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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)。
8 N" C# L) D0 ~/ h4 E2 I
$ ^9 l. s1 q+ R) \1 模糊集的贴近度. b2 C8 e$ W  H+ D4 [
贴近度是对两个模糊集接近程度的一种度量。
1 n; ?' i- O, t. X; o* |) y9 L/ @2 }; x% c! D
【定义 10】 设 A, B,C ∈ F(U) ,若映射% Z: N" a3 N: _& u# }
. d* X' S. S1 x6 v+ x
                       N : F(U)× F(U) →[0,1]
/ D( D  j. P' z7 G) w1 }
! V5 j: F/ y8 }  \" t& s满足条件:
1 o) F1 Y1 ?! K
( B2 m1 |# r; H7 i, @0 ~; W' O5 i(1) N(A, B) = N(B, A) ;  X* T  J5 P7 r/ \
9 |$ q# g5 U  B- x; z
(2) N(A, A) = 1, N(U,Φ) = 0 ,这里Φ 为空集;  s, U3 B4 v2 f! ~% O% J

! q: T5 d8 E# @8 q0 |(3)若 A ⊆ B ⊆ C ,则 N(A,C) ≤ N(A, B) ∧ N(B,C);- u. \; Q( Y5 w; }
3 U4 U6 f, V0 W4 r" Z8 C4 Q
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。5 D- g3 `  |8 K8 g: M8 N8 ?$ J  E
& }  D4 ]( `* h4 u+ T
1.海明贴近度! l+ f' ^7 Z+ R% z
  o& w7 }7 C' V# w! i6 M

' ]3 D' b8 z$ E5 Z. U& G7 Q1 G& w+ M  d7 T" b
当U 为实数域上的闭区间[a,b]时,则有
/ E) {) i' a- G. S4 Q3 l" T7 x
, n* d/ P$ o% d& M3 x# F3 @% b) t% e2 H' @5 s; I

1 j5 }& N1 z- L- L2.欧几里得贴近度
6 s/ @$ _1 D, A
( X4 W9 g, H6 C5 ~/ }) W8 `0 l( h& c
* Z4 \+ C: r8 ?5 Z+ Y1 N# A) |. J

( q6 F- @: E' `6 b" C3.黎曼贴近度
5 `9 ]7 u* Q/ n5 @" G若U 为实数域,被积函数为黎曼可积,且广义积分收敛,则
. W, V' O1 T' D1 }1 o
) b" @' z# Z" y& ?' \" Z* ~1 B' S: r6 V: j9 y

; |. C3 y# t+ P3 \1 P3 y/ B) P3 c6 R! |3 W. Q4 r6 s. [
. @! i& }% L/ A2 d0 _, }# N3 J

; `( |6 w4 p  X1 j% |9 O6 V0 N! y
计算的 MATLAB 程序:2 j0 H( _: g& A- G" X1 G! I: t

4 h( m( N. _* g) d/ G4 Hi)编写定义函数 A(x) ∧ B(x)的 MATLAB 函数7 T# h1 y) G' x6 O4 K3 i: v

2 [$ t4 F4 Y! L9 W) afunction f1=jixiao(x);
  a$ M* V  p4 ]& l, V. }f1=(x>=20 & x<50).*(x-20)/40+(x>=50 & x<80).*(80-x)/40;
1 I4 P1 ?$ o) J& W/ c* H7 z2 U5 Z1 s; P9 Z4 Z# x
ii)编写定义函数 A(x)∨ B(x)的 MATLAB 函数
0 a- V4 c2 R9 r, s: R7 F  u
# y% T3 }3 m8 dfunction f2=jida(x);
$ g( d  i% s7 H9 b" m8 `5 jf2=(x>=0 & x<40)+(x>=40 & x<50).*(80-x)/40+(x>=50 & x<60).*(x-20)/40+(x>=60 & x<=100);
0 v4 A5 c' v. V; T
- c0 H: V1 d( r/ |7 Hiii)利用 MATLAB 的积分命令 quadl 计算
7 `8 q" S: x, ^  L$ r! E
0 k: e+ E- ]8 G, bN1=quadl(@jixiao,0,100)/quadl(@jida,0,100)
( q) N8 H5 |. l% v( D; r! D4 {7 C5 Z
例 9 设U = R (实数域),正态型隶属函数2 Q4 ~& B  k1 M* c4 w# l5 p

