the sphere in the multidimensional space of a # len are extracted and used as an element of a new solution vector set.
【0053】[0053]
【数5】 [Equation 5]
【0054】a#s、a#lenはここでは予め設定された一定
値として考えるが、この値も動的に変化させる方法や、
この値を図7のようにビット列に変換して、解ベクトル
pkに加えて改めて解ベクトルと定義してやる方法も考え
られる。さらに、113では(n- a#s)個を次の組み替え
操作部108で行われる組み替え操作で生成する新しい
解ベクトル個数として設定する。Although a # s and a # len are considered here as preset constant values, a method for dynamically changing these values,
This value is converted to a bit string as shown in Fig. 7, and the solution vector
In addition to p k , a method of defining it as a solution vector again can be considered. Further, in 113, (n-a # s) is set as a new number of solution vectors generated by the rearrangement operation performed in the next rearrangement operation unit 108.
【0055】次に、組替え操作部108の動作について
説明するが、ここでは更新方向獲得部111または重心
周囲解ベクトル抽出部113で設定された解ベクトル個
数だけ、繰り返し回数lにおける解ベクトル集合P内の解
ベクトルの組み替え操作により新しい解ベクトルを生成
する。以下に、候補選択部201から解ベクトル抽出部
206における処理手順について説明する。まず、候補
選択部201において解ベクトルの選択淘汰が実行され
る。この場合、図9に表されるように適合度に比例する
確率で解ベクトルを選択するルーレット選択法が用いら
れる。Next, the operation of the recombination operation section 108 will be described. Here, in the solution vector set P at the number of iterations l, the number of solution vectors set by the update direction acquisition section 111 or the centroid surrounding solution vector extraction section 113 is set. A new solution vector is generated by recombining the solution vector of. The processing procedure from the candidate selecting unit 201 to the solution vector extracting unit 206 will be described below. First, the candidate selection unit 201 executes selection and selection of solution vectors. In this case, as shown in FIG. 9, a roulette selection method that selects a solution vector with a probability proportional to the goodness of fit is used.
【0056】(ルーレット選択法)
(i)集合Pに属する各解ベクトルpk(k=1,...,n)の適合度f
k、全解ベクトルの適合度の総和fを求める。
(ii)pkが次世代の解ベクトルを作り出す親として選ばれ
る選択確率hkが(数6)のように求められる。(Roulette selection method) (i) Goodness of fit f of each solution vector p k (k = 1, ..., n) belonging to the set P
k , the total sum f of goodness of fit of all solution vectors is obtained. (ii) The selection probability h k that p k is selected as the parent that creates the next-generation solution vector is calculated as in (Equation 6).
【0057】[0057]
【数6】 [Equation 6]
【0058】この確率を解ベクトルに割り当てるために
は例えば次のような方法が考えられる。
(iii)各解ベクトルの選択範囲Ikを[0,1)内の区間に(数
7)(数8)を用いて次のように割り当てる。つまり、To assign this probability to the solution vector, for example, the following method can be considered. (iii) The selection range I k of each solution vector is assigned to the section in [0,1) using (Equation 7) and (Equation 8) as follows. That is,
【0059】[0059]
【数7】 [Equation 7]
【0060】とする時、pkの選択範囲IkはWhen the [0060], selected range I k of p k is
【0061】[0061]
【数8】 [Equation 8]
【0062】のように定義する。ここで、[0,1]内に一
様乱数rkの組R=(r1,r2,...,rn)を発生させる。rj∈I
k(j,k=1,...,n)を満足するnumj=kの組Num=(num1,nu
m2,...,numn)を求めることにより、このNumに対応するn
個の解ベクトルの組が選択されることになる。It is defined as follows. Here, a set of uniform random numbers r k R = (r 1 , r 2 , ..., R n ) is generated in [0, 1]. r j ∈ I
A set of num j = k satisfying k (j, k = 1, ..., n) Num = (num 1 , nu
m 2 , ..., num n )
A set of solution vectors will be selected.
【0063】このようなルーレット選択法により、現在
の解ベクトル集団Pの中の解ベクトルpkの選択を行うの
である。まず、(数6)〜(数8)に従い選択範囲導出
部204が各解ベクトルが選択される確率hkとその選択
範囲Ikを求める。そして、乱数発生部205が0から1
の間の一様乱数rをn個発生する。乱数発生部205で得
られた乱数の組Rと選択範囲導出部204により得られ
る選択範囲Ikは、解ベクトル抽出部206へ送られrj∈
Ikを満足するnumj=kの組Numが求められる。それにより
解ベクトル抽出部206では、Numによって指定される
解ベクトルで構成される新しい解ベクトル集団Pを出力
するのである。この候補選択部201で得られる新しい
解ベクトル集団Pに対して、交叉処理実行部202が交
叉処理を行う。前述したように交叉処理としては様々な
方法があるが、本参考例では図72のような1点交叉も
しくは2点交叉処理を用いる。さらに突然変異処理部2
03が、交叉処理実行部202を経て得られた新しい解
ベクトル集団に対して解ベクトルを構成する各ビットが
低い確率でビット反転を行う突然変異処理を実行するの
である。その際、突然変異を行う確率は、解ベクトル集
団の半分と残り半分では変動させることにより、より解
ベクトルの多様性に維持することに努めた。なお、ここ
では、求める解ベクトルはビット列コードに変換して扱
っているが、前述のように多次元空間における座標ベク
トルの実数値要素をそのまま並べて解ベクトルとして扱
うことも考えられる。この場合、交叉処理はビット列コ
ードの場合と同様な処理が施され、突然変異処理は、あ
る低い確率で選ばれた遺伝子(多次元空間における座標
ベクトルの要素)にある範囲内で与えられた乱数を付加
することによって実現される。The solution vector p k in the current solution vector group P is selected by such a roulette selection method. First, according to (Equation 6) to (Equation 8), the selection range deriving unit 204 obtains the probability h k that each solution vector is selected and its selection range I k . Then, the random number generator 205 changes from 0 to 1
Generates n uniform random numbers r between. The set R of random numbers obtained by the random number generation unit 205 and the selection range I k obtained by the selection range derivation unit 204 are sent to the solution vector extraction unit 206 and r j ε
A set Num of num j = k that satisfies I k is obtained. As a result, the solution vector extraction unit 206 outputs a new solution vector group P composed of solution vectors specified by Num. The crossover process execution unit 202 performs the crossover process on the new solution vector group P obtained by the candidate selection unit 201. As described above, there are various methods for the crossover processing, but in this reference example, the one-point crossover processing or the two-point crossover processing as shown in FIG. 72 is used. Furthermore, the mutation processing unit 2
03 performs a mutation process for performing bit inversion on each new solution vector group obtained through the crossover process execution unit 202 with a low probability that each bit forming the solution vector has a low probability. At that time, we tried to maintain the diversity of solution vectors by changing the probability of mutation in half and the other half of the solution vector group. In addition, here, the solution vector to be obtained is converted into a bit string code and treated, but as described above, it is also possible to arrange the real-valued elements of the coordinate vector in the multidimensional space as they are and treat them as a solution vector. In this case, the crossover process is similar to the case of the bit string code, and the mutation process is a random number given within a certain range to the gene (element of the coordinate vector in the multidimensional space) selected with a certain low probability. It is realized by adding.
【0064】最後に遺伝的アルゴリズム部102の終了
条件について説明する。102の遺伝的組み替えによる
解ベクトル更新処理の終了条件としては様々なものが適
用される問題に応じて考えられるが、ここでは、
《終了条件1》適合度計算部105で得られた適合度fk
の最高値fmaxが収束判定適合度fendより大きいかどうか
《終了条件2》繰り返し回数lが終了更新繰り返し回数g
#numendを超えているかの2つの終了条件を設ける。そ
して、どちらの条件も満たさない場合にはもう一度評価
値獲得部104へ戻る。以上のような処理過程を終了条
件1または2のどちらかが満足されるまで繰り返し実行
することにより最適解ベクトルの推定を行うのである。
このように、解ベクトル集合内で適合度の高いグループ
の重心ベクトルの移動ベクトルに着目し、適合度の高い
解ベクトルが存在する分布すると思われる方向を推定し
た解ベクトル群の更新を行う。それとともに、元の解ベ
クトル集合を対象にした組み替え操作による解ベクトル
の最適化も同時に行うことにより、過去の解ベクトル更
新の履歴を利用した高速で効率的な最適解の推定を行う
ことができるのである。Finally, the termination condition of the genetic algorithm unit 102 will be described. Various end conditions for the solution vector updating process by genetic recombination of 102 may be considered depending on the problem to be applied. Here, << end condition 1 >> the goodness of fit f obtained by the goodness-of-fit calculation unit 105 k
Whether the maximum value f max of is greater than the convergence determination fitness f end << End condition 2 >> Repeat count l is end update Repeat count g
Two end conditions are set to determine whether or not #num end is exceeded. Then, when neither condition is satisfied, the process returns to the evaluation value acquisition unit 104 again. The optimal solution vector is estimated by repeatedly executing the above-described processing steps until either end condition 1 or 2 is satisfied.
In this way, focusing on the movement vector of the center of gravity vector of the group having a high degree of conformity in the solution vector set, the solution vector group in which the distribution direction in which the solution vector having a high degree of fitness exists is estimated is updated. At the same time, by optimizing the solution vector by the recombination operation on the original solution vector set at the same time, it is possible to estimate a fast and efficient optimal solution using the history of past solution vector update. Of.
【0065】以下、本発明の第1の実施の形態における
最適化調整方法と最適化調整装置について図面を参照し
ながら説明する。図10は、本発明の第1の実施の形態
における最適化調整装置の構成を示すものである。本実
施の形態は、組み替え操作を用いて局所的に解ベクトル
の更新を行った後、再度組み替え操作を用いて大域的な
解ベクトルの更新を行うことにより最適解ベクトルの推
定を行うものである。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 10 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the solution vector is locally updated by using the recombination operation, and then the global solution vector is updated again by using the recombination operation to estimate the optimum solution vector. ..
【0066】図10において、1001は初期解集合設
定部101で設定された初期解ベクトル集合P内の各ベ
クトルpk(k=1,...,n)の周囲に改めて初期解ベクトル群P
kを設定し、その初期解ベクトル群に属する解ベクトルp
k j(j=1,..,nk,k=1,..,n)の問題に対する適合度fkjをも
とに解ベクトルの組み替え操作を予め設定された回数だ
け繰り返して適合度の高い解ベクトル群Pkを抽出する局
所更新部、1002は局所更新部1001で得られた複
数の解ベクトル群Pkを1つの集合P*に統合してその集合
内の解ベクトルp* k(k=1,...,n*)の組み替え操作を行う
大域更新部である。局所更新部1001は、解ベクトル
集合P内の解ベクトルpkから局所的な解ベクトルの更新
を行う際の範囲を決定する局所更新設定部1003と、
1003で指定された範囲内で改めて初期解ベクトル群
Pkを生成するベクトル群設定部1004と、解ベクトル
pk j(j=1,..,nk,k=1,..,n)の対象問題に対する評価値Ek j
を獲得する評価値獲得部104と、評価値獲得部104
で得られた評価値から各解ベクトルの適合度fk jを計算
する適合度計算部105と、適合度計算部105で得ら
れた適合度をもとに解ベクトル群内の解ベクトルの組み
替え操作を局所更新設定部1003で設定された範囲内
に含まれるように実行する局所組み替え操作部1005
と、一連の局所的な更新処理が予め与えられた繰り返し
回数を満足するかどうかの判断をする局所更新終了判断
部1006より構成される。一方、大域更新部1002
は、局所更新部1001で得られた解ベクトル群Pk(k=
1,...,n)を1つの集合P*=[p* i](i=1,...,n*)に統合する
集合統合部1007と、1007で得られた解ベクトル
集合P*を対象とした組み替え操作により解ベクトルの更
新を行う大域組み替え操作部1008により構成され
る。さらに、局所組み替え操作部1005、大域組み替
え操作部1008ともに、候補選択部201、交叉処理
実行部202、突然変異処理実行部203により構成さ
れ、候補選択部201は、選択範囲導出部204と乱数
発生部205と解ベクトル抽出部206により構成され
る。In FIG. 10, reference numeral 1001 denotes a new initial solution vector group P around each vector p k (k = 1, ..., n) in the initial solution vector set P set by the initial solution set setting unit 101.
Set k, and the solution vector p that belongs to the initial solution vector group
k j (j = 1, .., n k , k = 1, .., n) is a goodness of fit by repeating the recombination operation of the solution vector a preset number of times based on the goodness of fit f k j for the problem. , A local update unit for extracting a solution vector group P k having a high value, and a plurality of solution vector groups P k obtained by the local update unit 1001 are integrated into one set P * to obtain a solution vector p * k in the set. It is a global updating unit that performs a recombination operation of (k = 1, ..., n * ). The local update unit 1001 determines a range when a local solution vector is updated from the solution vector p k in the solution vector set P, and a local update setting unit 1003.
Initial solution vector group again within the range specified by 1003
A vector group setting unit 1004 that generates P k and a solution vector
Evaluation value E k j for the target problem of p k j (j = 1, .., n k , k = 1, .., n)
And an evaluation value acquisition unit 104 for acquiring
The fitness calculation unit 105 that calculates the fitness f k j of each solution vector from the evaluation value obtained in step S, and the recombining of the solution vectors in the solution vector group based on the fitness obtained by the fitness calculation unit 105. A local recombination operation unit 1005 that executes an operation so as to be included within the range set by the local update setting unit 1003.
And a local update end determination unit 1006 that determines whether or not a series of local update processes satisfies a predetermined number of iterations. On the other hand, the global update unit 1002
Is the solution vector group P k (k =
1, ..., n) into one set P * = [p * i ] (i = 1, ..., n * ), and a solution vector set P obtained in 1007 The global recombination operation unit 1008 updates the solution vector by the recombination operation for * . Further, both the local recombination operation unit 1005 and the global recombination operation unit 1008 are configured by a candidate selection unit 201, a crossover processing execution unit 202, and a mutation processing execution unit 203. It is composed of a unit 205 and a solution vector extraction unit 206.
【0067】以上のように構成された本発明の第1の実
施の形態における最適化調整装置の動作を図11のフロ
ーチャート図をもとに説明する。ここで、扱う具体的問
題として本発明の参考例と同様に多次元関数wの最大値
推定問題を取り上げる。また、多次元空間における座標
ベクトルを構成する各要素も同様に図7に記される方法
によりビット列コード表現され、このビット列が要素の
順番に従い並べられて形で遺伝的アルゴリズムで推定す
る解ベクトルを表現されるものとする。The operation of the optimizing adjustment apparatus according to the first embodiment of the present invention constructed as above will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, as a specific problem to be dealt with, the maximum value estimation problem of the multidimensional function w will be taken up as in the reference example of the present invention. Similarly, each element forming the coordinate vector in the multidimensional space is also expressed as a bit string code by the method shown in FIG. Shall be expressed.
【0068】まず、最初に初期解集合設定部101にお
いて解ベクトルの初期集合P=[pk](k=1,...,n)が所定の
手続きまたは外部からの指示により設定されるととも
に、局所更新設定部1003で使用する局所範囲半径b#
len、局所更新終了判断部1006で使用する局所更新
終了回数c#lthが設定される。局所更新設定部1003
では、初期集合Pにおけるpkを中心として、(数9)の
ように局所範囲半径b#len内の多次元空間内の球領域が
設定される。First, in the initial solution set setting unit 101, an initial set of solution vectors P = [p k ] (k = 1, ..., n) is set by a predetermined procedure or an instruction from the outside. , The local range radius b # used by the local update setting unit 1003
len and the local update end count c # l th used in the local update end determination unit 1006 are set. Local update setting unit 1003
Then, a spherical region in the multidimensional space within the local range radius b # len is set as in (Equation 9) with p k in the initial set P as the center.
【0069】[0069]
【数9】 [Equation 9]
【0070】なお、このc#lthはここでは固定とした
が、動的に変化させることも可能であり、例えばその値
をビット列変換して解ベクトルpkに加えることも考えら
れる。ベクトル群初期設定部1004では、1003で
設定された範囲より複数の解ベクトルを任意に抽出して
改めて初期解ベクトル群Pkを設定する。ここでは、中心
となった解ベクトルpkも含めてnk個の解ベクトルpk j(j=
1,...,nk)を抽出する。本実施の形態ではnk=nとする。
評価値獲得部104が(数4)に従い各解ベクトルの評
価値Ek jを求め、適合度計算部105が評価値Ek jより適
合度fk jを計算する。局所組み替え操作部1005は、
105における適合度をもとに(数9)で表される領域
内に含まれるように解ベクトルの組み替え操作を行う。
この処理は本発明の第1の実施の形態における最適化調
整装置の組み替え操作部108と同じであるため省略す
る。この1005における解ベクトル群Pkの更新の後、
局所更新終了判断部1006で局所更新回数c#lが局所
更新終了回数c#lthと比較してc#l≧c#lthを満足するか
どうかを判断する。もし満足すれば局所更新処理は終了
する。満足しない場合は、c#lには1が加算され、評価
値獲得部105から局所更新終了判断部1006の処理
が繰り返される。このようにして、初めに設定された初
期解ベクトル集合の周囲で遺伝的演算に基づく組み替え
操作を行ってより適合性の高い解ベクトルを探索するこ
とが行われるのである。なお、1003におけるnkは、
nk=nと設定したが、元の解ベクトル集合P内の解ベクト
ルpkに対して可変にすることも考えれる。また、局所更
新回数c#lに対しても動的に変化させることも可能であ
る。The c # l th is fixed here, but it can be changed dynamically. For example, the value may be converted into a bit string and added to the solution vector p k . The vector group initial setting unit 1004 arbitrarily extracts a plurality of solution vectors from the range set in 1003 and newly sets the initial solution vector group P k . Here, n k number of solutions, including the solution vector p k became center vector p k j (j =
1, ..., n k ). In this embodiment, n k = n.
The evaluation value acquisition unit 104 obtains the evaluation value E k j of each solution vector according to (Equation 4), and the fitness calculation unit 105 calculates the fitness f k j from the evaluation value E k j . The local recombination operation unit 1005
Based on the goodness of fit in 105, the recombining operation of the solution vector is performed so that the solution vector is included in the area represented by (Equation 9).
This processing is the same as that of the recombination operation unit 108 of the optimization adjustment apparatus according to the first exemplary embodiment of the present invention, and therefore will be omitted. After updating the solution vector group P k in 1005,
The local update end determination unit 1006 compares the local update count c # l with the local update end count c # l th to determine whether or not c # l ≧ c # l th is satisfied. If satisfied, the local update process ends. If not satisfied, 1 is added to c # l, and the processing of the evaluation value acquisition unit 105 to the local update end determination unit 1006 is repeated. In this way, a recombination operation based on a genetic operation is performed around the initially set initial solution vector set to search for a more suitable solution vector. Note that n k in 1003 is
Although n k = n is set, it is possible to make it variable with respect to the solution vector p k in the original solution vector set P. It is also possible to dynamically change the local update count c # l.
【0071】次に、大域更新部1002における処理に
ついて説明する。まず1001で抽出された各解ベクト
ル群Pk(k=1,...,n)を集合統合部1007が1つの集合P
*=[p * i](i=1,...,n*)に統合する。この際、全ての解ベ
クトル群Pk内の解ベクトルを適合度の高い順番にソーテ
ィングし、高い方から順にn*個の解ベクトルを選んで統
合集合Pを生成することが考えられる。大域組み替え操
作部1008は、1007で得られた解ベクトル集合P*
を対象とした組み替え操作により解ベクトルの更新を行
う。その際、この処理は参考例における最適化調整装置
の組み替え操作部108と同じであるため省略する。図
12は一連の様子を模式的に表す図である。Next, the processing in the global updating unit 1002
explain about. First, each solution vector extracted in 1001
Group Pk(k = 1, ..., n) is set by the set integration unit 1007 as one set P.
*= [p * i] (i = 1, ..., n*). At this time, all solutions
Cuttle group PkSort the solution vectors in
And n from highest to lowest*Choose the solution vector
It is possible to generate a union set P. Global recombination operation
Sakube 1008 uses the solution vector set P obtained in 1007.*
Update the solution vector by the recombination operation for
U In that case, this process is the optimization adjustment device in the reference example.
Since it is the same as the recombination operation unit 108, the description thereof will be omitted. Figure
12 is a diagram schematically showing a series of states.
【0072】最後に終了条件について説明する。終了条
件としては、参考例における最適化調整装置と同様に収
束判定適合度fendと終了更新繰り返し回数g#numendの2
つ値の比較条件が設定されている。具体的には、
《終了条件1》集合統合部1007において、各解ベク
トル群Pk内の解ベクトルpkiの持つ適合度の最高値fmax
が収束判定適合度fendより大きいかどうか
《終了条件2》局所更新部1001から大域更新部10
02における一連の更新の繰り返し回数lが終了更新繰
り返し回数g#numendを超えているかの2つの終了条件を
設ける。そして、どちらの条件も満たさない場合には局
所更新設定部1003へ処理が戻る。満足する場合に
は、最適解出力部103に処理が移り、最新の解ベクト
ル集合において最も適合度の高い解ベクトルが最適解ベ
クトルとして出力される。本実施の形態における第2の
最適化調整装置は以上のような処理過程を終了条件1ま
たは2のどちらかが満足されるまで繰り返し実行するこ
とにより最適解ベクトルの推定を行うものである。この
ように組み替え操作を用いて局所的に解ベクトルの更新
を数回繰り返し行った後に再び組み替え操作により大域
的な解ベクトルの更新を行うことにより、遺伝的アルゴ
リズムの持つ解ベクトルの大域的更新能力を損なわず
に、局所的な解ベクトルの更新能力を補強することがで
き、高速な最適解の推定の実現が可能となる。Finally, the termination condition will be described. As the termination condition, the convergence determination suitability f end and the termination update repetition number g # num end are 2 as in the optimization adjustment apparatus in the reference example.
Value comparison conditions are set. Specifically, in the << end condition 1 >> set integration unit 1007, the maximum value f max of the goodness of fit of the solution vector p k i in each solution vector group P k
Is greater than the convergence determination fitness f end << End condition 2 >> Local update unit 1001 to global update unit 10
Two termination conditions are set to determine whether the number of times l of the series of updates in 02 exceeds the number of times of repeated end updates g # num end . Then, when neither condition is satisfied, the process returns to the local update setting unit 1003. When satisfied, the process moves to the optimum solution output unit 103, and the solution vector with the highest degree of matching in the latest solution vector set is output as the optimum solution vector. The second optimization adjustment apparatus in the present embodiment estimates the optimum solution vector by repeatedly executing the above-described processing steps until either end condition 1 or 2 is satisfied. In this way, the solution vector is locally updated using the recombination operation several times, and then the global solution vector is updated again by the recombination operation. It is possible to reinforce the local updating ability of the solution vector without impairing the above, and to realize the estimation of the optimal solution at high speed.
【0073】以下、本発明の第2の実施の形態における
最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。図
13は、本発明の第2の実施の形態における最適化調整
装置の構成を示すものである。本実施の形態は、解ベク
トル集合内の各解ベクトルをその近傍空間よりランダム
に抽出したベクトル群と比較して適合度の高いベクトル
群を改めて更新処理の対象となる解ベクトル集合に属す
る解ベクトルとして選び出して組み替え操作の対象とす
ることを特徴とする。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 13 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, each solution vector in the solution vector set is compared with a vector group randomly extracted from the neighborhood space of the solution vector, and a vector group having a high degree of conformity is re-assigned to a solution vector set that is to be updated. It is characterized in that it is selected as and is targeted for recombination operation.
【0074】図13において、1301は解ベクトル集
合P内の各解ベクトルpk(k=1,...,n)の周囲から任意の解
ベクトルを選び出すための範囲設定を行う初期更新領域
限定部である。初期解ベクトル群抽出部1302は、初
期更新領域限定部1301で得られた範囲内に含まれる
解ベクトルを任意に抽出して解ベクトル群Pk(k=1,...,
n)を作成する。解ベクトル集合統合部1303は、各解
ベクトル群Pkを1つの集合P*に統合するものであり、こ
のP*に対して組み替え操作が実行される。In FIG. 13, reference numeral 1301 denotes an initial update area limitation for setting a range for selecting an arbitrary solution vector from around each solution vector p k (k = 1, ..., n) in the solution vector set P. It is a department. The initial solution vector group extracting unit 1302 arbitrarily extracts a solution vector included in the range obtained by the initial update area limiting unit 1301 to obtain a solution vector group P k (k = 1, ...,).
n) is created. The solution vector set integration unit 1303 integrates each solution vector group Pk into one set P * , and the recombination operation is performed on this P * .
【0075】以上のように構成された本発明の第2の実
施の形態における最適化調整方法と最適化調整装置の動
作を図14のフローチャート図をもとに説明する。な
お、扱う具体的問題として本発明の参考例、第1の実施
の形態と同様に多次元関数wの最大値推定問題を取り上
げ、解ベクトルを構成する各要素も同様に図7に記され
る方法によりビット列コード表現され、解ベクトルとし
てはこのビット列が多次元空間における座標ベクトルの
要素の順番に従い並べられた形で解ベクトルが表現され
る。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus according to the second embodiment of the present invention configured as above will be described with reference to the flowchart of FIG. As a specific problem to be dealt with, the maximum value estimation problem of the multidimensional function w is taken up as in the reference example of the present invention and the first embodiment, and each element constituting the solution vector is also described in FIG. A bit string code is represented by the method, and as the solution vector, the solution vector is represented in a form in which the bit string is arranged according to the order of the elements of the coordinate vector in the multidimensional space.
【0076】最初に初期解集合設定部101において解
ベクトルの初期集合P=[pk](k=1,...,n)が所定の手続き
または外部からの指示により設定されるとともに、初期
更新領域限定部1301で使用する限定領域半径c#len
が設定される。限定領域の設定としては様々な方法があ
るが、初期更新領域限定部1301ではこのc#lenを使
い、初期解ベクトル集合P内の各解ベクトルpk(k=1,...,
n)を中心にした多次元空間での球領域を設定する。次
に、初期解ベクトル群抽出部1302が各解ベクトルpk
を中心とした解ベクトル群Pkを設定する。この場合、各
球領域内から任意にnk個のベクトルを抽出して解ベクト
ル群を設定する。評価値獲得部104、適合度計算部1
05を経て、解ベクトル集合Pkにおける各解ベクトルpk
jごとに適合度fk j(j=1,...,nk)が計算される。解ベクト
ル集合統合部1303では、この適合度をもとに各解ベ
クトル群のを1つの集合P*に統合する処理を行う。図1
5はその様子を模式的に表す。その方法としては、本実
施の形態2のように、各解ベクトル群内の解ベクトルを
適合度の高い順に並べて、高い方からn*個選択する方法
も考えられるが、この実施の形態では、組み替え操作部
108における候補選択部201で使用したルーレット
選択法を用いてn*個の解ベクトルを抽出する方法をと
る。つまり、各解ベクトルpk jの選ばれる確率rk jとし
て、(数10)のように各適合度fk jの総和f#tに対する
比の値rk jを定義し、その値をルーレットの占める範囲
に割り当てる。そして、乱数により選ばれた値が止まる
位置を占める解ベクトルを抽出するという方法を用いる
のである。こうすることにより、確率的に適合度の高い
ものが選ばれることになる。First, in the initial solution set setting unit 101, an initial set of solution vectors P = [p k ] (k = 1, ..., n) is set by a predetermined procedure or an instruction from the outside. Limited area radius c # len used in update area limiting section 1301
Is set. Although there are various methods for setting the limited area, the initial update area limiting unit 1301 uses this c # len to set each solution vector p k (k = 1, ..., In the initial solution vector set P).
Set the spherical region in multidimensional space centered on n). Next, the initial solution vector group extraction unit 1302 causes each solution vector p k
Set a solution vector group P k centered on. In this case, a solution vector group is set by arbitrarily extracting n k vectors from each spherical region. Evaluation value acquisition unit 104, fitness calculation unit 1
05 through, each solution in the solution vector set P k vectors p k
The fitness f k j (j = 1, ..., n k ) is calculated for each j . The solution vector set integration unit 1303 performs a process of integrating the solution vector groups into one set P * based on the goodness of fit. Figure 1
5 schematically shows the situation. As a method therefor, as in the second embodiment, a method of arranging the solution vectors in each solution vector group in descending order of goodness of fit and selecting n * from the highest one is conceivable, but in this embodiment, A method of extracting n * solution vectors by using the roulette selection method used in the candidate selection unit 201 in the recombination operation unit 108 is adopted. That is, as the probability r k j of the selection of each solution vector p k j , the value r k j of the ratio of each fitness f k j to the sum f # t is defined as shown in (Equation 10), and the value is defined by the roulette wheel. Assigned to the range occupied by. Then, the method of extracting the solution vector occupying the position where the value selected by the random number stops is used. By doing so, the one with a high degree of suitability is selected stochastically.
【0077】[0077]
【数10】 [Equation 10]
【0078】組み替え操作部108では本発明の参考例
の場合と同様に、解ベクトル集合統合部1303で得ら
れた解ベクトル集合P*内の解ベクトルp* i(i=1,...,n*)
を対象として、ルーレット選択法による解ベクトルの選
択淘汰、交叉処理、突然変異処理が候補選択部201、
交叉処理実行部202、突然変異処理実行部203で実
行されるのである。この方法は本発明の第1の実施の形
態における最適化調整装置と比較すると、局所的な解更
新能力をできるだけ簡単な手順で実現するものである。In the recombination operation unit 108, as in the case of the reference example of the present invention, the solution vector p * i (i = 1, ..., In the solution vector set P * obtained by the solution vector set integration unit 1303. n * )
The selection and selection of the solution vector by the roulette selection method, the crossover process, and the mutation process are performed on the candidate selection unit 201,
This is executed by the crossover process executing unit 202 and the mutation process executing unit 203. This method realizes a local solution update capability by a procedure as simple as possible, as compared with the optimization adjustment apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【0079】最後に更新繰り返し回数lが更新終了繰り
返し回数g#numendをこえているかどうか、もしくは適合
度計算部105で得られた適合度fの最大値fmaxが収束
判定適合度fendを超えているかどうかをもとに終了判定
が行われ、どちらかでも満足する場合は更新処理は終わ
り、最適解出力部103で最も適合度の高い解ベクトル
が出力されるのである。両方の条件を満足しない場合に
は、初期更新領域限定部1301に処理が戻る。以上の
ような処理過程をいずれか一つの終了条件を満足するま
で繰り返し実行することにより最適解推定を実行するの
である。このように、本発明の第3の最適化調整装置
は、解ベクトル集合内の各解ベクトルをその近傍空間よ
りランダムに抽出したベクトル群と比較して適合度の高
いベクトル群を改めて更新処理の対象となる解ベクトル
集合に属する解ベクトルとして選び出す。そして、出来
上がった解ベクトル集合を組み替え操作の対象とするこ
とにより、従来の遺伝的アルゴリズムでは欠如していた
局所的更新能力の弱さを解消することができる。Finally, whether the number of update repetitions l exceeds the number of update end repetitions g # num end , or the maximum value f max of the goodness of fit f obtained by the goodness-of-fit calculation unit 105 becomes the convergence determination goodness-of-fit f end . The end determination is performed based on whether or not the value exceeds the limit. If either is satisfied, the update process ends, and the optimum solution output unit 103 outputs the solution vector with the highest degree of conformity. If both conditions are not satisfied, the process returns to the initial update area limiting unit 1301. The optimal solution estimation is performed by repeatedly executing the above-described processing steps until one of the termination conditions is satisfied. In this way, the third optimization adjusting apparatus of the present invention compares each solution vector in the solution vector set with a vector group randomly extracted from its neighboring space, and newly updates the vector group with a high degree of conformity. Select as a solution vector that belongs to the target solution vector set. Then, by making the resulting solution vector set the target of the recombination operation, it is possible to eliminate the weakness of the local update capability, which was lacking in the conventional genetic algorithm.
【0080】以下、本発明の第3の実施の形態における
最適化調整方法と最適化調整装置について図面を参照し
ながら説明する。図16は、本発明の第3の実施の形態
における最適化調整装置の構成を示すものである。本実
施の形態は、適合度をもとに選択された解ベクトルの近
傍ベクトル群を抽出することにより解集合全体の再設定
を行い、各近傍ベクトル群内の解ベクトルのみを対象と
した組み替え操作を行うことにより最適解の探索を行う
ものである。An optimization adjusting method and an optimization adjusting apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 16 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus according to the third embodiment of the present invention. The present embodiment resets the entire solution set by extracting the neighborhood vector group of the solution vector selected based on the goodness of fit, and performs the recombination operation targeting only the solution vector in each neighborhood vector group. The optimum solution is searched for by performing.
【0081】図16において、1601は解ベクトル集
合全体の再設定を行う解集合再設定部、1602は解集
合再設定部1601で得られた各近傍ベクトル群内の解
ベクトルのみを対象とした組み替え操作により新しい解
ベクトル集合の生成をするグループ組み替え操作部であ
る。ここで、解集合再設定部1601は解ベクトル集合
全体から代表となる解ベクトルをいくつか選択する代表
解ベクトル選択部1603と代表解ベクトル選択部16
03で得られた各代表解ベクトルに対して、その近傍ベ
クトル群を抽出する近傍ベクトル群抽出部1604より
構成される。グループ組み替え操作部1602は候補選
択部201、交叉処理実行部202、突然変異処理実行
部203により構成され、候補選択部201は、選択範
囲導出部204と乱数発生部205と解ベクトル抽出部
206により構成される。In FIG. 16, reference numeral 1601 is a solution set resetting section for resetting the entire solution vector set, 1602 is rearrangement targeting only the solution vector in each neighborhood vector group obtained by the solution set resetting section 1601. It is a group recombination operation unit that generates a new solution vector set by an operation. Here, the solution set resetting unit 1601 selects a representative solution vector from the entire solution vector set, a representative solution vector selecting unit 1603 and a representative solution vector selecting unit 16.
A neighborhood vector group extraction unit 1604 that extracts a neighborhood vector group for each representative solution vector obtained in step 03. The group recombination operation unit 1602 includes a candidate selection unit 201, a crossover processing execution unit 202, and a mutation processing execution unit 203. The candidate selection unit 201 includes a selection range derivation unit 204, a random number generation unit 205, and a solution vector extraction unit 206. Composed.
【0082】以上のように構成された本発明の第3の実
施の形態における最適化調整方法と最適化調整装置の動
作を図17のフローチャート図をもとに説明する。ここ
で、扱う具体的問題及び解ベクトルを構成する各要素の
表現方法は本発明の参考例、第1〜第2における実施の
形態の場合と同様である。The operation of the optimizing adjustment method and the optimizing adjusting apparatus according to the third embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, the specific problem to be dealt with and the method of expressing each element constituting the solution vector are the same as in the case of the reference examples of the present invention and the first and second embodiments.
【0083】まず、最初に初期解集合設定部101にお
いて解ベクトルの初期集合P=[pk](k=1,...,n)が所定の
手続きまたは外部からの指示により設定されるととも
に、代表解ベクトルの数Ncと各代表解ベクトルを中心し
て抽出する近傍ベクトルの数Nsと近傍の定義を表す近傍
幅wi(i=1,...,Nc)が設定される。評価値獲得部104が
(数4)に従い各解ベクトルの評価値Ekを求め、適合度
計算部105が評価値Ekより適合度fkを計算する。First, in the initial solution set setting unit 101, an initial set of solution vectors P = [p k ] (k = 1, ..., n) is set by a predetermined procedure or an instruction from the outside. , The number N c of representative solution vectors and the number N s of neighborhood vectors extracted centering on each representative solution vector and the neighborhood width w i (i = 1, ..., N c ) representing the definition of the neighborhood are set. . The evaluation value acquisition unit 104 obtains the evaluation value E k of each solution vector according to (Equation 4), and the fitness calculation unit 105 calculates the fitness f k from the evaluation value E k .
【0084】次に、解集合再設定部1601の動作につ
いて説明する。まず代表解ベクトル選択部1603にお
いて、解ベクトル集合から近傍ベクトル群を抽出するの
に必要とされる代表解ベクトルpi c(i=1,..,Nc)を選び出
す。この時、選択方法としては様々な手法が考えられる
が、本実施の形態ではグループ組み替え操作部1602
を構成する候補選択部201で用いられているルーレッ
ト選択法により確率的に適合度の高いベクトルを代表解
ベクトルとして選び出すこととする。近傍ベクトル群抽
出部1604が、代表解ベクトル選択部1603で得ら
れた代表解ベクトルpi cに対して、各々、(数11)を
満足する近傍ベクトルpをNs個抽出することによりNc個
の近傍ベクトル群を作成する。この(数11)は、実際
の実数空間におNext, the operation of the solution set resetting section 1601 will be described. First, the representative solution vector selection unit 1603 selects a representative solution vector p i c (i = 1, ..., N c ) required to extract a neighborhood vector group from the solution vector set. At this time, various methods can be considered as the selection method, but in the present embodiment, the group recombination operation unit 1602 is used.
A vector with a high probability of suitability is selected as a representative solution vector by the roulette selection method used in the candidate selection unit 201 that configures. The neighborhood vector group extraction unit 1604 extracts N s neighborhood vectors p satisfying (Equation 11) from the representative solution vector p i c obtained by the representative solution vector selection unit 1603, thereby obtaining N c Create a set of neighborhood vectors. This (Equation 11) is in the actual real number space.
