視。 4.4.1 D-S理論的數學基礎 在可信度方法和主觀 Bayes方法 中,知識是 用產 生式 的形 式表 示的。 在可 信度 的方 法 中,證據、結論血液融漿機以及知識的不確 定性是 以“可 信度”進 行度量 的。在主 觀 Bayes方 法中, 證 據 及結論的不確定性是以概率的形式進行度量,而知識的不確定性則是以數值對(LS,LN)來 進行度量的。在用產生式表示知識時,證據可 以是 單個 命題,也可 以是 用 AND 和 OR 連接 起來的復合命題。 而在 D-S理論中,知識也是用產生式的形式表示的,但 證據和結 論都要 以集合進 行表 示。例如,假設 D 是所有可能疾病的 集合,醫生 為進 行診 斷而進 行的 各種檢 查就 是獲 得所 需證據的過程,檢查得到的 結 果就 是獲 得的 證據,這些 證據 就構 成 了證 據集 合 E。 根據 證 據集合 E 中的這些證據,就可以 判斷 病人 的疾病。 通常,有的 證據 所支持 的不 只是 一種 疾 病,而是多種疾病,這些疾病當然都是集合 D 中的元素,可以構成 D 的一個子 集 H,H 就是 結論集合。在 D-S理論中,知識的不確定性通過一個集合形 式
的“可信 度因子”來 表示,而 證據和結論的不確定性度量則采用信任函數 和似然 函數 來表示。 為此,在此 先引 入概 率分 配函數、信任函數及似然函數的概念。 還要指出的是,證據理論是 用集合 來表 示命 題的。設 D 是變量 y的樣 本空 間,其中 具 有 n個元素,變量 y的所有取值 都在 D 中,D 中元素所 構成的子集個數 為2n 個,在 任何時 刻變量 y的取值都會落入某個子集。也就是說,每一個子集 A 都對應著一個關于y的 命題 “y的值在 A 中”。所以,就用集合 A 來表示該命題。 1. 概率分配函數 設 D 為樣本空間,其中具有 n個元素,則 D 中元素所構成的子集的個數為2n 個,并以 170 第四章 不確定性推理方法 2D 來表示這2n 個集合。概率分配函 數的 作用 是把 D 上 的任 意一個 子集 A(∈2D)都 映 射 為[0,1]上的一個數 M(A)。當 A(∈2D)對應一 個命 題時,M(A)即 是對相 應命 題不 確定 性的度量。 定義4.1 設 D 為樣本空間,領域內的命題 都用 D 的 子集表 示,如果 定義函 數 M(x) 為集合2D 到區間[0,1]上的一個映射函數,其滿足下列條件: M(Φ)=0 Σ A D M(A)=1 (4.4.1) 則稱 M(x)為2D 上的概率分配函數。M(A)稱為命題 A 的基本概率數。 在定義4.1中,A是D的一個子集,稱做命題,而 M(A)則是對其不確定性的一種表示。 這里要指出的是,概率分配函數不是概 率,樣 本空間 D 上 的各元 素的 基本概 率數 之和 不一 定等于1。 例如,設 D ={red,green,blue},則2D 空間由 D 的
8個子集構成,這8個子 集是 A0 = Φ, A1 ={red}, A2 ={green}, A3 ={blue}, A4 ={red,green}, A5 ={red,blue}, A6 ={green,blue}, A7 ={red,green,blue} 假設定義一個概率分配函數 M(x),對各子集的基本概率數分配如下: M(A0)=0, M(A1)=0.2, M(A2)=0.1, M(A3)=0.1, M(A4)=0.2, M(A5)=0.1, M(A6)=0.2, M(A7)=0.1 顯然,M(x)符合概率分配函數的定義,但就 D 中 的3 個元素 A1 = {red},A2 = {green}, A3 ={blue},有 M({red})+ M({green})+ M({blue})=0.4 而若按概率的要求,這三者的和應等于1。 2. 信任函數 信任函數是用來對命題 A 的不確定性進行度量的。 定義4.2 設 D為樣本空間,2D 為D 的所有子集表示的命題之集合,A是2D 中的一個 命題。如果定義函數 Bel(x)為將集合2D 映射到區間[0,1]上的一個函數,即0≤ Be l(A)≤1,