式(6)、(7)中u(Xk)表示组成Xk的所有i的并集,It表示所有的未知信息。 2 DSmT与DST的综合应用 DSmT与DST综合应用的思想是找到一个合适的转换门限,在证据源冲突较低时使用DST,以较小的计算代价
式(6)、(7)中u(Xk)表示组成Xk的所有θi的并集,It表示所有的未知信息。
2 DSmT与DST的综合应用
DSmT与DST综合应用的思想是找到一个合适的转换门限,在证据源冲突较低时使用DST,以较小的计算代价获得较好的融合效果;在证据源冲突较大时,转换为DSmT方法进行信息融合,利用其对强冲突信息进行处理。
第4期
刘永阔等:DSmT与DST融合门限改进方法
计算机应用 第32卷
在文献[4]中所提出的确定门限的方式是在融合系统中先计算证据间的冲突率,如果冲突率大于某一个值,使用DSmT进行融合,如果冲突率低于某个值,就使用DST进行融合。文献[4]通过列举两个例子,发现两个例子的融合结果有一个共同的特点。
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图1 反例比对
无论是使用DST还是DSmT,得到的关于m(A2)与m(A1)和m(A3)的曲线的交点都是在ε=0.323附近,k≈0.667。因此得出把k=0.667作为转换门限的值,研究表明这种方法存在如下问题。
1)文献[4]给出的例子不具有普遍意义,每个例子的两组证据是相同项的不同排列,如第一个例子的两组证据是由0.99-2ε、0.01+ε、ε组合而来。这样导致合成结果DST.m(A1) 与DST.m(A3)重合,从而DST.m(A1) 、DST.m(A3)这两条曲线与DST.m(A2)只有一个共同的交点。若使用如下证据:
m1(A1)=0.9-2ε,m1(A2)= ε,m1(A3)=0.1+ε
m2(A1)=0.8-2ε,m2(A2)=0.2+ε,m2(A3)= ε
其中0<ε<0.4,合成结果如图1所示,DST.m(A1)和DST.m(A3)两条曲线与DST.m(A2)的交点不止一个,DST.m (A1)与DST.m(A2)交点处所对应的k值为0.680。
2)文献[4]的例子得到的是全局上k的最小值,是一个点值门限。事实上对于不同的证据源,门限应该有所差异,不应是一个定值,可能是一个变动的点值,也可能是多个变动的点值,对此将在第3章中进行说明。
3 改进的门限确定方法
本研究针对上述存在的问题,提出一种新的方法来确定转换门限,即冲突距离判别,记为kd,系统流程如图2所示。
将从不同证据源得到的信息送入判别模块,通过计算
kd(式(9))的值得到转换门限,当kd的值大于确定的门限时采用DSmT进行信息融合;反之采用DST进行信息融合。
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图2 系统流程
引入两组没有特别联系的证据。
例1:
m1(A1)=0.9-2ε,m1(A2)= ε,m1(A3)=0.1+ε
m2(A1)= 0.2+ε,m2(A2)= 0.8-2ε,m2(A3)= ε
其中0<ε<4.0, ε以0.01为步长变化,Shafer的模型成立。应用DST与DSmT对m(A1)、 m(A2)、 m(A3)进行合成,结果如图3所示。
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图3 基本概率比对
加入由式(2)得到的曲线k,它表征证据间的冲突程度。为便于观察,去掉关于m(A1)的曲线,如图4所示。 可以看到k(0.6567~0.8200)值的变化并不明显,各个基本概率赋值函数曲线也并不重合,DSmT.m(A2)与DSmT.m(A3)交点处所对应的k值为0.6567,不等于0.6670。在图3中也发现同组证据的交点不止一个,所以单依靠冲突率k确定出门限比较困难。为此,本文提出了冲突距离函数来确定门限。
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图4 例1的冲突概率比对
首先定义一种证据距离:
d = ∑ni = 1dA 1 + dA 2 + … + dAn n (8)
其中:dA i = 2(m1 -12)(m2 -12)(m1 -m2 )2;m1、m2表示证据1和证据2对某一焦元Ai的基本信任分配值;n为焦元个数。多组证据可以两两合成求得。
kd = ∑B,C∈DΘB∩C =m1 (B)m2 (C) · ∑ni = 1dA i n (9)
加入kd曲线进行比对,如图5所示,在ε=0.1500(k=0.6775)和ε=0.3010(k=0.6700)两处,kd的曲线出现了拐点。可以发现两拐点之外曲线的斜率比两拐点之间曲线的斜率明显要大,数据见表1。说明在两点之外,ε每变化一个步长就能引起冲突距离函数的剧烈响应。可以认为在两拐点之外的区间应该使用DSmT进行数据融合,在两拐点之内的区间使用DST规则即可得到比较好的结果。对于拐点的寻找,在数学上不难实现,篇幅所限,本文不详述。表1列出了门限数据,表2给出了共40个点处曲线kd的斜率。图片
图5 例1的冲突距离函数比对
表格(有表名)
表1 门限数据表
εkkd
0.15000.67750.0490
0.30100.67000.0173
目标拐点的斜率为表中第16(ε=0.1500)和第31(ε=0.3010)个数值。可以发现前15个与后9个数值的绝对值比17至30号数值的绝对值明显要大,虽然曲线kd的拐点不止两个,比如在ε=0.2400(第24个数值)时也出现了拐点,但是可以发现曲线kd在该拐点左右两边的斜率的绝对值相差不大,且均较小,不是目标拐点。而在目标拐点1(ε=0.1500)的左侧和目标拐点2(ε=0.3010)的右侧,可以发现曲线斜率的绝对值明显要大,证据冲突距离函数的响应很剧烈。 (责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)
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