【0085】[0085]
【数11】 [Equation 11]
【0086】いて代表解ベクトルpi cを中心とした半径w
iの球内を表していおり、Ns個の近傍ベクトルを選び出
す方法としては(数11)に含まれる解ベクトルから一
様乱数を用いてランダムに選び出される。図18は以上
の様子を模式的に表現したものである。なお、本実施の
形態では、(数11)のように近傍の判断として実際の
実数空間における解ベクトル間のユークリッド距離を用
いた。しかし、これに限定されるものではなく、ビット
列コードに変換表現した2つの解ベクトルx、yにおい
て、右から数えて下位のLbitビットを比較し、反転して
いるビット数をもとに近傍を定義することにより近傍を
定義する方法も考えられる。Then, the radius w centered on the representative solution vector p i c
It represents the inside of the sphere of i , and as a method of selecting N s neighborhood vectors, it is randomly selected from the solution vectors included in (Equation 11) using uniform random numbers. FIG. 18 is a schematic representation of the above situation. In the present embodiment, the Euclidean distance between the solution vectors in the actual real number space is used as the determination of the neighborhood as in (Equation 11). However, the present invention is not limited to this, and in the two solution vectors x and y converted and expressed in the bit string code, the lower Lbit bits are compared from the right, and the neighborhood is determined based on the number of inverted bits. A method of defining the neighborhood by defining is also considered.
【0087】以上のような解集合再設定部1601の処
理により、Nc個の近傍ベクトル群が抽出させる。グルー
プ組み替え操作部1602では、その各々の近傍ベクト
ル群内の解ベクトルのみを対象とした組み替え操作を行
う。その際、まず候補選択部201において、ルーレッ
ト選択法による解ベクトルの選択淘汰が各々の近傍ベク
トル群内を対象として行われ、候補選択部201で得ら
れた新しい近傍ベクトル群を対象とした交叉処理が交叉
処理実行部202で実行される。こうして各々の近傍ベ
クトル群独立に実行された組み替え操作により、新しい
解ベクトル集合が生成され、この解ベクトル集合に対し
て突然変異処理実行部203が突然変異処理を実行する
のである。By the processing of the solution set resetting section 1601 as described above, N c neighborhood vector groups are extracted. The group recombination operation unit 1602 performs a recombination operation targeting only the solution vector in each of the neighboring vector groups. At that time, first, in the candidate selection unit 201, selection of solution vectors by the roulette selection method is performed within each neighborhood vector group, and the crossover process is performed on the new neighborhood vector group obtained by the candidate selection unit 201. Is executed by the crossover processing execution unit 202. In this way, a new solution vector set is generated by the recombination operation independently performed for each neighborhood vector group, and the mutation process execution unit 203 executes the mutation process on this solution vector set.
【0088】最後に更新繰り返し回数lが更新終了繰り
返し回数g#numendをこえているかどうか、もしくは適合
度計算部105で得られた適合度fの最大値fmaxが収束
判定適合度fendを超えているかどうかをもとに終了判定
が行われ、どちらかでも満足する場合は更新処理は終わ
り、最適解出力部103で最も適合度の高い解ベクトル
が出力されるのである。このように代表解ベクトルの近
傍からベクトル群を選び出しまとめることにより、局所
的な探索をより効率良く行うことができる。さらに各近
傍ベクトル群独立に組み替え操作を行うことにより、突
出した適合度の高い解ベクトルの影響が解全体にすぐに
大きな影響を与えることも避けることができるのであ
る。Finally, whether or not the number of update repetitions l exceeds the number of update end repetitions g # num end , or the maximum value f max of the goodness of fit f obtained by the goodness-of-fit calculation unit 105 becomes the convergence determination goodness-of-fit f end . The end determination is performed based on whether or not the value exceeds the limit. If either is satisfied, the update process ends, and the optimum solution output unit 103 outputs the solution vector with the highest degree of conformity. In this way, a local search can be performed more efficiently by selecting and grouping vector groups from the neighborhood of the representative solution vector. Further, by performing the recombination operation independently for each neighboring vector group, it is possible to avoid that the influence of the solution vector having a high degree of conformity has a large influence on the entire solution immediately.
【0089】以下、本発明の第4の実施の形態における
最適化調整方法と最適化調整装置について図面を説明し
ながら説明する。第4の実施の形態は、解ベクトル集合
内の解ベクトル近傍を複数の領域に分割し、その中で平
均適合度の高い領域から任意に選び出す処理と並行し
て、元の解ベクトル集合内の解ベクトルの組み替え操作
による解ベクトル更新を行うように工夫したものであ
る。図19は、本発明の第4の実施の形態における最適
化調整装置の構成を示すものである。更新領域分割部1
901は解ベクトル集合内から任意に選び出した2つの
解ベクトルの近傍空間を複数の領域に分割する処理を行
い、平均適合度計算部1902は更新領域分割部190
1で分割された各領域内で複数の解ベクトル点を抽出し
その評価値、適合度の平均を求める。さらに、適領域解
ベクトル群抽出部1903は1902で選ばれた領域か
ら複数の解ベクトルを任意に選び出すものであり、解ベ
クトル統合部1904は、組み替え操作により生成され
た解集合と近傍領域探索により更新された解ベクトル群
を1つの集合P*に統合するものである。An optimization adjusting method and an optimization adjusting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the fourth embodiment, the neighborhood of the solution vector in the solution vector set is divided into a plurality of regions, and in parallel with the process of arbitrarily selecting from the regions having a high average goodness of fit, in the original solution vector set It is devised to update the solution vector by recombining the solution vector. FIG. 19 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. Update area dividing unit 1
901 performs a process of dividing the neighborhood space of two solution vectors arbitrarily selected from the solution vector set into a plurality of regions, and the average goodness-of-fit calculation unit 1902 makes the update region division unit 190
A plurality of solution vector points are extracted in each area divided by 1, and the evaluation value and the average of the goodness of fit are obtained. Further, the appropriate area solution vector group extraction unit 1903 arbitrarily selects a plurality of solution vectors from the area selected in 1902, and the solution vector integration unit 1904 uses the solution set generated by the recombination operation and the neighborhood area search. The updated solution vector group is integrated into one set P * .
【0090】以上のように構成された本発明の第4の実
施の形態における最適化調整方法及び最適化調整装置の
動作を図20の処理を表すフローチャート図をもとに説
明する。なお、扱う具体的問題及び解ベクトルを構成す
る各要素の表現方法は本発明の参考例、第1から第3に
おける実施の形態の場合と同様である。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the flowchart of the process of FIG. The specific problem to be handled and the method of expressing each element forming the solution vector are the same as those in the reference examples of the present invention and the first to third embodiments.
【0091】最初にこれまでの実施の形態と同様に、初
期解集合設定部101において解ベクトルの初期集合P=
[pk](k=1,...,n)が所定の手続きまたは外部からの指示
により設定される。評価値獲得部104が(数4)に従
い各解ベクトルの評価値Ekを求め、適合度計算部105
が評価値Ekより適合度fkを計算する。組み替え操作部1
08がこの適合度fkをもとに解ベクトル集合P内の解ベ
クトルpkの遺伝的な組み替え操作を行う。その処理と並
行して、以下の処理がなされる。First, as in the above-described embodiments, the initial solution set setting unit 101 sets the initial set of solution vectors P =
[p k ] (k = 1, ..., n) is set by a predetermined procedure or an instruction from the outside. The evaluation value acquisition unit 104 obtains the evaluation value E k of each solution vector according to (Equation 4), and the fitness calculation unit 105
But to calculate the goodness of fit f k than the evaluation value E k. Recombination operation unit 1
08 performs the genetic recombination operation of the solution vector p k in the solution vector set P based on this fitness f k . The following processing is performed in parallel with the processing.
【0092】まず、更新領域分割部1901では、解ベ
クトルpkとpmの間を結ぶ直線区間Lが設定できる。このL
は(数12)のように表現できる。ここでαは実数値で
ある。First, in the update area dividing unit 1901, a straight line section L connecting the solution vectors p k and p m can be set. This L
Can be expressed as (Equation 12). Where α is a real number.
【0093】[0093]
【数12】 [Equation 12]
【0094】この直線区間を次の3つの領域に分割す
る。
(1)α<0.0のpmを起点にしてpkから遠ざかる領域
(2)0.0≦α≦1.0のベクトルpkとpmの間の領域
(3)α>1.0のpkを起点にpmから遠ざかる領域
解ベクトルpkに対して、解ベクトル集合Pからランダム
にその相手となる解ベクトルpmが選択される。このよう
にして直線区間ではあるが、解ベクトルpkの近傍を分割
することができる。なお、pkを中心にした球領域を考
え、その領域を経度角度βにより分割することにより複
数領域に分ける方法も考えられる。平均適合度計算部1
902では、領域(1)(2)(3)各々よりnc個の解ベクトル
を選び出し、評価値そして適合度を計算する。そして、
各領域ごとに平均適合度fi me an(i=1,2,3)を導出するの
である。適領域解ベクトル抽出部1903は1902の
結果をもとに、最も平均適合度の高い領域を選択し、そ
こからランダムにnd個の解ベクトルを元に持つベクトル
群Pkを抽出する。図21はその様子を表しており、この
場合は領域(2)が選択されている。最新の解ベクトル集
合の中で最も適合度の高い解ベクトルが出力される。こ
の適領域解ベクトル抽出部1903で抽出された解ベク
トル群Pk(k=1,...,n)と組み替え操作部108で得られ
た新しい解ベクトル集合Pが1904の解ベクトル統合
部で1つの集合P*に統合される。この方法としては、本
実施の形態2における高い適合度の順に抽出する方法
と、本実施の形態3における適合度にルーレット選択法
を適用した確率的に適合度の高いものを選択する方法等
が考えられる。This straight line section is divided into the following three areas.
It
(1) α <0.0pmStarting from pkArea away from
(2) Vector p with 0.0 ≦ α ≦ 1.0kAnd pmArea between
(3) α> 1.0 pkStarting from pmArea away from
Solution vector pkFor a random set of solution vectors P
And its solution vector pmIs selected. like this
Although it is a straight line section, the solution vector pkSplit the neighborhood of
can do. Note that pkConsider the sphere area centered on
By dividing the area by the longitude angle β,
A method of dividing into several areas is also conceivable. Average goodness-of-fit calculation unit 1
In 902, n is obtained from each of the areas (1) (2) (3).cSolution vectors
To calculate the evaluation value and the goodness of fit. And
Average goodness of fit f for each regioni me anto derive (i = 1,2,3)
Is. The appropriate region solution vector extraction unit 1903
Based on the results, select the area with the highest average goodness of fit and
Randomly from here ondVector based on solution vectors
Group PkTo extract. Figure 21 shows the situation.
In this case, area (2) is selected. Latest solution vector collection
The solution vector with the highest degree of fit is output. This
The solution vector extracted by the appropriate region solution vector extraction unit 1903 of
Torr Group Pk(k = 1, ..., n) and obtained by the recombination operation unit 108
New solution vector set P is 1904 solution vector integration
One set P in part*Integrated into. As for this method, the book
Method of extracting in order of high suitability in the second embodiment
And the roulette selection method for the goodness of fit in the third embodiment.
Method to select the one with a high probability of suitability by applying
Can be considered.
【0095】前述までの実施の形態の場合と同様に、
《終了条件1》更新繰り返し回数lが更新終了繰り返し
回数g#numendをこえたかどうか
《終了条件2》最大適合度fmaxが収束判定適合度fendを
超えたかどうかという2つの終了条件が設定されてお
り、どちらも満足しない場合にはもう一度評価値獲得部
104へ処理が戻り、どちらかが満たされれば、最適解
出力部103で最も適合度が高い解ベクトルが最適解と
して出力されるのである。以上のような処理過程を終了
条件を満足するまで繰り返し実行することにより最適解
の探索を行うのである。このように、解ベクトル集合内
の組み替え操作による解ベクトルの最適化と並行して、
各解ベクトル近傍における解ベクトルの更新処理も同時
に行うこととなり、元々遺伝的アルゴリズムが持つ効率
的な大域解更新能力に局所的な解更新能力を補強するこ
とができ、最適解ベクトルの推定を効率良く実行するこ
とができる。As in the case of the above-described embodiments, << termination condition 1 >> Whether the update repeat count l exceeds the update end repeat count g # num end << end condition 2 >> maximum fitness f max is determined to converge Two end conditions, that is, whether or not the fitness f end is exceeded, are set. If neither is satisfied, the process returns to the evaluation value acquisition unit 104 again, and if either is satisfied, the optimum solution output unit 103 The solution vector with the highest degree of matching is output as the optimum solution. The optimum solution is searched by repeatedly executing the above-described processing steps until the end condition is satisfied. Thus, in parallel with the optimization of the solution vector by the recombination operation in the solution vector set,
Since the update process of the solution vector near each solution vector is also performed at the same time, the local solution update capability can be supplemented to the efficient global solution update capability originally possessed by the genetic algorithm, and the optimal solution vector can be estimated efficiently. It can run well.
【0096】以下、本発明の第5の実施の形態における
最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。図
22は、本発明の第5の実施の形態における最適化調整
装置の構成を示すものである。本実施の形態は、適合度
の算術平均と標準偏差をもとに解ベクトル集合を複数の
グループに分割し、各グループ内の解ベクトルのみを対
象とした組み替え操作を行うことにより最適解の探索を
実行する。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described below. FIG. 22 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the solution vector set is divided into a plurality of groups based on the arithmetic mean and standard deviation of the goodness of fit, and the optimal solution is searched by performing a recombination operation only on the solution vectors in each group. To execute.
【0097】図22において、2201は解ベクトル集
合全体を複数のグループに分割する解集合分割部であ
る。解集合分割部2201は解ベクトル集合全体を分割
する際の各領域を決定する分割領域決定部2202とそ
の結果をもとに解ベクトル集合を実際に複数のグループ
に分割する分割実行部2203より構成される。In FIG. 22, reference numeral 2201 denotes a solution set dividing unit which divides the entire solution vector set into a plurality of groups. The solution set division unit 2201 includes a division area determination unit 2202 that determines each area when dividing the entire solution vector set, and a division execution unit 2203 that actually divides the solution vector set into a plurality of groups based on the result. To be done.
【0098】以上のように構成された本発明の第5の実
施の形態における最適化調整方法と最適化調整装置の動
作を図23のフローチャート図をもとに説明する。な
お、扱う具体的問題及び解ベクトルを構成する各要素の
表現方法は前述までの参考例、第1から第4までの実施
の形態と同様である。The operation of the optimizing adjustment method and the optimizing adjusting apparatus according to the fifth embodiment of the present invention configured as above will be described with reference to the flowchart of FIG. The specific problem to be dealt with and the method of expressing each element forming the solution vector are the same as those in the above-described reference examples and the first to fourth embodiments.
【0099】最初に初期解集合設定部101において解
ベクトルの初期集合P=[pk](k=1,...,n)が所定の手続き
または外部からの指示により設定されるとともに、解ベ
クトル集合分割条件として分割するグループ数Ngとその
分割に用いられる自然定数nが設定される。評価値獲得
部104が(数4)に従い各解ベクトルの評価値Ekを求
め、適合度計算部105が評価値Ekより適合度fkを計算
する。収束条件として、更新繰り返し回数lが更新終了
繰り返し回数g#numendをこえているかどうか、もしくは
適合度計算部105で得られた適合度fの最大値fmaxが
収束判定適合度f endを超えているかどうかという2つの
条件が設定されており、どちらかでも満足する場合は解
ベクトルの更新処理は終わり、最適解出力部103で最
も適合度の高い解ベクトルが出力される。First, the initial solution set setting unit 101
Initial set of vectors P = [pk] (k = 1, ..., n) is the prescribed procedure
Or it is set by external instructions and the solution
Number of groups to divide as a cuttle set division condition NgAnd its
The natural constant n used for division is set. Evaluation value acquisition
The evaluation value E of each solution vector is calculated by the unit 104 according to (Equation 4).kSeeking
Therefore, the goodness-of-fit calculation unit 105 uses the evaluation value EkMore goodness of fit fkCalculate
To do. As the convergence condition, the number of update iterations l ends update
Repeat count g # numendOver, or
Maximum value f of the goodness of fit f obtained by the goodness of fit calculation unit 105maxBut
Convergence judgment fitness f endWhether it exceeds the two
If conditions are set and either is satisfied, the solution
The vector update process is completed, and the optimal solution output unit 103
Also outputs a solution vector with a high degree of conformity.
【0100】次に、解集合分割部2201の動作につい
て説明する。まず分割幅決定部2202が適合度計算部
105で求められた適合度fkの算術平均Aveとその標準
偏差σを計算する。そして、例えばNg=3の場合、図24
(a)の適合度fkに対する個体数分布を表す図のよう
に、Ave、σと初期解集合設定部101で設定された自
然定数nを用いて、
(A)fk>(Ave+σ×n)の領域
(B)(Ave-σ×n)≦fk≦(Ave+σ×n)の領域
(C)fk<(Ave-σ×n)の領域
の3つの領域を決定する。分割実行部2203が分割領
域決定部2202の結果を受けて、実際に解ベクトル集
合全体を分割する。図24(b)は実際の実数値空間に
おける分割された各グループの分布を模式的に表す図で
ある。ここで、本発明の第4の実施の形態の場合は、現
在の解ベクトル集合の適合度をもとに検討した分布状況
に関係なく代表解ベクトルの近傍ベクトル群を抽出して
いるが、本実施の形態では、現在の解ベクトル集合の中
から適合度の分布状況に従い抽出して分割を行っている
点が大きく異なる。なお、本実施の形態では、nを一定
とみなしているが、この値も動的に変化させることも考
えられる。Next, the operation of the solution set dividing unit 2201 will be described. First, the division width determination unit 2202 calculates the arithmetic mean Ave of the goodness of fit f k obtained by the goodness of fit calculation unit 105 and its standard deviation σ. Then, for example, in the case of N g = 3, FIG.
As shown in the figure showing the population distribution for the fitness fk in (a), using Ave, σ and the natural constant n set by the initial solution set setting unit 101, (A) f k > (Ave + σ × The three areas of the area (B) (A)-(Ave-σ × n) ≦ f k ≦ (Ave + σ × n) (C) f k <(Ave-σ × n) are determined. The division executing unit 2203 receives the result of the division area determining unit 2202 and actually divides the entire solution vector set. FIG. 24B is a diagram schematically showing the distribution of each divided group in the actual real value space. Here, in the case of the fourth embodiment of the present invention, the neighborhood vector group of the representative solution vector is extracted regardless of the distribution status examined based on the goodness of fit of the current solution vector set. The embodiment differs greatly in that the current solution vector set is extracted and divided according to the distribution of the goodness of fit. Although n is assumed to be constant in the present embodiment, this value may be dynamically changed.
【0101】グループ組み替え操作部1602では本発
明の第4の実施の形態の場合と同様に、解集合分割部2
201で得られた複数のグループ内の解ベクトルのみを
対象として、ルーレット選択法による解ベクトルの選択
淘汰、交叉処理が候補選択部201、交叉処理実行部2
02で順番に実行される。そして、新しく生成された解
ベクトル集合全体に対して突然変異処理実行部203が
突然変異処理を実行するのである。As in the case of the fourth embodiment of the present invention, the group recombination operation section 1602 uses the solution set dividing section 2
Only the solution vectors in the plurality of groups obtained in 201 are selected by the roulette selection method, and the crossover process is performed by the candidate selection unit 201 and the crossover process execution unit 2
No. 02 is executed in order. Then, the mutation process executing unit 203 executes the mutation process on the entire newly generated solution vector set.
【0102】以上のような解ベクトル集合の更新処理
を、前述の収束条件が満たされるまで繰り返し行うこと
により最適な解べくトルの推定を行うものであり、この
ように解ベクトル集合全体を適合度の平均と標準偏差を
もとに複数のグループに分割し、各グループ内に属する
解ベクトルのみを対象とした組み替え操作を各グループ
独立に実行することにより、突出した高い適合度を持つ
解ベクトルや低い解ベクトルが別々のグループに分かれ
て組み替え操作を行われることになる。そのため、それ
らが解ベクトル集合全体にすぐに大きな影響を与えるこ
とを避けることができるし、また各グループ内の解の収
束も高速となり、効率良い最適解ベクトルの推定を行う
ことができるのである。The above-described update process of the solution vector set is repeatedly performed until the above-mentioned convergence condition is satisfied, thereby estimating the toll for an optimum solution. By dividing into multiple groups based on the mean and standard deviation of each, and performing the recombination operation targeting only the solution vectors belonging to each group independently, The low solution vector is divided into different groups and the recombination operation is performed. Therefore, it is possible to avoid that they have a great influence on the entire solution vector set immediately, and also to speed up the convergence of the solution in each group, so that the optimal solution vector can be estimated efficiently.
【0103】以下、本発明の第6の実施の形態における
最適化調整方法と最適化調整装置について図面を説明し
ながら説明する。第6の実施の形態は、適合度を計算す
る度に適合度の算術平均と標準偏差、最大・最小適合度
をもとに解ベクトル集合を複数のグループに分割するか
どうかの判断をすることにより組み替え操作対象を選択
し、得られた組み替え操作対象内の解ベクトルを対象と
した組み替え操作を行うことにより最適解探索を実行す
るものである。図25は、本発明の第6の実施の形態に
おける最適化調整装置の構成を示すもので、2501は
適合度の算術平均と標準偏差、最大・最小適合度をもと
に解ベクトル集合全体を複数のグループに分割するかど
うかの判断を下す組み替え対象制御部である。An optimization adjusting method and an optimization adjusting apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the sixth embodiment, every time the goodness of fit is calculated, it is determined whether or not the solution vector set is divided into a plurality of groups based on the arithmetic mean and the standard deviation of the goodness of fit and the maximum and minimum goodness of fit. An optimal solution search is executed by selecting a recombination operation target by and performing a recombination operation targeting the solution vector in the obtained recombination operation target. FIG. 25 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, in which 2501 represents the entire solution vector set based on the arithmetic mean and standard deviation of the goodness of fit and the maximum and minimum goodness of fit. It is a rearrangement target control unit that determines whether to divide into a plurality of groups.
【0104】以上のように構成された本発明の第6の実
施の形態における最適化調整方法及び最適化調整装置の
動作を図26の全体の処理を表すフローチャート図、図
27の処理2を表すフローチャート図をもとに説明す
る。なお、扱う具体的問題及び解ベクトルを構成する各
要素の表現方法は本発明の参考例、第1から第5におけ
る実施の形態の場合と同様である。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus according to the sixth embodiment of the present invention configured as described above is a flowchart showing the overall processing of FIG. 26, and processing 2 of FIG. Description will be given based on a flowchart. The specific problem to be handled and the method of expressing each element forming the solution vector are the same as those in the reference examples of the present invention and the first to fifth embodiments.
【0105】最初にこれまでの実施の形態と同様に、初
期解集合設定部101において解ベクトルの初期集合P=
[pk](k=1,...,n)が所定の手続きまたは外部からの指示
により設定されるとともに、解ベクトル集合分割条件と
して分割するグループ数Ngとその分割に用いられる自然
定数nが設定される。評価値獲得部104が(数4)に
従い各解ベクトルの評価値Ekを求め、適合度計算部10
5が評価値Ekより適合度fkを計算する。収束条件とし
て、更新繰り返し回数lが更新終了繰り返し回数g#num
endをこえているかどうか、もしくは適合度計算部10
5で得られた適合度fの最大値fmaxが収束判定適合度f
endを超えているかどうかという2つの条件が設定され
ており、どちらかでも満足する場合は解ベクトルの更新
処理は終わり、最適解出力部103で最も適合度の高い
解ベクトルが出力される。First, as in the above-described embodiments, the initial solution set setting unit 101 sets the initial set of solution vectors P =
[p k ] (k = 1, ..., n) is set by a predetermined procedure or an instruction from the outside, and the number of groups N g to be divided as a solution vector set division condition and a natural constant used for the division n is set. The evaluation value acquisition unit 104 obtains the evaluation value E k of each solution vector according to (Equation 4), and the fitness calculation unit 10
5 calculates the fitness fk from the evaluation value E k . As the convergence condition, the update repeat count l is the update end repeat count g # num
Whether or not it exceeds the end , or the fitness calculation unit 10
The maximum value f max of the fitness f obtained in 5 is the convergence determination fitness f
Two conditions are set to determine whether or not end is exceeded. If either of them is satisfied, the solution vector update process ends, and the optimal solution output unit 103 outputs the solution vector with the highest degree of conformity.
【0106】本実施の形態は第5の実施の形態に解ベク
トル集合の分割を行うかどうかの制御機構2501を設
けることにより、無意味な分割(解ベクトル集合内の全
ての解ベクトルの適合度が非常に近い値を持つような場
合)をすることによる効率のロスを避けることを目的と
する。組み替え対象制御部2501は、まず適合度計算
部104で得られる適合度fkよりその平均Aveと標準偏
差σを求める。そして、この値と最大・最小適合度をも
とに解ベクトル集合を複数のグループに分割するかどう
かの判断を下すのである。その判断基準として様々な基
準が考えられるが、本実施の形態では(数13)で表さ
れる条件を満足する時に、解ベクトル集合を複数のグル
ープに分割する必要があると判断するように定義する。In this embodiment, a control mechanism 2501 for determining whether or not to divide the solution vector set is provided in the fifth embodiment, so that meaningless division (fitness of all solution vectors in the solution vector set) is achieved. The purpose is to avoid the loss of efficiency due to The recombination target control unit 2501 first obtains the average Ave and standard deviation σ thereof from the goodness of fit f k obtained by the goodness of fit calculation unit 104. Then, based on this value and the maximum / minimum goodness of fit, it is determined whether or not the solution vector set is divided into a plurality of groups. Various criteria can be considered as the criterion, but in the present embodiment, it is defined that it is necessary to divide the solution vector set into a plurality of groups when the condition expressed by (Equation 13) is satisfied. To do.
【0107】[0107]
【数13】 [Equation 13]
【0108】ここでfmaxは最大適合度、fminは最小適合
度、cfは適合度分布判断定数を表す。この判断基準の結
果に従い、2501は次のような動作を行う。
《判定1》分割しないと判断された場合には解ベクトル
集合全体を組み替え対象として組み替え操作部108へ
進む。
《判定2》分割を行うと判断された場合には解集合分割
部2201へ進む。この時、解ベクトル集合の分割方法
として適合度の平均値Aveと標準偏差σをもとに本発明
における第6の実施の形態の場合と同様な方法を用い
る。Here, f max is the maximum fitness, f min is the minimum fitness, and c f is the fitness distribution judgment constant. The 2501 performs the following operation according to the result of this determination criterion. << Determination 1 >> When it is determined that the division is not performed, the entire solution vector set is targeted for recombination and the process proceeds to the recombination operation unit 108. << Determination 2 >> If it is determined that the division is performed, the process proceeds to the solution set division unit 2201. At this time, a method similar to the case of the sixth embodiment of the present invention is used as a method of dividing the solution vector set based on the average value Ave of the goodness of fit and the standard deviation σ.
【0109】組み替え操作部108では、組み替え対象
制御部2501で得られた組み替え対象に対してルーレ
ット選択法による解ベクトルの選択淘汰が候補選択部2
01で実行され、1点もしくは2点交叉処理が交叉処理
実行部202で実行され、突然変異処理が突然変異処理
実行部203が実行されるのである。In the recombination operation unit 108, the selection selection of the solution vector by the roulette selection method for the recombination target obtained by the recombination target control unit 2501 is performed by the candidate selection unit 2
01, the one-point or two-point crossover process is executed by the crossover process execution unit 202, and the mutation process is executed by the mutation process execution unit 203.
【0110】そして本発明における参考例、第1から第
5の実施の形態の場合と同様な収束条件により解ベクト
ル集合の更新を続行するかどうかの判定を行う。以上の
ような処理過程を繰り返し実行することにより最適解ベ
クトルの推定を行うのである。このように、適合度の算
術平均と標準偏差、最大・最小適合度をもとに解ベクト
ル集合を複数のグループに分割するかどうかの判断をす
る。分割すると判断された場合には、解集合分割部が解
集合全体を複数のグループに分割し、そう判断されない
場合は解集合全体を組み替え操作の対象とし、得られた
組み替え処理対象に対して解ベクトルの選択と組み替え
操作を行うことにより適合度分布状況をもとに突出した
高い適合度を持つ解ベクトルの有無を判断し、その影響
を低減するように組み替え処理対象を限定することによ
り、効率良い最適解ベクトル推定を行うことができるの
である。Then, it is determined whether or not to continue updating the solution vector set under the same convergence condition as in the reference example of the present invention and the first to fifth embodiments. The optimal solution vector is estimated by repeatedly executing the above processing steps. In this way, it is determined whether or not the solution vector set is divided into a plurality of groups based on the arithmetic mean and standard deviation of the goodness of fit and the maximum and minimum goodness of fit. If it is determined to be divided, the solution set division unit divides the entire solution set into a plurality of groups, and if not so, the entire solution set is the target of the recombination operation, and the solution for the obtained recombination processing target is solved. By selecting a vector and performing a recombination operation, it is determined whether there is a solution vector with a high degree of goodness of conformity based on the goodness of fit distribution situation, and by limiting the recombination processing target so as to reduce the effect, efficiency can be improved. A good optimal solution vector estimation can be performed.
【0111】以下、本発明の第7の実施の形態における
最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。図
28は、本発明の第7の実施の形態における最適化調整
装置の構成を示すものである。本実施の形態は、更新領
域設定部で用いられる段階収束基準として段階収束適合
度とその値を満足する解ベクトル個体数を定義し、更新
領域設定部において前記段階収束基準を満足するごとに
更新領域を局所的に限定するとともに段階収束適合度の
精度を上げていくことにより最適解ベクトルの推定を実
行するものである。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus according to the seventh embodiment of the present invention will be described below. FIG. 28 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. In the present embodiment, the step convergence conformity and the number of solution vector individuals that satisfy the value are defined as the step convergence criterion used in the update area setting unit, and updated every time the update area setting unit satisfies the step convergence criterion. The optimal solution vector is estimated by locally limiting the region and increasing the accuracy of the stepwise convergence fitness.
【0112】図28において、2801は段階収束基準
として設定された段階収束評価値とその値を満足する解
ベクトル個体数を評価し、その基準を満足する場合に探
索領域を局所的に限定するとともに段階収束適合度の精
度を上げていく更新領域設定であり、更新領域設定部2
801は、段階収束適合度flthとその値を満足する解ベ
クトル個体数Nlthを評価する段階収束判定部2802
と、段階収束判定部2802で収束と判断された場合に
更新領域を局所的に限定するとともに段階収束適合度の
精度を上げる収束基準変更部2803により構成され
る。In FIG. 28, reference numeral 2801 evaluates the graded convergence evaluation value set as the graded convergence criterion and the number of solution vector individuals satisfying the criterion, and when the criterion is satisfied, the search area is locally limited and The update area setting unit 2 is an update area setting for increasing the accuracy of the stepwise convergence adaptability.
Reference numeral 801 denotes a step convergence determination unit 2802 that evaluates the step convergence suitability fl th and the number of solution vector individuals Nl th that satisfies the value.
And a convergence criterion changing unit 2803 that locally limits the update region and improves the accuracy of the gradual convergence suitability when the gradual convergence determination unit 2802 determines convergence.
【0113】以上のように構成された本発明の第7の実
施の形態における最適化調整方法と最適化調整装置の動
作について図29のフローチャート図をもとに説明す
る。その際、扱う具体的問題及び解ベクトルのコーディ
ング方法については参考例、第1から第6における実施
の形態と同様のものを用いるとする。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus according to the seventh embodiment of the present invention configured as above will be described with reference to the flowchart of FIG. At this time, as the specific problem to be dealt with and the coding method of the solution vector, it is assumed that the same as those in the embodiments of the reference example and the first to sixth embodiments are used.
【0114】まず、これまでの実施の形態と同様に初期
解集合設定部101において解ベクトルの初期集合P=[p
k](k=1,...,n)が所定の手続きまたは外部からの指示に
より設定される。この初期解ベクトル集合Pより最適解
ベクトル推定が開始されるのである。それとともに、初
期解ベクトルの更新領域と、初期段階収束基準が設定さ
れる。段階収束基準は段階収束適合度flthとその値を満
足する解ベクトル個体数Nlthとして定義されており、初
期段階収束適合度flth0と収束判定のための初期個体数N
lth0がflth=flth0、Nlth=Nlth0のように設定される。ま
た、初期更新領域としては、係数に相当する長さBlenの
バイナリーコードにおいて最上位Clenビットのみが有効
でそれ以下では0とみなすことにより表現される領域を
対象とする。First, as in the previous embodiments, the initial solution set setting unit 101 sets the initial set of solution vectors P = [p
k ] (k = 1, ..., n) is set by a predetermined procedure or an instruction from the outside. Optimal solution vector estimation is started from this initial solution vector set P. At the same time, the update region of the initial solution vector and the initial stage convergence criterion are set. Phase convergence criteria are defined as the solution vector population Nl th which satisfies the phase convergence adaptability fl th and the value, the initial population N for convergence determined initial stage converging fit fl th0
l th0 is set as fl th = fl th0 , Nl th = Nl th0 . Also, as the initial update area, only the most significant Clen bit is effective in the binary code of length Blen corresponding to the coefficient, and if it is less than that, the area expressed by being regarded as 0 is targeted.
【0115】更新領域設定部2801では、まず段階収
束判定部2802において、105で得られた適合度fk
と段階収束適合度flthが比較され、fkがflthより大きく
なる解ベクトルの個数Nlを数える。この際、段階収束判
定部2802では段階収束適合度flthが予め設定された
収束判定適合度fendを超えているかかどうかを判断する
段階収束条件を設け、次のような判定がされる。
《判定1》Nl≧Nlthかつ段階収束条件を満足する場合、
最適解出力部103へ進む。
《判定2》Nl≧Nlthだが段階収束条件を満足しない場
合、収束基準変更部2803が段階収束適合度flthを
(数14)に従い変更する。ここで、flth newが新しく
設定される段階収束適合度であり、flth prvが現在の段
階収束適合度、△flが予め設定された段階収束適合度の
変分量であり、正の実定数である。なお、ここでは△fl
は一定とみなすが、この値も動的に変化するように設定
することも考えられる。In the update area setting section 2801, first, in the step convergence determination section 2802, the goodness of fit f k obtained at 105 is calculated.
And the stepwise convergence fitness fl th are compared, and the number Nl of solution vectors for which f k is larger than fl th is counted. At this time, the staged convergence determination unit 2802 sets a staged convergence condition for determining whether or not the staged convergence fitness fl th exceeds a preset convergence determination fitness f end, and makes the following determination. << Judgment 1 >> When Nl ≧ Nl th and the step convergence condition are satisfied,
Proceed to the optimum solution output unit 103. << Judgment 2 >> When Nl ≧ Nl th but the stepwise convergence condition is not satisfied, the convergence criterion changing unit 2803 changes the stepwise convergence adaptability fl th according to (Equation 14). Here, fl th new is the newly set stepwise convergence fitness, fl th prv is the current stepwise convergence fitness, and Δfl is the variation of the preset stepwise convergence fitness, and a positive real constant. Is. Here, △ fl
Is considered to be constant, but it is possible to set this value so that it also changes dynamically.
【0116】[0116]
【数14】 [Equation 14]
【0117】収束基準変更部2803では、バイナリ変
換された各係数の現在の更新領域であるClenビットは、
その係数がflth prvを満足するベクトルに含まれる場合
は、そのまま保存される。一方、満足しないベクトルに
対しては、満足する複数のベクトルの中からランダムに
選ばれたベクトルが各係数の現在の探索領域であるClen
ビットにコピーされる。その後、各係数において次の下
位のClenビットにより表現される領域を改めて更新対象
領域とするのである。その際、更新対象領域より上のビ
ットは変更せず、また更新領域より下のビットは0とす
る。ここで、Clenビットの移動が、予め設定された、各
係数に割り当てられたBlenビットを超える時は、一番下
位ビットからClenビットを更新の対象とする。以上の処
理の後、再び段階収束判定部2802における判定を繰
り返す。
《判定3》Nl≦Nlthの場合、組み替え操作部108へ進
む。In the convergence criterion changing unit 2803, the Clen bit, which is the current update area of each binary-converted coefficient, is
If the coefficient is included in the vector satisfying fl th prv , it is saved as it is. On the other hand, for the dissatisfied vector, a vector randomly selected from the satisfied vectors is Clen which is the current search area of each coefficient.
Copied to bit. After that, the area represented by the next lower Clen bit in each coefficient is again set as the update target area. At that time, the bits above the update target area are not changed, and the bits below the update area are set to 0. Here, when the movement of the Clen bit exceeds the preset Blen bit assigned to each coefficient, the Clen bit is updated from the least significant bit. After the above processing, the determination by the step convergence determination unit 2802 is repeated again. << Judgment 3 >> If Nl ≦ Nl th , the process proceeds to the recombination operation unit 108.
