D S證據理論學習筆記(一)

2021-07-05 13:08:02 字數 2740 閱讀 2704

一.d-s證據理論引入

誕生d-s證據理論的誕生:起源於20世紀60年代的哈佛大學數學家a.p. dempster利用上、下限概率解決多值對映問題,2023年起連續發表一系列**,標誌著證據理論的正式誕生。  

形成dempster的學生g.shafer對證據理論做了進一步發展,引入信任函式概念,形成了一套「證據」和「組合」來處理不確定性推理的數學方法

d-s理論是對貝葉斯推理方法推廣,主要是利用概率論中貝葉斯條件概率來進行的,需要知道先驗概率。而d-s證據理論不需要知道先驗概率,能夠很好地表示「不確定」,被廣泛用來處理不確定資料。

適用於:資訊融合、專家系統、情報分析、法律案件分析、多屬性決策分析

二.d-s證據理論的基本概念

定義1 基本概率分配(bpa)

設u為以識別框架,則函式m:

2u→[

0,1]

滿足下列條件:

(1)m(ϕ

)=0

(2)∑a⊂

um(a

)=1 時 稱m

(a)=

0 為a的基本賦值,m(

a)=0

表示對a的信任程度

也稱為mass函式。

定義2 信任函式 (belief function)be

l:2u

→[0,

1]bel

(a)=

∑b⊂a

m(b)

=1(∀

a⊂u)

表示a的全部子集的基本概率分配函式之和

定義3 似然函式(plausibility function)pl

(a)=

1−be

l(a¯

¯¯)=

∑b⊂u

m(b)

−∑b⊂

a¯m(

b)=∑

b⋂a≠

ϕm(b

)

似然函式表示不否認a的信任度,是所有與a相交的子集的基本概率分配之和。

定義4 信任區間

[bel(a),pl(a)]表示命題a的信任區間,bel(a)表示信任函式為下限,pl(a)表示似真函式為  上限

舉例:如(0.25,0.85),表示a為真有0.25的信任度,a為假有0.15的信任度,a不確定度為0.6

三.d-s證據理論的組合規則

m個mass函式的dempster合成規則

其中k稱為歸一化因子,1−

k 即∑a

1⋂..

.⋂an

=ϕm1

(a1)

⋅m2(

a2)⋅

⋅⋅mn

(an)

反  應了證據的衝突程度

四.判決規則

設存在a1,

a2⊂u

,滿足 m(

a1)=

max m(

a2)=

max

若有: m(

a1)−

m(a2

)>ε1

m(θ)

m(a1)

>m(

θ)則a1

為判決結果,ε1

,ε2 為預先設定的門限,

θ 為不確定集合

五.d-s證據理論存在的問題

(一)無法解決證據衝突嚴重和完全衝突的情況

該識別框架為,基本概率分配函式為m,m,m

由d-s證據理論的基本概念和組合規則進行解析

可以看出雖然在w1,w2目擊中,peter和mary都為0.99,但是存在嚴重的衝突,造成合成之後的bel函式值為0,這顯然與實際情況不合,更極端的情況如果w1中m=1,則歸一化因子k=0,d-s組合規則無法進行

(二)難以辨識模糊程度

由於證據理論中的證據模糊主要來自於各子集的模糊度。根據資訊理論的觀點,子集中元素的個數越多,子集的模糊度越大

(三)基本概率分配函式的微小變化會使組合結果產生急劇變化

關於D S證據理論,說一下我的幾個理解 自用

該文只是自己找乙個地方記筆記,如果大家有興趣以後再找時間展開。1.d s證據理論基於的是概率分配函式bpa,而不是經典概率論。因為對於a,b,c來說m a m b m c 不等得1,但是p a p b p c 一定為1 2.d s證據理論是乙個由概率分配函式來確定信任程度的過程 3.bpa 2 d ...

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