人工智能课件cumt第五章不确定推理.ppt

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1、第五章不确定推理2021/7/301前言【传统逻辑的系统】“硬”计算要求使用确定的和精确的数据及知识；【解决实际问题】人的认识常常是不确定的或不精确的；模糊性；近似性；不能以简单的真假逻辑加以表示；2021/7/302前言不确定推理模仿人作近似而非严格推理的“软”计算技术；不确定推理在确定性推理方法的基础上发展起来使用不确定的和不精确的数据及知识；把指示确定性程度的数据附加到数据及知识；3种不确定推理方法（不同的确定性程度定义）：5.3主观Bayes方法5.4可信度方法5.5证据理论2021/7/303常识(commonsense)具有不

2、确定性。一个常识可能有众多的例外，一个常识可能是一种尚无理论依据或者缺乏充分验证的经验。常识往往对环境有极强的依存性。“鸟是会飞的”，“常在河边走，哪能不湿鞋”。2021/7/3045.1概述知识的不确定性智能主要反映在求解不确定性问题的能力上。推理是人类的思维过程，它是从已知事实出发，通过运用相关的知识逐步推出某个结论的过程。其中已知事实和知识是构成推理的两个基本要素。已知事实（证据），用以指出推理的出发点及推理时应使用的知识；知识是推理得以向前推进，并逐步达到最终目标的依据。2021/7/305在客观世界中，由于事物发展的随机性和复杂

3、性，人类认识的不完全、不可靠、不精确和不一致性，自然语言中存在的模糊性和歧义性，使得现实世界中的事物以及事物之间的关系极其复杂，带来了大量的不确定性。大多数要求智能行为的任务都具有某种程度的不确定。不确定性可以理解为在缺少足够信息的情况下做出判断。2021/7/306确定性推理是建立在经典逻辑基础上的经典逻辑的基础之一就是集合论这在很多实际情况中是很难做到的，如高、矮、胖、瘦就很难精确地分开。经典逻辑不适合用来处理不确定性。2021/7/307不确定推理是建立在非经典逻辑基础上的一种推理，它是对不确定性知识的运用与处理。不确定性推理就是从

4、不确定性初始证据出发，通过运用不确定性的知识，最终推出具有一定程度的不确定性但却是合理或者近乎合理的结论的思维过程。2021/7/3085.1.2不确定推理要解决的基本问题由于证据和规则的不确定性，导致了所产生的结论的不确定性。不确定性推理反映了知识不确定性的动态积累和传播过程，推理的每一步都需要综合证据和规则的不确定因素，通过某种不确定性测度，寻找尽可能符合客观实际的计算模式，通过不确定测度的传递计算，最终得到结果的不确定测度。2021/7/309在专家系统中，不确定性表现在证据、规则和推理三个方面，需要对专家系统中的事实与规则给出不确

5、定性描述，并在此基础上建立不确定性的传递计算方法。要实现对不确定性知识的处理，要解决不确定知识的表示问题不确定信息的计算问题不确定性表示计算的语义解释问题2021/7/30101.表示问题表示问题指的是采用什么方法描述不确定性。通常有数值表示和非数值的语义表示方法。数值表示便于计算、比较；非数值表示，是一种定性的描述。在专家系统中的“不确定性”分为：规则的不确定性事实的不确定性2021/7/3011(1)规则不确定性(E→H，f(H，E))，(2)证据不确定性(E，C(E))，证据不确定性的表示方法应与知识不确定性的表示方法保持一致，证据

6、的不确定性通常也是一个数值表示，它代表相应证据的不确定性程度，称之为动态强度。它表示相应知识的不确定性程度，称为知识或规则强度。它表示证据E为真的程度。它有两种来源：初始证据(由用户给出)；前面推出的结论作为当前证据(通过计算得到)。2021/7/30122.计算问题计算问题主要指不确定性的传播与更新，即获得新信息的过程。它是在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，求出结论的不确定性度量。它主要包括如下三个方面：2021/7/3013(1)不确定性的传递算法已知规则的前提E的不确定性C(E)和规则强度

7、f（H，E)，求假设H的不确定性C(H)，即定义函数f1，使得：C(H)=f1(C(E),f(H，E))2021/7/3014(2)结论不确定性合成即已知由两个独立的证据E1和E2,求得的假设H的不确定性度量C1(H)和C2(H)，求证据E1和E2的组合导致的假设H的不确定性C(H)，即定义函数f2，使得：C(H)=f2(C1(H),C2(H))2021/7/3015(3)组合证据的不确定性算法已知证据E1和E2的不确定性度量C(E1)和C(E2)，求证据E1和E2的析取和合取的不确定性，即定义函数f3和f4使得：C(E1∧E2)=f3(

8、C(E1),C(E2))C(E1∨E2)=f4(C(E1),C(E2))2021/7/3016常用组合证据的不确定性的计算方法有3种。(a)最大最小法C(E1∧E2)=min(C(E1),C(