【0118】図30は判定2で行う更新ビット選択処理
を実際の係数が取り得る実数値空間における更新領域に
展開して表している。解ベクトルの要素である係数は図
7で示されるようなビット列コード表現されているた
め、上位ビットの変動は実際の実数空間における係数の
大きな変動に相当し、下位ビットの変動は現在点を中心
とした局所的な変動に相当する。そのため、図30で明
かなように判定2で行う更新ビット選択処理は、はじめ
各係数が取り得る領域をあらく大域的に更新した後、抽
出された領域をさらに細分化して局所的に更新する過程
を繰り返すというように、段階的に更新領域を限定・細
部化して更新を行う過程に相当する。FIG. 30 shows the update bit selection process performed in the determination 2 expanded into an update area in the real number space that can be taken by the actual coefficient. Since the coefficient that is an element of the solution vector is expressed in the bit string code as shown in FIG. 7, the fluctuation of the upper bit corresponds to the large fluctuation of the coefficient in the actual real number space, and the fluctuation of the lower bit is centered on the current point. Corresponds to the local fluctuation. Therefore, as is clear from FIG. 30, the update bit selection process performed in the determination 2 is a process of first globally updating the region that each coefficient can take, and then further subdividing the extracted region and locally updating it. This is equivalent to the process of gradually updating and limiting the update area, such as repeating.
【0119】解ベクトル集合内の解ベクトル更新の終了
を判断する収束条件としては、判定1及び判定2で使用
される段階収束条件と、更新繰り返し回数lが更新終了
繰り返し回数g#numendをこえているかどうかを判断する
条件が用意されている。この2つの条件が満足されるま
で、以上のような解ベクトルの更新処理を繰り返し実行
することにより最適解の推定を行うのである。このよう
にまず大域的に荒い解ベクトルの探索を行った後徐々に
局所的探索に移行することにより、従来問題とされてい
た最適解近傍における局所的な探索能力の甘さによる影
響を低減することが可能となり、効率良くかつ高速な最
適解探索を実現することができる。As the convergence condition for judging the end of the update of the solution vector in the solution vector set, the step convergence condition used in judgment 1 and judgment 2 and the update repetition number l exceed the update end repetition number g # num end . There is a condition to judge whether or not. The optimum solution is estimated by repeatedly executing the above-described solution vector update processing until these two conditions are satisfied. In this way, by first performing a search for a globally rough solution vector and then gradually shifting to a local search, it is possible to reduce the effect of the poor local search ability in the neighborhood of the optimal solution, which has been a problem in the past. It is possible to realize an efficient and high-speed optimal solution search.
【0120】なお本発明における参考例、第1から第7
の実施の形態の遺伝的アルゴリズムによる最適化調整方
法及び最適化調整装置では、多次元関数の最大値推定問
題を具体例として説明したが、前記巡回セールスマン問
題やある個数の品物を容量が限定されているナップサッ
クにできるだけ詰め込むことを求めるというナップサッ
ク問題、与えられた多次元空間における複数点よりそれ
らをうまく近似する多次元関数を求める多次元関数近似
問題、病院における看護婦の夜勤、深夜勤務スケジュー
ルを適切に計画するためのスケジューリング問題、航空
機等のパラメトリック設計等への適用も考えられる。1
例として次のように記述できる一次元関数近似問題が挙
げられる。
《条件1'》所定の手続きまたは外部からの指示によ
り、t個の2次元ベクトルqi(xi, yi)(i=1,...,t)からな
る集合Qを作り出す。
《条件2'》(数15)のような(s-1)次関数を定義す
る。
《条件3'》条件1における2次元ベクトル集合Qを最も
近似する(数15)で表される(s-1)次関数の各項にお
ける係数aj(j=0,...,s-1)を(数16)を満足する範囲
内で求める。ここで、x∋xkを独立変数と、cjは係数aj
の絶対値の探索上限とみなす。Reference examples in the present invention, first to seventh
In the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus by the genetic algorithm of the embodiment of the present invention, the maximum value estimation problem of the multidimensional function has been described as a specific example, but the traveling salesman problem and the capacity of a certain number of items are limited. Knapsack problem that seeks to pack as many knapsacks as possible, multidimensional function approximation problem that finds a multidimensional function that approximates them well from multiple points in a given multidimensional space, nurse night shift in hospital, midnight work schedule It is also possible to apply it to the scheduling problem to properly plan the aircraft, parametric design of aircraft, etc. 1
An example is the one-dimensional function approximation problem that can be described as follows. << Condition 1 '>> A set Q composed of t two-dimensional vectors q i (x i , y i ) (i = 1, ..., t) is created by a predetermined procedure or an instruction from the outside. Define a (s-1) -order function such as << Condition 2 '>> (Equation 15). << Condition 3 '>> The coefficient a j (j = 0, ..., s-) in each term of the (s-1) -dimensional function represented by (Equation 15) that most approximates the two-dimensional vector set Q in Condition 1 1) is calculated within the range that satisfies (Equation 16). Where x ∋ x k is the independent variable and c j is the coefficient a j
Considered as the upper search limit for the absolute value of.
【0121】[0121]
【数15】 [Equation 15]
【0122】[0122]
【数16】 [Equation 16]
【0123】《条件4》ただし、条件1における2次元
ベクトルデータ数tは探索する係数ajの個数sよりもはる
かに大きいものとする。図31はこれを模式的に表現し
たものである。この場合、評価値獲得部104が例えば
(数17)のように、予め与えら < Condition 4> However, it is assumed that the number t of two-dimensional vector data in Condition 1 is much larger than the number s of coefficients a j to be searched. FIG. 31 is a schematic representation of this. In this case, the evaluation value acquisition unit 104 may give the evaluation value in advance, for example, as in (Equation 17).
【0124】[0124]
【数17】 [Equation 17]
【0125】れた2次元ベクトルデータqi(xi, yi)と得
られた近似関数より推定されるベクトルデータoi(xi, z
i)の間の2乗誤差の総和(i=1,...,t)を評価関数として
用いることにより各解ベクトルpkに対する評価値Ekを求
める方法が考えられ、この一次元関数近似問題はこの評
価値を最小化する最小化問題として捉えることができ
る。 その時、適応度計算部105では、評価値獲得部
104で求められる評価値から、各解ベクトルの適合性
を見るために適合度が計算される。適合度fkを導出する
関数として様々な関数が考えられるが、ここではfk=V-E
kとし、VはEkより大きい正の実定数とする。こうするこ
とにより、評価値が小さい程適合度は大きな値になるよ
うに変換することができる。Vector data o i (x i , z) estimated from the obtained two-dimensional vector data q i (x i , y i ).
A method of obtaining an evaluation value E k for each solution vector p k by using the sum of squared errors (i = 1, ..., t) between i ) can be considered. The problem can be regarded as a minimization problem that minimizes this evaluation value. At that time, the fitness calculation unit 105 calculates the fitness from the evaluation value obtained by the evaluation value acquisition unit 104 in order to see the suitability of each solution vector. Various functions can be considered as a function for deriving the fitness f k , but here, f k = VE
and k, V is the E k greater than the positive real constant. By doing so, the smaller the evaluation value, the larger the adaptability can be converted.
【0126】以下、本発明に関連する第1の例から第1
5の例における最適化調整方法及び最適化調整装置につ
いて図面を参照して説明するが、この第1から第15の
例では、ユーザの評価をもとに最適な解ベクトルを推定
する対話型遺伝的アルゴリズムを用いた最適化調整方法
と最適化調整装置に関するものである。Hereinafter, first to first examples related to the present invention will be described.
The optimization adjustment method and the optimization adjustment device in the fifth example will be described with reference to the drawings. The present invention relates to an optimization adjusting method and an optimization adjusting device using a genetic algorithm.
【0127】本発明に関連する第1の例における最適化
調整方法と最適化調整装置について図面を参照しながら
説明する。第1の例の最適化調整方法と最適化調整装置
は各調整する解ベクトルの更新領域をその特性や過去の
調整結果をもとに限定し、その領域内の解ベクトルを対
象として対話型遺伝的アルゴリズムにより最適な解ベク
トルの調整を行うものである。例1はその最適化調整方
法と最適化調整装置を視力の補正を行うレンズの調整に
応用した例である。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the first example related to the present invention will be described with reference to the drawings. The optimization adjustment method and the optimization adjustment apparatus of the first example limit the update area of each solution vector to be adjusted based on its characteristics and past adjustment results, and the interactive genetic method is applied to the solution vector in the area. The optimal solution vector is adjusted by the genetic algorithm. Example 1 is an example in which the optimization adjustment method and the optimization adjustment device are applied to the adjustment of a lens for correcting visual acuity.
【0128】図32において、3201は対象とするデ
ータを入力する対象データ入力部、3202は解ベクト
ルの取り得る領域を限定する更新領域限定部、101は
調整する初期の解ベクトルの集合P=[pk](k=1,...,n)を
所定の手続きまたは外部からの指示により設定する初期
解集合設定部、3203は遺伝的組み替え操作等により
最適解ベクトルの調整を実際に行うメイン処理部、10
3は最適な解ベクトルを出力する最適解出力部、320
4は最適解出力部により出力された最適解ベクトルに従
い対象データ入力部3201で入力されたデータを扱う
機器の調整を行う機器調整実行部である。メイン処理部
3203は、ユーザに各解ベクトルの表す情報を提示し
各解ベクトルの評価をしてもらうユーザ評価部3205
と、ユーザ評価部3205で得られた評価値Ekをもとに
各解ベクトルのその問題に対する適合度fkを計算する適
合度計算部105と、適合度計算部105で得られた各
解ベクトルの適合度をもとに解ベクトルの選択淘汰と交
叉、突然変異等の組み替え操作処理を実行する組み替え
操作部108と、組み替え操作部1081で得られた解
ベクトルの集合において、更新領域限定部3202で設
定された解ベクトルの取り得る限定領域に属さない解ベ
クトルを限定領域内の任意のベクトルと取り替えること
により解ベクトルの集合を再設定する集合再設定部32
06により構成される。ユーザ評価部3205は、各解
ベクトルの表す情報をユーザに提示する情報提示部32
07と、ユーザが情報提示部3207で提示された情報
をもとに各解ベクトルの評価値を判定するユーザ評価判
断部3208により構成される。組み替え操作部108
は図2に示されるように、候補選択部201、交叉処理
実行部202、突然変異処理実行部203により構成さ
れ、候補選択部201は、選択範囲導出部204、乱数
発生部205、解ベクトル抽出部206により構成され
る。In FIG. 32, 3201 is a target data input unit for inputting target data, 3202 is an update region limiting unit for limiting the region that a solution vector can take, 101 is a set of initial solution vectors to be adjusted P = [ An initial solution set setting unit 3203 for setting p k ] (k = 1, ..., n) by a predetermined procedure or an instruction from the outside is a main that actually adjusts the optimum solution vector by genetic recombination operation or the like. Processing unit, 10
3 is an optimum solution output unit for outputting an optimum solution vector, 320
Reference numeral 4 denotes a device adjustment execution unit that adjusts the device that handles the data input by the target data input unit 3201 according to the optimum solution vector output by the optimum solution output unit. The main processing unit 3203 presents the information represented by each solution vector to the user and asks the user to evaluate each solution vector 3205.
And a goodness-of-fit calculation unit 105 that calculates a goodness-of-fit f k for each problem of each solution vector based on the evaluation value E k obtained by the user evaluation unit 3205, and each solution obtained by the goodness-of-fit calculation unit 105. A recombination operation unit 108 that executes a recombination operation process such as selection and crossover and mutation of a solution vector based on the goodness of fit of the vector, and an update area limiting unit in the solution vector set obtained by the recombination operation unit 1081. A set resetting unit 32 that resets a set of solution vectors by replacing a solution vector set in 3202 that does not belong to a limited region that can be taken by an arbitrary vector in the limited region
06. The user evaluation unit 3205 provides the information presentation unit 32 that presents the information represented by each solution vector to the user.
07 and the user evaluation determination unit 3208 that determines the evaluation value of each solution vector based on the information presented by the information presentation unit 3207 by the user. Recombination operation unit 108
2, is composed of a candidate selection unit 201, a crossover processing execution unit 202, and a mutation processing execution unit 203. The candidate selection unit 201 includes a selection range derivation unit 204, a random number generation unit 205, and a solution vector extraction. It is configured by the unit 206.
【0129】以上のように構成された本発明に関連する
第1の例における最適化調整方法と最適化調整装置の動
作について図33のフローチャートをもとに説明する。
まず、図72に示されるように、対象データ入力部32
01でユーザに提示するための検定画像が入力データと
して入力される。調整する解ベクトルpkは(左目に用い
られる球面レンズの度数LSPH(D)、乱視用の円柱レンズ
の度数LCYL(D)、乱視の軸の角度LAXIS(度)、右目に用い
られる球面レンズの度数RSPH(D)、乱視用の円柱レンズ
の度数RCYL(D)、乱視の軸の角度RAXIS(度))の組により
表される。ここで、レンズの度数は焦点距離(m)の逆数
Dを単位として持つ。そして近視を(-)、遠視(+)の
符号で表し、例えば焦点距離の遠点が50cmである近視の
場合には-2.0D(1m÷50cm)と表示され、矯正するレン
ズの度数も-2.0Dが用いられる。なお、解ベクトルとし
て実数値を要素に持つ形で取り扱うこととするが、図7
のように各実数値を対応した長さBlenのビット列コード
に変換しそのビット列コードを順番に並べる形に表現す
ることも考えられる。更新領域限定部3202では、図
73の概念図に示されるように、例えば過去の最適な解
ベクトルが解ベクトル空間に占める領域Φ内のみを探索
するように限定するのである。初期解集合設定部101
では、この領域Φ内の解ベクトルを一様乱数を用いてラ
ンダムに選びだして解ベクトルの初期集合P=[pk](k=
1,...,n)が設定される。そして、この初期解ベクトル集
合Pより最適解ベクトルの調整が開始される。情報提示
部3207では、上述の解ベクトル集合Pの元である解
ベクトルpkにより表現される矯正用レンズに対象データ
入力部3201で入力される検定画像を通して見える調
整画像が提示され、これを見てユーザは各解ベクトルに
より作成される矯正用レンズの評価値Ekをユーザ評価判
断部3208で行う。適合度計算部105では、ユーザ
評価判断部3208で得られた評価値から、各解ベクト
ルの適合性を調べるための適合度fkを計算する。適合度
fkを導出する関数として様々なものが提案されている
が、ここではfk=Ekとする。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the first example related to the present invention configured as above will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, as shown in FIG. 72, the target data input unit 32
At 01, the test image to be presented to the user is input as input data. The solution vector p k to be adjusted is (the power L SPH (D) of the spherical lens used in the left eye, the power L CYL (D) of the cylindrical lens for astigmatism, the angle L AXIS (degree) of the axis of astigmatism, and used in the right eye) It is represented by a set of spherical lens power R SPH (D), astigmatism cylindrical lens power R CYL (D), and astigmatic axis angle R AXIS (degrees). Here, the lens power is the reciprocal of the focal length (m).
It has D as a unit. Then, myopia is represented by a sign of (-) and hyperopia (+). For example, in the case of myopia where the far point of the focal length is 50 cm, -2.0D (1 m ÷ 50 cm) is displayed, and the power of the lens to be corrected is also- 2.0D is used. It should be noted that although it is assumed that the solution vector has a real value as an element, FIG.
It is also conceivable to convert each real value into a corresponding bit string code of length Blen and express the bit string code in order. As shown in the conceptual diagram of FIG. 73, the update region limiting unit 3202 limits the search to, for example, only the region Φ occupied by the past optimum solution vector in the solution vector space. Initial solution set setting unit 101
Then, the solution vector in this region Φ is randomly selected using uniform random numbers, and the initial set of solution vectors P = [p k ] (k =
1, ..., n) is set. Then, the adjustment of the optimum solution vector is started from this initial solution vector set P. The information presenting unit 3207 presents an adjustment image viewed through the test image input by the target data input unit 3201 to the correction lens represented by the solution vector p k that is the source of the above-described solution vector set P, and sees this. Then, the user performs the evaluation value E k of the correction lens created by each solution vector in the user evaluation determination unit 3208. The goodness-of-fit calculation unit 105 calculates the goodness-of-fit f k for checking the suitability of each solution vector from the evaluation value obtained by the user evaluation determination unit 3208. Goodness of fit
Various functions have been proposed as a function for deriving f k , but here, f k = E k .
【0130】組み替え操作部108の動作については本
発明の第1から第8の実施の形態の場合と同様のため省
略する。集合再設定部3206では、組み替え操作によ
り新しく得られた解ベクトル集合P内の解ベクトルにお
いて更新領域限定部3202で設定した限定領域Φに属
さない解ベクトルを取り出し、限定領域Φ内よりランダ
ムに選択された解ベクトルを加えることにより解ベクト
ルを再設定し直すのである。 終了条件として、繰り返
し回数が許容繰り返し回数を越えていないかが判断され
るが、ユーザに評価をお願いする情報がユーザの満足に
足るものかどうかも併せて確認する。どちらも満足しな
い場合にはもう一度情報提示部3207へ戻る。以上の
ような処理過程を繰り返し回数の終了条件かユーザの満
足度を満たすまで繰り返し実行することにより、解ベク
トルの最適化を実現するのである。そして最適解出力部
103で最も評価値の高い解ベクトルが最適解ベクトル
として出力され、その最適解ベクトルに従って機器調整
実行部3204が矯正レンズの調整を行うかまたは指示
するようになっている。このような処理を行うことによ
り、ユーザの視力に基づく見え具合いに合わせて視力矯
正のためのレンズの調整をユーザ自身が容易に調整する
ことが可能となる。そして、調整する解ベクトルの探索
領域をその特性や過去の調整結果をもとに限定しその領
域内の解ベクトルを対象とすることにより、探索する必
要がないと思われる領域での探索を削除することが可能
となり、最適な解ベクトルの調整を速やかに行うことが
できる。The operation of the recombination operation unit 108 is the same as that of the first to eighth embodiments of the present invention, and therefore its explanation is omitted. The set resetting unit 3206 takes out a solution vector that does not belong to the limited region Φ set by the update region limiting unit 3202 from the solution vectors newly obtained by the recombination operation, and randomly selects it from the limited region Φ. The solution vector is reset by adding the generated solution vector. As a termination condition, it is determined whether the number of repetitions does not exceed the allowable number of repetitions, and it is also confirmed whether the information requested by the user for evaluation is satisfactory to the user. If neither is satisfied, the process returns to the information presenting unit 3207 again. Optimization of the solution vector is realized by repeatedly executing the above-described processing steps until the end condition of the number of repetitions or the satisfaction of the user is satisfied. Then, the optimum solution output unit 103 outputs the solution vector having the highest evaluation value as the optimum solution vector, and the device adjustment execution unit 3204 adjusts or instructs the correction lens according to the optimum solution vector. By performing such processing, it becomes possible for the user to easily adjust the lens for correcting the visual acuity according to the appearance based on the visual acuity of the user. Then, the search area of the solution vector to be adjusted is limited based on its characteristics and past adjustment results, and the solution vector in that area is targeted, so that the search in the area that does not need to be searched is deleted. Therefore, the optimum solution vector can be quickly adjusted.
【0131】以下、本発明に関連する第2の例における
最適化調整方法と最適化調整装置について図面を参照し
ながら説明する。第2の例では、最適化調整方法と最適
化調整装置は記録されている過去の最適な解ベクトル情
報をもとに調整する解ベクトルの初期集合を設定し対話
型遺伝的アルゴリズムを用いて最適な解ベクトルの導出
を行うものである。第2の例は、本発明に関連する第1
の例と同様に視力の補正を行うレンズの調整に応用した
例である。図34は、本発明に関連する第2の例におけ
る調整装置の構成を表す。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the second example related to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the second example, the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus set the initial set of solution vectors to be adjusted based on the recorded past optimum solution vector information, and use the interactive genetic algorithm to optimize the set. The solution vector is derived. The second example is the first related to the present invention.
This is an example applied to adjustment of a lens for correcting visual acuity as in the case of. FIG. 34 shows the configuration of the adjusting device in the second example related to the present invention.
【0132】図34において、3401は過去の調整に
より得られた最適な解ベクトルの記録している記録媒体
部、3402は記録媒体部3401から、保存されてい
る過去の最適な解ベクトル群を読み込む記録情報読込み
部、3403は記録情報読込み部3402で読み込んだ
過去の最適な解ベクトルから解ベクトルの初期集合Pに
用いるものを選択する初期解ベクトル選択部、3404
は初期解ベクトル選択部3403で選ばれた解ベクトル
にランダムに設定された解ベクトルを加えて解ベクトル
の初期集合を設定する初期解ベクトル補充部、3405
は最適解出力部103で出力されたユーザにとって最適
な解ベクトルを記録媒体部3401に記録する最適解ベ
クトル記録部である。In FIG. 34, reference numeral 3401 denotes a recording medium unit in which the optimum solution vector obtained by past adjustment is recorded, and 3402 reads the stored optimum solution vector group from the recording medium unit 3401. A recorded information reading unit 3403 is an initial solution vector selection unit 3404 that selects one used for the initial set P of solution vectors from the past optimum solution vectors read by the recorded information reading unit 3402.
Is an initial solution vector replenishment unit that adds an randomly set solution vector to the solution vector selected by the initial solution vector selection unit 3403 to set an initial set of solution vectors, 3405.
Is an optimal solution vector recording unit that records the optimal solution vector output by the optimal solution output unit 103 for the user in the recording medium unit 3401.
【0133】以上のように構成された本発明に関連する
第2の例における最適化調整方法と最適化調整装置の動
作を図35のフローチャートをもとに説明する。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the second example related to the present invention configured as above will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0134】まず、対象データ入力部3201でユーザ
に見せる検定画像データが入力される。調整する解ベク
トルpkは本発明に関連する第1の例における最適化調整
方法と最適化調整装置の場合と同様に、(左目に用いら
れる球面レンズの度数LSPH(D)、乱視用の円柱レンズの
度数LCYL(D)、乱視の軸の角度LAXIS(度)、右目に用いら
れる球面レンズの度数RSPH(D)、乱視用の円柱レンズの
度数RCYL(D)、乱視の軸の角度RAXIS(度))の組により表
される。記録情報読込み部3402は記録媒体部340
1に記録されている過去の調整により得られた最適な解
ベクトル群を読み込む。初期解ベクトル選択部3403
が、記録情報読込み部3402で得られた過去の最適解
ベクトル群よりns個選択し、次の初期解ベクトル補充部
3404が(n-ns)個の一様乱数によりランダムに設定さ
れた解ベクトルを加えて解ベクトルの初期集合Pを作成
する。もし記録媒体部3401にns個だけの情報がない
場合は、記録されているだけの解ベクトルが初期解ベク
トル選択部3403で選択され、解ベクトルの初期集合
の元の個数がn個になるように初期解ベクトル補充部3
404で設定される。情報提示部3207における矯正
レンズを通した調整画像の提示とーザ評価判定部におけ
る各解ベクトルの評価値の判定、そして適合度計算部1
05における各解ベクトルの適合度の計算と組み替え操
作部108で解ベクトルの組み替え操作が行われ新しい
解ベクトル集合が生成される。First, in the target data input section 3201, the test image data to be shown to the user is input. The solution vector p k to be adjusted is the same as in the case of the optimization adjusting method and the optimization adjusting device in the first example related to the present invention (the power L SPH (D) of the spherical lens used for the left eye, Cylindrical lens power L CYL (D), astigmatic axis angle L AXIS (degrees), spherical lens power R SPH (D) used for the right eye, cylindrical lens power R CYL (D), astigmatism It is represented by the set of axis angles R AXIS (degrees). The recording information reading unit 3402 is a recording medium unit 340.
The optimum solution vector group obtained by the past adjustment recorded in 1 is read. Initial solution vector selection unit 3403
But, n s number selected from historical optimum solution vector group obtained by the recorded information read unit 3402, following the initial solution vector refill unit 3404 (nn s) number of solutions vector set randomly by uniform random numbers To create an initial set P of solution vectors. If the recording medium section 3401 does not have n s pieces of information, only the recorded solution vectors are selected by the initial solution vector selection section 3403, and the original number of the initial set of solution vectors becomes n pieces. Initial solution vector replenishment unit 3
It is set in 404. Presenting an adjusted image through the correction lens in the information presenting unit 3207, determining the evaluation value of each solution vector in the user evaluation determining unit, and the fitness calculating unit 1
In 05, the degree of fitness of each solution vector is calculated, and the recombination operation unit 108 performs the recombination operation of the solution vectors to generate a new solution vector set.
【0135】終了条件としては、本発明に関連する第1
の例における最適化調整方法と最適化調整装置の場合と
同様に、繰り返し回数が許容繰り返し回数を越えていな
いかを判断することと、ユーザに評価をお願いする情報
がユーザの満足に足るものかどうかを確認することが挙
げられる。どちらも満足しない場合にはもう一度情報提
示部3207へ戻る。以上のような処理過程を繰り返し
回数の終了条件かユーザの満足度を満たすまで繰り返し
実行することにより、解ベクトルの最適化を実現するの
である。そして最適解出力部103で最も評価値の高い
解ベクトルが最適解ベクトルとして出力され、その最適
解ベクトルに従って機器調整実行部3204が矯正レン
ズの調整を行うかまたは指示するようになっている。そ
の際次の調整を行う際の開始点となるように、最適な解
ベクトルを最適解ベクトル記録部3405が記録媒体部
3401に記録しておくのである。The termination condition is the first condition related to the present invention.
As in the case of the optimization adjustment method and the optimization adjustment device in the example above, determine whether the number of iterations exceeds the allowable number of iterations, and whether the information requested by the user is satisfactory to the user. Check to see if it is possible. If neither is satisfied, the process returns to the information presenting unit 3207 again. Optimization of the solution vector is realized by repeatedly executing the above-described processing steps until the end condition of the number of repetitions or the satisfaction of the user is satisfied. Then, the optimum solution output unit 103 outputs the solution vector having the highest evaluation value as the optimum solution vector, and the device adjustment execution unit 3204 adjusts or instructs the correction lens according to the optimum solution vector. At this time, the optimum solution vector is recorded in the recording medium section 3401 by the optimum solution vector recording unit 3405 so as to be the starting point for the next adjustment.
【0136】このような処理を行うことにより、ユーザ
の視力に基づく見え具合いに合わせて視力矯正のための
レンズの調整をユーザ自身が容易に調整することが可能
となる。さらに、記録されている過去の最適な調整情報
をもとに解ベクトルの初期集合を設定してユーザにとっ
て好ましくない解ベクトルを排除して探索することによ
り、最適な解ベクトルの調整が効率よく行うことがで
き、各解ベクトルの評価をする際のユーザ負担の軽減に
つながると考えられる。By performing such processing, the user can easily adjust the lens for correcting the visual acuity according to the appearance based on the visual acuity of the user. Furthermore, the optimum solution vector is adjusted efficiently by setting an initial set of solution vectors based on the recorded optimum adjustment information in the past and excluding and searching for solution vectors that are not preferable to the user. Therefore, it is considered that the burden on the user when evaluating each solution vector is reduced.
【0137】以下、本発明に関連する第3の例における
最適化調整方法と最適化調整装置について図面を参照し
ながら説明する。第3の例の最適化調整方法と最適化調
整装置はユーザの生理情報をもとに推定した心理状況を
もとにユーザの評価値の補正を行い、その補正評価値を
もとに対話型遺伝的アルゴリズムにより最適な解ベクト
ルの調整を行うものである。例2は、本発明に関連する
第1の例と同様に視力の補正を行うレンズの調整問題を
扱う。図36は、本発明に関連する第3の例における最
適化調整装置の構成を表す。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the third example relating to the present invention will be described below with reference to the drawings. The optimization adjusting method and the optimization adjusting device of the third example correct the evaluation value of the user based on the psychological condition estimated based on the physiological information of the user, and interactively based on the corrected evaluation value. The optimal solution vector is adjusted by the genetic algorithm. Example 2 deals with the adjustment problem of the lens that performs the correction of the visual acuity like the first example related to the present invention. FIG. 36 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus in the third example related to the present invention.
【0138】図36において、3601は各解ベクトル
の表す情報をユーザが評価する際の生理データよりユー
ザの心理状況を推定するユーザ心理推定部、3602は
得られた心理状況をもとにユーザの判定した各評価値の
補正を行う評価値補正部である。ユーザ心理推定部36
01は、実際に各解ベクトルの表す情報をユーザが評価
する際の生理データを計測する生理データ測定部360
3と、その生理データをもとにユーザの心理状況を推定
する心理推定実行部3604より構成される。In FIG. 36, reference numeral 3601 is a user psychological estimation unit for estimating the psychological situation of the user from physiological data when the user evaluates the information represented by each solution vector, and 3602 is the psychological situation of the user based on the obtained psychological situation. It is an evaluation value correction unit that corrects the determined evaluation values. User psychological estimation unit 36
01 is a physiological data measuring unit 360 that actually measures physiological data when the user evaluates the information represented by each solution vector.
3 and a psychological estimation execution unit 3604 that estimates the psychological state of the user based on the physiological data.
【0139】以上のように構成された本発明に関連する
第3の例における最適化調整方法及び最適化調整装置の
動作を図37のフローチャートをもとに説明する。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the third example related to the present invention configured as above will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0140】最初に、対象データ入力部3201でユー
ザに見せる検定画像データが入力される。調整する解ベ
クトルpkは本発明に関連する第1の例における最適化調
整方法と最適化調整装置の場合と同様に、(左目に用い
られる球面レンズの度数LSPH(D)、乱視用の円柱レンズ
の度数LCYL(D)、乱視の軸の角度LAXIS(度)、右目に用い
られる球面レンズの度数RSPH(D)、乱視用の円柱レンズ
の度数RCYL(D)、乱視の軸の角度RAXIS(度))の組により
表される。初期解集合設定部101において、解ベクト
ルの初期解集合P=[pk](k=1,...,n)が所定の手続きまた
は外部からの指示により設定される。情報提示部320
7において、各解ベクトルにより作られる矯正レンズを
通して見える調整画像がユーザに提示され、ユーザはユ
ーザ評価判断部3208において各解ベクトルによる調
整画像の見え具合いを評価する。それとともに、生理デ
ータ測定部3603で、各解ベクトルによる調整画像を
評価する際のユーザの生理データを測定する。測定する
生理データとしては、様々なデータ(皮膚電極抵抗、呼
吸量、脈拍、血圧、眼球運動、脳波等)が考えられる
が、ここでは目のまばたき回数と発汗量を用いる例につ
いて説明する。First, the test image data to be shown to the user is input in the target data input section 3201. The solution vector p k to be adjusted is the same as in the case of the optimization adjusting method and the optimization adjusting device in the first example related to the present invention (the power L SPH (D) of the spherical lens used for the left eye, Cylindrical lens power L CYL (D), astigmatic axis angle L AXIS (degrees), spherical lens power R SPH (D) used for the right eye, cylindrical lens power R CYL (D), astigmatism It is represented by the set of axis angles R AXIS (degrees). In the initial solution set setting unit 101, an initial solution set P = [ pk ] (k = 1, ..., n) of solution vectors is set by a predetermined procedure or an instruction from the outside. Information presenting section 320
In 7, the adjustment image viewed through the correction lens formed by each solution vector is presented to the user, and the user evaluates the appearance of the adjustment image by each solution vector in the user evaluation determination unit 3208. At the same time, the physiological data measuring unit 3603 measures the physiological data of the user when evaluating the adjusted image with each solution vector. As the physiological data to be measured, various data (skin electrode resistance, respiration rate, pulse, blood pressure, eye movement, brain wave, etc.) can be considered. Here, an example in which the number of eye blinks and the amount of sweating are used will be described.
【0141】図75(a)に示されるように、人間の場
合、見ている対象がおもしろいか、興味があるとか、あ
るいは注意を引くときにはまばたきは抑制され、普段よ
りまばたきの発生頻度が低くなる。そしてこのような状
態から解放されると、今度は逆に抑制された分をとりも
どすかのように頻繁に起こり、やがてもとに戻るといっ
た結果が出ている。これを利用すると、ユーザのまばた
き発生頻度neyeが予め設定された許容まばたき頻度neye
thより大きい場合には、ユーザの関心が低いと判断する
ことができる。また、図(b)のように、緊張したり動
揺したりすると発汗量が大きくなり、皮膚電極抵抗は大
きく変動する。心理推定実行部3604ではこれらの判
断を行うのである。まず、心理推定実行部3604でユ
ーザの関心が低いと判断された場合には、解ベクトルpk
の評価値Ek(k=1,...,n)に対して、平均評価値Eave、標
準偏差σEを求め、次のような補正を行う。
(i) 0.0 < Ek-Eave ≦σEを満たす場合、Ek←Ek+補正
量△Ecor 1
(ii)0.0 < Eave-Ek ≦σEを満たす場合、Ek←Ekー補正
量△Ecor 1
一般に関心が低い場合、ユーザ評価値の変動は小さくな
りやすいと考えられるが、(i)(ii)の補正により評価値E
kを広く分布させてやることができ、そのことが遺伝的
アルゴリズムによる最適な解ベクトルの調整には有効で
ある。また、動揺していると判断された場合には、
(iii) Ek-Eave ≧σEを満たす場合、Ek←Ekー補正量△E
cor 2
(iv) Eave-Ek ≧σEを満たす場合、Ek←Ek+補正量△E
cor 2
の補正を行う。これは(i)(ii)の補正とは逆に、動揺し
ている影響によりユーザ評価の変動が大きくなるやすい
ことを抑制する効果を期待している。なお、(i)から(i
v)の補正において、Ek>最大可能評価値EAmaxの時Ek=E
Amaxとし、Ek<最小可能評価値EAminの時Ek=EAminとす
る。As shown in FIG. 75 (a), in the case of human beings, blinking is suppressed and the frequency of blinking becomes lower than usual when the subject being viewed is interesting, interested, or attracting attention. . Then, when released from such a state, this time it frequently happens as if to recover the suppressed amount, and eventually it returns to the original. By using this, the user's blink occurrence frequency n eye is set to a preset allowable blink frequency n eye.
If it is larger than th, it can be determined that the interest of the user is low. Further, as shown in FIG. 6B, when the person is nervous or agitated, the amount of perspiration increases and the skin electrode resistance fluctuates greatly. The psychological estimation execution unit 3604 makes these determinations. First, when the psychological estimation execution unit 3604 determines that the user's interest is low, the solution vector p k
For the evaluation value E k (k = 1, ..., n) of, the average evaluation value E ave and the standard deviation σ E are obtained, and the following correction is performed. (i) If 0.0 <E k -E ave ≤ σ E , then E k ← E k + correction amount △ E cor 1 (ii) If 0.0 <E ave -E k ≤ σ E , then E k ← E k -Correction amount ΔE cor 1 Generally, when the interest is low, the fluctuation of the user evaluation value is likely to be small.
It is possible to distribute k widely, which is effective for adjusting the optimal solution vector by the genetic algorithm. If it is determined that the subject is upset, (iii) if E k -E ave ≥σ E is satisfied, then E k ← E k -correction amount ΔE
cor 2 (iv) E ave -E k ≧ σ E , E k ← E k + correction amount ΔE
Correct cor 2 . Contrary to the corrections of (i) and (ii), this is expected to have the effect of suppressing the fact that the fluctuation of the user evaluation tends to become large due to the influence of shaking. From (i) to (i
In the correction of v), when E k > maximum possible evaluation value EA max , E k = E
And A max, and E k = EA min when E k <minimum possible evaluation value EA min.
【0142】適合度計算部105で評価補正部3602
で得られた補正評価値をもとに適合度を計算し、組み替
え操作部108で選択的淘汰、交叉処理、突然変異処理
の解ベクトルの組み替え操作が行われる。提示情報部に
おける調整画像の提示から組み替え操作までの処理は、
繰り返し回数が許容繰り返し回数を越えたか、ユーザに
評価をお願いする情報がユーザの満足に足るものが作成
されるまで繰り返し実行される。そして最適解出力部1
03で最も評価値の高い解ベクトルが最適解ベクトルと
して出力され、その最適解ベクトルに従って機器調整実
行部3204が視力矯正用のレンズの調整を行うかまた
は指示するようになっている。このように、ユーザが評
価を行っている際の生理データをもとに常にユーザの心
理状況を推定し、その推定結果をもとにユーザの評価値
を補正するため、ユーザの評価におけるゆらぎの影響を
軽減させることができ、環境に左右されないでユーザの
状況(聴力、視力等)に最適な解ベクトルの調整を実現
することができる。The fitness calculation section 105 includes an evaluation correction section 3602.
The goodness of fit is calculated based on the corrected evaluation value obtained in step S3, and the recombination operation unit 108 performs an operation of recombination of solution vectors for selective selection, crossover processing, and mutation processing. The process from the presentation of the adjusted image to the rearrangement operation in the presentation information section is
It is repeatedly executed until the number of repetitions exceeds the allowable number of repetitions or the information requesting the user to evaluate is created enough to satisfy the user. And the optimal solution output unit 1
The solution vector with the highest evaluation value in 03 is output as the optimum solution vector, and the device adjustment execution unit 3204 adjusts or instructs the lens for vision correction according to the optimum solution vector. In this way, the psychological state of the user is always estimated based on the physiological data when the user is performing the evaluation, and the evaluation value of the user is corrected based on the estimation result. It is possible to reduce the influence, and it is possible to realize the optimum solution vector adjustment for the user's situation (hearing, visual acuity, etc.) without being influenced by the environment.
