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标题: 模糊模式识别 [打印本页]

作者: 浅夏110    时间: 2020-5-26 15:21
标题: 模糊模式识别
本节我们假定论域为U ,U 上的模糊集的全体记为 F(U)。
% P$ w3 j, v; X0 S1 K7 _: u* {7 _
1 V! P3 A: D# |/ {( M1 模糊集的贴近度# d( y9 S; g8 G5 e% t
贴近度是对两个模糊集接近程度的一种度量。7 U  s% D6 z" U0 ?

$ h% S0 x$ H4 q  ]# h& |/ B【定义 10】 设 A, B,C ∈ F(U) ,若映射
+ J7 O% P) z& ]6 }) G- [, w( P! s% W3 ?5 y; `
                       N : F(U)× F(U) →[0,1]
8 B5 k- p) Z; i* V7 A7 B+ q4 U: g" x
, Y+ u3 {1 A$ t) s满足条件:+ q+ D( }. U( N) A: H! i) r' Y

# D, h, f1 F  m(1) N(A, B) = N(B, A) ;
8 D" @- J; ^. N7 G6 ?; Q, y- V# r0 K9 E# j+ T9 c3 d( q! a# U, v1 i
(2) N(A, A) = 1, N(U,Φ) = 0 ,这里Φ 为空集;2 [+ m, ]3 E/ L* [* o# K
3 o2 D2 M4 @/ @. M: a0 [/ u% d
(3)若 A ⊆ B ⊆ C ,则 N(A,C) ≤ N(A, B) ∧ N(B,C);+ _. b7 ?3 g& O' d; |: h) h. x+ F
( L4 _4 C) G, _; v) d0 X3 W. w( |
则称 N(A, B) 为模糊集 A 与 B 的贴近度。 N 称为 F(U)上的贴近度函数。
9 B) R+ K5 z7 f2 y3 g+ q9 A- q
1 a4 K7 T* t" y( j1.海明贴近度
/ k) n6 W& ~# j3 T/ I' b8 k' h$ Q8 p/ j/ o3 Y0 b9 _" q
9 [! r1 l; a* |7 C" z( n# t

' K; p4 H7 `8 b, [当U 为实数域上的闭区间[a,b]时,则有
6 C, s0 n9 i2 q/ _$ w
) j( h# w. G$ I! E: g+ ?' J( o/ [* ~0 j# n" N3 U' r# A' A
) J8 T% i9 [5 y6 C0 \( p
2.欧几里得贴近度
% F2 X$ e  [+ P" f6 u- g! @/ d8 Q: [7 k1 P
; O" X6 K; a5 z! t

0 r6 A% E0 F; @% X* J4 ~
4 ^' c7 b- p2 O$ c4 a, Z' s3.黎曼贴近度
0 v- L, X  n9 x) ]1 y若U 为实数域,被积函数为黎曼可积,且广义积分收敛,则
( z+ @/ i- q# \+ Z
  q8 a' w8 }- r3 Z+ ~  d: ?
  }& G3 ]' M9 W1 d/ R; u1 Y2 n& E- l- O3 m# i" ^& B- v

* w2 K5 G4 i# |! y! c1 r3 J$ m
& z9 s7 q' F" d. B
2 q6 X7 i' i9 W/ P7 L: Y- D+ i. j& s
计算的 MATLAB 程序:( s! G" G9 ]3 a* _+ ^6 r% Q: F
; {4 ]. W  b7 I
i)编写定义函数 A(x) ∧ B(x)的 MATLAB 函数6 d4 F" Z( Y8 x/ e1 D8 b2 K& x  c/ W

7 `$ e# c( I+ ~3 b+ K, \function f1=jixiao(x);
+ N. a4 x2 ?+ ~; xf1=(x>=20 & x<50).*(x-20)/40+(x>=50 & x<80).*(80-x)/40;( n3 Q/ _0 |( ~, m2 E+ X  F

% _+ M! G  H9 l* z  Lii)编写定义函数 A(x)∨ B(x)的 MATLAB 函数
$ e( G  J* O+ ^% ?  [, ?, g8 I
, T' s1 M% g1 ^function f2=jida(x);4 M) E4 q) Q1 P
f2=(x>=0 & x<40)+(x>=40 & x<50).*(80-x)/40+(x>=50 & x<60).*(x-20)/40+(x>=60 & x<=100);% [, n7 Z. \! V; j6 n
# d5 B# d* `- ]9 ?. K) d
iii)利用 MATLAB 的积分命令 quadl 计算: _3 g$ d/ H/ C  ?

