人工智能原理教案03章不确定性推理方法320不确定推理概述

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1、3.2.0不确定推理概述1不确定推理的基本概念所谓不确定推理就是在“公理”(如领域专家给出的规则强度和用户给出的原始证据的不确定性)的基础上,定义一组函数,求出“定理”(非原始数据的命题)的不确定性度量,也就是说,根据原始证据的不确定性和知识的不确定性,求出结论的不确定性。一般来讲,一个不确定推理模型应当包括如下算法:(1)根据规则前提A的不确定性C(A)和规则强度f(B,A)求出假设B的不确定性C(B),即定义函数gl,使C(B)=gl[C(A),f(B,A)](2)根据分别由独立的证据A:、A2求得的假设B的不确定性G⑻和C2(B)

2、,求出证据么和A2的组合所导致的假设B的不确定性C(B),即定义函数g2,使C⑻=g2[C]⑻,C2⑻](3)根据两个证据々,和A2的不确定性C(AJ和C(A2),求出证据么和A2的合取的不确定性,即定义函数g3,使C(A,ANDA2)=g3[C(A1),C(A2)](4)根据两个证据A4nA2的不确定性(:(么)和C(A2),求出证据A,和A2的析取的不确定性,即定义函数g4,使C(AiORA2)=gi[C(Ai),C(A2)]r/n,r)hr抵曲议图1规则的不确定性表示R

3、&为初始证据,即己知证据A,、^和A3的不确定性分别为C(Ai)、C(A2)和C(A3)o求解A4、A5和A6的不确定性。在求解之前,A4、&和A6的不确定性应为单位元(对证据A—无所知的情况下C(A)的取值,称为证据的单位元)。问题的求解过程为(1)利用证据A,的不确定性C(A,)和规则R,的规则强度fu根据算法1求出A4新的不确定性C(AJ。(2)利用证据八2和A3的不确定性C(A2)和C(A3),根据算法4求出A2和A3的析取的不确定性C(A2ORA3)(3)利用^和A3的析取的不确定性C(A2ORA3)和规则仏的规则强度^根据算

4、法1求出仏的新的不确定性c(a5),(4)利用A4的不确定性C(A4)和规则R3的规则强度f3,根据算法1求出A6新的不确定性C?(A6)o(5)利用A5的不确定性C(A5)和规则R4的规则强度f4,根据算法1求出&另一个不确定性C,'(A6)。(1)利用A6的两个根据独立证据分别求得的不确定性(?(A6)和'(A6),根据算法2求出&最后的不确定性C(A6)。综上所述,定义一个具体的不确定推理模型就应当给出:(1)证据的不确定性,即明确给出证据为真时的值,证据为假时的值,及证据的单位元。(2)规则的不确定性,即明确给出若证据为真则假设

5、为真时的值,若证据为真则假设为假时的值,及规则的单位元。(3)上述四种算法。2.不确定性信息的组合不确定性信息的组合就是指上述四种算法。不同的模型有不同的算法,本节介绍一种各种模型都可采用的三角模(T-norm)和三角余模(T-conorra)的方法。2.1三角模方法三角模是定义在[0,1]X[0,1]上的二元实值函数,它们满足下列条件:(1)边界条件T(0,0)=0,T(a,1)=T(l,a)=a(2)单调性若a彡c和b彡d,则T(a,b)彡T(c,d)(1)交换律T(a,b)=T(b,a)(2)结合律T(a,T(b,c))=T(T(

6、a,b),c)函数T(a,b)可用于解决合取命题的不确定性问题,也可用于组合规则前提与规则强度的不确定性问题(此时可不满足交换律)。2.2三角余模方法三角余模是定义在[0,1]X[0,1]上的二元实值函数,它们满足条件:(1)边界条件S(1,1)=1,S(0,a)=S(a,0)=a(2)单调性若a彡c和b彡d,则S(a,b)(c,d)(3)交换律S(a,b)=S(b,a)(4)结合律S(a,S(b,c))=S(S(a,b),c)函数S(a,b)可用于解决析取命题的不确定性问题。利用结合律:函数T(a,b)和S(a,b)都可扩充到多个自变

7、量的情况。两个函数的一些典型定义如下:To(a,b)=*min(cz,/?),若max(c/,/?)=0,其它Ti(a,b)=max(0,a+b-1)Ti.5(a,b)=(a•b)/[2-(a+b-a•b)]T2(a,b)=a•bT2.s(a,b)=(a•b)/(a+b-a•b)T3(a,b)=min(a,b)So(a,b)max(6Z,/?),若min(tz,/?)=01,其它51(a,b)=min(l,a+b)Si.5(a,b)=(a+b)/(l+a•b)52(a,b)=a+b-a•bS2.5(a,b)=(a+b-2•a•b)/(1

8、-a•b)53(a,b)=max(a,b)这些函数的大小顺序如下:KKTi.5^T2^T2.5<丁3S3^S2.5^KSi.5^Si

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