【0143】以下、本発明に関連する第4の例における
最適化調整方法と最適化調整装置について図面を参照し
ながら説明する。第4の最適化調整方法と最適化調整装
置は対話型遺伝的アルゴリズムを用いてユーザが各自に
とって最適な解ベクトルを探索する際の調整の履歴をも
とにユーザの調整過程の評価モデルを推定するものであ
る。例3は、本発明に関連する第1の例と同様に視力の
補正を行うレンズの調整問題を扱う。図38は本発明に
関連する第4の例における調整装置の構成を表す。図3
8において、3801はメイン処理部3203で得られ
たユーザの調整過程に関する評価モデルを表現すること
のできるパラメータの組を出力する評価モデル出力部、
3802はユーザに各解ベクトルの表す情報を提示して
ユーザに評価してもらい、その評価値と対応する解ベク
トルを記録するといった処理を行う第2ユーザ評価部、
3803は記録されているユーザの調整の履歴が予め設
定された評価モデル推定条件を満足するかどうかの判定
を行う評価モデル推定判定部、3804は評価モデル推
定判定部3803で評価モデル推定条件を満足すると判
定された場合に、調整履歴記録部で記録されているユー
ザの調整の履歴をもとにこのユーザの調整過程に関する
評価モデルを推定するモデル推定実行部である。第2ユ
ーザ評価部は、ユーザに各解ベクトルの情報を提示する
情報提示部3207と、情報提示部3207で提示され
た情報よりユーザに各解ベクトルの評価をお願いするユ
ーザ評価判断部3208と、ユーザ評価判断部3208
で得られた評価値と対応する解ベクトルを記録する調整
履歴記録部3805より構成される。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the fourth example related to the present invention will be described below with reference to the drawings. The fourth optimization adjusting method and the optimization adjusting device estimate the evaluation model of the user's adjustment process based on the adjustment history when the user searches for the optimum solution vector using the interactive genetic algorithm. To do. Example 3 deals with the adjustment problem of the lens that performs the correction of the visual acuity similarly to the first example related to the present invention. FIG. 38 shows the configuration of the adjusting device in the fourth example related to the present invention. Figure 3
8, reference numeral 3801 denotes an evaluation model output unit for outputting a set of parameters capable of expressing the evaluation model regarding the user's adjustment process obtained by the main processing unit 3203,
Reference numeral 3802 denotes a second user evaluation unit that performs processing such as presenting the information represented by each solution vector to the user for evaluation by the user and recording the solution vector corresponding to the evaluation value.
3803 is an evaluation model estimation determination unit that determines whether or not the recorded user adjustment history satisfies a preset evaluation model estimation condition, and 3804 is an evaluation model estimation determination unit 3803 that satisfies the evaluation model estimation condition. If so, the model estimation execution unit estimates the evaluation model regarding the adjustment process of the user based on the adjustment history of the user recorded in the adjustment history recording unit. The second user evaluation unit presents information of each solution vector to the user, an information presentation unit 3207, a user evaluation determination unit 3208 that requests the user to evaluate each solution vector from the information presented by the information presentation unit 3207, User evaluation determination unit 3208
The adjustment history recording unit 3805 is configured to record the solution vector corresponding to the evaluation value obtained in (3).
【0144】以上のように構成された本発明に関連する
第4の例における調整装置の動作を図39のフローチャ
ートをもとに説明する。The operation of the adjusting device having the above-mentioned structure according to the fourth example of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0145】最初に、対象データ入力部3201でユー
ザに見せる検定画像データが入力される。調整する解ベ
クトルpkは本発明に関連する第1の例における最適化調
整方法と最適化調整装置の場合と同様に、(左目に用い
られる球面レンズの度数LSPH(D)、乱視用の円柱レンズ
の度数LCYL(D)、乱視の軸の角度LAXIS(度)、右目に用い
られる球面レンズの度数RSPH(D)、乱視用の円柱レンズ
の度数RCYL(D)、乱視の軸の角度RAXIS(度))の組により
表される。初期解集合設定部101において、解ベクト
ルの初期解集合P=[pk](k=1,...,n)が所定の手続きまた
は外部からの指示により設定される。情報提示部320
7において、各解ベクトルにより作られる矯正レンズを
通して見える調整画像がユーザに提示され、ユーザはユ
ーザ評価判断部3208において各解ベクトルによる調
整画像の見え具合いを評価する。調整履歴記録部380
5はユーザ評価判断部3208で得られた評価値と対応
する解ベクトルを記録する。そして、評価モデル推定判
定部3803が、評価モデル推定条件を満足するかどう
かの判定を下すのである。評価モデル推定条件として
は、様々なものが考えられるが、loopを第2ユーザ評価
部3802から組み替え操作部108まででの処理が通
して行われた場合に1回として数える繰り返し回数、lo
opthを予め設定された許容繰り返し回数と定義した場合
のloop≧loopthを評価モデル推定条件をする。これは、
ユーザの調整過程に関する評価モデルを推定するにはあ
る程度以上のデータが必要であろうという仮定に基づく
ものである。First, test image data to be shown to the user is input in the target data input section 3201. The solution vector p k to be adjusted is the same as in the case of the optimization adjusting method and the optimization adjusting device in the first example related to the present invention (the power L SPH (D) of the spherical lens used for the left eye, Cylindrical lens power L CYL (D), astigmatic axis angle L AXIS (degrees), spherical lens power R SPH (D) used for the right eye, cylindrical lens power R CYL (D), astigmatism It is represented by the set of axis angles R AXIS (degrees). In the initial solution set setting unit 101, an initial solution set P = [ pk ] (k = 1, ..., n) of solution vectors is set by a predetermined procedure or an instruction from the outside. Information presenting section 320
In 7, the adjustment image viewed through the correction lens formed by each solution vector is presented to the user, and the user evaluates the appearance of the adjustment image by each solution vector in the user evaluation determination unit 3208. Adjustment history recording unit 380
5 records the solution vector corresponding to the evaluation value obtained by the user evaluation judgment unit 3208. Then, the evaluation model estimation determination unit 3803 determines whether or not the evaluation model estimation condition is satisfied. Although various evaluation model estimation conditions are possible, the number of repetitions counted as one when the loop is performed through the processing from the second user evaluation unit 3802 to the shuffle operation unit 108, lo
When op th is defined as a preset allowable number of iterations, loop ≧ loop th is used as an evaluation model estimation condition. this is,
It is based on the assumption that more than a certain amount of data will be needed to estimate the evaluation model for the user's adjustment process.
【0146】評価モデル推定判定部3803で、繰り返
し回数loopの評価モデル推定条件を満足しない場合に
は、適合度計算部105における各解ベクトルの適合度
の計算と組み替え操作部108で解ベクトルの組み替え
操作が行われ新しい解ベクトル集合が生成され、その新
しい解ベクトル集合をもとに再び情報提示部3207
で、各解ベクトルにより作られる矯正レンズを通して見
える調整画像がユーザに提示される。逆に、評価モデル
推定判定部3803で、繰り返し回数loopの評価モデル
推定条件を満足する場合には、モデル推定実行部380
4において、調整履歴記録部3805に記録されている
ユーザの調整の履歴を用いて、このユーザの評価モデル
の推定が実行される。ユーザの調整過程に関する評価モ
デルの推定方法にも様々な手法が考えられるが、ここで
は図76で表されるようなニューラルネットワークを用
いることとする。本例のニューラルネットワークは、図
のように、入力層、中間層、出力層から構成されるフィ
ードフォワード型のネットワークである。入力層は6×n
個のニューロンより構成される。解ベクトルpk=
(LSPH k、LCYL k、LAXIS k、RSPH k、RCYL k、RAXIS k)(k=
1,...,n)の成分の値と(n-1)個のベクトル差分pk - pl=
(LSPH k-LSPH l、LCYL k-LCYL l、LAXIS k-LAXIS l、RSPH k-R
SPH l、RCYL k-RCYL l、RAXIS k-RAXIS l)(k,l=1,...,n,l≠
k)の成分の値が入力される。出力層は、n個の元を持つ
解ベクトル集合内の順位に相当するn個のニューロンよ
り構成される。入力層の出力は中間層、出力層へと伝わ
りネットワークの出力が得られる。各ニューロンは次の
(数18)に従い、出力oiが計算される。When the evaluation model estimation determination unit 3803 does not satisfy the evaluation model estimation condition of the loop count, the fitness calculation unit 105 calculates the fitness of each solution vector and the recombination operation unit 108 rearranges the solution vectors. The operation is performed to generate a new solution vector set, and the information presenting unit 3207 is again based on the new solution vector set.
Then, the adjusted image viewed through the correction lens formed by each solution vector is presented to the user. On the contrary, when the evaluation model estimation determination unit 3803 satisfies the evaluation model estimation condition of the number of iterations loop, the model estimation execution unit 380
In 4, the estimation history of this user is estimated using the history of the adjustment of the user recorded in the adjustment history recording unit 3805. Various methods can be considered as the estimation method of the evaluation model related to the adjustment process of the user, but here, a neural network as shown in FIG. 76 is used. The neural network of this example is a feedforward type network composed of an input layer, an intermediate layer, and an output layer as shown in the figure. Input layer is 6 × n
It consists of neurons. Solution vector p k =
(L SPH k , L CYL k , L AXIS k , R SPH k , R CYL k , R AXIS k ) (k =
(1, ..., n) component values and (n-1) vector differences p k -p l =
(L SPH k -L SPH l , L CYL k -L CYL l , L AXIS k -L AXIS l , R SPH k -R
SPH l , R CYL k -R CYL l , R AXIS k -R AXIS l ) (k, l = 1, ..., n, l ≠
The value of the component of k) is input. The output layer consists of n neurons corresponding to the ranks in the solution vector set with n elements. The output of the input layer is transmitted to the intermediate layer and the output layer, and the output of the network is obtained. The output o i of each neuron is calculated according to the following (Equation 18).
【0147】[0147]
【数18】 [Equation 18]
【0148】(数18)においてoiが各ニューロンiの
出力、wijが結合荷重、xjが他のニューロンからの入
力、θiがスレッシュホールドである。非線形関数fは、
(数19)に示すシグモイド関数である。In (Equation 18), o i is an output of each neuron i, w ij is a connection weight, x j is an input from another neuron, and θ i is a threshold. The nonlinear function f is
It is a sigmoid function shown in (Equation 19).
【0149】[0149]
【数19】 [Formula 19]
【0150】各ニューロンが(数18)・(数19)に
示す計算を行って結果を出力する。Each neuron performs the calculation shown in (Equation 18) and (Equation 19) and outputs the result.
【0151】モデル推定実行部3804では、ユーザの
調整過程を吸収できるように本ニューラルネットワーク
の学習を行うのである。つまり、解ベクトルpkの6個の
成分と解ベクトル集合内の他の解ベクトルplとの差分成
分6×(n-1)から、解ベクトル集合内におけるpkの順位を
判断することができるようにネットワークの結合荷重を
変化(学習)させるのである。その際、調整履歴記録部
3805に記録されている評価値より求められるその解
ベクトルの順位に対応する出力ニューロンに教師信号と
して1を与え、その他の出力ニューロンには0を教師信号
として与えることにより学習が行われ、(数20)に示
した出力信号と教師信号の誤差を小さくする方向に、
(数21)のように各ニューロンの結合荷重を変更する
バックプロパゲーション法が学習方法として用いられ
る。The model estimation execution unit 3804 carries out learning of this neural network so that the adjustment process of the user can be absorbed. In other words, the order of p k in the solution vector set can be determined from the difference component 6 × (n-1) between the 6 components of the solution vector p k and the other solution vector p l in the solution vector set. The connection weight of the network is changed (learned) so that it can be done. At that time, by giving 1 as a teacher signal to the output neuron corresponding to the rank of the solution vector obtained from the evaluation value recorded in the adjustment history recording unit 3805 and 0 as a teacher signal to the other output neurons, Learning is performed, and in the direction of reducing the error between the output signal and the teacher signal shown in (Equation 20),
The backpropagation method that changes the connection weight of each neuron as in (Equation 21) is used as a learning method.
【0152】[0152]
【数20】 [Equation 20]
【0153】ここで、outがネットワークの出力信号、t
argetが教師信号である。Here, out is the output signal of the network, t
arget is the teacher signal.
【0154】[0154]
【数21】 [Equation 21]
【0155】ここで、Δwij(n)は結合荷重の変更度、
α、ηは適当な正の実数、nloopは学習の回数、∂Err /
∂wijは、各結合荷重の変更がネットワークの出力誤差
に与える感度を表す。(数21)において第1項が誤差
を小さくする荷重変更方向、第2項が慣性項である。こ
のようにして学習することにより得られたニューラルネ
ットワークの各結合荷重の値wijを評価モデル出力部3
801が出力するのである。以上のように、対話型遺伝
的アルゴリズムを用いてユーザが各自にとって最適な解
ベクトルの調整を行う際の調整の履歴をもとにユーザの
調整過程に関する評価モデルを推定することができ、こ
の評価モデルを用いて逆に与えられた解ベクトルの評価
も推定することができる。なお、本例でのニューラルネ
ットワークは、シグモイド関数を用いたニューロンにバ
ックプロパゲーションによる学習方法を適用したが、本
発明はこの学習方法に限定されるものではない。例え
ば、共役勾配法、準ニュートン法等を利用した学習方法
等の適用も考えられる。また、3層のフィードフォワー
ド型のネットワークだけでなく、本発明に関連する第5
の例で説明する学習ベクトル量子化を用いたネットワー
クの適用や、出力層から入力層へのフィードバック結合
をもつニューラルネットワークの適用も考えられる。Here, Δw ij (n) is the degree of change of the coupling load,
α and η are appropriate positive real numbers, n loop is the number of learnings, and ∂Err /
∂w ij represents the sensitivity of the change in each coupling weight to the output error of the network. In (Equation 21), the first term is the load changing direction that reduces the error, and the second term is the inertia term. The value w ij of each connection weight of the neural network obtained by learning in this way is used as the evaluation model output unit 3
It is output by 801. As described above, the interactive genetic algorithm can be used to estimate the evaluation model for the user's adjustment process based on the adjustment history when the user adjusts the optimal solution vector. The model can also be used to estimate the inverse of the solution vector given. Although the neural network in this example applies the learning method by backpropagation to the neuron using the sigmoid function, the present invention is not limited to this learning method. For example, application of a learning method using a conjugate gradient method, a quasi-Newton method, or the like can be considered. In addition to the three-layer feedforward type network,
It is also possible to apply a network using the learning vector quantization described in the example of 1. and a neural network having a feedback connection from the output layer to the input layer.
【0156】以下、本発明に関連する第5の例における
最適化調整方法と最適化調整装置について図面を参照し
ながら説明する。本発明に関連する第5の最適化調整方
法と最適化調整装置は対話型遺伝的アルゴリズムを用い
て複数のユーザによる解ベクトルの最適化を行う際の調
整の履歴をもとに複数ユーザの調整過程に関する共通モ
デルを推定するものである。例5は、本発明に関連する
第1の例と同様に視力の補正を行うレンズの調整問題を
扱う。図40は本発明に関連する第5の例における調整
装置の構成を表す。図40において、4001はメイン
処理部3203で得られた複数ユーザの調整過程に関す
る共通モデルを表現することのできるパラメータの組を
出力する共通モデル出力部、4002はあるユーザによ
る調整の終了条件を満足するかどうかの判断を行うユー
ザ調整終了判断部、4003は得られた複数ユーザの調
整の履歴より調整過程に関する共通モデルの推定を行う
共通モデル推定部である。共通モデル推定部4003
は、調整履歴記録部3805に記録されている複数のユ
ーザの調整の履歴が予め設定された共通モデル推定条件
を満足するかどうかの判定を行う共通モデル推定判定部
4004と、共通モデル推定条件を満足する場合に実際
に複数ユーザの調整過程に関する共通モデルの推定を行
う共通モデル推定実行部4005より構成される。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the fifth example related to the present invention will be described below with reference to the drawings. The fifth optimization adjusting method and the optimization adjusting device related to the present invention are adjusted by a plurality of users based on an adjustment history when a solution vector is optimized by a plurality of users using an interactive genetic algorithm. It estimates a common model of the process. Example 5 deals with the adjustment problem of the lens that performs the correction of the visual acuity similarly to the first example related to the present invention. FIG. 40 shows the configuration of the adjusting device in the fifth example related to the present invention. In FIG. 40, reference numeral 4001 denotes a common model output unit that outputs a set of parameters that can be expressed by the main processing unit 3203 and that can express a common model relating to the adjustment process of a plurality of users, and 4002 satisfies a condition for ending adjustment by a user. A user adjustment end determination unit 4003 that determines whether or not to perform the adjustment, and a common model estimation unit 4003 that estimates a common model regarding the adjustment process from the obtained adjustment history of a plurality of users. Common model estimation unit 4003
Is a common model estimation determination unit 4004 that determines whether or not the adjustment history of a plurality of users recorded in the adjustment history recording unit 3805 satisfies a preset common model estimation condition, and a common model estimation condition. A common model estimation execution unit 4005 that actually estimates the common model regarding the adjustment process of a plurality of users when satisfied.
【0157】以上のように構成された本発明に関連する
第5の例における最適化調整方法及び最適化調整装置の
動作を図41、42のフローチャート図をもとに説明す
る。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the fifth example related to the present invention configured as above will be described with reference to the flow charts of FIGS. 41 and 42.
【0158】最初に、対象データ入力部3201でユー
ザに見せる検定画像データが入力される。調整する解ベ
クトルpkは本発明の第1の例における最適化調整方法と
最適化調整装置の場合と同様である。つまり、解ベクト
ルはpk=(LSPH k, LCYL k, LAXI S k, RSPH k, RCYL k,
RAXIS k)のように表される。初期解集合設定部101に
おいて、解ベクトルの初期集合P=[pk](k=1,...,n)が設
定される。情報提示部3207において、各解ベクトル
により作られる矯正レンズを通して見える調整画像がユ
ーザに提示され、ユーザはユーザ評価判断部3208に
おいて各解ベクトルによる調整画像の見え具合いを評価
する。調整履歴記録部3805はユーザ評価判断部32
08で得られた評価値と対応する解ベクトルを記録す
る。ユーザ調整終了判断部4002では、今調整を行っ
ているユーザの場合の繰り返し回数loopが許容繰り返し
回数loopthを越えたかという条件について判断する。こ
の条件を満足しない場合には、適合度計算部105、組
み替え操作部108における処理を経て新しい解ベクト
ル集合を生成する。そして再び、第2ユーザ評価部38
02へと戻り、各解ベクトルのユーザによる評価を行
う。逆に、ユーザ調整終了判断部4002での終了条件
を満足する場合には、共通モデル推定判定部4004に
おいて、調整履歴記録部3805で記録されている複数
ユーザの調整履歴が予め設定された共通モデル推定条件
を満足するかどうか判定する。この共通モデル推定条件
にはいろいろな条件が考えられるが、ここではできるだ
け多くのユーザに共通な調整過程の特性をつかむという
目的から、調整処理が利用したユーザ数が設定された許
容調整利用ユーザ数を越えるかどうかを共通モデル推定
条件に選んだ。First, the target data input section 3201 is used.
The test image data to be shown to the user is input. Solution to adjust
Cutle pkIs the optimization adjustment method in the first example of the present invention.
This is similar to the case of the optimization adjusting device. That is, the solution vector
Le is pk= (LSPH k, LCYL k, LAXI S k, RSPH k, RCYL k,
RAXIS k). In the initial solution set setting unit 101
, The initial set of solution vectors P = [pk] (k = 1, ..., n) is set
Is determined. In the information presenting unit 3207, each solution vector
The adjustment image that can be seen through the correction lens created by
User is presented to the user evaluation determination unit 3208.
Evaluate the appearance of the adjusted image by each solution vector
To do. The adjustment history recording unit 3805 is the user evaluation determination unit 32.
The solution vector corresponding to the evaluation value obtained in 08 is recorded.
It The user adjustment end determination unit 4002 performs the adjustment now.
Number of iterations for a user who has a loop
Number of times loopthJudge whether the condition has been exceeded. This
If the condition of is not satisfied, the goodness-of-fit calculation unit 105,
A new solution vector is obtained through the processing in the replacement operation unit 108.
Generate a rule set. Then, again, the second user evaluation unit 38
Return to 02 and evaluate each solution vector by the user.
U On the contrary, the end condition in the user adjustment end determination unit 4002
If the above condition is satisfied, the common model estimation determination unit 4004
A plurality of data recorded in the adjustment history recording unit 3805
Common model estimation condition with user adjustment history set in advance
It is determined whether or not is satisfied. This common model estimation condition
Can have various conditions, but here you can
To grasp the characteristics of the adjustment process common to many users
For the purpose, the number of users used by the adjustment process is set
Estimate whether common model exceeds the number of users
Selected for the conditions.
【0159】ここで、もし調整が終ったユーザ数が少な
い場合には、初期解集合設定部102に戻り、別のユー
ザによる視力矯正レンズの調整という作業が開始され
る。もし、調整利用ユーザ数が許容調整利用ユーザ数を
越えた場合には、複数ユーザの共通モデルを推定するこ
とのできるだけのデータが揃ったとして共通モデル推定
実行部4005で実際に共通モデルの推定が行われる。
本発明に関連する第4の例における最適化調整方法と最
適化調整装置の場合と同様に、共通モデルの推定方法に
は多くの方法が挙げられるが、ここでもニューラルネッ
トワークを用いて共通モデルを推定することとする。図
77は、本例の複数ユーザの調整過程に関する共通モデ
ル推定に用いるニューラルネットワークの概念図であ
る。ここで、本発明に関連する第4の例における最適化
調整方法と最適化調整装置で用いたバックプロパゲーシ
ョン法による階層型ニューラルネットワークによるパタ
ーン分類に基づくモデル推定ではなく、比較的簡単な学
習アルゴリズムでサンプル数が少なくとも高度なパター
ン分類ができる学習ベクトル量子化法によるニューラル
ネットワークを適用した。しかし、本発明に関連する第
4の例の場合のように、バックプロパゲーション法によ
り階層型ニューラルネットワークの適用等も考えられ
る。Here, if the number of users who have completed the adjustment is small, the process returns to the initial solution set setting unit 102, and the work of adjusting the vision correction lens by another user is started. If the number of adjustment use users exceeds the allowable number of adjustment use users, the common model estimation execution unit 4005 actually estimates the common model, assuming that there is enough data to estimate the common model of a plurality of users. Done.
As in the case of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the fourth example related to the present invention, there are many methods for estimating the common model. Here, the common model is also used by using the neural network. It will be estimated. FIG. 77 is a conceptual diagram of the neural network used for estimating the common model regarding the adjustment process of a plurality of users in this example. Here, rather than the model estimation based on the pattern classification by the hierarchical neural network by the backpropagation method used in the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the fourth example related to the present invention, a relatively simple learning algorithm is used. We applied a neural network based on a learning vector quantization method that can classify patterns with at least a high number of samples. However, as in the case of the fourth example related to the present invention, application of a hierarchical neural network by the backpropagation method is also conceivable.
【0160】例5におけるニューラルネットワークは、
図77に示すように、入力層ニューロン数6、出力ニュ
ーロン数nの2層構造である。入力ニューロン数6は今評
価したい解ベクトルpkの成分数であり、出力ニューロン
数nはn個の元を持つ解ベクトル集合内におけるpkの順位
に相当する。これは、つまり入力された解ベクトルを1
からnまでの順位カテゴリに分類することを示してい
る。The neural network in Example 5 is
As shown in FIG. 77, this is a two-layer structure having six input layer neurons and n output neuron numbers. The number of input neurons 6 is the number of components of the solution vector p k to be evaluated now, and the number of output neurons n corresponds to the rank of p k in the solution vector set having n elements. This means that the input solution vector is 1
It indicates that it is classified into rank categories from to n.
【0161】解ベクトルp(p1,p2,...,pn)を入力ベクト
ルとし、解ベクトル集合でm番目の順位カテゴリに対応
する入力ベクトルをpm(m=1,...,n)とし、さらに結合係
数をW ij(i,j=1,2,...,n)とする。The solution vector p (p1, p2, ..., pn) Enter vector
Corresponding to the m-th rank category in the solution vector set
Input vector pm(m = 1, ..., n), and
Number W ij(i, j = 1,2, ..., n).
【0162】この共通モデル推定実行部4005では、
このニューラルネットワークに複数ユーザの調整の履歴
を学習させることにより、共通モデルの推定を行う。本
例のニューラルネットワークは、結合係数Wijを構成す
るn個のベクトルWi(Wi1, Wi2,...,Win)を用いて、入力
ベクトルである解ベクトルpの空間をn個の領域に分割す
る働きをする。このn個の結合係数ベクトルは参照ベク
トルと呼ばれ、各領域に1つの参照ベクトルが対応させ
られる。そして、この参照ベクトルはその対応した領域
内に含まれるすべての解ベクトルに対する最近接ベクト
ルい相当する。ここで、ベクトルWiの中で入力ベクトル
pと最も距離の近いベクトルをベクトルWcとすると、
(数22)のようになり、また、出力層ニューロンiか
らの出力uiは(数23)のようになる。In this common model estimation execution unit 4005,
The neural network learns the adjustment histories of multiple users to estimate the common model. The neural network of this example uses n vectors W i (W i1 , W i2 , ..., W in ) that form the coupling coefficient W ij to calculate n spaces of the solution vector p as an input vector. It works by dividing into areas. The n coupling coefficient vectors are called reference vectors, and one reference vector is associated with each area. The reference vector corresponds to the closest vector to all solution vectors included in the corresponding area. Where the input vector in the vector W i
If the vector closest to p is vector W c ,
(Equation 22), and the output u i from the output layer neuron i becomes (Equation 23).
【0163】[0163]
【数22】 [Equation 22]
【0164】[0164]
【数23】 [Equation 23]
【0165】学習はこのベクトルWcのみを更新すること
により行われ、この更新量ΔWcは次の(数24)に従い
実行される。Learning is performed by updating only this vector W c , and this update amount ΔW c is executed according to the following (Equation 24).
【0166】[0166]
【数24】 [Equation 24]
【0167】η(nloop)は学習回数nloopに従い単調減少
する学習係数(0<η(nloop)<1)である。(数24)は、
参照ベクトルWcは、正しく分類された場合は入力ベクト
ルpmに近づき、分類されていない場合にはpmより遠ざか
ることにより領域境界面を形成することを示す。このよ
うに学習過程では、実際に分類したい解ベクトルを入力
学習ベクトルとして、その入力学習ベクトルを充分多く
与えることにより行われる(学習ベクトル量子化法)。
このように共通モデル推定実行部4005では、調整履
歴記録部3805で記録された多くのユーザによる調整
の履歴を用いて、例えば本例のニューラルネットワーク
の学習を行い、入力された解ベクトル解ベクトル集合内
の1からnの順位カテゴリに分類できるように処理がされ
る。そして、共通モデル出力部4001では、そのニュ
ーラルネットワークの結合係数Wijが推定された共通モ
デルを表すパラメータとして出力される。以上のような
処理により、本発明に関連する第5の最適化調整方法と
最適化調整装置は対話型遺伝的アルゴリズムを用いて複
数のユーザにより行われた解ベクトル最適化の履歴より
調整過程に関する共通モデルを推定するものであり、複
数のユーザによる嗜好の共通因子を抽出することができ
る。Η (n loop ) is a learning coefficient (0 <η (n loop ) <1) that monotonically decreases according to the learning count n loop . (Equation 24) is
The reference vector W c indicates that the region boundary surface is formed by approaching the input vector p m when correctly classified and moving away from p m when not classified. Thus, in the learning process, the solution vector to be actually classified is used as the input learning vector, and the input learning vector is given in a sufficiently large amount (learning vector quantization method).
In this way, the common model estimation execution unit 4005 uses the history of adjustments by many users recorded in the adjustment history recording unit 3805 to perform learning of the neural network of this example, for example, and input the solution vector solution vector set. It is processed so that it can be classified into 1 to n rank categories. Then, the common model output unit 4001 outputs the coupling coefficient W ij of the neural network as a parameter representing the estimated common model. Through the above processing, the fifth optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus related to the present invention relate to the adjustment process from the history of the solution vector optimization performed by a plurality of users using the interactive genetic algorithm. The common model is estimated, and common factors of the tastes of a plurality of users can be extracted.
【0168】以下、本発明に関連する第6の例における
最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。第
6の例の最適化調整方法と最適化調整装置は、対話型遺
伝的アルゴリズムを用いてユーザにとって最適な解ベク
トルの調整を実行するとともに、複数のユーザの調整過
程に関する共通モデルを更新するものである。例6は、
本発明に関連する第1の例と同様に視力の補正を行うレ
ンズの調整問題を扱う。図43は本発明に関連する第6
の例における最適化調整装置の構成を表す。図43にお
いて、4301は以前に得られている複数のユーザの調
整過程に関する共通モデルを用いて各解ベクトルの評価
値を計算する共通モデル評価計算部、4302はユーザ
に共通モデル評価計算部4301で得られた評価値が適
切であるかの判定をお願いする共通モデル評価判定部、
4303は調整履歴記録部3805で記録されているユ
ーザの調整の履歴をもとにこれまで使用していた複数ユ
ーザの調整過程に関する共通モデルの更新を行う共通モ
デル更新部である。共通モデル更新部4303は、調整
履歴記録部3805に記録されているユーザの調整の履
歴が予め設定された共通モデル更新条件を満足するかど
うかの判定を下す共通モデル更新判定部4304と、共
通モデル更新条件を満足する場合に、記録されているユ
ーザの調整の履歴を用いて共通モデルの更新を実際に行
う共通モデル更新実行部4305より構成される。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the sixth example related to the present invention will be described below. The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the sixth example perform adjustment of a solution vector optimum for a user by using an interactive genetic algorithm, and update a common model regarding the adjustment process of a plurality of users. Is. Example 6
Similar to the first example related to the present invention, the adjustment problem of the lens for correcting the visual acuity is dealt with. FIG. 43 is a sixth diagram related to the present invention.
3 shows a configuration of an optimization adjusting device in the example of FIG. In FIG. 43, reference numeral 4301 denotes a common model evaluation calculation unit 4302 for calculating the evaluation value of each solution vector using a common model relating to the adjustment process of a plurality of users obtained before, and reference numeral 4302 denotes a common model evaluation calculation unit 4301 for the user. A common model evaluation determination unit that requests determination of whether the obtained evaluation value is appropriate,
A common model update unit 4303 updates the common model relating to the adjustment process of a plurality of users, which has been used so far, based on the adjustment history of the user recorded in the adjustment history recording unit 3805. The common model update unit 4303 determines whether or not the user's adjustment history recorded in the adjustment history recording unit 3805 satisfies a preset common model update condition, and a common model update determination unit 4304 and a common model update determination unit 4304. When the update condition is satisfied, the common model update execution unit 4305 is used to actually update the common model using the recorded user adjustment history.
【0169】以上のように構成された本発明に関連する
第6の例における最適化調整方法及び最適化調整装置の
動作を図44、45のフローチャート図をもとに説明す
る。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the sixth example related to the present invention configured as above will be described with reference to the flow charts of FIGS. 44 and 45.
【0170】最初に、対象データ入力部3201でユー
ザに見せる検定画像データが入力される。調整する解ベ
クトルpkは本発明に関連する第1の例における最適化調
整方法と最適化調整装置の場合と同様である。つまり、
解ベクトルはpk=(LSPH k, LCY L k, LAXIS k, RSPH k,
RCYL k, RAXIS k)のように表される。初期解集合設定部1
01において、解ベクトルの初期集合P=[pk](k=1,...,
n)が設定される。共通モデル評価計算部4301におい
て、例えば本発明に関連する第5の例の最適化調整方法
と最適化調整装置を用いて得られた複数ユーザの調整過
程に関する共通モデルを用いて、各解ベクトルpkの評価
値Ekを計算する。そして情報提示部3207において、
各解ベクトルにより作られる矯正レンズを通して見える
調整画像がユーザに提示され、ユーザはそれをもとに共
通モデル評価計算部4301での評価値が適切かどうか
の判定を行うのが共通モデル評価判定部4302であ
る。もし適切という判断がなされた場合、次に適合度計
算部105、組み替え操作部108による解ベクトルの
組み替え操作により新たな解ベクトル集合が生成され
る。その際、繰り返し回数が許容繰り返し回数を越えた
か、またはユーザに評価をお願いする情報がユーザの満
足に足るものが作成されたかという終了条件を満足する
場合は、最適解出力部103、機器調整実行部3204
と経て視力矯正レンズの調整を実行するかその指示を出
すなどの処理を行い終える。この終了条件が満足されな
い場合は、再び、共通モデル評価計算部4301に戻っ
て新たな解ベクトルの評価値の計算を解しするのであ
る。First, the target data input unit 3201 is used.
The test image data to be shown to the user is input. Solution to adjust
Cutle pkIs the optimization key in the first example related to the present invention.
This is the same as the case of the adjusting method and the optimization adjusting device. That is,
The solution vector is pk= (LSPH k, LCY L k, LAXIS k, RSPH k,
RCYL k, RAXIS k). Initial solution set setting unit 1
01, the initial set of solution vectors P = [pk] (k = 1, ...,
n) is set. Common model evaluation calculator 4301
For example, the optimization adjustment method of the fifth example related to the present invention
And the over-adjustment of multiple users obtained by using the
Each solution vector p using a common modelkEvaluation of
Value EkTo calculate. Then, in the information presenting section 3207,
Visible through the corrective lens created by each solution vector
The adjusted image is presented to the user and the user can
Whether the evaluation value in the general model evaluation calculation unit 4301 is appropriate
It is the common model evaluation determination unit 4302 that determines
It If it is determined to be appropriate, then the conformity meter
Of the solution vector by the calculation unit 105 and the recombination operation unit 108
A new solution vector set is generated by the recombination operation.
It At that time, the number of repetitions exceeded the allowable number of repetitions.
Or the information you ask the user to rate
Satisfies the end condition of whether something good for the foot was created
In this case, the optimum solution output unit 103 and the device adjustment execution unit 3204
And asks if you want to adjust the vision correction lens.
Finish processing such as pressing. Do not meet this termination condition
If not, it returns to the common model evaluation calculation unit 4301 again.
And solve the calculation of the evaluation value of the new solution vector.
It
【0171】一方、共通モデル評価判定部4302でユ
ーザが共通モデルによる評価値を適切でないと判定した
場合、処理は第2ユーザ評価部3802に移り、これま
で同様にユーザ自身が各解ベクトルの評価とその評価値
と解ベクトルの記録を行う。共通モデル更新条件とし
て、調整履歴記録部3805で記録された新たにユーザ
により行われた調整の履歴が許容調整履歴数を越えたか
どうかを考え、その判定を共通モデル更新判定部430
4が行う。あらたに記録された調整の履歴が少ない場
合、つまり共通モデル更新条件を満たさない場合には、
そのまま共通モデルの更新は行われず、適合度導出、組
み替え操作を行い新たな解ベクトル集合を生成する。逆
に、共通モデル更新条件を満たす場合には、調整履歴記
録部3805に記録された調整の履歴をもとに共通モデ
ル更新実行部4305が以前に推定された複数ユーザの
調整過程に関する共通モデルを実際に更新する。その方
法としていろいろな方法が挙げられるが、本発明に関連
する第4、第5の最適化調整方法と最適化調整装置の例
で説明したニューラルネットワークによるモデル推定方
法も考えられる。そこで、本例でもその方法を用いるこ
ととし、ニューラルネットワークの構成、学習方法、教
師信号等は省略する。On the other hand, when the user determines that the evaluation value based on the common model is not appropriate by the common model evaluation determination unit 4302, the process proceeds to the second user evaluation unit 3802, and the user himself / herself evaluates each solution vector. And the evaluation value and the solution vector are recorded. As a common model update condition, the common model update determination unit 430 considers whether or not the history of adjustments newly performed by the user recorded in the adjustment history recording unit 3805 exceeds the allowable number of adjustment history.
4 does. If the newly recorded adjustment history is small, that is, if the common model update conditions are not satisfied,
The common model is not updated as it is, and a new solution vector set is generated by deriving the goodness of fit and recombining operations. On the other hand, when the common model update condition is satisfied, the common model update execution unit 4305 based on the adjustment history recorded in the adjustment history recording unit 3805 creates the previously estimated common model regarding the adjustment process of the plurality of users. Actually update. There are various methods as the method, but the model estimation method by the neural network described in the examples of the fourth and fifth optimization adjusting methods and the optimization adjusting apparatus related to the present invention is also conceivable. Therefore, this method is used also in this example, and the configuration of the neural network, the learning method, the teacher signal, etc. are omitted.
【0172】共通モデル更新実行部で得られた新たな共
通モデルは、すぐさま従来の共通モデルと取り替えら
れ、共通モデル評価計算部4301で使用される。以上
のような処理を行うことにより、本発明に関連する第6
の例における最適化調整方法と最適化調整装置は、ユー
ザにとって最適な解ベクトルの調整を実行するととも
に、複数のユーザの調整過程に関する共通モデルを更新
するように働くため、ユーザが全ての解ベクトルによる
情報を評価する必要がなくユーザに与える負担を軽減す
ることが可能となる。The new common model obtained by the common model update execution unit is immediately replaced with the conventional common model and used by the common model evaluation calculation unit 4301. By performing the processing as described above, the sixth aspect related to the present invention
The optimization adjustment method and the optimization adjustment apparatus in the example of (1) perform the adjustment of the solution vector that is optimum for the user, and also work to update the common model regarding the adjustment process of a plurality of users, so that the user can adjust all solution vectors. It is possible to reduce the burden on the user without having to evaluate the information according to.