$ c" Z, q" f, cN1=quadl(@jixiao,0,100)/quadl(@jida,0,100)6 s, ]7 P5 ]& ~7 y: Z
7 I* o* H8 m" r* W. e4 f
例 9 设U = R (实数域),正态型隶属函数$ |' I: n  ?/ ?+ ?8 L* r
3 k4 {* C. s$ M" Z3 x3 }# g

( t/ x, G0 h, }8 c1 @. y' `" m  @/ Z. y. i0 P! B! B; [# D, p
( B, `3 e2 k/ M* E

3 z. g9 N* X! y9 G% P
3 @( w" D1 j  O5 X2 格贴近度
+ G5 I- a6 x) ?- V' N8 f/ j

为模糊集 A, B 的内积。

内积的对偶运算为外积。

, n* ^# Q$ n& v* Z" }+ k

) b0 |- R+ K+ a9 ]' y- t1 U- C* H! d. W" c: E

) U% r7 W$ I* Y* c$ I/ O
! A8 }9 t7 S8 A- N/ Q$ I+ O由性质发现,给定模糊集 A ,让模糊集 B 靠近 A ,会使内积 A ⊙ B 增大而外积 A⊗ B 减少。换句话说,当 A ⊙ B 较大且 A⊗ B 较少时, A 与 B 比较贴近。所以,采 用内积与外积相结合的“格贴近度”来刻画两个模糊集的贴近程度。! e& z) ]7 c# F7 d# s9 d9 `6 O

5 a! q9 h. o- ?5 ]
5 b9 b% ^* \& I. A$ s8 h0 c" T& ~! G2 i6 d

- V' B. D2 s  ~) K+ k( k0 R  i
* G/ I2 D- S/ f: C解法 II(黎曼贴近度法)/ W/ m* O" p, l0 r' n8 o  t3 M

  o  b8 h  r0 g7 z7 J1 L- Z% v# W1 e- L1 h$ a
+ T/ Q' Q2 l9 t2 L. M" H8 R- n
求解式中各积分非常麻烦,这里就不解下去了。不过已经发现,求解此题,以选择 格贴近度法最好。8 C+ N3 e( @- Y5 ~: e
3 R8 F' l4 N3 N- |2 ^( U
3 模糊模式识别原则  O8 P; A0 ^0 B( L# l
模糊模式识别大致有两种方法,一是直接方法,按“最大隶属原则”归类,主要应 用于个体的识别;另一是间接方法,按“择近原则”归类,一般应用于群体模型的识别。) }% Y: P0 e9 m8 |" x4 f
8 ^  H& c$ M* L" ?- B! Y
2.3.1 最大隶属原则
5 N0 L. \2 |8 h) M( F1 M' l+ |( d" [+ J7 \. e& o  N- ]! @6 i" S' e: Q
9 q& [0 f6 l3 D- {; ]1 E

& v) Z8 w4 H; G# I
- _! s2 o( P  s& y( J+ q
- h2 k0 R0 L2 Q' Y* ^1 i: k; f+ _5 W$ P6 x
2.3.2 择近原则
; Q( E2 `2 ?$ w$ U) g6 T- l! U" P/ D" s

7 N* u& m1 `, j" f9 S- o8 @( C3 g1 \1 h9 R( Q

' w/ y- d* |" _! `, |* N" X; @: G8 H4 g. H6 W. ?4 Z

. y3 R  c8 q0 \! v' q: W, O5 J计算的 MATLAB 程序如下:5 q. w6 G3 O9 L" J( `) C1 f

2 W, D2 x. a) k& w2 w% X7 q4 Ca=[0.5 0.4 0.3 0.6 0.5 0.4, t$ f! t, ~  F3 t. D
0.3 0.2 0.2 0.1 0.2 0.27 ~, `/ I4 _' v2 N5 L0 C0 l( F' ]2 U
0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.2: s& P& m2 m/ x6 n; p, K
0 0.1 0.2 0.1 0.1 0.19 R9 s6 G5 L0 ]. n
0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1];
3 l+ h/ ]0 z* p$ [6 r3 y. lb=[0.4 0.2 0.1 0.4 0.5 0.6];" Y  A7 g( d+ o! |& z
for i=1:54 t# P8 V/ _; U6 U6 l3 p8 g5 o/ v
    x=[a(i,;b];
0 ?! A6 T! {) c6 l; u    t(i)=min([max(min(x)) 1-min(max(x))]);$ ]% l7 e) g8 k5 @& \  _
end
3 }7 S9 z; a4 u/ {' }" |t
! p# S( {! L- k9 R4 N' ~0 _
3 \& D: w1 \  m, x
' z* ]2 U' Q0 k0 o% n; \————————————————4 F6 w) x; n9 C& A' b1 S  z
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2 K! i4 H* R9 Z8 _: X0 E3 }- Q0 n; z% b, Z* x
. x. Z% ?6 `& S3 K* C, y0 h





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