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人工智能-第5章-不确定性推理
因此,要实现对不确定性知识的处理,必 须解决不确定知识的表示问题,不确定信息 的计算问题,以及不确定表示和计算的语义 解释问题。
表示问题 指用什么方法描述不确定性,这是解决不确定性推理 关键的一步。
通常有数值表示和非数值的语义表示方法。
知识的不确定性表示(A→B):P(B,A) 证据的不确定性表示(A):P(A)
事件间的运算
设A,B,A1,A2,…An为一些事件,它们有下述的运算 • 交:记C=“A与B同时发生”,称为事件A与B的交,C={ω|ω∈A且
ω∈B},记作C=A∩B或C=AB。 类似地用∩Ai=A1A2…An表示事件“n个事件A1, A2, …An同时发生”。 • 并:记C=“A与B中至少有一个发生”,称为事件A与B的并, C={ω|ω∈A或ω∈B},记作C=A∪B。 类似地用∪Ai=A1∪A2∪…∪An表示事件“n个事件A1, A2, …An中 至少有一个发生”。 • 差 : 记 C=“A 发 生 而 B 不 发 生 ” , 称 为 事 件 A 与 B 的 差 , C={ω|ω∈A但ω B},记作C=A\B或C=A-B。 • 求余:~A= Ω\A
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,是从已知实事出发,通过运用相关 的知识逐步推出某个结论的过程。
不确定性推理是指建立在不确定性知识和证据的基础上的 推理,是从不确定性的初始证据出发,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 近乎合理的结论的推理过程。
事件间的关系
两个事件A与B可能有以下几种特殊关系
包含:若事件B发生则事件A也发生,称“A包含B”,或 “B含于A”,记作A⊃B或B⊂A 等价:若A⊃B且B⊂A,即A与B同时发生或同时不发生, 则称A与B等价,记作A=B 互斥:若A与B不能同时发生,则称A与B互斥,记作 AB=φ 对立:若A与B互斥,且必有一个发生,则称A与B对立, 记作A=~B或B=~A,又称A为B的余事件,或B为A的 余事件 任意两个事件不一定会是上述几种关系中的一种。
初始命题的不确定性度量一般由领域内的专家从经验得出。
语义问题
指如何解释上述表示和计算的含义。 对于规则P(B,A):A(T)→B(T),P(B,A)=?
A(T)→B(F),P(B,A)=? B独立于A, P(B,A)=? 对于证据P(A):A为T,P(A)=? A为F,P(A)=?
5.1.3 不确定性推理方法的分类
形式化
在推理一级上扩展确定性推理,其特点是把不确定的证 据和不确定的知识分别与某种度量标准对应起来,并 且给出更新结论不确定性的算法。
逻辑法:多值逻辑、非单调逻辑 新计算法:证据理论、确定性方法、模糊方法 新概率法:主观Bayes方法、Bayes网络方法
在控制策略一级处理不确定性,其特点是通过识别领域 非形式化 中引起不确定性的某些特征及相应的控制策略来限制
由于知识不确定性的动态积累和传播过程所造成的。 推理过程要通过某种不确定的度量,寻找尽可能符合客观世 界的计算,最终得到结论的不确定性度量。
5.1.2 不确定性推理的基本问题
基于规则的专家系统中,不确定性表现在 证据、规则和推理3个方面,需要对专家系统 中的事实(证据)和知识(规则)给出不确 定性描述,并在此基础上建立不确定性的传 递计算方法。
或减少不确定性对系统产生的影响。分为工程法、控 制法、并行确定性法
内容简介
5.1 概述 5.2 概率论基础 5.3 贝叶斯网络 5.4 主观贝叶斯方法 5.5 确定性方法 5.6 证据理论(D-S
theory)
5.2.1 随机事件
随机实验的定义
一个可观察结果的人工或自然的过程,其产生的结果可能不止 一个,且不能事先确定会产生什么结果。
将一枚硬币连掷两次,观察硬币落地后是花面向 上还是字面向上。
分析 事件
这是一个随机实验,用H记花面向上,W记字面向 上,则共有4个可能出现的结果:
样本点ω1=HH ω2=HW ω3=WH ω4=WW 样本空间Ω={ω1ω2ω3ω4}
A=“花面字面各出现一次”={ω2,ω3} B=“第一次出现花面”={ω1,ω2} C=“至少出现一次花面”={ω1,ω2,ω3} D=“至多出现一次花面”={ω2,ω3,ω4}
• 经典逻辑是单调的,引用非单调逻辑进行非单调 推理是非经典逻辑与经典逻辑的又一重要区别。
内容简介
5.1 概述 5.2 概率论基础 5.3 贝叶斯网络 5.4 主观贝叶斯方法 5.5 确定性方法 5.6 证据理论(D-S
theory)
5.1 概述
人类的知识和思维行为中,确定性只是相对的,不确定性才 是绝对的。
样本空间的定义 一个随机实验的全部可能出现的结果的集合,通常记作Ω, Ω 中的点称为样本点,通常记作ω。
随机事件的定义 一个随机实验的一些可能结果的集合,是样本控件的一个子集 ,常用大写字母A,B,C,…表示。简称为事件。
事件常用一句话描述,当实验结果属于某事件所对应的子集 时,称该事件发生。
例如
不确定性推理方法
非经 推理方法上,经典逻辑采用演绎逻辑推理,非经 典逻辑采用归纳逻辑推理。
• 辖域取值上,经典逻辑都是二值逻辑,而非经典 逻辑都是多值逻辑。
• 运算法则上,非经典逻辑背弃了经典逻辑的一些 重要特性。
• 逻辑算符上,非经典逻辑具有更多的逻辑算法。
证据的不确定性、规则的不确定性、推理的不确定性
5.1.1 不确定性
证据 规则 推理
证据是智能系统的基本信息,是推理的依据。 歧义性、不完全性、不精确性、模糊性、可信性、随机性、 不一致性
通常来源于专家处理问题的经验,存在着不确定性因素。 证据组合、规则自身、规则结论 规则之间的冲突影响、不确定的参数、优先策略
计算问题
指不确定性的传播和更新,即获得新的信息的过程。
不确定性的传递问题: 已知规则A→B,P(A)和P(B,A),如何计算结论P(B) 结论不确定性的合成: 用不同的知识进行推理得相同结论,但可信度度量不同,如 P1(A)和P2(A),如何计算最终的P(A) 组合证据的不确定性算法: 已知证据A1和A2的可信度度量P(A1)、P(A2),求证据析取和合 取的可信度度量P(A1∧A2)和P(A1∨A2)
5.1.1 不确定性
不确定性的性质 随机性;模糊性;不完全性;时变性
不确定性推理方法产生的原因 很多原因导致同一结果;推理所需信息不完备;背景知识不足 ;信息描述模糊;信息中含有噪声;推理能力不足;解题方 案不唯一等。
不确定性的存在 不确定推理中,规则前件(证据)、后件(结论)以及规则本 身在某种程度上都是不确定的。