【0173】以下、本発明に関連する第7の例における
最適化調整方法と最適化調整装置について図を参照しな
がら説明する。第7の最適化調整方法と最適化調整装置
は、対話型遺伝的アルゴリズムを用いてユーザの調整過
程に関する評価モデルを推定し、得られた評価モデルを
用いて自動的に解ベクトルの最適な調整を行うものであ
る。実施の形態7は、本発明に関連する第1の実施の形
態と同様の問題を扱う。図46は本発明に関連する第7
の実施の形態における最適化調整装置の構成を表す。図
46において、4601はユーザによる評価を行うか評
価モデルによる評価を行うかの選択を行う方法選択スイ
ッチ、4602は調整履歴記録部3805で記録された
ユーザの調整の履歴よりユーザの調整過程に関する評価
モデルを推定する評価モデル推定部、4603は得られ
たユーザの調整過程に関する評価モデルを用いて各解ベ
クトルの評価値を計算するモデル評価計算部である。そ
して、評価モデル推定部4602は、調整履歴記録部3
805で記録されているユーザの調整の履歴が予め設定
された評価モデル推定条件を満足するかどうかの判定を
行い、満足する場合には方法選択スイッチ4601に切
り替えを指示する方法切り替え判定部4604とモデル
推定実行部3804より構成される。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the seventh example related to the present invention will be described below with reference to the drawings. The seventh optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus estimate an evaluation model regarding a user's adjustment process using an interactive genetic algorithm, and automatically use the obtained evaluation model to perform optimum adjustment of a solution vector. Is to do. The seventh embodiment deals with the same problem as the first embodiment related to the present invention. FIG. 46 shows a seventh embodiment related to the present invention.
5 shows a configuration of an optimization adjustment device in the embodiment. In FIG. 46, reference numeral 4601 is a method selection switch for selecting whether to perform evaluation by the user or evaluation by the evaluation model, and reference numeral 4602 indicates an evaluation of the adjustment process of the user based on the adjustment history of the user recorded in the adjustment history recording unit 3805. An evaluation model estimation unit that estimates the model, and a model evaluation calculation unit 4603 that calculates the evaluation value of each solution vector using the obtained evaluation model regarding the adjustment process of the user. Then, the evaluation model estimation unit 4602 uses the adjustment history recording unit 3
It is determined whether or not the user's adjustment history recorded in 805 satisfies a preset evaluation model estimation condition. The model estimation execution unit 3804 is included.
【0174】以上のように構成された本発明に関連する
第7の例における最適化調整方法及び最適化調整装置の
動作を図47、48のフローチャート図をもとに説明す
る。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the seventh example related to the present invention configured as above will be described with reference to the flow charts of FIGS. 47 and 48.
【0175】最初に、対象データ入力部3201でユー
ザに見せる検定画像データが入力される。調整する解ベ
クトルpkは本発明に関連する第1の実施の形態における
最適化調整方法と最適化調整装置の場合と同様である。
つまり、解ベクトルはpk=(LS PH k, LCYL k, LAXIS k, RSPH
k, RCYL k, RAXIS k)のように表される。初期解集合設定
部101において、解ベクトルの初期解集合P=[pk](k=
1,...,n)が設定される。方法選択スイッチでは、ユーザ
による評価を行うか評価モデルによる評価を行うかの選
択が行われる。処理の開始時点で第2ユーザ評価部38
02が選択される。情報提示部3207では、各解ベク
トルにより作られる矯正レンズを通して見える調整画像
がユーザに提示され、ユーザ評価判断部3208ではそ
れをもとに各解ベクトルの評価を行う。この評価値と対
応する解ベクトルは調整履歴記録部3805で記録され
る。調整履歴記録部3805に記録されている履歴が予
め設定された評価モデル推定条件を満足すると方法切替
え判定部4604で判定された時、モデル推定実行部3
804がユーザの調整過程に関する評価モデルを推定す
る。それとともに方法切り替え判定部4604では、方
法選択スイッチ4601に評価方法の切り替えを指示す
る。この指示を受けて以後はユーザによる評価を行う第
2ユーザ評価部3802に代わり、モデル評価計算部4
603において、モデル推定実行部3804で得られた
ユーザの調整過程に関する評価モデルを用いて各解ベク
トルの評価が行われる。評価モデル推定条件、モデル推
定実行部3804については、本発明に関連する第4の
実施の形態における最適化調整方法と最適化調整装置と
同様であるので省略する。モデル評価計算部4603も
しくはユーザ評価判断部3208で得られた各解ベクト
ルの評価値をもとに適合度計算部105が各解ベクトル
の適合度を計算し、その適合度をもとに組替え操作部1
08が各解ベクトルの算術的な組み替え操作を行う。First, the target data input section 3201 is used.
The test image data to be shown to the user is input. Solution to adjust
Cutle pkIn the first embodiment related to the present invention
This is the same as the case of the optimization adjustment method and the optimization adjustment device.
That is, the solution vector is pk= (LS PH k, LCYL k, LAXIS k, RSPH
k, RCYL k, RAXIS k). Initial solution set setting
In the unit 101, an initial solution set P = [p of solution vectorsk] (k =
1, ..., n) is set. Method selection switch allows the user
Select whether to perform evaluation using the evaluation model or the evaluation model.
Selection is made. At the start of the process, the second user evaluation unit 38
02 is selected. In the information presenting unit 3207, each solution
Adjusted image seen through a corrective lens made by Tor
Is presented to the user, and the user evaluation determination unit 3208 displays it.
Based on this, each solution vector is evaluated. Pair with this evaluation value
The corresponding solution vector is recorded in the adjustment history recording unit 3805.
It The history recorded in the adjustment history recording part 3805 is
Switching the method when the evaluation model estimation conditions set for
Model estimation execution unit 3 when the determination unit 4604 makes a determination.
804 estimates an evaluation model for the user's adjustment process
It At the same time, the method switching determination unit 4604
The method selection switch 4601 is instructed to switch the evaluation method.
It After receiving this instruction, the evaluation by the user
2 instead of the user evaluation unit 3802, the model evaluation calculation unit 4
In 603, obtained by the model estimation execution unit 3804
Each solution vector is calculated using the evaluation model for the user's adjustment process.
Tolu is evaluated. Evaluation model estimation conditions, model estimation
The constant execution unit 3804 has a fourth function related to the present invention.
An optimization adjusting method and an optimization adjusting device according to an embodiment
Since it is similar, it is omitted. The model evaluation calculation unit 4603 is also
Specifically, each solution vector obtained by the user evaluation judgment unit 3208
Based on the evaluation value of the
Of the relevance calculation unit 1 based on the calculated relevance
08 performs arithmetic recombination operation of each solution vector.
【0176】以上のような処理を、予め設定された、繰
り返し回数が許容繰り返し回数を越えたか、またはユー
ザに評価をお願いする情報がユーザの満足に足るものが
作成されたかという終了条件を満足するまで繰り返し行
うことにより、最適な解ベクトルを求める。そして、そ
の最適な解ベクトルは最適解出力部103で出力される
とともに、機器調整実行部3204で視力矯正レンズの
調整を実行するかその指示を出すなどの処理を行うので
ある。このような一連の処理により、対話型遺伝的アル
ゴリズムを用いてユーザの調整過程に関する評価モデル
を推定し、得られた評価モデルを用いて自動的に最適な
解ベクトルの調整を行うことが可能となり、対話型遺伝
的アルゴリズムを実用化する際の問題とされていたユー
ザに与えられる負担を軽減し効率よくユーザの好みに最
適調整された機器を実現することができるのである。The above-described processing satisfies the preset termination condition that the number of repetitions exceeds the allowable number of repetitions, or that the information requested to be evaluated by the user is created enough to satisfy the user. The optimum solution vector is obtained by repeating the procedure up to. Then, the optimum solution vector is output by the optimum solution output unit 103, and the device adjustment execution unit 3204 performs processing such as executing adjustment of the vision correction lens or issuing an instruction thereof. Through such a series of processing, it becomes possible to estimate the evaluation model related to the user's adjustment process using the interactive genetic algorithm and automatically adjust the optimal solution vector using the obtained evaluation model. Thus, it is possible to reduce the burden on the user, which has been a problem in putting the interactive genetic algorithm into practical use, and efficiently realize a device optimally adjusted to the user's taste.
【0177】さらに、本発明に関連する第1から第7の
例における最適化調整方法と最適化調整装置において、
ユーザの好みに合わせた文字のフォントを作成する問題
に適用した例も考えられる。以下、本発明の第1から第
7の例の最適化調整方法と最適化調整装置をこの個人用
文字フォント作成に適用した場合について説明する。Furthermore, in the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the first to seventh examples related to the present invention,
An example in which it is applied to the problem of creating a font of characters according to the user's taste can be considered. Hereinafter, the case where the optimization adjusting methods and the optimization adjusting devices of the first to seventh examples of the present invention are applied to the creation of the personal character font will be described.
【0178】文字フォントとして、文字の輪郭は仮想的
な座標空間上の曲線として定義され、その曲線上より選
ばれた節点si(i=1,...,m)のx,y座標データにより表現さ
れるアウトラインフォントがよく用いられる。例え
ば、"b"という文字をアウトラインフォント表現する場
合、13個の黒丸の節点siの座標により表現される。そ
してこれらに節点の座標から、輪郭の残りの線がある曲
線式により補間されているのである。その曲線式とし
て、2、3次スプライン関数や3次のベジェ曲線等が用
いられるが、ここでは(数25)の3次関数を用いて節
点間の曲線近似を行う。As a character font, the outline of a character is defined as a curve in a virtual coordinate space, and x, y coordinate data of a node s i (i = 1, ..., m) selected from the curve. The outline font expressed by is often used. For example, when the character "b" is represented by an outline font, it is represented by the coordinates of 13 black circle nodes s i . Then, from these coordinates of the nodes, the contour lines are interpolated by a curve formula. A quadratic or cubic spline function, a cubic Bezier curve, or the like is used as the curve formula, but here, the curve approximation between the nodes is performed using the cubic function of (Equation 25).
【0179】[0179]
【数25】 [Equation 25]
【0180】(数25)において、(Xa,Ya)、(Xb,Yb)は
アウトラインフォント表現された文字の節点a、bの座
標を表し、(X,Y)は節点a、bの間の補間点の座標を表
す。またα、β、γ、δは任意の実数値をとる係数を表
す。(数25)におけるα、β、γの式は近似曲線が節
点a、bの両点を通るための必要条件である。これらの
ことを考慮して、文字フォントを生成するための解ベク
トルpkは予めアウトラインフォント表現により得られる
節点si(i=1,...,m)のx座標Xsi、y座標Ysiと、節点siとs
i+1間の近似曲線の係数αi、βi、γi、δiを節点の順
番に並べることにより構成されている。対象データ入力
部3201には、アウトラインフォント表現された検定
文字群のデータが入力される。情報提示部3207で
は、各解ベクトルを用いてアウトラインフォントにより
表現された検定文字群より調整文字群を作成し画面上に
提示して、ユーザ評価判断部3208において各解ベク
トルの評価値を判定してもらうのである。本発明に関連
する第1の例の最適化調整方法と最適化調整装置の場
合、各解ベクトルの取り得る限定領域を決める更新領域
限定部3202が設けられているが、ここでは節点si(i
=1,...,m)のx座標Xsi、y座標Ysiが(数26)により表
現される領域Λになるよう限定する。In (Equation 25), (X a , Y a ), (X b , Y b ) represent the coordinates of the nodes a and b of the character expressed in outline font, and (X, Y) represent the node a, The coordinates of the interpolation points between b are shown. Further, α, β, γ, and δ represent coefficients that take arbitrary real values. The expressions α, β, γ in (Equation 25) are necessary conditions for the approximated curve to pass through both the nodes a and b. In consideration of these points, the solution vector p k for generating the character font is the x coordinate X si , y coordinate Y of the node s i (i = 1, ..., m) previously obtained by the outline font representation. si and nodes s i and s
It is configured by arranging the coefficients α i , β i , γ i , and δ i of the approximation curve between i + 1 in the order of nodes. Data of the test character group expressed in outline font is input to the target data input unit 3201. The information presenting unit 3207 creates an adjusted character group from the test character group represented by the outline font using each solution vector and presents it on the screen, and the user evaluation determining unit 3208 determines the evaluation value of each solution vector. To get it. In the case of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the first example related to the present invention, the update area limiting unit 3202 for determining the limited area that each solution vector can take is provided, but here the node s i i
The x-coordinate X si and the y-coordinate Y si of (1, ..., M) are limited to the area Λ represented by ( Equation 26).
【0181】[0181]
【数26】 [Equation 26]
【0182】ここで、(xi0,yi0)は最初に対象データ入
力部3201へ入力されたアウトラインフォントにより
表現された検定文字群の節点の座標データを表し、riは
各節点が取り得る円領域Λの半径を表している。これ
は、実際に解ベクトルより得られるアウトラインフォン
ト文字を画面上に表示した際に全く異なった文字もしく
は画像としか見えないような場合を排除するために、各
節点の動くことのできる領域を限定したものである。ま
た、最適解出力部103で最も評価値の高い解ベクトル
が最適解ベクトルとして出力された後、その最適解ベク
トルに従って機器調整実行部3204が個人用に作成し
たアウトラインフォントを用いて文字を表示できるよう
に、文字出力手段の調整を行うかまたは指示する。本発
明に関連する第1から第7の例の調整装置において、残
りの構成要素は前述の例1から例7と同じように動作す
るため、説明は省略する。しかし、本発明に関連する第
1から第7の例の最適化調整方法と最適化調整装置をこ
の問題に適用した本例においても、何等専門的知識がな
くてもユーザの好みに基づく文字フォントの生成が可能
となるとともに、探索に不必要な領域での探索を削除し
たりユーザの調整の履歴より調整過程の評価モデルを作
成しそのモデルを使って自動的に調整を行う等のことに
より、効率良く最もユーザが好むような文字フォントを
作成することのできる最適解ベクトルを導出することが
できる。その結果、従来の技術で問題であった評価を行
うユーザの負担を軽減することが可能となると考えられ
る。Here, (x i0 , y i0 ) represents the coordinate data of the node of the test character group expressed by the outline font first input to the target data input unit 3201, and r i can be taken by each node. It represents the radius of the circular region Λ. This is to limit the movable area of each node in order to exclude the case where the outline font characters actually obtained from the solution vector are displayed as completely different characters or images when displayed on the screen. It was done. Further, after the solution vector having the highest evaluation value is output as the optimum solution vector by the optimum solution output unit 103, characters can be displayed using the outline font personally created by the device adjustment execution unit 3204 according to the optimum solution vector. As described above, the character output means is adjusted or instructed. In the adjusting devices of the first to seventh examples related to the present invention, the remaining components operate in the same manner as in the above-described first to seventh examples, and thus the description thereof will be omitted. However, even in the present example in which the optimization adjusting methods and the optimization adjusting devices of the first to seventh examples related to the present invention are applied to this problem, the character font based on the user's preference can be obtained without any special knowledge. By making it possible to delete the search in the area unnecessary for the search, create an evaluation model of the adjustment process from the user's adjustment history, and perform automatic adjustment using the model. , It is possible to derive an optimal solution vector that can efficiently create a character font most liked by the user. As a result, it is considered that it is possible to reduce the burden on the user who performs the evaluation, which was a problem in the conventional technique.
【0183】以下、本発明に関連する第8の例における
最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。第
8の例の最適化調整方法と最適化調整装置は、時系列信
号を扱う問題において、各解ベクトルの比較・評価する
際の手助けをする情報と提示する順番の並び変えを行う
機能を対話型遺伝的アルゴリズムに加えることにより最
適な解ベクトルの調整を行うものである。例8は伝達時
における情報欠損等により歪んだ音声の音質を改善する
問題に適用した例である。図49は本発明に関連する第
8の例における調整装置の構成を表す。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the eighth example relating to the present invention will be described below. The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the eighth example interact the information for assisting in comparison / evaluation of each solution vector and the function of rearranging the order of presentation in a problem dealing with time series signals. The optimal solution vector is adjusted by adding it to the type genetic algorithm. Example 8 is an example applied to the problem of improving the sound quality of a voice distorted due to information loss during transmission. FIG. 49 shows the structure of the adjusting device in the eighth example related to the present invention.
【0184】図49において、4901はユーザに各解
ベクトルの表す時系列情報を提示し、ユーザに評価して
もらう時系列評価実行部である。時系列評価実行部49
01は、ユーザに各解ベクトルの表す時系列情報を提示
する情報提示部3207と、情報提示部3207により
提示された複数の時系列情報を比較評価する際の、ユー
ザの記憶を助ける役目を持つ補助情報を提示する補助情
報提示部4902と、ユーザに実際に各解ベクトルを評
価してもらうユーザ評価判断部3208と、ユーザ評価
判断部32084で得られた評価値をもとに各時系列情
報と補助情報を提示する順番を変える情報並び替え部4
903より構成される。In FIG. 49, reference numeral 4901 denotes a time-series evaluation execution unit for presenting the time-series information represented by each solution vector to the user for evaluation by the user. Time series evaluation execution unit 49
Reference numeral 01 has a role of helping the memory of the user when the information presenting unit 3207 that presents the time-series information represented by each solution vector to the user and the plurality of time-series information presented by the information presenting unit 3207 are compared and evaluated. Auxiliary information presenting section 4902 for presenting auxiliary information, user evaluation judging section 3208 for having the user actually evaluate each solution vector, and each time series information based on the evaluation value obtained by user evaluation judging section 32084 And information rearranging section 4 for changing the order of presenting auxiliary information
903.
【0185】以上のように構成された本発明に関連する
第8の例における最適化調整方法及び最適化調整装置の
動作を図50のフローチャートをもとに説明するが、こ
こでは図78に示される手順で行われる歪音声の音質改
善問題に適用した例について説明する。この問題におけ
る目的は、歪音声をユーザに聞いてもらい、各自のその
音の聞こえ具合をもとに音質を改善するような歪改善フ
ィルタの係数を調整してもらうことである。最初に、図
78に示されるように、対象データ入力部3201で、
伝達時における情報欠損等により歪んだ音声が入力され
る。歪音声の音質を改善する方法としていろいろな方法
があると思われるが、本例では、図のようにFIRフィル
タ(有限区間インパルス応答フィルタ:Finite Impulse
Responseフィルタ)を歪改善フィルタとして用い歪音声
の音質を改善する方法を考える。そして、対話型遺伝的
アルゴリズムにより段数がstepであるFIRフィルタのフ
ィルタ係数ベクトルa=(a0,a1,...,astep)を調整するこ
ととする。そのため、調整する解ベクトルpkはこのフィ
ルタ係数aiを並べることにより定義される。解ベクトル
において、各フィルタ係数はこれまでの例と同様に実数
値のまま取り扱うが、aiを例えばBlenの2進数に変換し
てこの2進数を並べて扱うことも可能である。初期解集
合設定部101では、この定義に従い解ベクトルの初期
集合P=[pk](k=1,...,n)が設定される。情報提示部32
07では、各解ベクトルより構成される歪改善フィルタ
を用意し対象データ入力部3201で入力された歪音声
をフィルタリング処理することにより得られる歪改善音
声をユーザに提示する。The operation of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the eighth example related to the present invention configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. 50, which is shown in FIG. 78 here. An example applied to the sound quality improvement problem of distorted speech performed in the procedure described below will be described. The purpose of this problem is to ask the user to hear the distorted voice and adjust the coefficient of the distortion improving filter so as to improve the sound quality based on the hearing condition of the sound. First, as shown in FIG. 78, in the target data input unit 3201,
Distorted voice is input due to information loss during transmission. There are various ways to improve the sound quality of distorted speech, but in this example, as shown in the figure, FIR filter (finite interval impulse response filter: Finite Impulse
Response filter) is used as a distortion improving filter to improve the sound quality of distorted speech. Then, the filter coefficient vector a = (a 0 , a 1 , ..., A step ) of the FIR filter having a step number of steps is adjusted by the interactive genetic algorithm. Therefore, the solution vector p k to be adjusted is defined by arranging the filter coefficients a i . In the solution vector, each filter coefficient is handled as a real value as in the above examples, but it is also possible to convert a i into, for example, a binary number of Blen and to handle the binary number side by side. The initial solution set setting unit 101 sets an initial set of solution vectors P = [ pk ] (k = 1, ..., n) according to this definition. Information presenting section 32
At 07, a distortion improving filter configured by each solution vector is prepared, and the distortion improving sound obtained by filtering the distorted sound input by the target data input unit 3201 is presented to the user.
【0186】しかし、そのままn個分の歪改善音声を提
示しても、各音声の違いを比較評価することはnの数が
大きくなればなるほど困難となる。画像や図形のような
静的なデータは同時にディスプレイなどの上に空間的に
並べることができるため、比較評価しやすい。それに対
して、音声を扱う場合、2つの音声の比較評価はできる
が、それ以上の個数になると比較評価することは非常に
難しくなる。これは、ユーザがあまりに多くの音声を聞
いたために混乱してしまい、各音声間の違いを聞き分け
ることができなくなることに起因する。そこで、補助情
報提示部4902より各音声の比較評価を容易にするた
めの補助情報を提示する。提示する補助情報としてはい
ろいろな情報が考えられるが、本例ではフィルタ係数を
顔を構成する目、口、鼻の大きさ、角度、位置のパラメ
ータに変換することにより得られる顔画像を用いる(図
79)。この顔自身は、歪改善後の音声の音質には何の
関係もないが、ユーザがn個の歪改善音声を同時に比較
評価する際の記憶の手助けとなると考える。これらの情
報をもとに、ユーザ評価判断部3208で各解ベクトル
の評価値がユーザにより判定される。さらに、情報並び
替え部4903において、ユーザ評価判断部3208で
判定された各評価値をもとに比較する歪改善音声とその
補助情報である顔画像の並び替えが行われる。これによ
りユーザは各歪改善音声の優劣を視覚的に並び替えるこ
とが可能となり、ユーザの評価におけるゆらぎの影響の
低減につながる。この時系列評価実行部4901内の処
理はユーザによる評価が終了するまで繰り返し行われ
る。However, even if n distortion-improved speeches are presented as they are, it becomes more difficult to compare and evaluate the differences between the speeches as the number of n becomes larger. Since static data such as images and graphics can be spatially arranged on the display at the same time, it is easy to compare and evaluate. On the other hand, when dealing with voices, it is possible to compare and evaluate two voices, but if the number of voices exceeds that, it becomes very difficult to compare and evaluate. This is because the user is confused by listening to too many voices and cannot distinguish the difference between the voices. Therefore, the auxiliary information presenting section 4902 presents auxiliary information for facilitating the comparative evaluation of each voice. Although various kinds of information can be considered as the auxiliary information to be presented, in this example, a face image obtained by converting the filter coefficient into the parameters of the size, angle, and position of the eyes, mouth, and nose forming the face ( (Figure 79). Although the face itself has nothing to do with the sound quality of the speech after distortion improvement, we think that it will help the user to remember when simultaneously comparing and evaluating n distortion-corrected speeches. Based on these pieces of information, the user evaluation determination unit 3208 determines the evaluation value of each solution vector by the user. Further, the information rearranging section 4903 rearranges the distortion-improving voice to be compared with the face image which is its auxiliary information based on each evaluation value determined by the user evaluation determining section 3208. This allows the user to visually rearrange the superiority or inferiority of each distortion-improved voice, which leads to a reduction in the influence of fluctuations in the user's evaluation. The process in the time-series evaluation execution unit 4901 is repeatedly performed until the evaluation by the user is completed.
【0187】こうして得られた評価値より、適合度計算
部105が各解ベクトルの適合度を計算し、組み替え操
作部108がその適合度をもとに各解ベクトルの組み替
え操作を行うのである。以上の処理は、繰り返し回数lo
opが許容繰り返し回数loopthより大きくなるか、ユーザ
が歪改善音声に満足するまで行われ、機器調整実行部3
204で得られた最適な解ベクトルの表すフィルタが構
成され、歪音声の音質改善を実現するのである。以上の
ように、時系列信号を扱う問題において、各解ベクトル
の比較・評価する際の手助けをする情報と提示する順番
の並び変えを行う機能を対話型遺伝的アルゴリズムに加
えることにより最適な解ベクトルの調整を行うことによ
り、これまで画像のように静的なデータにしか適用され
なかった対話型遺伝的アルゴリズムを時系列データのよ
うな動的データへ適用することができるようになる。そ
の結果、例えば補聴器の装置者の聴覚特性に応じた調整
でも、わざわざ専門的知識を有する調整者のところまで
出向く必要はなく、ユーザである難聴者自身が容易に調
整できる。そして、従来は音量の調整しかできなかった
が、本例の調整装置を用いれば、聞こえ具合いが変わっ
ても、すぐ自分の聞こえ具合いに合わせて音質調整を行
うことができるようになるのである。From the evaluation values thus obtained, the goodness-of-fit calculation unit 105 calculates the goodness-of-fit of each solution vector, and the recombining operation unit 108 recomposes each solution vector based on the goodness-of-fit. The above process is repeated lo
The operation is performed until op becomes larger than the allowable repeat count loop th or the user is satisfied with the distortion improving voice, and the device adjustment execution unit 3
The filter represented by the optimum solution vector obtained in 204 is configured, and the sound quality of distorted speech is improved. As described above, in the problem of dealing with time-series signals, the optimal solution can be obtained by adding the information that assists in comparing and evaluating each solution vector and the function of rearranging the order of presentation to the interactive genetic algorithm. By adjusting the vector, it becomes possible to apply the interactive genetic algorithm, which has been applied only to static data such as images, to dynamic data such as time series data. As a result, for example, even in the case of adjustment according to the hearing characteristics of the person who wears the hearing aid, it is not necessary to bother to go to an adjuster who has specialized knowledge, and the deaf person who is the user can easily make the adjustment. In the past, only the volume could be adjusted, but by using the adjusting device of this example, even if the hearing condition changes, it is possible to immediately adjust the sound quality according to one's own hearing condition.
【0188】以下、本発明に関連する第9の例における
最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。第
9最適化調整方法と最適化調整装置は、時系列信号を扱
う問題において、各解ベクトルの比較・評価する際の手
助けをする情報と提示する順番の並び変えを行う機能を
持ち、解ベクトルの探索領域をその特性や過去の調整結
果をもとに限定し対話型遺伝的アルゴリズムにより最適
な解ベクトルの調整を行うものである。例9では、例8
の場合と同様に歪音声の音質改善をするフィルタ作成問
題を扱う。図51は本発明に関連する第9の例における
最適化調整装置の構成を表す。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the ninth example related to the present invention will be described below. The ninth optimization adjustment method and the optimization adjustment device have a function of rearranging the order of presentation and information to assist in comparison / evaluation of each solution vector in a problem dealing with time series signals. The search area is limited based on its characteristics and past adjustment results, and the optimal solution vector is adjusted by an interactive genetic algorithm. In Example 9, Example 8
As in the case of, we deal with the problem of creating a filter that improves the quality of distorted speech. FIG. 51 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus in the ninth example related to the present invention.
【0189】図51を見て明らかなように、例9の最適
化調整装置は本発明に関連する第1の例における調整装
置に、本発明に関連する第8の例における最適化調整装
置の特徴である時系列評価実行部を加えた構成になって
いる。As is apparent from FIG. 51, the optimization adjusting apparatus of Example 9 is the same as the optimization adjusting apparatus of the first example related to the present invention and the optimization adjusting apparatus of the eighth example related to the present invention. It has a configuration that includes a characteristic time-series evaluation execution unit.
【0190】また、本発明に関連する第9の例における
最適化調整装置の動作は図52のフローチャートに従
い、本発明に関連する第1の例における最適化調整装置
のフローチャートと比較すると、対象データ入力部32
01で、伝達時における情報欠損等により歪んだ音声が
入力されこと、調整する解ベクトルpkは歪改善フィルタ
の係数aiを並べることにより定義されること、情報提示
部3207では、各解ベクトルより構成される歪改善フ
ィルタを用意し対象データ入力部3201で入力された
歪音声をフィルタリング処理することにより得られる歪
改善音声をユーザに提示すること、補助情報提示部49
02より各音声の比較評価を容易にするための補助情報
としてフィルタ係数を顔を構成する目、口、鼻の大き
さ、角度、位置のパラメータに変換することにより得ら
れる顔画像を提示すること、情報並び替え部4903に
おいて、ユーザ評価判断部3208で判定された各評価
値をもとに比較する歪改善音声とその補助情報である顔
画像の並び替えが行われること、時系列評価実行部49
01内の処理はユーザによる評価が終了するまで繰り返
し行われること、機器調整実行部3204で得られた最
適な解ベクトルの表すフィルタが構成され、歪音声の音
質改善を実現することが異なっているのみである。残り
の構成要素と処理の流れについては、本発明に関連する
第1の例における最適化調整方法や調整装置の場合と同
様のため省略する。The operation of the optimization adjusting apparatus in the ninth example related to the present invention follows the flowchart of FIG. 52, and when compared with the flowchart of the optimization adjusting apparatus in the first example related to the present invention, the target data Input unit 32
In 01, a sound distorted due to information loss at the time of transmission is input, the solution vector p k to be adjusted is defined by arranging the coefficients a i of the distortion improving filter, and in the information presenting unit 3207, each solution vector is Presenting a distortion-improved voice obtained by performing a filtering process on the distorted sound input by the target data input unit 3201 by providing a distortion-improved filter configured by the auxiliary data presenting unit 49.
02, presenting a face image obtained by converting the filter coefficient into parameters of the size, angle, and position of the eyes, mouth, and nose forming the face as auxiliary information for facilitating comparative evaluation of each voice. The information rearranging unit 4903 rearranges the distortion-improved voice to be compared with each other based on each evaluation value determined by the user evaluation determination unit 3208 and the face image which is the auxiliary information thereof, and the time-series evaluation execution unit. 49
The processing in 01 is repeated until the evaluation by the user is completed, and the filter represented by the optimum solution vector obtained by the device adjustment execution unit 3204 is configured, and the improvement of the sound quality of distorted speech is different. Only. The rest of the components and the flow of processing are the same as in the case of the optimization adjusting method and the adjusting device in the first example related to the present invention, and therefore will be omitted.
【0191】しかし、図52のフローチャートのよう
に、解ベクトルの比較・評価する際の手助けをする情報
と提示する順番の並び変えを行う機能を対話型遺伝的ア
ルゴリズムに加えるとともに、調整する解ベクトルの取
り得る領域を限定して不要な領域における探索処理の手
間を省くことにより、対話型遺伝的アルゴリズムを用い
て時系列情報のような動的なデータの調整を効率的に行
うことができる。このように本発明に関連する第9の例
における最適化調整方法と最適化調整装置は第1と第8
の例における最適化調整方法と最適化調整装置の効果を
組み合わせた効果を持つ。However, as shown in the flow chart of FIG. 52, information to assist in comparing / evaluating solution vectors and a function of rearranging the order of presentation are added to the interactive genetic algorithm, and the solution vector to be adjusted is adjusted. By limiting the area that can be taken by and saving the effort of the search processing in an unnecessary area, it is possible to efficiently perform dynamic data adjustment such as time series information using an interactive genetic algorithm. As described above, the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the ninth example related to the present invention are the first and the eighth.
It has an effect that combines the effects of the optimization adjustment method and the optimization adjustment device in the above example.
【0192】以下、本発明に関連する第10の例におけ
る最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。
第10の最適化調整方法と最適化調整装置は、時系列信
号を扱う問題において、各解ベクトルの比較・評価する
際の手助けをする情報と提示する順番の並び変えを行う
機能を持ち、記録されている過去の調整情報をもとに解
ベクトルの初期集合を設定し対話型遺伝的アルゴリズム
を用いて解ベクトルの最適化を行うものである。例10
では、例8の場合と同様に歪音声の音質改善をするフィ
ルタ作成問題を扱う。図53は本発明に関連する第10
の例における最適化調整装置の構成を表す。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the tenth example related to the present invention will be described below.
The tenth optimization adjusting method and the optimization adjusting device have a function of rearranging the order of presenting information and information for assisting in comparison / evaluation of each solution vector in a problem dealing with a time-series signal, and recording The initial set of solution vectors is set based on the past adjustment information, and the solution vectors are optimized using an interactive genetic algorithm. Example 10
Now, as in the case of Example 8, the filter creation problem for improving the sound quality of distorted speech is treated. FIG. 53 is a tenth view related to the present invention.
3 shows a configuration of an optimization adjusting device in the example of FIG.
【0193】図53を見てわかるように、例10の最適
化調整装置は本発明に関連する第1の例における最適化
調整装置に、本発明に関連する第8の例における最適化
調整装置の特徴である時系列評価実行部を加えた構成に
なっている。As can be seen from FIG. 53, the optimization adjusting apparatus of Example 10 is the same as the optimization adjusting apparatus of the first example related to the present invention and the optimization adjusting apparatus of the eighth example related to the present invention. It has a configuration in which a time-series evaluation execution unit, which is a feature of, is added.
【0194】また、本発明に関連する第10の例におけ
る最適化調整装置は図54のフローチャートに従って動
作を行い、本発明に関連する第1の例における最適化調
整装置の処理過程を表すフローチャートと比較すると、
対象データ入力部3201で、伝達時における情報欠損
等により歪んだ音声が入力されこと、調整する解ベクト
ルpkは歪改善フィルタの係数aiを並べることにより定義
されること、情報提示部3207では、各解ベクトルよ
り構成される歪改善フィルタを用意し対象データ入力部
3201で入力された歪音声をフィルタリング処理する
ことにより得られる歪改善音声をユーザに提示するこ
と、補助情報提示部4902より各音声の比較評価を容
易にするための補助情報としてフィルタ係数を顔を構成
する目、口、鼻の大きさ、角度、位置のパラメータに変
換することにより得られる顔画像を提示すること、情報
並び替え部4903において、ユーザ評価判断部320
8で判定された各評価値をもとに比較する歪改善音声と
その補助情報である顔画像の並び替えが行われること、
時系列評価実行部4901内の処理はユーザによる評価
が終了するまで繰り返し行われること、機器調整実行部
3204で得られた最適な解ベクトルの表すフィルタが
構成され、歪音声の音質改善を実現することが異なって
いるのみである。残りの構成要素と処理の流れについて
は、本発明に関連する第1の例における調整装置の場合
と同様のため省略する。The optimization adjusting apparatus in the tenth example related to the present invention operates according to the flowchart of FIG. 54, and is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting apparatus in the first example related to the present invention. By comparison,
In the target data input unit 3201, a voice that is distorted due to information loss during transmission is input, and the solution vector p k to be adjusted is defined by arranging the coefficients a i of the distortion improving filter. , Presenting a distortion-improved voice obtained by preparing a distortion-improvement filter composed of each solution vector and filtering the distorted sound input by the target data input unit 3201, and from the auxiliary information presenting unit 4902. Presenting a face image obtained by converting the filter coefficient into parameters of eyes, mouth, nose size, angle, and position that form the face as auxiliary information for facilitating comparative evaluation of voice, In the replacement unit 4903, the user evaluation determination unit 320
Rearrangement of the distortion-improved voice to be compared based on each evaluation value determined in 8 and the face image as its auxiliary information,
The processing in the time-series evaluation execution unit 4901 is repeatedly performed until the evaluation by the user is completed, and the filter represented by the optimum solution vector obtained by the device adjustment execution unit 3204 is configured to improve the sound quality of distorted speech. Is only different. The rest of the components and the flow of processing are the same as in the case of the adjusting device in the first example related to the present invention, and are therefore omitted.
【0195】しかし、図54のフローチャートのよう
に、解ベクトルの比較・評価する際の手助けをする情報
と提示する順番の並び変えを行う機能を対話型遺伝的ア
ルゴリズムに加えることにより、ユーザの評価における
負担を軽減できる。また、探索を開始する初期集合に過
去の最適な解ベクトルを複数用いて解ベクトルの最適化
を行うことにより、時系列情報のような動的なデータの
調整に対しても効率よく対話型遺伝的アルゴリズムを適
用することができる。このように本発明に関連する第1
0の例における最適化調整方法と最適化調整装置は第1
と第8の例における最適化調整方法と最適化調整装置の
効果を組み合わせた効果を持つものである。However, as shown in the flowchart of FIG. 54, by adding to the interactive genetic algorithm a function for rearranging the order of information and information for assisting in comparison / evaluation of solution vectors, user evaluation Can reduce the burden on. In addition, by optimizing the solution vector by using multiple past optimum solution vectors for the initial set that starts the search, it is possible to efficiently and interactively adjust dynamic data such as time series information. A statistical algorithm can be applied. Thus, the first related to the present invention
The optimization adjustment method and the optimization adjustment device in the example of 0 are the first
And the effects of the optimization adjusting method and the optimization adjusting device in the eighth example are combined.