5 y5 ]$ ^# P0 r7 P5 w* @1 Y5 P8 O# d. \7 l. `# W$ }& L& s

  q' a& m( R) _1 O; m
8 P$ g8 G/ ^1 ~3 f. y+ L- l9 O0 T# ]- i3 l: ^. j* Z8 ]! B! w# ]1 R
) @  ~3 J9 G& d! _3 @
2 格贴近度
9 g, Q! ]3 m7 ~7 c/ p

为模糊集 A, B 的内积。

内积的对偶运算为外积。

7 }  |2 |8 L# h6 T
+ O( }3 P/ A2 P& b9 k
' X0 Z7 C( `/ }9 M3 q
$ m% [* t. h, [8 L% \0 B
1 n6 h/ h0 J! z, J7 W5 F4 Q
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。
0 }& p' m9 K7 b' @9 ^; q1 o! N" x: A
: p' c" V" T! @) k5 A8 h
3 M, S( {& {, U7 W/ Q' R0 @

. u# @8 L8 H3 v- Y, C5 D" {% S% M& v8 m! o1 g% ^7 x( k" n: l
解法 II(黎曼贴近度法)
, G2 i( }6 u# q, g4 _( E6 V. _, `
' U! ?+ j6 j8 o/ q9 r/ ^" b1 K6 \8 b* S6 c) _3 _- A

! |/ _' \, W6 K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。
1 }9 X* b# O  Q- Y0 Y0 J" b2 w9 Z2 A/ |; f
3 模糊模式识别原则9 m8 W( d. e$ {& ^
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。# Z7 h& d* ~2 T$ k" I

! ^- b0 K  [6 M4 a9 c, K: m2.3.1 最大隶属原则
+ h# y- U9 j2 t& j4 z2 u; R6 h  K2 ?: E

. M% a' U' z# U: e6 H, @, S# R0 a) {

) K# O, A/ d% W- S& {  y: `
7 |& @6 Y9 j+ S4 R, U
+ O7 J) d0 T4 @# ?9 A2.3.2 择近原则3 \! V2 h; f; v  B
( U4 O+ _, x$ E) T# d3 h
' [1 F0 y, ~! P

: t: {- H+ N5 B/ w$ ^. H
2 g% [, C- n: W4 V' b) E* X
0 W, O4 L% c8 U; U
* B$ V* f# Q1 o5 y: r' |6 ]& {' }计算的 MATLAB 程序如下:& i# X' `* j% l) C. m  l
& f; s- O1 D8 m" _& Y; P8 U
a=[0.5 0.4 0.3 0.6 0.5 0.4
  b0 _( L; L: N( S! D: L 0.3 0.2 0.2 0.1 0.2 0.21 w% @$ v. J7 t, `+ |9 o
0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.2
4 p$ G1 V; I& u1 `' [" D) l 0 0.1 0.2 0.1 0.1 0.1
7 k6 J: J2 x% D) G  k  q+ i 0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1];
1 ~8 Y% B7 H8 xb=[0.4 0.2 0.1 0.4 0.5 0.6];
" v; ~  M# }' ?# \; k. Xfor i=1:57 {9 H# q  l# v3 Z' v( j
    x=[a(i,;b];
7 `4 p: v$ L! }+ h    t(i)=min([max(min(x)) 1-min(max(x))]);0 @' O, v3 q- N' r) q; l+ R$ a
end
5 S0 q. }* v5 V( t! S1 }4 F. n$ ot5 a: u% ]) K( E4 C7 A
7 I0 @2 a: L3 f: d
, V1 g. i5 e! M9 ?  N% Q
————————————————7 I: I6 N# K# n2 \. ]: P; e
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1 w. p/ ?# H' @




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