基于DS证据理论算法的改进设计及应用研究

设有一个有限假设空间,Θ为空间中所有命题的穷举集合,D-S理论用“识别框架(Frame.ofDiscernment)”描述构成整个假设空间的所有命题的集合Θ,识别框架中的各元素要求互相排斥,而集合中的命题称为识别框架的原命题。定义1设Θ为给定识别框架,Ω=2Θ为Θ的幂集,则函数m:Ω→[0,1],在满足下列条件:

时,称m为Ω上的基本概率分配;?A∈Ω,m(A)称为基本概率分配函数(BPA),m(A)≥0的命题称为证据的焦元。

定义2设Θ为一识别框架,m(A)为Ω上的基本概率分配函数,满足下列的函数称为信任函数:

1.2D-S证据理论的改进

D-S的合成法则如下:

m1与m2是识别框架Θ的两个独立证据,Ω为Θ的幂集,A、B为幂集中的元素,则这两个证据组合后得到的组合证据为:

它的作用就是避免在合成时将非零的概率赋给空集Φ。

虽然D-S理论有诸多优点,但在实际的应用中却不是令人满意,往往有时与直觉相违背,主要的原因是存在证据冲突,这是不可小觑的问题。所以做了如下的改进,取冲突权值为归一化常数的对数:

如果上述两个证据之间不存在冲突,则Cov(Bela,Belb)=∞;如果证据间完全冲突,则Cov(Bela,Belb)=0。在充分认识到证据间的冲突下,令σ=1-K为冲突因子,当σ=0时证据之间不存在任何冲突,当σ=1时证据之间完全冲突,那么对D-S的合成法则改进如下:

2应用研究

下面列举数据进行说明融合的过程:

假设识别框架U{车牌照X,车型Y,IC卡数据Z},并提供两个证据m1与m2(牌照加车型和卡号加车型)对命题的识别框架的支持度分别为:

结果表明,通过改进的合成法则验证了预期要达到的结果,曲线的逼真度好于之前,使融合效果更为理想。

3结语

鉴于D-S证据理论因冲突信息比较大的情况下会出现融合的问题,本文在分析已有的改进思想的基础上,通过引入冲突因子,针对改进方法和原有的问题,成功地将其应用于证

据理论的修改中。理论的推理和数据的应用实验结果表明,改进的方法,能解决高冲突信息量的证据融合问题,仿真结果表明预期的效果比理想的更稳定、更可靠,提高了融合识别的可靠性和有效性。对证据理论在以后更广泛的应用提供了一个借鉴之处。

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