【0196】以下、本発明に関連する第11の例におけ
る最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。
第11の最適化調整方法と最適化調整装置は、時系列信
号を扱う問題において、各解ベクトルの比較・評価する
際の手助けをする情報と提示する順番の並び変えを行う
機能を持ち、ユーザの生理情報をもとに推定した心理状
況をもとにユーザの評価値を補正し、その評価値の補正
値をもとに対話型遺伝的アルゴリズムを用いて最適な解
ベクトルの導出を行うものである。例11では、例8の
場合と同様に歪音声の音質改善をするフィルタ作成問題
を扱う。図55は本発明に関連する第11の例における
最適化調整装置の構成を表す。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the eleventh example related to the present invention will be described below.
The eleventh optimization adjustment method and the optimization adjustment device have a function of rearranging the order of presentation and information for assisting in comparison / evaluation of each solution vector in a problem dealing with a time series signal. The user's evaluation value is corrected based on the psychological condition estimated based on the physiological information of the user, and the optimal solution vector is derived using the interactive genetic algorithm based on the correction value of the evaluation value. Is. Example 11 deals with the problem of filter creation for improving the sound quality of distorted speech as in Example 8. FIG. 55 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus in the eleventh example related to the present invention.
【0197】図55を見てわかるように、例11の最適
化調整装置は本発明に関連する第3の例における最適化
調整装置に、本発明に関連する第8の例における最適化
調整装置の特徴である時系列評価実行部を加えた構成に
なっている。As can be seen from FIG. 55, the optimization adjusting apparatus of Example 11 is the same as the optimization adjusting apparatus of the third example related to the present invention and the optimization adjusting apparatus of the eighth example related to the present invention. It has a configuration in which a time-series evaluation execution unit, which is a feature of, is added.
【0198】また、本発明に関連する第11の例におけ
る最適化調整装置の動作は図56のフローチャートに従
い、本発明に関連する第3の例における最適化調整装置
のフローチャートと比較すると、対象データ入力部32
01で、伝達時における情報欠損等により歪んだ音声が
入力されこと、調整する解ベクトルpkは歪改善フィルタ
の係数aiを並べることにより定義されること、情報提示
部3207では、各解ベクトルより構成される歪改善フ
ィルタを用意し対象データ入力部3201で入力された
歪音声をフィルタリング処理することにより得られる歪
改善音声をユーザに提示すること、補助情報提示部49
02より各音声の比較評価を容易にするための補助情報
としてフィルタ係数を顔を構成する目、口、鼻の大き
さ、角度、位置のパラメータに変換することにより得ら
れる顔画像を提示すること、情報並び替え部4903に
おいて、ユーザ評価判断部3208で判定された各評価
値をもとに比較する歪改善音声とその補助情報である顔
画像の並び替えが行われること、時系列評価実行部49
01内の処理はユーザによる評価が終了するまで繰り返
し行われること、機器調整実行部3204で得られた最
適な解ベクトルの表すフィルタが構成され、歪音声の音
質改善を実現することが異なっているのみである。残り
の構成要素と処理の流れについては、本発明に関連する
第3の例における最適化調整方法と最適化調整装置の場
合と同様のため省略する。The operation of the optimization adjusting apparatus in the eleventh example related to the present invention follows the flowchart of FIG. 56, and when compared with the flowchart of the optimization adjusting apparatus in the third example related to the present invention, the target data Input unit 32
In 01, a sound distorted due to information loss at the time of transmission is input, the solution vector p k to be adjusted is defined by arranging the coefficients a i of the distortion improving filter, and in the information presenting unit 3207, each solution vector is Presenting a distortion-improved voice obtained by performing a filtering process on the distorted sound input by the target data input unit 3201 by providing a distortion-improved filter configured by the auxiliary data presenting unit 49.
02, presenting a face image obtained by converting the filter coefficient into parameters of the size, angle, and position of the eyes, mouth, and nose forming the face as auxiliary information for facilitating comparative evaluation of each voice. The information rearranging unit 4903 rearranges the distortion-improved voice to be compared with each other based on each evaluation value determined by the user evaluation determination unit 3208 and the face image which is the auxiliary information thereof, and the time-series evaluation execution unit. 49
The processing in 01 is repeated until the evaluation by the user is completed, and the filter represented by the optimum solution vector obtained by the device adjustment execution unit 3204 is configured, and the improvement of the sound quality of distorted speech is different. Only. The rest of the components and the flow of processing are the same as in the case of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the third example related to the present invention, and therefore will be omitted.
【0199】しかし、図56のフローチャートのよう
に、解ベクトルの比較・評価する際の手助けをする情報
と提示する順番の並び変えを行う機能を対話型遺伝的ア
ルゴリズムに加えることにより、ユーザが各解ベクトル
を評価する際の負担を軽減できるとともに、評価を行う
ユーザの心理状況を推定しその影響を補正していること
から、ユーザの心理状況(興奮、無関心等)による評価
のゆらぎをできるだけ抑えた解ベクトルの最適化を行う
ことができる。このように本発明に関連する第11の例
における最適化調整方法と最適化調整装置は第3と第8
の例の効果を組み合わせた効果を持つ。However, as shown in the flowchart of FIG. 56, the user can add the information for assisting in comparing / evaluating solution vectors and the function of rearranging the order of presentation to the interactive genetic algorithm so that the user can The load on the evaluation of the solution vector is reduced, and the psychological situation of the user who is performing the estimation is estimated and its effect is corrected, so fluctuations in the evaluation due to the psychological situation of the user (excitement, indifference, etc.) are suppressed as much as possible. It is possible to optimize the solution vector. As described above, the optimization adjusting method and the optimization adjusting device in the eleventh example related to the present invention are the third and eighth embodiments.
It has an effect that combines the effects of the examples.
【0200】以下、本発明に関連する第12の例におけ
る最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。
第12の最適化調整方法と最適化調整装置は、時系列信
号を扱う問題において、各解ベクトルの比較・評価する
際の手助けをする情報の提示と、評価値による提示する
順番の並び変えを対話型遺伝的アルゴリズムに工夫して
用いることにより、ユーザの調整の履歴をもとにユーザ
の調整過程に関する評価モデルを推定するものである。
例12では、例8の場合と同様に歪音声の音質改善をす
るフィルタ作成問題を扱う。図57は本発明に関連する
第12の例における最適化調整装置の構成を表す。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the twelfth example related to the present invention will be described below.
The twelfth optimization adjustment method and the optimization adjustment device provide presentation of information to assist in comparison and evaluation of solution vectors and rearrangement of presentation order by evaluation values in problems dealing with time-series signals. The evaluation model for the user's adjustment process is estimated based on the adjustment history of the user by devising and using the interactive genetic algorithm.
The example 12 deals with the filter creation problem for improving the sound quality of the distorted voice as in the case of the example 8. FIG. 57 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus in the twelfth example related to the present invention.
【0201】図57を見てわかるように、例12の最適
化調整装置は本発明に関連する第4の例における調整装
置に、本発明に関連する第8の例における最適化調整装
置の特徴である時系列評価実行部を加えた構成になって
いる。As can be seen from FIG. 57, the optimization adjusting device of Example 12 is the same as the adjusting device of the fourth example relating to the present invention and the characteristics of the optimization adjusting device of the eighth example relating to the present invention. It has a configuration in which a time series evaluation execution unit is added.
【0202】また、本発明に関連する第12の例におけ
る最適化調整装置は図58のフローチャートに従って動
作を行うものであり、本発明に関連する第4の例におけ
る最適化調整装置のフローチャートと比較すると、対象
データ入力部3201で、伝達時における情報欠損等に
より歪んだ音声が入力されこと、調整する解ベクトルpk
は歪改善フィルタの係数aiを並べることにより定義され
ること、情報提示部3207では、各解ベクトルより構
成される歪改善フィルタを用意し対象データ入力部32
01で入力された歪音声をフィルタリング処理すること
により得られる歪改善音声をユーザに提示すること、補
助情報提示部4902より各音声の比較評価を容易にす
るための補助情報としてフィルタ係数を顔を構成する
目、口、鼻の大きさ、角度、位置のパラメータに変換す
ることにより得られる顔画像を提示すること、情報並び
替え部4903において、ユーザ評価判断部3208で
判定された各評価値をもとに比較する歪改善音声とその
補助情報である顔画像の並び替えが行われること、時系
列評価実行部4901内の処理はユーザによる評価が終
了するまで繰り返し行われること、機器調整実行部32
04で得られた最適な解ベクトルの表すフィルタが構成
され、歪音声の音質改善を実現することが異なっている
のみである。残りの構成要素と処理の流れについては、
本発明に関連する第4の例における最適化調整方法と最
適化調整装置の場合と同様のため省略する。The optimization adjusting apparatus in the twelfth example related to the present invention operates according to the flowchart of FIG. 58, and is compared with the flowchart of the optimization adjusting apparatus in the fourth example related to the present invention. Then, in the target data input unit 3201, a voice distorted due to information loss at the time of transmission is input, and the solution vector p k to be adjusted.
Is defined by arranging the coefficients a i of the distortion improving filter. The information presenting unit 3207 prepares a distortion improving filter composed of each solution vector, and the target data input unit 32
The distortion-improved sound obtained by filtering the distorted sound input at 01 is presented to the user, and the auxiliary information presenting unit 4902 sets the filter coefficient as the auxiliary information for facilitating the comparative evaluation of each face. Presenting a face image obtained by converting into parameters of the size, angle, and position of the constituent eyes, mouth, and nose. In the information rearranging unit 4903, each evaluation value determined by the user evaluation determining unit 3208 is displayed. The distortion-improved voice to be compared with the original and rearrangement of the face image that is the auxiliary information are rearranged, the processing in the time-series evaluation execution unit 4901 is repeatedly performed until the evaluation by the user is completed, and the device adjustment execution unit 32
The only difference is that the filter represented by the optimum solution vector obtained in 04 is configured and the improvement of the sound quality of distorted speech is realized. For the remaining components and process flow,
Since it is the same as the case of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the fourth example related to the present invention, description thereof will be omitted.
【0203】しかし、図58のフローチャートのよう
に、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けをする情
報の提示と、評価値による提示する順番の並び変えを対
話型遺伝的アルゴリズムに工夫して用いるとともに、ユ
ーザの調整の履歴をもとにユーザの調整過程に関する評
価モデルを推定するものであり、これまで困難であった
ユーザの嗜好の様子を時系列情報の調整においても知る
ことができる。このように本発明に関連する第12の例
における最適化調整方法と最適化調整装置は、第4の例
における最適化調整装置を時系列信号問題にまで適用で
きるように拡張した機能を合わせ持っているのである。However, as shown in the flow chart of FIG. 58, an interactive genetic algorithm is devised to present information to assist in comparison and evaluation of each solution vector and rearrange the order of presentation according to evaluation values. In addition to being used, the evaluation model for the user's adjustment process is estimated based on the user's adjustment history, and the user's preference, which has been difficult until now, can be known even in the time-series information adjustment. As described above, the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the twelfth example related to the present invention also have the functions which are expanded so that the optimization adjusting apparatus in the fourth example can be applied to the time series signal problem. -ing
【0204】以下、本発明に関連する第13の例におけ
る最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。
第13の最適化調整方法と最適化調整装置は、時系列信
号を扱う問題において、各解ベクトルの比較・評価する
際の手助けをする情報の提示と、評価値による提示する
順番の並び変えを対話型遺伝的アルゴリズムに工夫して
用いることにより、記録されている複数のユーザの調整
の履歴をもとに複数ユーザの調整過程に関する共通モデ
ルを推定するものである。例21では、例16の場合と
同様に歪音声の音質改善をするフィルタ作成問題を扱
う。図59は本発明に関連する第13の例における最適
化調整装置の構成を表す。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the thirteenth example related to the present invention will be described below.
The thirteenth optimization adjusting method and the optimization adjusting device provide information for assisting in comparison / evaluation of solution vectors and rearrangement of the order of presentation by evaluation values in a problem dealing with time-series signals. By devising and using the interactive genetic algorithm, a common model for the adjustment process of a plurality of users is estimated based on the recorded adjustment history of a plurality of users. The example 21 deals with the filter creation problem for improving the sound quality of the distorted voice as in the case of the example 16. FIG. 59 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus in the thirteenth example related to the present invention.
【0205】図59を見てわかるように、例13の最適
化調整装置は本発明に関連する第5の例における最適化
調整装置に、本発明に関連する第8の例における最適化
調整装置の特徴である時系列評価実行部を加えた構成に
なっている。As can be seen from FIG. 59, the optimization adjusting apparatus of Example 13 is the same as the optimization adjusting apparatus of the fifth example related to the present invention and the optimization adjusting apparatus of the eighth example related to the present invention. It has a configuration in which a time-series evaluation execution unit, which is a feature of, is added.
【0206】また、本発明に関連する第13の例におけ
る最適化調整装置は図60、61のフローチャート図に
従って動作を行うものであり、本発明に関連する第5の
例における最適化調整装置のフローチャート図と比較す
ると、対象データ入力部3201で、伝達時における情
報欠損等により歪んだ音声が入力されこと、調整する解
ベクトルpkは歪改善フィルタの係数aiを並べることによ
り定義されること、情報提示部3207では、各解ベク
トルより構成される歪改善フィルタを用意し対象データ
入力部3201で入力された歪音声をフィルタリング処
理することにより得られる歪改善音声をユーザに提示す
ること、補助情報提示部4902より各音声の比較評価
を容易にするための補助情報としてフィルタ係数を顔を
構成する目、口、鼻の大きさ、角度、位置のパラメータ
に変換することにより得られる顔画像を提示すること、
情報並び替え部4903において、ユーザ評価判断部3
208で判定された各評価値をもとに比較する歪改善音
声とその補助情報である顔画像の並び替えが行われるこ
と、時系列評価実行部4901内の処理はユーザによる
評価が終了するまで繰り返し行われること、機器調整実
行部3204で得られた最適な解ベクトルの表すフィル
タが構成され、歪音声の音質改善を実現することが異な
っているのみである。残りの構成要素と処理の流れにつ
いては、本発明に関連する第5の例における最適化調整
方法と最適化調整装置の場合と同様のため省略する。The optimization adjusting apparatus in the thirteenth example related to the present invention operates according to the flow charts of FIGS. 60 and 61, and is the same as the optimization adjusting apparatus in the fifth example related to the present invention. Compared with the flowchart, the target data input unit 3201 inputs a sound distorted due to information loss at the time of transmission, and the solution vector p k to be adjusted is defined by arranging the coefficients a i of the distortion improving filter. The information presenting unit 3207 presents a distortion improving voice obtained by preparing a distortion improving filter composed of each solution vector and filtering the distorted sound input by the target data input unit 3201 to the user. From the information presenting unit 4902, filter coefficients are used as auxiliary information for facilitating comparative evaluation of each voice, eyes, mouth, The size of the angle, to present a face image obtained by converting the parameters of position,
In the information rearranging section 4903, the user evaluation judging section 3
The distortion-improved voice to be compared based on each evaluation value determined in 208 and the face image which is its auxiliary information are rearranged, and the processing in the time-series evaluation execution unit 4901 is performed until the evaluation by the user is completed. The only difference is that the filter represented by the optimum solution vector obtained by the device adjustment execution unit 3204 is configured repeatedly and the improvement of the sound quality of the distorted voice is realized. The remaining components and the flow of processing are the same as in the case of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the fifth example related to the present invention, and therefore will be omitted.
【0207】しかし、図60、61のフローチャート図
のように、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けを
する情報の提示と、評価値による提示する順番の並び変
えを対話型遺伝的アルゴリズムに工夫して用い、記録さ
れている複数のユーザの調整の履歴をもとに複数ユーザ
の調整過程に関する共通モデルを推定することにより、
従来の対話型遺伝的アルゴリズムだけでは困難であった
複数のユーザによる時系列信号を扱う際の嗜好の共通因
子を抽出することができる。However, as shown in the flow charts of FIGS. 60 and 61, the interactive genetic algorithm is used to present information to assist in comparison and evaluation of each solution vector and rearrange the order of presentation according to evaluation values. By devising and using it, by estimating the common model for the adjustment process of multiple users based on the recorded adjustment history of multiple users,
It is possible to extract common factors of preference when handling time-series signals by a plurality of users, which was difficult only with conventional interactive genetic algorithms.
【0208】以下、本発明に関連する第14の例におけ
る最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。
第14の最適化調整方法と最適化調整装置は、時系列信
号を扱う問題において、各解ベクトルの比較・評価する
際の手助けをする情報の提示と、評価値による提示する
順番の並び変えを行う機能を持ち、対話型遺伝的アルゴ
リズムを用いてユーザにとって最適な解ベクトルの導出
を実行するとともに、複数のユーザの調整過程に関する
共通モデルを更新するものである。例14では、例8の
場合と同様に歪音声の音質改善をするフィルタ作成問題
を扱う。図62は本発明に関連する第14の例における
最適化調整装置の構成を表す。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the fourteenth example related to the present invention will be described below.
The fourteenth optimization adjustment method and the optimization adjustment device provide information for assisting in comparison and evaluation of solution vectors and rearrangement of the order of presentation by evaluation values in problems dealing with time-series signals. It has a function to perform and derives an optimal solution vector for a user by using an interactive genetic algorithm, and updates a common model regarding the adjustment process of a plurality of users. In Example 14, as in Example 8, the filter creation problem for improving the sound quality of distorted speech is dealt with. FIG. 62 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus in the fourteenth example related to the present invention.
【0209】図62を見てわかるように、例14の最適
化調整装置は本発明に関連する第6の例における最適化
調整装置に、本発明に関連する第8の例における最適化
調整装置の特徴である時系列評価実行部を加えた構成に
なっている。As can be seen from FIG. 62, the optimization adjusting apparatus of Example 14 is the same as the optimization adjusting apparatus of the sixth example related to the present invention and the optimization adjusting apparatus of the eighth example related to the present invention. It has a configuration in which a time-series evaluation execution unit, which is a feature of, is added.
【0210】また、本発明に関連する第14の例におけ
る調整装置の動作は図63、64のフローチャートに従
うものであり、本発明に関連する第6の例における最適
化調整装置のフローチャートと比較すると、対象データ
入力部3201で、伝達時における情報欠損等により歪
んだ音声が入力されこと、調整する解ベクトルpkは歪改
善フィルタの係数aiを並べることにより定義されるこ
と、情報提示部3207では、各解ベクトルより構成さ
れる歪改善フィルタを用意し対象データ入力部3201
で入力された歪音声をフィルタリング処理することによ
り得られる歪改善音声をユーザに提示すること、補助情
報提示部4902より各音声の比較評価を容易にするた
めの補助情報としてフィルタ係数を顔を構成する目、
口、鼻の大きさ、角度、位置のパラメータに変換するこ
とにより得られる顔画像を提示すること、情報並び替え
部4903において、ユーザ評価判断部3208で判定
された各評価値をもとに比較する歪改善音声とその補助
情報である顔画像の並び替えが行われること、時系列評
価実行部4901内の処理はユーザによる評価が終了す
るまで繰り返し行われること、機器調整実行部3204
で得られた最適な解ベクトルの表すフィルタが構成さ
れ、歪音声の音質改善を実現することが異なっているの
みである。残りの構成要素と処理の流れについては、本
発明に関連する第6の例における最適化調整方法と最適
化調整装置の場合と同様のため省略する。The operation of the adjusting device in the fourteenth example related to the present invention follows the flowcharts of FIGS. 63 and 64, and is compared with the flowchart of the optimizing adjusting device in the sixth example related to the present invention. In the target data input unit 3201, a voice distorted due to information loss at the time of transmission is input, the solution vector p k to be adjusted is defined by arranging the coefficients a i of the distortion improving filter, and the information presenting unit 3207. Then, a distortion improvement filter composed of each solution vector is prepared, and the target data input unit 3201
Presenting the distortion-improved voice obtained by filtering the distorted voice input by the user, and constructing a filter coefficient face as auxiliary information for facilitating comparative evaluation of each voice from the auxiliary information presenting unit 4902. Eye,
Presenting a face image obtained by converting into parameters of mouth, nose size, angle, and position, and comparing information based on each evaluation value determined by the user evaluation determination unit 3208 in the information rearranging unit 4903. The distortion-correcting voice and the face image which is the auxiliary information thereof are rearranged, the processing in the time-series evaluation executing unit 4901 is repeatedly executed until the evaluation by the user is completed, and the device adjustment executing unit 3204.
The only difference is that the filter represented by the optimum solution vector obtained in step 1 is constructed and the improvement of the sound quality of distorted speech is realized. The remaining components and the flow of processing are the same as in the case of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the sixth example related to the present invention, and are therefore omitted.
【0211】しかし、図63、64のフローチャートの
ように、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けをす
る情報の提示と、評価値による提示する順番の並び変え
を行う機能により、対話型遺伝的アルゴリズムを従来不
向きであった時系列情報の調整に適用するとともに、複
数のユーザの調整過程に関する共通モデルを更新するよ
うに働くことによりユーザの負担を軽減することができ
る。However, as shown in the flow charts of FIGS. 63 and 64, interactive genetic inheritance is achieved by the function of presenting information to assist in comparison and evaluation of solution vectors and rearranging the order of presentation according to evaluation values. It is possible to reduce the burden on the user by applying the dynamic algorithm to the adjustment of the time series information, which is conventionally unsuitable, and by working to update the common model regarding the adjustment process of a plurality of users.
【0212】以下、本発明に関連する第15の例におけ
る最適化調整方法と最適化調整装置について説明する。
第15の最適化調整方法と最適化調整装置は、時系列信
号を扱う問題において、各解ベクトルの比較・評価する
際の手助けをする情報の提示と、評価値による提示する
順番の並び変えを行う機能を持ち、対話型遺伝的アルゴ
リズムを用いてユーザの調整過程に関する評価モデルを
推定し、得られた評価モデルを用いて自動的に最適な解
ベクトルの調整を行うものである。例15では、例8の
場合と同様に歪音声の音質改善をするフィルタ作成問題
を扱う。図65は本発明に関連する第15の例における
最適化調整装置の構成を表す。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the fifteenth example related to the present invention will be described below.
The fifteenth optimization adjusting method and the optimization adjusting device provide information for assisting comparison and evaluation of solution vectors and rearrangement of the order of presentation by evaluation values in a problem dealing with a time-series signal. It has a function to perform, estimates an evaluation model for the user's adjustment process using an interactive genetic algorithm, and automatically adjusts the optimal solution vector using the obtained evaluation model. The example 15 deals with the filter creation problem for improving the sound quality of the distorted voice as in the case of the example 8. FIG. 65 shows the configuration of the optimization adjusting apparatus in the fifteenth example related to the present invention.
【0213】図65を見てわかるように、例15の最適
化調整装置は本発明に関連する第7の例における最適化
調整装置に、本発明に関連する第8の例における最適化
調整装置の特徴である時系列評価実行部を加えた構成に
なっている。As can be seen from FIG. 65, the optimization adjusting apparatus of Example 15 is the same as the optimization adjusting apparatus of the seventh example related to the present invention and the optimization adjusting apparatus of the eighth example related to the present invention. It has a configuration in which a time-series evaluation execution unit, which is a feature of, is added.
【0214】また、本発明に関連する第15の例におけ
る最適化調整装置の動作は図48、66のフローチャー
ト図に従うものであり、本発明に関連する第7の例にお
ける最適化調整装置のフローチャートと比較すると、対
象データ入力部3201で、伝達時における情報欠損等
により歪んだ音声が入力されこと、調整する解ベクトル
pkは歪改善フィルタの係数aiを並べることにより定義さ
れること、情報提示部3207では、各解ベクトルより
構成される歪改善フィルタを用意し対象データ入力部3
201で入力された歪音声をフィルタリング処理するこ
とにより得られる歪改善音声をユーザに提示すること、
補助情報提示部4902より各音声の比較評価を容易に
するための補助情報としてフィルタ係数を顔を構成する
目、口、鼻の大きさ、角度、位置のパラメータに変換す
ることにより得られる顔画像を提示すること、情報並び
替え部4903において、ユーザ評価判断部3208で
判定された各評価値をもとに比較する歪改善音声とその
補助情報である顔画像の並び替えが行われること、時系
列評価実行部4901内の処理はユーザによる評価が終
了するまで繰り返し行われること、機器調整実行部32
04で得られた最適な解ベクトルの表すフィルタが構成
され、歪音声の音質改善を実現することが異なってい
る。残りの構成要素と処理の流れについては、本発明に
関連する第7の例における最適化調整方法と最適化調整
装置の場合と同様のため省略する。The operation of the optimization adjusting apparatus in the fifteenth example related to the present invention follows the flowcharts of FIGS. 48 and 66, and the flowchart of the optimization adjusting apparatus in the seventh example related to the present invention. Compared with the above, the target data input unit 3201 receives a sound that is distorted due to information loss during transmission, and a solution vector to be adjusted.
p k is defined by arranging the coefficients a i of the distortion improving filter, and the information presenting unit 3207 prepares a distortion improving filter composed of each solution vector, and the target data input unit 3
Presenting the distortion-improved voice obtained by filtering the distorted voice input in 201 to the user,
A face image obtained from the auxiliary information presenting unit 4902 by converting the filter coefficient into the parameters of the size, angle, and position of the eyes, mouth, and nose forming the face as auxiliary information for facilitating the comparative evaluation of each voice. The information rearranging unit 4903 rearranges the distortion-improved voice to be compared with the face image which is the auxiliary information thereof based on each evaluation value determined by the user evaluation determination unit 3208. The processing in the series evaluation execution unit 4901 is repeatedly performed until the evaluation by the user is completed, and the device adjustment execution unit 32
The filter represented by the optimum solution vector obtained in 04 is configured, and it is different in that the sound quality of distorted speech is improved. The remaining components and the flow of processing are the same as in the case of the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus in the seventh example related to the present invention, and therefore will be omitted.
【0215】しかし、図48、66のフローチャート図
のように、解ベクトルの比較・評価する際の手助けをす
る情報と提示する順番の並び変えを行う機能を対話型遺
伝的アルゴリズムに加えるとともに、得られたユーザの
調整の履歴を用いてユーザの調整過程の評価モデルを生
成し、ユーザによる評価の代わりにこの評価モデルを用
いて解ベクトルの最適化を自動的に行うようにすること
により、これまで画像のように静的なデータにしか適用
されなかった対話型遺伝的アルゴリズムを時系列データ
のような動的データの調整にも効率的に適用でき、また
評価を行うユーザの負担を大きく軽減することが可能と
なる。However, as shown in the flow charts of FIGS. 48 and 66, information that assists in comparing / evaluating solution vectors and a function of rearranging the order of presentation are added to the interactive genetic algorithm and By generating an evaluation model of the user's adjustment process using the history of the user's adjustments that have been made and automatically optimizing the solution vector using this evaluation model instead of the evaluation by the user, The interactive genetic algorithm, which was applied only to static data such as images, can be efficiently applied to the adjustment of dynamic data such as time series data, and the burden on the evaluation user is greatly reduced. It becomes possible to do.
【0216】さらに、本発明に関連する第8から第15
の例における最適化調整方法と最適化調整装置におい
て、図80のように難聴者であるユーザの聴覚特性に合
わせた補聴器の特性調整の問題に適用する例を考えるこ
とができる。以下では、本発明に関連する第8から第1
5の最適化調整方法と最適化調整装置をこの補聴器の装
置者の特性に合った調整に適用した場合について説明す
る。Furthermore, the eighth to fifteenth aspects related to the present invention.
In the optimization adjustment method and the optimization adjustment apparatus in the example of FIG. 12, it is possible to consider an example in which the optimization adjustment method and the optimization adjustment apparatus are applied to the problem of the characteristic adjustment of the hearing aid that matches the hearing characteristic of the user who is a hearing-impaired person. Below, the eighth to the first related to the present invention
The case where the optimization adjustment method and the optimization adjustment device of No. 5 are applied to the adjustment matching the characteristics of the person who wears the hearing aid will be described.
【0217】通常、補聴器の特性調整は、125Hzから800
0Hzにおける純音を聞かせた時の、周波数f(Hz)における
最小可聴値(聞こえる一番パワーの小さい音)の強さLf
(dB)と、最大可聴値(耐えることのできる一番パワーの
大きい音)の強さHf(dB)、そして通常に聞こえる音の強
さ(dB)Mfを複数周波数における値をもとに補聴器の利得
を調整することにより行われている。125Hzから8000Hz
を3つに区分して、各周波数領域でmear点ずつ上述の3
つの値を取り出すとすると、特性調整に用いられるパラ
メータは3×mearになる。これに加えて、
(i)子音はエネルギーが小さく、子音に続く母音にマス
クされてしまうので、子音部分を強調してマスクされて
もなお、子音が聞き取れるだけの大きさにする必要があ
る。
(ii)人間の耳による音声の聞こえ具合いに大きく影響し
ている低周波数成分(ホルマント成分)を強調した方
が、聞こえ易い。の2点を考慮することにより、より自
然な音声を補聴器により実現することができる。(i)の
場合、子音強調するときの度合の限界Plimit(dB)と、子
音から母音への移行部をどれだけ強調し続けるかを決め
る強調のリリースタイムtrel(msec)により制御できる。
また(ii)の場合、低域周波数における音声のスペクトル
の山(ホルマント)に対して谷を抑制するPsup(dB)と、
抑制を掛ける周波数幅fwid(Hz)により制御できると考え
られる。そこで、これらの4つのパラメータを先ほどの
3×mearのパラメータに加えて解ベクトルpを定義する。
対象データ入力部3201では、検定音声が入力され
る。情報提示部3207では、各解ベクトルで表現され
た補聴器に対象データ入力部3201で入力された検定
音声を通して得られる調整音声をユーザに提示する。特
に、解ベクトルを構成するパラメータ間にはある関係が
存在しており、パラメータの取り得る領域は限られてい
ると思われるので、本発明に関連する第9の例における
最適化調整方法と最適化調整装置の特徴である限定され
た領域内での解ベクトルの調整が大きな意味を持つと考
えられる。最適解出力部103で最も評価値の高い解ベ
クトルが最適解ベクトルとして出力され、その解ベクト
ルをもとに補聴器の特性調整が機器調整実行部3204
で行われる。ここで、補助情報提示部4902は、例え
ば例16の場合と同様にこれらのパラメータより得られ
る顔画像を扱うものとする。Normally, the characteristic adjustment of the hearing aid is from 125 Hz to 800.
The strength L f of the minimum audible value at the frequency f (Hz) (the sound with the lowest power) when a pure tone is heard at 0 Hz
(dB), the maximum audible value (the loudest sound that can withstand) H f (dB), and the normally heard sound intensity (dB) M f based on the values at multiple frequencies. This is done by adjusting the gain of the hearing aid. 125Hz to 8000Hz
Is divided into three, and the m ear points in each frequency domain
If two values are extracted, the parameter used for characteristic adjustment is 3 × m ear . In addition to this, (i) consonants have low energy and are masked by vowels that follow consonants, so it is necessary to make consonants audible even when masked by emphasizing the consonants. (ii) It is easier to hear when the low-frequency component (formant component), which greatly affects the sound quality of the human ears, is emphasized. By taking into account the above two points, a more natural voice can be realized by the hearing aid. In the case of (i), it can be controlled by the limit P limit (dB) of the degree of consonant emphasis and the release time t rel (msec) of the emphasis that determines how much the transition from the consonant to the vowel continues to be emphasized.
In the case of (ii), P sup (dB) that suppresses the valley with respect to the peak (formant) of the speech spectrum in the low frequency range,
It is considered that the frequency width f wid (Hz) can be controlled. So, these four parameters
The solution vector p is defined in addition to the parameters of 3 × m ear .
In the target data input unit 3201, the test voice is input. The information presenting unit 3207 presents to the user the adjusted voice obtained through the test voice input by the target data input unit 3201 to the hearing aid represented by each solution vector. In particular, there is a certain relationship between the parameters forming the solution vector, and it seems that the region that the parameters can take is limited. It is considered that the adjustment of the solution vector within the limited area, which is a feature of the optimization controller, has a great meaning. The optimum solution output unit 103 outputs the solution vector having the highest evaluation value as the optimum solution vector, and the characteristic adjustment of the hearing aid is performed by the device adjustment execution unit 3204 based on the solution vector.
Done in. Here, the auxiliary information presentation unit 4902 handles a face image obtained from these parameters, as in the case of Example 16, for example.
【0218】以上のように設定してた本発明に関連する
第8から第15の例における最適化調整方法と最適化調
整装置を考えた場合、歪音声の音質改善フィルタ作成問
題の場合と同様に、ユーザに何等専門的知識がなくとも
ユーザの聴力特性に合わせた聞こえ具合いに基づく補聴
器の作成を行うことができる。また、本発明に関連する
第12の例におけるユーザの調整過程に関する評価モデ
ルの最適化調整方法と最適化調整装置や第13の例にお
ける複数ユーザの調整過程に関する共通モデルの最適化
調整方法と最適化調整装置を用いれば、各パラメータ間
の関係を明確に記述することも可能であると思われる。Considering the optimization adjusting method and the optimization adjusting device in the eighth to fifteenth examples related to the present invention which are set as described above, the same as in the case of the problem of creating a sound quality improvement filter for distorted speech. In addition, even if the user has no special knowledge, it is possible to create a hearing aid based on the hearing condition that matches the hearing characteristics of the user. Also, an optimization adjustment method and an optimization adjustment device of an evaluation model regarding a user's adjustment process in a twelfth example related to the present invention, and an optimization adjustment method and optimization of a common model regarding an adjustment process of a plurality of users in an thirteenth example. It is considered possible to clearly describe the relationship between each parameter by using the chemical adjustment device.
【0219】なお、本発明の第1から第8の実施の形態
及び第1例から第15例における最適化調整方法と最適
化調整装置では、解ベクトルの選択淘汰としてルーレッ
ト選択法を使用したがこれに限定されるものでなく、適
合度の高く優秀な解ベクトルの次に新しく作られる解ベ
クトル集合にそのままコピーするエリート戦略法を組み
合わせたり、適合度の値は用いずその順位だけに目を付
ける線形正規化方法等の適用も考えられる。また、ユー
ザによる評価の場合にも、本発明では最大可能評価値EA
maxから最小評価値EAminの間における値を連続値を評価
値として考えたが、ユーザに同時に提示されているn個
の解ベクトルの相対評価をもとにした段階評価値、例え
ばn個の解ベクトルの順位を評価値とするようなことも
考えられる。さらに、解ベクトルがビット列コード表現
されている場合に、交叉処理においても本例における1
点もしくは2点交叉処理のみならず、図74に示される
ようなシンプレックス交叉処理の適用も考えられる。図
74に示されるようにシンプレックス交叉処理では、
(i)まず適合度の高い2つの解ベクトルと低い1つの解
ベクトルが選択確率部で用いた確率により選択される。
(ii)適合度の高い2つの解ベクトルを比較して、対応す
るビット列コードの値が一致する場合はその値を採用す
る。もし一致しない場合は、低い適合度の解ベクトルの
対応するビットの値の否定を採用することにより、新し
い解ベクトルが作り出される。In the optimization adjustment methods and the optimization adjustment devices in the first to eighth embodiments and the first to fifteenth examples of the present invention, the roulette selection method is used as the selection selection of the solution vector. It is not limited to this, combining an elite strategy method that directly copies a solution vector set that has a high degree of goodness of fit and is newly created next to a solution vector, and does not use the value of the degree of goodness of fit and pay attention only to its rank. It is also possible to apply a linear normalization method or the like. Further, even in the case of evaluation by the user, the maximum possible evaluation value EA is used in the present invention.
A value between max and the minimum evaluation value EA min was considered as a continuous value, but a graded evaluation value based on the relative evaluation of n solution vectors presented to the user at the same time, for example, n evaluation values. It may be possible to use the rank of the solution vector as the evaluation value. Furthermore, when the solution vector is represented by a bit string code, even in the crossover process, 1 in this example is used.
Not only the point or two-point crossover process but also the simplex crossover process as shown in FIG. 74 can be applied. As shown in FIG. 74, in the simplex crossover process, (i) first, two solution vectors having a high fitness and one solution vector having a low fitness are selected according to the probabilities used in the selection probability part. (ii) Two solution vectors having a high degree of conformity are compared with each other, and if the corresponding bit string code values match, the value is adopted. If they do not match, a new solution vector is created by taking the negation of the value of the corresponding bit of the low-fitness solution vector.
【0220】というような処理が実行される。シンプレ
ックス交叉処理により1点もしくは2点交叉処理より
も、より解ベクトルの多様性を保持した調整ができ局所
解に陥りにくいという利点がある。The following processing is executed. The simplex crossover process has an advantage over the one-point or two-point crossover process in that the adjustment can be performed while maintaining the diversity of the solution vector, and the local solution is less likely to fall.
