粒度計算的模型研究.pdf

1、粒度計算的思想起源于上世紀70年代末，它是模仿人類思考問題的方式，正如張鈸院士和張鈴教授所說：“人類智能的一個公認的特點，就是人們能從極不相同的粒度上觀察和分析同一問題。人們不僅能在不同粒度(granularity)的世界上進行問題的求解，而且能夠很快地從一個粒度世界跳到另一個粒度世界，往返自如，毫無困難。這種處理不同粒度世界的能力，正是人類問題求解的強有力的表現(xiàn)。”它象一把大傘，覆蓋了所有有關(guān)粒度的理論、方法論、技術(shù)和工具的研究，是用

2、來處理不完全、不可靠、不精確、不一致和不確定的知識。它是人工智能研究的最重要基礎(chǔ)，現(xiàn)已成為人工智能領(lǐng)域的熱點之一，主要包括商空間理論、粗糙集理論和模糊集理論等。本文的主要內(nèi)容如下： 1．介紹了粒度計算的產(chǎn)生與發(fā)展背景，粒度計算的研究現(xiàn)狀和主要理論，并對商空間理論、粗糙集理論和模糊集理論作了祥細的比較，說明了本文的研究背景及意義。 2．對粒度計算的基礎(chǔ)進行了研究，主要包括粒度的描述，給出了粒度的宏觀結(jié)構(gòu)層次圖和微觀結(jié)構(gòu)層次

3、圖。給出了最一般的粒的定義，并在商空間理論、粗糙集理論以及模糊集理論的基礎(chǔ)上提出了粒度空間的動態(tài)模型，討論了粒的基本性質(zhì)。重點研究了粒的度量，從研究問題的需要出發(fā)，給出了普通等價關(guān)系下的粒度、細度、粒度熵、條件粒度、條件細度以及條件粒度熵的定義，指出了定義的合理性，并得到了相應(yīng)的性質(zhì)，揭示出了它們之間的關(guān)系。還討論了無限集的度量，給出了粒度的一般性定義思想。 3．介紹了模糊關(guān)系矩陣的主要性質(zhì)，通過關(guān)系矩陣給出任意關(guān)系下的粒度、細

4、度、粒度熵、條件粒度、條件細度和條件粒度熵的一般性定義。通過關(guān)系矩陣定義了貼近度和差異度，并討論了它們的主要性質(zhì)。從而可以將商空間理論、粗糙集理論和模糊集理論統(tǒng)一起來進行研究。 4．定義并討論了粒的基本運算：商交、商并、商非和商差等，并給出了這些運算的主要性質(zhì)。還研究了粒的知識空間，根據(jù)知識的宏觀性或微觀性可以得到相應(yīng)的宏觀或微觀的知識空間。給出知識基的定義，可以通過知識基來定義或描述知識空間，形象地給出了粗糙集的一個屬性約簡的

5、知識空間算法(求最優(yōu)約簡的算法)。 5．介紹了粒度空間的構(gòu)成，商粒的構(gòu)成方法主要有屬性劃分法、結(jié)構(gòu)劃分法、約束劃分法和綜合劃分法等；當論域是拓撲結(jié)構(gòu)和半序結(jié)構(gòu)時，商結(jié)構(gòu)的構(gòu)成方法；當論域有結(jié)構(gòu)和無結(jié)構(gòu)時，商屬性的構(gòu)成方法。隨后討論了粒度空間的主要運算和主要原理。 6．研究了有結(jié)構(gòu)的知識空間，在研究有結(jié)構(gòu)的知識空間時，不但要考慮粒的商交和商并，還要考慮結(jié)構(gòu)的“商交”和“商并”，在研究其知識基時，不但要考慮到粒的知識基，還要

6、考慮到結(jié)構(gòu)的知識基。一般當結(jié)構(gòu)只有一種時，問題可以簡化為無結(jié)構(gòu)的知識空間，當結(jié)構(gòu)有多種時，對應(yīng)的知識空間要復雜得多。并以拓撲結(jié)構(gòu)為例研究了有結(jié)構(gòu)的知識空間，這樣的知識空間是由粒度基和拓撲基共同生成的。 7．著重從與以往不同的角度，即著重從結(jié)構(gòu)方面去探索粒度計算的應(yīng)用問題。從空間坐標上取粒度對時間序列進行分析，得出：當系統(tǒng)是一個馬爾科夫鏈時，對此馬爾科夫鏈進行粗粒度觀察，將得到一個對應(yīng)的隱馬爾科夫模型；反之，任-HMM必存在一個對