【0221】以上のことから、本発明に関連する第1の
例の最適化調整方法と最適化調整装置は、各調整するパ
ラメータの更新領域をその特性や過去の調整結果をもと
に限定しその領域内の解ベクトルを対象として対話型遺
伝的アルゴリズムを用いることにより、調整する必要が
ないと思われる領域での調整を削除することが可能とな
り、最適な解ベクトルの調整を速やかに行うことができ
る優れた効果を有する。From the above, the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the first example related to the present invention limit the update area of each parameter to be adjusted based on its characteristics and past adjustment results. By using the interactive genetic algorithm for the solution vector in that region, it becomes possible to eliminate the adjustment in the region that does not need to be adjusted, and to perform the optimal adjustment of the solution vector promptly. It has an excellent effect that
【0222】また、本発明に関連する第2の例の最適化
調整方法と最適化調整装置は、対話型遺伝的アルゴリズ
ムを用いる際に、記録されている過去の調整情報をもと
に解ベクトルの初期集合を設定してユーザにとって好ま
しくない解ベクトルを排除して調整することにより、最
適な解ベクトルへの収束が早くなるとともに各解ベクト
ルの評価をする際の負担を軽減することができる優れた
効果を有する。Further, the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the second example related to the present invention, when using the interactive genetic algorithm, based on the past adjustment information recorded, the solution vector By setting the initial set of and eliminating and adjusting the solution vector that is not preferable to the user, the convergence to the optimal solution vector can be accelerated and the load when evaluating each solution vector can be reduced. Have the effect.
【0223】また、本発明に関連する第3の例の最適化
調整方法と最適化調整装置は、ユーザの生理情報をもと
に推定した心理状況をもとにユーザの評価値を補正する
ことによりユーザの評価におけるゆらぎの影響を軽減さ
せるため、心理に左右されないでユーザの状況(聴力、
視力等)に最適な解ベクトルの調整を対話型遺伝的アル
ゴリズムにより実現することができる優れた効果を有す
る。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the third example related to the present invention correct the evaluation value of the user based on the psychological condition estimated based on the physiological information of the user. This reduces the influence of fluctuations on the user's evaluation, so that the user's situation (hearing,
It has an excellent effect that the optimal solution vector adjustment for visual acuity etc. can be realized by an interactive genetic algorithm.
【0224】また、本発明に関連する第4の例の最適化
調整方法と最適化調整装置は、対話型遺伝的アルゴリズ
ムを用いてユーザが各自にとって最適な解ベクトルの調
整を行う際に得られる調整の履歴をもとにユーザの調整
過程に関する評価モデルを推定するものであり、ユーザ
のこの問題に対する嗜好の様子を知ることができる優れ
た効果を有する。Further, the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the fourth example related to the present invention are obtained when the user adjusts the optimum solution vector for each person by using the interactive genetic algorithm. The evaluation model for the user's adjustment process is estimated based on the adjustment history, and it has an excellent effect that the user's preference for this problem can be known.
【0225】また、本発明に関連する第5の例の最適化
調整方法と最適化調整装置は、対話型遺伝的アルゴリズ
ムを用いて複数のユーザにより行われた解ベクトル最適
化の履歴より調整過程に関する共通モデルを推定するも
のであり、複数のユーザによる嗜好の共通因子を抽出す
ることができる優れた効果を有する。Further, the optimization adjusting method and the optimization adjusting device of the fifth example related to the present invention are based on the history of solution vector optimization performed by a plurality of users using an interactive genetic algorithm. , Which has an excellent effect of being able to extract a common factor of tastes by a plurality of users.
【0226】また、本発明に関連する第6の例の最適化
調整方法と最適化調整装置は、対話型遺伝的アルゴリズ
ムを用いてユーザにとって最適な解ベクトルの調整を速
やかに実行するとともに、複数のユーザの調整過程に関
する共通モデルを更新するように働くため、ユーザが全
ての解ベクトルによる情報を評価する必要がなくユーザ
に与える負担を軽減することが可能となる優れた効果を
有する。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the sixth example related to the present invention use an interactive genetic algorithm to quickly execute the optimum solution vector adjustment for the user, and Since it works to update the common model regarding the adjustment process of the user, there is an excellent effect that it is possible for the user to reduce the burden on the user without having to evaluate the information by all the solution vectors.
【0227】また、本発明に関連する第7の例の最適化
調整方法と最適化調整装置は、対話型遺伝的アルゴリズ
ムを用いてユーザの調整過程に関する評価モデルを推定
し、得られた評価モデルを用いて自動的に最適な解ベク
トルの調整を行うものであるため、対話型遺伝的アルゴ
リズムを用いる際に問題とされていたユーザに与えられ
る負担を軽減することが可能となる優れた効果を有す
る。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the seventh example related to the present invention estimate the evaluation model concerning the adjustment process of the user by using the interactive genetic algorithm, and obtain the obtained evaluation model. Since it automatically adjusts the optimal solution vector using, it is possible to reduce the burden on the user, which has been a problem when using the interactive genetic algorithm. Have.
【0228】また、本発明に関連する第8の例の最適化
調整方法と最適化調整装置は、時系列信号を扱う問題に
おいて、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けをす
る情報と提示する順番の並び変えを行う機能を対話型遺
伝的アルゴリズムに加えることにより最適な解ベクトル
の調整を行うものであり、これまで画像のように静的な
データにしか適用されなかった対話型遺伝的アルゴリズ
ムを時系列データのような動的データへの適用も可能と
なる優れた効果を有する。Further, the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the eighth example related to the present invention present information and information to assist in comparing / evaluating each solution vector in the problem of dealing with time series signals. The optimal solution vector is adjusted by adding the function of rearranging the order to the interactive genetic algorithm, which has been applied only to static data such as images until now. It has an excellent effect that the algorithm can be applied to dynamic data such as time series data.
【0229】また、本発明に関連する第9の例の最適化
調整方法と最適化調整装置は、時系列信号を扱う問題に
おいて、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けをす
る情報と提示する順番の並び変えを行う機能を持ち、各
調整する解ベクトルの更新領域をその特性や過去の調整
結果をもとに限定して対話型遺伝的アルゴリズムを用い
ることにより、これまで画像のように静的なデータにし
か適用されなかった対話型遺伝的アルゴリズムを時系列
データのような動的データを対象とした場合の最適な解
ベクトルの調整を速やかに行うことが可能になる効果を
有する。Further, the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the ninth example related to the present invention present information and information to assist in comparing / evaluating each solution vector in the problem of dealing with time series signals. It has the function of rearranging the order in which the adjustment is performed, and by using the interactive genetic algorithm by limiting the update region of each adjustment solution vector based on its characteristics and past adjustment results, The interactive genetic algorithm applied only to static data has an effect that it becomes possible to quickly adjust the optimum solution vector when targeting dynamic data such as time series data.
【0230】また、本発明に関連する第10の例の最適
化調整方法と最適化調整装置は、時系列信号を扱う問題
において、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けを
する情報と提示する順番の並び変えを行う機能を持ち、
記録されている過去の調整情報をもとに解ベクトルの初
期集合を設定して対話型遺伝的アルゴリズムを用いるこ
とにより、これまで画像のように静的なデータにしか適
用されなかった対話型遺伝的アルゴリズムを時系列デー
タのような動的データを対象とした場合の最適な解ベク
トルの調整を速やかに行うことが可能になる効果を有す
る。Further, the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the tenth example related to the present invention present information and information for assisting in comparison / evaluation of solution vectors in the problem of dealing with time series signals. Has the function of rearranging the order in which
By using the interactive genetic algorithm by setting the initial set of solution vectors based on the recorded past adjustment information, the interactive genetic algorithm, which was previously applied only to static data such as images, is used. This has the effect of making it possible to quickly adjust the optimal solution vector when the dynamic algorithm targets dynamic data such as time-series data.
【0231】また、本発明に関連する第11の例の最適
化調整方法と最適化調整装置は、時系列信号を扱う問題
において、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けを
する情報と提示する順番の並び変えを行う機能を持ち、
ユーザの生理情報をもとに推定した心理状況をもとにユ
ーザの評価値を補正することにより、ユーザの評価にお
けるゆらぎの影響を軽減させながら対話型遺伝的アルゴ
リズムによる最適解ベクトルの更新を行うことにより、
これまで画像のように静的なデータにしか適用されなか
った対話型遺伝的アルゴリズムを時系列データのような
動的データへの適用が可能となるとともに使用環境に影
響を受けないでユーザ自身の状況に対応する最適な解ベ
クトルの調整を行うことが可能になる効果を有する。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the eleventh example related to the present invention present information and information to assist in comparing / evaluating each solution vector in the problem of dealing with time series signals. Has the function of rearranging the order in which
By updating the evaluation value of the user based on the psychological condition estimated based on the physiological information of the user, the optimal solution vector is updated by the interactive genetic algorithm while reducing the influence of fluctuation in the evaluation of the user. By
It becomes possible to apply the interactive genetic algorithm, which was previously applied only to static data such as images, to dynamic data such as time series data, and at the same time, the user's own This has the effect of making it possible to adjust the optimum solution vector corresponding to the situation.
【0232】また、本発明に関連する第12の例の最適
化調整方法と最適化調整装置は、時系列信号を扱う問題
において、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けを
する情報の提示と、評価値による提示する順番の並び変
えを対話型遺伝的アルゴリズムに工夫して用いることに
より、ユーザの調整の履歴をもとにユーザの調整過程に
関する評価モデルを推定するものであり、ユーザの時系
列信号問題に対する嗜好の様子を知ることができる効果
を有する。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the twelfth example related to the present invention present information that assists in comparison and evaluation of solution vectors in the problem of handling time series signals. By rearranging the order of presentation according to the evaluation value in an interactive genetic algorithm, the evaluation model for the user's adjustment process is estimated based on the user's adjustment history. This has an effect of being able to know the state of preference for the time-series signal problem.
【0233】また、本発明に関連する第13の例の最適
化調整方法と最適化調整装置は、時系列信号を扱う問題
において、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けを
する情報の提示と、評価値による提示する順番の並び変
えを対話型遺伝的アルゴリズムに工夫して用いることに
より、記録されている複数のユーザの調整の履歴をもと
に複数ユーザの調整過程に関する共通モデルを推定する
ものであり、複数のユーザによる時系列信号を扱う際の
嗜好の共通因子を抽出することができる効果を有する。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the thirteenth example related to the present invention present information to assist in comparing / evaluating each solution vector in the problem of dealing with time series signals. And, by rearranging the order of presentation according to the evaluation value for an interactive genetic algorithm, a common model for the adjustment process of multiple users is estimated based on the recorded adjustment history of multiple users. Therefore, there is an effect that a common factor of preference when handling time-series signals by a plurality of users can be extracted.
【0234】また、本発明に関連する第14の例の最適
化調整方法と最適化調整装置は、時系列信号を扱う問題
において、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けを
する情報の提示と、評価値による提示する順番の並び変
えを行う機能を持ち、対話型遺伝的アルゴリズムを用い
てユーザにとって最適な解ベクトルの調整を速やかに実
行するとともに、複数のユーザの調整過程に関する共通
モデルを更新するように働くものであるため、ユーザが
全ての解ベクトルによる情報を評価する必要がなくユー
ザに与える負担を軽減することが可能となる効果を有す
る。The optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the fourteenth example related to the present invention present information that assists in comparison and evaluation of solution vectors in the problem of handling time series signals. And the function of rearranging the order of presentation according to the evaluation value, promptly execute the optimal solution vector adjustment for the user by using the interactive genetic algorithm, and the common model for the adjustment process of multiple users. Since it works so as to update, there is an effect that the user does not need to evaluate the information based on all the solution vectors and the burden on the user can be reduced.
【0235】また、本発明に関連する第15の例の最適
化調整方法と最適化調整装置は、時系列信号を扱う問題
において、各解ベクトルの比較・評価する際の手助けを
する情報の提示と、評価値による提示する順番の並び変
えを行う機能を持ち、対話型遺伝的アルゴリズムを用い
てユーザの調整過程に関する評価モデルを推定し、得ら
れた個人モデルを用いて自動的に最適な解ベクトルの調
整を行うものであるため、対話型遺伝的アルゴリズムを
用いる際に問題とされていたユーザに与えられる負担を
軽減して時系列信号への適用を可能にする効果を有す
る。Further, the optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the fifteenth example related to the present invention present information to assist in comparing / evaluating each solution vector in the problem of dealing with time series signals. And, it has a function to rearrange the order of presentation according to the evaluation value. The interactive genetic algorithm is used to estimate the evaluation model of the user's adjustment process, and the obtained individual model is used to automatically optimize the optimal solution. Since the vector is adjusted, it has the effect of reducing the burden on the user, which has been a problem when using the interactive genetic algorithm, and enabling application to time-series signals.
【0236】[0236]
【発明の効果】以上のように、本発明の第1の最適化調
整方法と最適化調整装置は、解ベクトル集合内の各解ベ
クトルに対して、そのベクトルを中心とした近傍で再度
初期解ベクトル群を設定し一定回数の組み替え操作を行
い限定された領域内での解ベクトル群の最適化を実行す
る。そして、得られた複数の解ベクトル群を1つの大き
な集合に統合し組み替え操作により改めて解ベクトルの
最適化を行うというように、組み替え操作を用いて局所
的に解ベクトルの更新を行った後に再び組み替え操作に
より大域的な解ベクトルの更新を行うことにより、局所
的な解ベクトルの更新能力を補強し高速な最適解の推定
処理をすることができる。As described above, the first optimization adjusting method and the optimization adjusting apparatus of the present invention, for each solution vector in the solution vector set, re-initializes the solution vector in the vicinity of the vector. A vector group is set, and a recombination operation is performed a fixed number of times to optimize the solution vector group in a limited area. Then, the plurality of obtained solution vector groups are integrated into one large set, and the solution vector is optimized again by the recombination operation. Therefore, after locally updating the solution vector by the recombination operation, the solution vector is updated again. By updating the global solution vector by the recombination operation, it is possible to reinforce the local update ability of the solution vector and perform a high-speed optimal solution estimation process.
【0237】また、本発明の第2の最適化調整方法と最
適化調整装置は、解ベクトル集合内の各解ベクトルをそ
の近傍空間よりランダムに抽出したベクトル群と比較し
て適合度の高いベクトル群を改めて更新処理の対象とな
る解ベクトル集合に属する解ベクトルとして選び出す。
そして、出来上がった解ベクトル集合を組み替え操作の
対象とすることにより、従来の遺伝的アルゴリズムでは
欠如していた局所的更新能力の弱さを解消することがで
きるという優れた効果を有する。Further, the second optimization adjusting method and the optimization adjusting device of the present invention compare each solution vector in the solution vector set with a vector group randomly extracted from its neighboring space and have a high degree of conformity. The group is selected again as a solution vector belonging to the solution vector set to be updated.
Then, by having the resulting solution vector set as the target of the recombination operation, there is an excellent effect that the weakness of the local updating ability, which is lacking in the conventional genetic algorithm, can be eliminated.
【0238】また、本発明の第3の最適化調整方法と最
適化調整装置は、適合度により選択された解ベクトルの
近傍ベクトル群を抽出し解集合の再設定を行い、得られ
た近傍ベクトル群を対象とした解ベクトルの組み替え操
作を行うことにより、局所的な更新能力を高めるととも
に突出した適合度の高い解ベクトルの影響が解全体にす
ぐに大きな影響を与えることを避けることができる。Further, the third optimization adjusting method and the optimization adjusting device of the present invention extract the neighborhood vector group of the solution vector selected by the goodness of fit, reset the solution set, and obtain the obtained neighborhood vector. By performing the recombination operation of the solution vector for the group, it is possible to enhance the local update capability and to prevent the influence of the solution vector having a high degree of conformity from having a great influence on the entire solution immediately.
【0239】また、本発明の第4の最適化調整方法と最
適化調整装置は、解ベクトル集合内の各解ベクトル近傍
を複数の領域に分割し平均適合度が最も大きい領域より
ランダムに複数の解ベクトル群を選び出すとともに、元
の解ベクトル集合内の解ベクトルに対して組み替え操作
により新たな解ベクトル集合を生成する。そして、これ
らの中から適合度の高い順に選び出して1つの解ベクト
ル集合を再設定することにより、解ベクトル集合内の組
み替え操作による解ベクトルの最適化と並行して、各解
ベクトル近傍における解ベクトルの更新処理も同時に行
うこととなり、元々遺伝的アルゴリズムが持つ効率的な
大域解更新能力に局所的な解更新能力を補強することが
でき、最適解ベクトルの推定を効率良く実行することが
できるという優れた効果を有する。Further, the fourth optimization adjusting method and the optimization adjusting device of the present invention divide the neighborhood of each solution vector in the solution vector set into a plurality of areas and randomly select a plurality of areas from the area having the largest average goodness of fit. A solution vector group is selected, and a new solution vector set is generated by a recombination operation on the solution vectors in the original solution vector set. Then, by selecting from these in descending order of goodness of fit and resetting one solution vector set, the solution vectors in the neighborhood of each solution vector are parallel to the optimization of the solution vector by the recombination operation in the solution vector set. It is said that the update process of the algorithm is also performed at the same time, and the local solution update capability can be reinforced to the efficient global solution update capability originally possessed by the genetic algorithm, and the optimal solution vector can be estimated efficiently. Has excellent effect.
【0240】また、本発明の第5の最適化調整方法と最
適化調整装置は、適合度の算術平均と標準偏差をもとに
解ベクトル集合を複数のグループに分割する解集合分割
部と解集合分割部により得られた各グループ内を対象と
した解ベクトルの組み替え操作を行うグループ組み替え
操作部を設けることにより、突出した適合度の高い解ベ
クトルの影響が解全体にすぐに大きな影響を与えること
を避けることができるとともに局所的な更新能力の強化
を行うことができる。Further, the fifth optimization adjusting method and the optimization adjusting device of the present invention include a solution set dividing section for dividing the solution vector set into a plurality of groups based on the arithmetic mean and the standard deviation of the goodness of fit and the solution. By providing the group recombination operation unit that performs the recombination operation of the solution vector for each group obtained by the set division unit, the influence of the solution vector with a high degree of conformity has a great influence on the entire solution immediately. It is possible to avoid this and to strengthen the local update ability.
【0241】また、本発明の第6の最適化調整方法と最
適化調整装置は、適合度の算術平均と標準偏差、最大・
最小適合度をもとに解ベクトル集合を複数のグループに
分割するかどうかの判断をする。分割すると判断された
場合には、解集合分割部が解集合全体を複数のグループ
に分割し、そう判断されない場合は解集合全体を組み替
え操作の対象とし、得られた組み替え処理対象に対して
解ベクトルの選択と組み替え操作を行うことにより適合
度分布状況をもとに突出した高い適合度を持つ解ベクト
ルの有無を判断し、その影響を低減するように組み替え
処理対象を限定することにより、効率よい最適解推定を
行うことができる。Further, the sixth optimization adjusting method and the optimization adjusting device of the present invention are the arithmetic mean and standard deviation of the goodness of fit, the maximum
Based on the minimum goodness of fit, it is determined whether or not the solution vector set is divided into a plurality of groups. If it is determined to be divided, the solution set division unit divides the entire solution set into a plurality of groups, and if not so, the entire solution set is the target of the recombination operation, and the solution for the obtained recombination processing target is solved. By selecting a vector and performing a recombination operation, it is determined whether there is a solution vector with a high degree of goodness of conformity based on the goodness of fit distribution situation, and by limiting the recombination processing target so as to reduce the effect, efficiency can be improved. A good optimal solution can be estimated.
【0242】また、本発明の第7の最適化調整方法と最
適化調整装置は、解ベクトルの収束を判断するための段
階収束基準を動的に変化させるとともに、新しい解ベク
トルの更新を行う領域を動的に変化させ段階的に最適解
推定を行うことにより、効率よい最適解推定を実現する
ことができる優れた効果を有する。Further, the seventh optimization adjusting method and the optimization adjusting device of the present invention dynamically change the step convergence criterion for judging the convergence of the solution vector, and update the new solution vector. Has an excellent effect that an efficient optimal solution estimation can be realized by dynamically changing the value of Eq.
【図1】本発明の参考例における最適化調整処理装置の
構成を表すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjustment processing device according to a reference example of the present invention.
【図2】本発明の参考例における最適化調整装置の要部
である組み替え操作部の構成を表すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a recombination operation unit that is a main part of an optimization adjustment apparatus according to a reference example of the present invention.
【図3】本発明の参考例における最適化調整方法の全体
の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 3 is a flowchart showing the overall processing steps of the optimization adjusting method in the reference example of the present invention.
【図4】本発明の参考例における最適化調整方法の処理
1における過程を表すフローチャート図。FIG. 4 is a flowchart showing a process in process 1 of the optimization adjusting method in the reference example of the present invention.
【図5】本発明の参考例における最適化調整方法の要処
理である組み替え操作処理の過程を表すフローチャート
図。FIG. 5 is a flowchart showing a process of a recombination operation process, which is a main process of the optimization adjusting method in the reference example of the present invention.
【図6】具体例として取り扱う多次元関数最大値推定問
題の概念図。FIG. 6 is a conceptual diagram of a multidimensional function maximum value estimation problem treated as a specific example.
【図7】実数値区間における値から固定長ビット列コー
ドへの変換の様子を表す図。FIG. 7 is a diagram showing how a value in a real value section is converted into a fixed length bit string code.
【図8】更新方向ベクトルに沿った解ベクトル更新を模
式的に表す図。FIG. 8 is a diagram schematically showing a solution vector update along an update direction vector.
【図9】選択淘汰に用いられるルーレット選択方式を説
明するための図。FIG. 9 is a diagram for explaining a roulette selection method used for selective selection.
【図10】本発明の第1の実施の形態における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjustment device according to the first embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第1の実施の形態における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 11 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method according to the first embodiment of the present invention.
【図12】局所的更新処理と大域的更新処理を模式的に
表す図。FIG. 12 is a diagram schematically showing local update processing and global update processing.
【図13】本発明の第2の実施の形態における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an optimization adjustment device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第2の実施の形態における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 14 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method according to the second embodiment of the present invention.
【図15】初期解ベクトル群抽出の様子を模式的に表す
図。FIG. 15 is a diagram schematically showing how the initial solution vector group is extracted.
【図16】本発明の第3の実施の形態における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an optimization adjustment device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
【図17】本発明の第3の実施の形態における最適化調
整装置の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 17 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting apparatus according to the third embodiment of the present invention.
【図18】実数値空間における近傍ベクトル抽出処理を
模式的に表す図。FIG. 18 is a diagram schematically showing a neighborhood vector extraction process in a real-valued space.
【図19】本発明の第4の実施の形態における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of an optimization adjustment device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
【図20】本発明の第4の実施の形態における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 20 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method according to the fourth embodiment of the present invention.
【図21】更新領域分割とそこからの解ベクトル抽出処
理を模式的に表す図。FIG. 21 is a diagram schematically showing update area division and solution vector extraction processing from the division.
【図22】本発明の第5の実施の形態における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjustment device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図23】本発明の第5の実施の形態における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 23 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method according to the fifth embodiment of the present invention.
【図24】実数値空間における解集合分割処理を模式的
に表す図。(a)適合度fkに対する個体数分布を模式的
に表す図。
(b)実数値空間における分割の様子を表す図。FIG. 24 is a diagram schematically showing a solution set division process in a real-valued space. (A) The figure which represents typically the individual number distribution with respect to fitness fk. (B) A diagram showing a state of division in a real-valued space.
【図25】本発明の第6の実施の形態における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 25 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjustment device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図26】本発明の第6の実施の形態における最適化調
整方法の全体の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 26 is a flowchart showing the overall processing steps of the optimization adjusting method according to the sixth embodiment of the present invention.
【図27】本発明の第6の実施の形態における最適化調
整方法の処理2の過程を表すフローチャート図。FIG. 27 is a flowchart showing a process of process 2 of the optimization adjusting method according to the sixth embodiment of the present invention.
【図28】本発明の第7の実施の形態における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 28 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図29】本発明の第7の実施の形態における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 29 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method according to the seventh embodiment of the present invention.
【図30】実数値空間における更新領域の局所化処理を
模式的に表す図。FIG. 30 is a diagram schematically showing localization processing of an update area in a real value space.
【図31】1次元関数近似問題の概念図。FIG. 31 is a conceptual diagram of a one-dimensional function approximation problem.
【図32】本発明に関連する第1の例における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 32 is a block diagram showing a configuration of an optimization adjustment device in a first example related to the present invention.
【図33】本発明に関連する第1の例における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 33 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the first example related to the present invention.
【図34】本発明に関連する第2の例における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 34 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in a second example related to the present invention.
【図35】本発明に関連する第2の例における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 35 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the second example related to the present invention.
【図36】本発明に関連する第3の例における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 36 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in a third example related to the present invention.
【図37】本発明に関連する第3の例における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 37 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the third example related to the present invention.
【図38】本発明に関連する第4の例における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 38 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in a fourth example related to the present invention.
【図39】本発明に関連する第4の例における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 39 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the fourth example related to the present invention.
【図40】本発明に関連する第5の例における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 40 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in a fifth example related to the present invention.
【図41】本発明に関連する第5の例における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 41 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the fifth example related to the present invention.
【図42】本発明に関連する第5の例における最適化調
整方法の個別調整処理の過程を表すフローチャート図。FIG. 42 is a flowchart showing the steps of an individual adjustment process of the optimization adjustment method in the fifth example related to the present invention.
【図43】本発明に関連する第6の例における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 43 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in a sixth example related to the present invention.
【図44】本発明に関連する第6の例における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 44 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the sixth example related to the present invention.
【図45】本発明に関連する第6の例における最適化調
整方法の共通モデル更新処理の過程を表すフローチャー
ト図。FIG. 45 is a flowchart showing the steps of a common model update process of the optimization adjusting method in the sixth example related to the present invention.
【図46】本発明に関連する第7の例における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 46 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in a seventh example related to the present invention.
【図47】本発明に関連する第7の例における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 47 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the seventh example related to the present invention.
【図48】本発明に関連する第7の例における最適化調
整方法の処理過程の続きを表すフローチャート図。FIG. 48 is a flowchart showing the continuation of the processing steps of the optimization adjusting method in the seventh example related to the present invention.
【図49】本発明に関連する第8の例における最適化調
整装置の構成を表すブロック図。FIG. 49 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in an eighth example related to the present invention.
【図50】本発明に関連する第8の例における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 50 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the eighth example related to the present invention.
【図51】本発明に関連する第9の例における最適化調
整装置の構成を表すブロック図FIG. 51 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in a ninth example related to the present invention.
【図52】本発明に関連する第9の例における最適化調
整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 52 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the ninth example related to the present invention.
【図53】本発明に関連する第10の例における最適化
調整装置の構成を表すブロック図。FIG. 53 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjustment apparatus in a tenth example related to the present invention.
【図54】本発明に関連する第10の例における最適化
調整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 54 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the tenth example related to the invention.
【図55】本発明に関連する第11の例における最適化
調整装置の構成を表すブロック図。FIG. 55 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in an eleventh example related to the present invention.
【図56】本発明に関連する第11の例における最適化
調整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 56 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the eleventh example related to the present invention.
【図57】本発明に関連する第12の例における最適化
調整装置の構成を表すブロック図。FIG. 57 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjustment apparatus in a twelfth example related to the present invention.
【図58】本発明に関連する第12の例における最適化
調整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 58 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the twelfth example related to the present invention.
【図59】本発明に関連する第13の例における最適化
調整装置の構成を表すブロック図。FIG. 59 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in a thirteenth example related to the present invention.
【図60】本発明に関連する第13の例における最適化
調整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 60 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the thirteenth example related to the present invention.
【図61】本発明に関連する第13の例における最適化
調整方法の個別調整処理2の過程を表すフローチャート
図。FIG. 61 is a flowchart showing the process of individual adjustment processing 2 of the optimization adjustment method in the thirteenth example related to the present invention.
【図62】本発明に関連する第14の例における最適化
調整調整装置の構成を表すブロック図。FIG. 62 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjustment adjusting device in a fourteenth example related to the present invention.
【図63】本発明に関連する第14の例における最適化
調整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 63 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the fourteenth example related to the present invention.
【図64】本発明に関連する第14の例における最適化
調整方法の共通モデル更新処理2の過程を表すフローチ
ャート図。FIG. 64 is a flowchart showing the steps of a common model updating process 2 of the optimization adjusting method in the fourteenth example related to the present invention.
【図65】本発明に関連する第15の例における最適化
調整装置の構成を表すブロック図。FIG. 65 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus in a fifteenth example related to the present invention.
【図66】本発明に関連する第15の例における最適化
調整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 66 is a flowchart showing the processing steps of the optimization adjusting method in the fifteenth example related to the present invention.
【図67】従来の遺伝的アルゴリズムによる最適化調整
装置の構成を表すブロック図。FIG. 67 is a block diagram showing the configuration of a conventional optimization adjusting device using a genetic algorithm.
【図68】従来の遺伝的アルゴリズムによる最適化調整
方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 68 is a flowchart showing the processing steps of a conventional optimization adjustment method using a genetic algorithm.
【図69】従来の対話型遺伝的アルゴリズムによる最適
化調整装置の構成を表すブロック図。FIG. 69 is a block diagram showing the configuration of an optimization adjusting apparatus using a conventional interactive genetic algorithm.
【図70】従来の対話型遺伝的アルゴリズムによる最適
化調整方法の処理過程を表すフローチャート図。FIG. 70 is a flowchart showing the processing steps of a conventional optimization adjustment method using an interactive genetic algorithm.
【図71】遺伝的アルゴリズムにおける組み替え操作の
概念の説明図。(a)は交叉処理例を表す概念図。
(b)は突然変異処理の一例を表す概念図。FIG. 71 is an explanatory diagram of the concept of the recombination operation in the genetic algorithm. (A) is a conceptual diagram showing an example of crossover processing.
(B) is a conceptual diagram showing an example of mutation processing.
【図72】視力矯正用レンズの調整問題の概念図。FIG. 72 is a conceptual diagram of an adjustment problem of a vision correction lens.
【図73】解ベクトル空間における更新領域限定の概念
図。FIG. 73 is a conceptual diagram of updating area limitation in a solution vector space.
【図74】シンプレックス交叉の概念図。FIG. 74 is a conceptual diagram of simplex crossover.
【図75】本発明に関連する第3、第11の例における
最適化調整装置の心理状況推定方法の一例を表す図。
(a)まばたきの発生頻度と注意、関心の関係
(b)発汗状況と緊張、動揺の関係FIG. 75 is a diagram showing an example of a psychological situation estimation method of the optimization adjusting device in the third and eleventh examples related to the present invention. (A) Relationship between blinking frequency, attention, and interest (b) Relationship between sweating status, tension, and agitation
【図76】本発明に関連する第4、7、12、15の例
における最適化調整装置における評価モデル推定部に用
いられるニューラルネットワークの構成図。FIG. 76 is a configuration diagram of a neural network used in the evaluation model estimation unit in the optimization adjustment device in the fourth, seventh, 12, 15th examples related to the present invention.
【図77】本発明に関連する第5、6、13、14の例
における最適化調整装置における共通モデル推定部に用
いられるニューラルネットワークの構成図。[Fig. 77] Fig. 77 is a configuration diagram of a neural network used in a common model estimation unit in the optimization adjustment devices in the fifth, sixth, thirteenth, and fourteenth examples related to the present invention.
【図78】歪音声の音質改善するフィルタ作成問題の概
念図。FIG. 78 is a conceptual diagram of a filter creation problem for improving the sound quality of distorted speech.
【図79】時系列信号と対応する補助情報の概念図。FIG. 79 is a conceptual diagram of auxiliary information corresponding to a time-series signal.
【図80】難聴者のための補聴器の特性調整問題の概念
図。FIG. 80 is a conceptual diagram of a characteristic adjustment problem of a hearing aid for a hearing-impaired person.
101 初期解集合設定部 102 遺伝的アルゴリズム処理部 103 最適解出力部 104 評価値獲得部 105 適合度計算部 106 更新方向判断部 107 方向適用更新部 108 組み替え操作部 109 重心推定部 110 更新方向候補記録部 111 更新方向獲得部 112 重心移動部 113 重心周囲解ベクトル生成部 201 候補選択部 202 交叉処理実行部 203 突然変異処理実行部 204 選択範囲導出部 205 乱数発生部 206 解ベクトル抽出部 1001 局所更新部 1002 大域更新部 1003 局所更新設定部 1004 ベクトル群初期設定部 1005 局所組み替え操作部 1006 局所更新終了判断部 1007 集合統合部 1008 大域組み替え操作部 1301 初期更新領域限定部 1302 初期解ベクトル群抽出部 1303 解ベクトル集合統合部 1601 解集合再設定部 1602 グループ組み替え操作部 1603 代表解ベクトル選択部 1604 近傍ベクトル群抽出部 1901 更新領域分割部 1902 平均適合度計算部 1903 適領域解ベクトル抽出部 1904 解ベクトル統合部 2201 解集合分割部 2202 分割領域決定部 2203 分割実行部 2501 組み替え対象制御部 2801 更新領域設定部 2802 段階収束判定部 2803 収束基準変更部 3201 対象データ入力部 3202 更新領域限定部 3203 メイン処理部 3204 機器調整実行部 3205 ユーザ評価部 3206 集合再設定部 3207 情報提示部 3208 ユーザ評価判断部 3401 記憶媒体部 3402 記録情報読込み部 3403 初期解ベクトル選択部 3404 初期解ベクトル補充部 3405 最適解ベクトル記録部 3601 ユーザ心理推定部 3602 評価値補正部 3603 生理データ測定部 3604 心理推定実行部 3801 評価モデル出力部 3802 第2ユーザ評価部 3803 評価モデル推定判定部 3804 モデル推定実行部 3805 調整履歴記録部 4001 共通モデル出力部 4002 ユーザ調整終了判断部 4003 共通モデル推定部 4004 共通モデル推定判定部 4005 共通モデル推定実行部 4301 共通モデル評価計算部 4302 共通モデル評価判定部 4303 共通モデル更新部 4304 共通モデル更新判定部 4305 共通モデル更新実行部 4601 方法選択スイッチ 4602 評価モデル推定部 4603 モデル評価計算部 4604 方法切替え判定部 4901 時系列評価実行部 4902 補助情報提示部 4903 情報並び替え部 6701 選択淘汰実行部 6901 対話型遺伝的アルゴリズム実行部 101 Initial Solution Set Setting Section 102 Genetic Algorithm Processing Unit 103 Optimal solution output section 104 Evaluation value acquisition unit 105 Fitness calculation section 106 update direction determination unit 107 Direction application update unit 108 Recombination operation unit 109 Center of gravity estimation unit 110 Update direction candidate recording unit 111 Update direction acquisition unit 112 Center of gravity moving part 113 Center of Gravity Solution Vector Generation Unit 201 Candidate selection part 202 Crossover processing execution unit 203 Mutation processing execution unit 204 selection range deriving unit 205 random number generator 206 Solution Vector Extractor 1001 Local update unit 1002 Global Update Department 1003 Local update setting unit 1004 Vector group initial setting section 1005 Local recombination operation unit 1006 Local update end determination unit 1007 Set Integration Department 1008 Global recombination operation unit 1301 initial update area limitation unit 1302 initial solution vector group extraction unit 1303 Solution vector set integration unit 1601 Solution set resetting unit 1602 Group recombination operation unit 1603 Representative solution vector selection unit 1604 Neighborhood vector extraction unit 1901 update area division unit 1902 average goodness-of-fit calculation unit 1903 Appropriate region solution vector extraction unit 1904 Solution vector integration unit 2201 Solution set division unit 2202 division area determination unit 2203 division execution unit 2501 Control unit to be rearranged 2801 update area setting unit 2802-step convergence determination unit 2803 Convergence criterion changing unit 3201 Target data input section 3202 update area limitation unit 3203 Main processing unit 3204 Equipment adjustment execution unit 3205 User Evaluation Department 3206 Set resetting section 3207 Information presentation section 3208 user evaluation determination unit 3401 Storage medium section 3402 Recorded information reading unit 3403 Initial solution vector selection unit 3404 initial solution vector supplement 3405 Optimal solution vector recording unit 3601 user psychology estimation unit 3602 evaluation value correction unit 3603 physiological data measurement unit 3604 Psychological estimation execution unit 3801 Evaluation model output unit 3802 Second User Evaluation Department 3803 Evaluation model estimation determination unit 3804 Model estimation execution unit 3805 Adjustment history recording unit 4001 Common model output unit 4002 user adjustment end determination unit 4003 Common model estimation unit 4004 Common model estimation determination unit 4005 Common model estimation execution unit 4301 Common model evaluation calculation unit 4302 Common model evaluation determination unit 4303 Common model update unit 4304 Common model update determination unit 4305 Common model update execution unit 4601 Method selection switch 4602 Evaluation model estimation unit 4603 model evaluation calculation unit 4604 Method switching determination unit 4901 Time Series Evaluation Execution Unit 4902 Auxiliary information presentation section 4903 Information sorting section 6701 selection selection execution unit 6901 Interactive Genetic Algorithm Execution Unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小原 和昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 丸野 進 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5B056 BB62 BB64 BB91 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kazuaki Ohara 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Susumu Maruno 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 5B056 BB62 BB64 BB91
Claims (22)
て任意に設定された解ベクトルを適合度に応じて逐次更
新し、最適な解を推定する最適化調整方法において、 更新する解ベクトルの初期集合を設定する第1ステップ
と、 解ベクトル集合内の各ベクトルの周囲から初期解ベクト
ル群を設定し、初期解ベクトル群に属する解ベクトル
の、問題に対する適合度をもとに解ベクトルの組み替え
操作を予め設定された回数繰り返し実行する第2ステッ
プと、 第2ステップで得られた複数の解ベクトル群を1つに統
合して得られる解ベクトル集合内の解ベクトルを対象と
して、遺伝的組み替え手順に基づいた所定の組み替え操
作を行う第3ステップと、 最適な解ベクトルを出力する第4ステップを備えてお
り、 予め与えられた終了条件を満足するまで、まず第2ステ
ップにおいて解ベクトルの局所的な更新を繰り返し行っ
た後に、第3ステップにより大域的な解ベクトルの更新
を行うことにより最適な解ベクトルを速やかに推定する
ことを特徴とする最適化調整方法。1. An optimization adjustment method for estimating an optimum solution by sequentially updating a solution vector arbitrarily set for a certain problem according to a goodness of fit by a predetermined arithmetic device, The first step to set the initial set, and set the initial solution vector group around each vector in the solution vector set, and rearrange the solution vectors based on the goodness of fit of the solution vector belonging to the initial solution vector group A second step of repeatedly performing the operation a preset number of times, and a genetic recombination targeting a solution vector in a solution vector set obtained by integrating a plurality of solution vector groups obtained in the second step into one. It has a third step of performing a predetermined recombination operation based on a procedure, and a fourth step of outputting an optimum solution vector, and satisfies a termination condition given in advance. In the second step, the local update of the solution vector is repeatedly performed, and then the global solution vector is updated in the third step to promptly estimate the optimum solution vector. Adjustment method.
て任意に設定された解ベクトルを適合度に応じて逐次更
新し、最適な解を推定する最適化調整方法において、 更新する解ベクトルの初期集合を設定する第1ステップ
と、 解ベクトル集合内の各ベクトルの周囲から解ベクトルを
複数抽出する第2ステップと、 第2ステップで抽出された解ベクトル群に対する評価値
を求める第3ステップと、 各評価値から各解ベクトルの適合度を求める第4ステッ
プと、 抽出された解ベクトル群及びその抽出領域の中心となる
解ベクトルの中から高い適合度を持つ解ベクトルを取り
出し、改めて解ベクトル集合を再設定する第5ステップ
と、 第5ステップで再設定された解ベクトル集合を対象とし
て、適合度をもとに遺伝的組み替え手順に基づいた所定
の組み替え操作を行う第6ステップと、 最適な解ベクトルを出力する第7ステップを備えてお
り、 予め与えられた終了条件を満足するまで第2ステップか
ら第6ステップを繰り返し実行することにより、現在の
解ベクトル集合内の各解ベクトルをその周囲の解ベクト
ルと比較しより最適な解ベクトルに置き換え、出来上が
った解ベクトル集合をもとに組み替え操作により解ベク
トルの更新を行い最適な解ベクトルを推定することを特
徴とする最適化調整方法。2. An optimization adjusting method for estimating an optimum solution by sequentially updating a solution vector arbitrarily set for a certain problem according to a goodness of fit by a predetermined arithmetic device, A first step of setting an initial set, a second step of extracting a plurality of solution vectors from around each vector in the solution vector set, and a third step of obtaining an evaluation value for the solution vector group extracted in the second step , The fourth step of finding the goodness of fit of each solution vector from each evaluation value, and extracting the solution vector having a high goodness of fit from the extracted solution vector group and the solution vector at the center of the extracted area A fifth step of resetting the set and a predetermined vector based on the genetic recombination procedure based on the goodness of fit for the solution vector set reset in the fifth step. It has a sixth step of performing a recombination operation of, and a seventh step of outputting an optimal solution vector. By repeatedly executing the second step to the sixth step until the end condition given in advance is satisfied, Each solution vector in the solution vector set of is compared with the surrounding solution vector and replaced with a more optimal solution vector, and the solution vector is updated by recombination operation based on the completed solution vector set to estimate the optimal solution vector. An optimization adjusting method characterized by:
て任意に設定された解ベクトルを適合度に応じて逐次更
新し、最適な解を推定する最適化調整方法において、 更新する解ベクトルの初期集合を設定する第1ステップ
と、 解ベクトル集合内の解ベクトルの前記問題に対する評価
値を求める第2ステップと、 各評価値から各解ベクトルの適合度を求める第3ステッ
プと、 適合度をもとに解ベクトル集合から解ベクトルを選択し
その解ベクトルの近傍ベクトル群を取り出すことにより
解集合を再設定する第4ステップと、 第4ステップにより得られた近傍ベクトル群内のベクト
ルを対象に各適合度をもとに遺伝的組み替え手順に基づ
いた所定の組み替え操作を行う第5ステップと、 第5ステップで得られた新しい解ベクトル集合に対して
解ベクトルの一部をランダムに他のシンボルに替えると
いう突然変異操作を行う第6ステップと、 最適な解ベクトルを出力する第7ステップを備えてお
り、 第2ステップから第7ステップのように予め与えられた
終了条件を満足するまで、第4ステップで得られた複数
の近傍ベクトル群内の解ベクトルを対象として組み替え
操作を実行した後、第6ステップにおける突然変異操作
を解ベクトル集合全体を対象として実行することにより
最適な解ベクトルの推定を行うことを特徴とする最適化
調整方法。3. An optimization adjustment method for estimating an optimum solution by successively updating a solution vector arbitrarily set for a certain problem by a predetermined arithmetic unit according to the goodness of fit. A first step of setting an initial set; a second step of obtaining an evaluation value of a solution vector in the solution vector set for the problem; a third step of obtaining a goodness of fit of each solution vector from each evaluation value; Based on the 4th step of resetting the solution set by selecting the solution vector from the solution vector set and extracting the neighborhood vector group of the solution vector, and the vector in the neighborhood vector group obtained by the 4th step. The fifth step of performing a predetermined recombination operation based on the genetic recombination procedure based on each goodness of fit, and the solution to the new solution vector set obtained in the fifth step It has a sixth step of performing a mutation operation of randomly replacing a part of the vector with another symbol, and a seventh step of outputting an optimal solution vector, which is given in advance from the second step to the seventh step. The recombination operation is performed on the solution vectors in the plurality of neighborhood vector groups obtained in the fourth step until the end condition is satisfied, and then the mutation operation in the sixth step is performed on the entire solution vector set. An optimization adjusting method characterized by estimating an optimum solution vector by executing the method.
て任意に設定された解ベクトルを適合度に応じて逐次更
新し、最適な解を推定する最適化調整方法において、 更新する解ベクトルの初期集合を設定する第1ステップ
と、 解ベクトル集合内の解ベクトルの前記問題に対する評価
値を求める第2ステップと、 各評価値から各解ベクトルの適合度を計算する第3ステ
ップと、 各適合度により解ベクトル集合内の解ベクトルの遺伝的
演算に基づく算術的な組み替え操作を行う第4ステップ
と、 解ベクトル集合内から任意に選び出した複数の解ベクト
ルの近傍空間を複数の領域に分割する第5ステップと、 第5ステップで分割された各領域内で複数の解ベクトル
点を抽出しその評価値、適合度の平均を求める第6ステ
ップと、 全ての領域の内で最も高い平均適合度を持つ領域を選
び、そこから複数の解ベクトルを任意に選び出す第7ス
テップと、 第7ステップで選ばれた解ベクトル群と第4ステップで
獲得された解ベクトル群より1つの解ベクトル集合を設
定する第8ステップと、 最適な解ベクトルを出力する第9ステップを備えてお
り、 予め与えられた終了条件を満足するまで、第2ステップ
から第8ステップを繰り返し行い、解ベクトル集合内の
解ベクトルの組み替えによる更新を行うだけでなく、各
解ベクトルの近傍においても並行して解ベクトルの更新
を実行することで最適な解ベクトルを推定することを特
徴とする最適化調整方法。4. An optimization adjusting method for estimating an optimum solution by sequentially updating a solution vector arbitrarily set for a certain problem according to a goodness of fit by a predetermined arithmetic device, A first step of setting an initial set; a second step of obtaining an evaluation value of a solution vector in the solution vector set for the problem; a third step of calculating a goodness of fit of each solution vector from each evaluation value; The fourth step of performing an arithmetic recombination operation based on the genetic operation of the solution vector in the solution vector set according to the degree, and dividing the neighborhood space of multiple solution vectors arbitrarily selected from the solution vector set into multiple regions The fifth step, the sixth step of extracting a plurality of solution vector points in each area divided in the fifth step, and averaging the evaluation values and the goodness of fit thereof; A seventh step of selecting a region having the highest average goodness of fit and arbitrarily selecting a plurality of solution vectors from the region, one of the solution vector group selected in the seventh step and the solution vector group acquired in the fourth step It has an eighth step of setting a solution vector set, and a ninth step of outputting an optimal solution vector. The second to eighth steps are repeated until the preset end condition is satisfied, and the solution vector An optimization adjustment method characterized in that not only updating by recombining solution vectors in a set but also updating solution vectors in the vicinity of each solution vector in parallel is performed to estimate an optimal solution vector. .
て任意に設定された解ベクトルを適合度に応じて逐次更
新し、最適な解を推定する最適化調整方法において、 更新する解ベクトルの初期集合を設定する第1ステップ
と、 解ベクトル集合内の解ベクトルの前記問題に対する評価
値を求める第2ステップと、 各評価値から各解ベクトルの適合度を計算する第3ステ
ップと、 第3ステップで得られた各適合度の算術平均および標準
偏差をもとに解ベクトル集合を複数のグループに分割す
る第4ステップと、 第4ステップで得られたグループ内の解ベクトルを対象
として解ベクトルの遺伝的組み替えに基づく算術的な組
み替え操作を行い新しい解ベクトル集合の生成を行う第
5ステップと、 第5ステップで得られたグループを1つの新しい解ベク
トル集合に統合して解ベクトルの一部をランダムに他の
シンボルに替えるという突然変異操作を行う第6ステッ
プと、 最適な解ベクトルを出力する第7ステップを備えてお
り、 予め与えられた終了条件を満足するまで第2ステップか
ら第6ステップを繰り返し行い、第3ステップで分割さ
れた各グループ内の解ベクトルを対象として組み替え操
作を実行した後に、第6ステップで解ベクトル集合全体
を対象とした突然変異操作を実行することで最適な解ベ
クトルを推定することを特徴とする最適化調整方法。5. An optimization adjusting method for estimating an optimum solution by sequentially updating a solution vector arbitrarily set for a certain problem according to a goodness of fit by a predetermined arithmetic device, A first step of setting an initial set; a second step of obtaining an evaluation value of the solution vector in the solution vector set for the problem; a third step of calculating a goodness of fit of each solution vector from each evaluation value; A fourth step of dividing the solution vector set into a plurality of groups based on the arithmetic mean and standard deviation of each goodness of fit obtained in the step, and a solution vector for the solution vector in the group obtained in the fourth step 5th step of generating a new solution vector set by performing an arithmetic recombination operation based on the genetic recombination of, and the group obtained in the 5th step is taken as one new solution. It has a sixth step of performing a mutation operation in which a part of the solution vector is randomly replaced with another symbol by integrating it into a vector set, and a seventh step of outputting an optimal solution vector. The second to sixth steps are repeated until the condition is satisfied, and the recombination operation is performed on the solution vectors in each group divided in the third step, and then the entire solution vector set is targeted in the sixth step. An optimal adjustment method characterized by estimating an optimum solution vector by executing the mutation operation described above.
て任意に設定された解ベクトルを適合度に応じて逐次更
新し、最適な解を推定する最適化調整方法において、 更新する解ベクトルの初期集合を設定する第1ステップ
と、 解ベクトル集合内の解ベクトルの前記問題に対する評価
値を求める第2ステップと、 各評価値から各解ベクトルの適合度を計算する第3ステ
ップと、 各解ベクトルの適合度の算術平均および標準偏差、最大
適合度、最小適合度をもとに遺伝的組み替えに基づく組
み替え操作対象を決定する第4ステップと、 第4ステップで解ベクトル集合全体の複数グループへの
分割が決定された場合に評価値の算術平均と標準偏差を
もとに解ベクトル集合の分割を行う第5ステップと、 各適合度をもとに第4ステップで決定された操作対象内
のベクトルに対して新しい解ベクトル集合の生成を行う
第6ステップと、 最適な解ベクトルを出力する第7ステップを備えてお
り、 予め与えられた終了条件を満足するまで第2ステップか
ら第6ステップを繰り返し、第4ステップにより解ベク
トル集合の分割を行うかどうかを制御し、その結果得ら
れた操作対象に対して組み替え操作を実行することによ
り最適な解ベクトルを推定することを特徴とする最適化
調整方法。6. An optimization adjusting method for estimating an optimum solution by sequentially updating a solution vector arbitrarily set for a certain problem according to a goodness of fit by a predetermined arithmetic device, A first step of setting an initial set; a second step of obtaining an evaluation value of a solution vector in the solution vector set for the problem; a third step of calculating a goodness of fit of each solution vector from each evaluation value; A fourth step of determining a recombination operation target based on genetic recombination based on the arithmetic mean and standard deviation of vector goodness of fit, maximum goodness of fit, and minimum goodness of fit, and in the fourth step, to multiple groups of the entire solution vector set When the division of is decided, it is decided in the 5th step which divides the solution vector set based on the arithmetic mean and standard deviation of the evaluation values, and in the 4th step based on each goodness of fit. It has a sixth step of generating a new solution vector set for the vector in the operation target, and a seventh step of outputting an optimal solution vector. From the second step until the preset end condition is satisfied. The sixth step is repeated, and whether or not to divide the solution vector set is controlled in the fourth step, and the recombination operation is performed on the operation target obtained as a result, so that the optimum solution vector is estimated. Optimization optimization method.
て任意に設定された解ベクトルを適合度に応じて逐次更
新し、最適な解を推定する最適化調整方法において、 解ベクトルの取り得る更新領域を限定する第1ステップ
と、 第1ステップで得られた更新領域内で解ベクトルの初期
集合を設定する第2ステップと、 解ベクトル集合内の解ベクトルの前記問題に対する評価
値を求める第3ステップと、 各評価値から各解ベクトルの適合度を計算する第4ステ
ップと、 各解ベクトルの適合度をもとに解ベクトル集合における
解ベクトルの遺伝的組み替えに基づく算術的な組み替え
操作を行うことにより新しい解ベクトル集合の生成を行
う第5ステップと、 第5ステップで得られた集団において、設定された更新
領域内に含まれる解ベクトルのみを用いて改めて解ベク
トル集合を作成する第6ステップと、 更新領域内での解ベクトル集合内の解ベクトルの収束を
判断するための段階収束基準を動的に変化させるととも
に、第5ステップで生成される新しい解ベクトルの更新
領域を動的に変化させる第7ステップと、 最適な解ベクトルを出力する第8ステップを備えてお
り、 予め与えられた終了条件を満足するまで第3ステップか
ら第7ステップを繰り返し行い、第7ステップにより解
ベクトルの更新領域をまず大域的にあらく設定して解ベ
クトルの更新を行い、その後段階的にその更新領域を細
分化して局所的な解ベクトルの更新に移行することによ
り最適な解ベクトルの推定を行うことを特徴とする最適
化調整方法。7. An optimization adjustment method for estimating an optimum solution by sequentially updating a solution vector arbitrarily set for a certain problem according to a goodness of fit by a predetermined arithmetic device, and taking a solution vector A first step of limiting the update region; a second step of setting an initial set of solution vectors in the update region obtained in the first step; and a step of obtaining an evaluation value of the solution vector in the solution vector set for the problem. 3 steps, 4th step of calculating the goodness of fit of each solution vector from each evaluation value, and arithmetic recombination operation based on genetic recombination of solution vectors in the solution vector set based on the goodness of fit of each solution vector. The fifth step of generating a new solution vector set by performing the above, and only the solution vectors included in the set update region in the group obtained in the fifth step 6th step of newly creating a solution vector set using, and dynamically changing the step convergence criterion for determining the convergence of the solution vector in the update vector set in the update region, and generating in the 5th step It comprises a seventh step of dynamically changing the updated area of the new solution vector, and an eighth step of outputting the optimum solution vector. From the third step to the seventh step until the preset end condition is satisfied. The steps are repeated, and the update area of the solution vector is first roughly set globally by the seventh step to update the solution vector, and then the update area is subdivided step by step to shift to the local update of the solution vector. The optimization adjustment method is characterized in that the optimal solution vector is estimated by performing the following.
る初期解集合設定部と、 前記解ベクトル集合内の各ベクトルの周囲から初期解ベ
クトル群を設定し、初期解ベクトル群に属する解ベクト
ルの問題に対する適合度をもとに解ベクトルの組み替え
操作を予め設定された回数繰り返し実行する局所更新部
と、 前記局所更新部で得られた複数の解ベクトル群を1つに
統合して得られる解ベクトル集合内の解ベクトルの組み
替え操作を行う大域更新部と、 予め設定された終了条件を満足する場合に改善された最
新の解ベクトル集合から得られる最適解を出力する最適
解出力部を備えており、 前記局所更新部で解ベクトルの局所的な更新を繰り返し
行った後に、前記大域更新部により大域的な解ベクトル
の更新を行うことにより最適解を推定する処理を前記終
了条件を満足するまで逐次的に繰り返す最適化調整装
置。8. An initial solution set setting section for setting an initial set of solution vectors to be updated, an initial solution vector group is set from around each vector in the solution vector set, and the solution vectors belonging to the initial solution vector group are set. A local update unit that repeatedly executes the recombining operation of the solution vector based on the goodness of fit to the problem, and a solution obtained by integrating a plurality of solution vector groups obtained by the local update unit. It is equipped with a global update unit that performs recombination operations of solution vectors in the vector set, and an optimal solution output unit that outputs an optimal solution obtained from the latest improved solution vector set when a preset termination condition is satisfied. Therefore, the local updating unit repeatedly updates the solution vector locally, and then the global updating unit updates the global solution vector to estimate an optimal solution. Optimization adjusting device sequentially repeated physical until satisfying the end condition.
り局所的な解ベクトルの更新を行う範囲を決定する局所
更新設定部と、前記局所更新設定部内で新しく解ベクト
ル群を生成するベクトル群初期設定部と、前記解ベクト
ルの対象問題に対する評価値を求める評価値獲得部と、
前記評価値獲得部で獲得した評価値から各解ベクトルの
適合度を計算する適合度計算部と、前記適合度をもとに
解ベクトル集合内の解ベクトルの組み替え操作を前記局
所更新設定部で設定された範囲内に含まれるように実行
する局所組み替え操作部と、前記までの一連の処理が予
め与えられた繰り返し回数を満足するかどうかを判定す
る局所更新終了判断部により構成されることを特徴とす
る請求項12に記載の最適化調整装置。9. A local update setting unit that determines a range in which the local update unit updates a local solution vector from a given solution vector, and a vector group that newly generates a solution vector group in the local update setting unit. An initial setting unit, an evaluation value acquisition unit that obtains an evaluation value for the target problem of the solution vector,
A goodness-of-fit calculation unit that calculates a goodness-of-fit of each solution vector from the evaluation value acquired by the evaluation-value acquisition unit, and a re-combination operation of solution vectors in a solution vector set based on the goodness-of-fit by the local update setting unit. It is configured by a local recombination operation unit that is executed so as to be included in the set range, and a local update end determination unit that determines whether or not the series of processing up to the above satisfies a predetermined number of iterations. 13. The optimization adjustment device according to claim 12, wherein the optimization adjustment device is a device.
た各解ベクトル群を1つの集合に統合する集合統合部
と、前記集合統合部で得られた解ベクトル集合内の解ベ
クトルの組み替え操作を行う大域組み替え操作部により
構成されることを特徴とする請求項8に記載の最適化調
整装置。10. A global updating section integrates each solution vector group obtained in the local updating section into one set, and recombination of solution vectors in the solution vector set obtained by the set integrating section. The optimization adjusting apparatus according to claim 8, wherein the optimization adjusting apparatus is configured by a global recombination operation unit that performs an operation.
リズムで用いられる交叉、突然変異、選択淘汰に代表さ
れる遺伝的な演算処理を行うことを特徴とする請求項9
に記載の最適化調整装置。11. The local recombination operation unit performs a genetic operation process represented by crossover, mutation, and selection used in a genetic algorithm.
The optimization adjusting device described in.
リズムで用いられる交叉、突然変異、選択淘汰に代表さ
れる遺伝的な演算処理を行うことを特徴とする請求項1
0に記載の最適化調整装置。12. The global recombination operation unit performs a genetic operation process represented by crossover, mutation, and selection used in a genetic algorithm.
0. The optimization adjusting device described in 0.
する初期解集合設定部と、 前記解ベクトル集合内の各ベクトルの周囲に限定する初
期更新領域限定部と、 前記初期更新限定部内に含まれる解ベクトルを複数抽出
する初期解ベクトル群抽出部と、 前記初期解ベクトル群抽出部で得られた解ベクトル群に
対する評価値を獲得する評価値獲得部と、 前記評価値獲得部で得られた評価値から各解ベクトルの
適合度を計算する適合度計算部と、 前記抽出された解ベクトル群とその抽出領域の中心とな
る解ベクトルの中から高い適合度を持つ解ベクトルを取
り出し、改めて解ベクトル集合とする解ベクトル集合統
合部と、 前記解ベクトル集合統合部で作成された解ベクトル集合
を対象として、適合度計算部で得られた適合度をもとに
解ベクトルの組み替え操作を実行する組み替え操作部
と、 予め設定された終了条件を満足する場合に更新された最
新の解ベクトル集合から得られる最適解を出力する最適
解出力部を備えており、 現在の解ベクトル集合内の各解ベクトルをその周囲の解
ベクトルと比較しより最適な解ベクトルに置き換え、出
来上がった解ベクトル集合をもとに組み替え操作部によ
り解ベクトルの更新を行い最適な解ベクトルを推定する
処理を前記終了条件を満足するまで逐次的に繰り返す最
適化調整装置。13. An initial solution set setting unit that sets an initial set of solution vectors to be updated, an initial update region limiting unit that limits the periphery of each vector in the solution vector set, and an initial update limiting unit that is included in the initial update limiting unit. An initial solution vector group extraction unit that extracts a plurality of solution vectors, an evaluation value acquisition unit that acquires an evaluation value for the solution vector group obtained by the initial solution vector group extraction unit, and an evaluation value obtained by the evaluation value acquisition unit A goodness-of-fit calculation unit that calculates the goodness-of-fit of each solution vector from the values, and a solution vector with a high goodness of fit is extracted from the solution vectors that are the center of the extracted solution vector group and its extraction area, and the solution vector is newly created. A solution vector set integration unit that is a set, and a solution vector set created by the solution vector set integration unit is used as a target based on the goodness of fit obtained by the goodness of fit calculation unit. It has a recombination operation section that executes recombination operations and an optimal solution output section that outputs the optimal solution obtained from the updated latest solution vector set when the preset termination condition is satisfied. The process of comparing each solution vector in the set with the surrounding solution vector and replacing it with a more optimal solution vector, and updating the solution vector based on the completed solution vector set, and estimating the optimal solution vector An optimization adjusting apparatus that sequentially repeats the steps until the end condition is satisfied.
する初期解集合設定部と、 前記解ベクトルの対象問題に対する評価値を求める評価
値獲得部と、 前記評価値獲得部で獲得した評価値から各解ベクトルの
適合度を計算する適合度計算部と、 前記適合度をもとに解ベクトル集合から解ベクトルを選
択しその解ベクトルの近傍ベクトル群を取り出すことに
より解集合を再設定する解集合再設定部と、 前記解集合再設定部により得られた近傍ベクトル群内の
ベクトルを対象として前記適合度計算部で得られた適合
度をもとに解ベクトルの組み替え操作を行うグループ組
み替え操作部と、 前記グループ組み替え操作部で得られた新しい解ベクト
ル集合に対して解ベクトルの一部を他のシンボルに替え
るという組み替え操作を行う突然変異処理実行部と、 予め設定された終了条件を満足する場合に改善された最
新の解ベクトル集合から得られる最適解を出力する最適
解出力部を備えており、 前記解集合再設定部により得られた複数の近傍ベクトル
群内の解ベクトルを対象として組み替え操作を実行した
後前記突然変異処理実行部において解ベクトル集合全体
を対象とした組み替え操作を実行する処理を前記終了条
件が満足されるまで繰り返す最適化調整装置。14. An initial solution set setting unit that sets an initial set of solution vectors to be updated, an evaluation value acquisition unit that obtains an evaluation value for the target problem of the solution vector, and an evaluation value acquired by the evaluation value acquisition unit. A goodness-of-fit calculation unit that calculates the goodness of fit of each solution vector, and a solution set that resets the solution set by selecting a solution vector from the solution vector set based on the goodness of fit and extracting a neighborhood vector group of the solution vector A resetting unit, and a group recombination operation unit that performs a manipulation operation of solution vectors based on the goodness of fit obtained by the goodness-of-fit calculation unit for the vectors in the neighborhood vector group obtained by the solution set resetting unit. And a mutation processing operation for performing a recombination operation of replacing a part of the solution vector with another symbol for the new solution vector set obtained by the group recombination operation unit. Section, and an optimal solution output section that outputs an optimal solution obtained from the latest solution vector set that has been improved when a preset termination condition is satisfied, and a plurality of solution sets obtained by the solution set resetting section. After performing the recombination operation on the solution vector in the neighborhood vector group of, the process of executing the recombination operation on the entire solution vector set in the mutation processing execution unit is repeated until the end condition is satisfied Optimization Adjustment device.
長ビット列コードに変換した時の反転ビット数をもとに
近傍を定義し近傍ベクトルを抽出することを特徴とする
請求項14に記載の最適化調整装置。15. The solution set resetting unit defines a neighborhood based on the number of inversion bits when the solution vector is converted into a fixed-length bit string code, and extracts the neighborhood vector. Optimal adjustment device.
する初期解集合設定部と、 前記解ベクトルの対象問題に対する評価値を求める評価
値獲得部と、 前記評価値獲得部で獲得した評価値から各解ベクトルの
適合度を計算する適合度計算部と、 前記適合度により解ベクトル集合内の解ベクトルの組み
替え操作を行う組み替え操作部と、 解ベクトル集合内から任意に選び出した複数の解ベクト
ルの近傍空間を複数の領域に分割する更新領域分割部
と、 前記更新領域分割部で分割された各領域内で複数の解ベ
クトル点を抽出しその評価値、適合度の平均を求める平
均適合度計算部と、 全ての領域の内で最も高い平均適合度を持つ領域を選
び、そこから複数の解ベクトルを任意に選び出す適領域
解ベクトル抽出部と、 前記解ベクトル抽出部で選ばれた解ベクトル群と前記組
み替え操作部で獲得された解ベクトル群より1つの解ベ
クトル集合を設定する解ベクトル統合部と、 予め設定された終了条件を満足する場合に更新された最
新の解ベクトル集合から得られる最適解を出力する最適
解出力部を備えており、 前記組み替え操作部で解ベクトル集合内の解ベクトルの
組み替えによる改善を行うだけでなく、各解ベクトルの
近傍においても並行して解ベクトルの更新を行う処理を
前記終了条件を満足するまで逐次的に繰り返す最適化調
整装置。16. An initial solution set setting unit that sets an initial set of solution vectors to be updated, an evaluation value acquisition unit that obtains an evaluation value for the target problem of the solution vector, and an evaluation value acquired by the evaluation value acquisition unit. A goodness-of-fit calculation unit that calculates the goodness-of-fit of each solution vector, a shuffle operation unit that performs a shuffle operation of the solution vector in the solution vector set by the goodness-of-fit, and a plurality of solution vectors arbitrarily selected from the solution vector set. An update region dividing unit that divides the neighborhood space into a plurality of regions, and a plurality of solution vector points in each region divided by the update region dividing unit to extract the evaluation value and the average of the goodness of fit calculation of the goodness of fit Part, a region having the highest average goodness of fit among all regions, and an appropriate region solution vector extracting unit that arbitrarily selects a plurality of solution vectors from the region, and the solution vector extracting unit. Solution vector group and a solution vector integration section that sets one solution vector set from the solution vector group acquired by the recombination operation section, and the latest solution vector updated when a preset termination condition is satisfied. It is equipped with an optimal solution output section that outputs the optimal solution obtained from the set, and not only does the recombination operation section improve by recombining the solution vectors in the solution vector set, but also in the vicinity of each solution vector in parallel An optimization adjusting apparatus that sequentially repeats a process of updating a solution vector until the end condition is satisfied.
ベクトルを結んだ直線区間において、原点に近い領域
と、2つの解ベクトルで結ぶ線分内と、原点より最も遠
い領域の3つの線分領域に分割し、各領域の大きさは2
つの解ベクトル間の距離に相当することを特徴とする請
求項16に記載の最適化調整装置。17. The updating area dividing unit divides into three areas, an area near the origin, a line segment connecting the two solution vectors, and an area farthest from the origin in a straight line section connecting the two selected solution vectors. It is divided into line segment areas, and the size of each area is 2
The optimization adjusting device according to claim 16, wherein the optimization adjusting device corresponds to a distance between two solution vectors.
する初期解集合設定部と、 前記解ベクトルの対象問題に対する評価値を求める評価
値獲得部と、 前記評価値獲得部で獲得した評価値から各解ベクトルの
適合度を計算する適合度計算部と、 前記適合度の算術平均および標準偏差をもとに解ベクト
ル集合を複数のグループに分割する解集合分割部と、 前記適合度計算部で得られた適合度をもとに前記解集合
分割部で得られたグループ内の解ベクトルを対象として
解ベクトルの組み替え操作を行い新しい解ベクトル集合
の生成を行うグループ組み替え操作部と、 前記グループ組み替え操作部で得られた新しい解ベクト
ル集合全体に対して解ベクトルの一部を他のシンボルに
替えるという組み替え操作を行う突然変異処理実行部
と、 予め設定された終了条件を満足する場合に改善された最
新の解ベクトル集合から得られる最適解を出力する最適
解出力部を備えており、 前記解集合分割部により得られたグループ内の解ベクト
ルを対象として組み替え操作を実行した後前記突然変異
処理実行部において解ベクトル集合全体を対象とした組
み替え操作を実行する処理を前記終了条件が満足される
まで繰り返す最適化調整装置。18. An initial solution set setting unit that sets an initial set of solution vectors to be updated, an evaluation value acquisition unit that obtains an evaluation value for the target problem of the solution vector, and an evaluation value acquired by the evaluation value acquisition unit. A goodness-of-fit calculation unit that calculates the goodness of fit of each solution vector, a solution set division unit that divides the solution vector set into a plurality of groups based on the arithmetic mean and standard deviation of the goodness of fit, and the goodness-of-fit calculation unit A group recombination operation unit that generates a new solution vector set by performing a recombination operation of solution vectors on the solution vectors in the group obtained by the solution set division unit based on the obtained goodness of fit, and the group recombination A mutation processing execution unit that performs a recombination operation of replacing a part of the solution vector with another symbol for the entire new solution vector set obtained by the operation unit, and preset It is equipped with an optimal solution output unit that outputs an optimal solution obtained from the latest solution vector set that has been improved when the satisfied termination condition is satisfied, and targets the solution vector in the group obtained by the solution set division unit. The optimization adjusting apparatus that repeats the process of executing the recombination operation for the entire solution vector set in the mutation process execution unit after executing the recombination operation as described above until the end condition is satisfied.
する初期解集合設定部と、 前記解ベクトルの対象問題に対する評価値を求める評価
値獲得部と、 前記評価値獲得部で獲得した評価値から各解ベクトルの
適合度を計算する適合度計算部と、 前記適合度の算術平均および標準偏差、最大適合度、最
小適合度をもとに組み替え操作対象を決定する組み替え
対象制御部と、 前記組み替え対象制御部で解ベクトル集合全体の複数グ
ループへの分割が決定された場合に評価値の算術平均と
標準偏差をもとに解ベクトル集合の分割を行う解集合分
割部と、 前記適合度計算部で得られた適合度をもとに前記組み替
え対象制御部で得られた操作対象内のベクトルに対して
新しい解ベクトル集合の生成を行う組み替え操作部と、 予め設定された終了条件を満足する場合に改善された最
新の解ベクトル集合から得られる最適解を出力する最適
解出力部を備えており、 前記組み替え対象制御部により解ベクトル集合の分割を
行うかどうかを制御し、その結果得られた操作対象に対
して組み替え操作を実行する処理を前記終了条件が満足
されるまで繰り返す最適化調整装置。19. An initial solution set setting unit that sets an initial set of solution vectors to be updated, an evaluation value acquisition unit that obtains an evaluation value for the target problem of the solution vector, and an evaluation value acquired by the evaluation value acquisition unit. A goodness-of-fit calculation unit that calculates the goodness-of-fit of each solution vector; a reshuffling target control unit that determines a reshuffling operation target based on the arithmetic mean and standard deviation of the goodness-of-fit, the maximum goodness-of-fit, and the minimum goodness of fit; A solution set division unit that divides the solution vector set based on the arithmetic mean and standard deviation of the evaluation values when the target control unit determines the division of the entire solution vector set into multiple groups, and the fitness calculation unit. The recombination operation unit that generates a new solution vector set for the vector in the operation target obtained by the recombination target control unit based on the goodness of fit obtained in It is equipped with an optimal solution output unit that outputs an optimal solution obtained from the improved latest solution vector set when satisfied, and controls whether or not to divide the solution vector set by the recombination target control unit. An optimization adjusting apparatus that repeats a process of executing a rearrangement operation on the obtained operation target until the end condition is satisfied.
する初期解集合設定部と、 前記解ベクトルの対象問題に対する評価値を求める評価
値獲得部と、 前記評価値獲得部で獲得した評価値から各解ベクトルの
適合度を計算する適合度計算部と、 前記適合度計算部で得られた適合度をもとに解ベクトル
集合における解ベクトルの組み替え操作を行うことによ
り新しい解ベクトル集合の生成を行う組み替え操作部
と、 解ベクトルの収束を判断するための段階収束基準を動的
に変化させるとともに、前記組み替え操作部により生成
される新しい解ベクトルの更新領域を動的に変化させる
更新領域設定部と、 予め設定された終了条件を満足する場合に改善された最
新の解ベクトル集合から得られる最適解を出力する最適
解出力部を備えており、 前記更新領域設定部によりまず解ベクトルを構成する各
要素において更新領域を大域的にあらく限定して解ベク
トルの組み替えを行い、次に段階的に更新領域における
段階収束基準を厳しくするとともにその領域の細分化を
行うことにより局所的な解ベクトルの更新を行う処理を
前記終了条件を満足するまで繰り返す最適化調整装置。20. An initial solution set setting unit that sets an initial set of solution vectors to be updated, an evaluation value acquisition unit that obtains an evaluation value for the target problem of the solution vector, and an evaluation value acquired by the evaluation value acquisition unit. A goodness of fit calculation unit that calculates the goodness of fit of each solution vector, and a new solution vector set is generated by performing a recombination operation of solution vectors in the solution vector set based on the goodness of fit obtained by the goodness of fit calculation unit. A recombination operation unit to perform, and an update area setting unit that dynamically changes the step convergence criterion for determining the convergence of the solution vector and dynamically changes the update area of the new solution vector generated by the recombination operation unit. And an optimum solution output unit that outputs an optimum solution obtained from the latest solution vector set improved when a preset termination condition is satisfied, First, the update region setting unit globally rearranges the update vector in each element constituting the solution vector, and rearranges the solution vector, and then gradually tightens the step convergence criterion in the update region and subdivides the region. An optimization adjusting apparatus that repeats a process of locally updating a solution vector by performing optimization until the end condition is satisfied.
然変異、選択淘汰に代表される遺伝的な演算処理を行う
遺伝的アルゴリズムが用いられることを特徴とする請求
項14または18に記載の最適化調整装置。21. The optimization according to claim 14, wherein the group recombination operation unit uses a genetic algorithm for performing a genetic operation process represented by crossover, mutation, and selection. Adjustment device.
選択淘汰に代表される遺伝子レベルの組み替え操作に基
づいた所定の演算処理を行う遺伝的アルゴリズムが用い
られることを特徴とする請求項11、13、16、20
のいずれかに記載の最適化調整装置。22. The recombination operation unit includes crossover, mutation,
A genetic algorithm for performing a predetermined arithmetic processing based on a gene level recombination operation represented by selection and selection is used.
The optimization adjusting device according to any one of 1.
Priority Applications (1)
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| JP2002169185A JP2003050987A (en) | 1994-11-24 | 2002-06-10 | Optimization adjustment method and optimization adjustment device |
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| JP6-289608 | 1995-06-07 | ||
| JP2002169185A JP2003050987A (en) | 1994-11-24 | 2002-06-10 | Optimization adjustment method and optimization adjustment device |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002169185A Pending JP2003050987A (en) | 1994-11-24 | 2002-06-10 | Optimization adjustment method and optimization adjustment device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003050987A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10089151B2 (en) | 2017-01-25 | 2018-10-02 | Fujitsu Limited | Apparatus, method, and program medium for parallel-processing parameter determination |
| CN113128768A (en) * | 2021-04-22 | 2021-07-16 | 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 | Water-wind-fire short-term optimization scheduling method considering wind-electricity uncertainty |
-
2002
- 2002-06-10 JP JP2002169185A patent/JP2003050987A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10089151B2 (en) | 2017-01-25 | 2018-10-02 | Fujitsu Limited | Apparatus, method, and program medium for parallel-processing parameter determination |
| CN113128768A (en) * | 2021-04-22 | 2021-07-16 | 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 | Water-wind-fire short-term optimization scheduling method considering wind-electricity uncertainty |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050614 |