3.2 不确定推理方法 3.2.1 确定性方法 以产生式作为知识表示的MYCIN中,第一次使用了不确定性推理方法,给出了以确定性因子或称可信度作为不确定性的度量。 1.规则的不确定性度量 规则以A→B表示,其中前提A可以是一些命题的合取或析取。MYCIN系统引入可信度CF作为规则不确定性度量。CF表示了增量 P(B│A)-P(B) 相对于P(B)或P(~B)的比值。其中P表概率。规定 ![]() CF(B,A)表示了证据A为真时,相对于P(~B)=1-P(B)来说A对B为真的支持程度(当CF(B,A)≥ 0)。或相对于P(B)来说A对B为真的不支持程度(当CF(B,A)<0)。这种定义形式保证了-1≤CF(B,A)≤ 1。当P(B│A)-P(B)相同时,P(B)小的CF小,P(B)大的CF大。 容易看出CF(B,A)的几个特殊值: (1) 前提A真,结论B必真的情形。由P(B│A)=1来体现,这时CF(B,A)=1。 (2) 前提A与结论B无关的情形。由P(B│A)=P(B)来体现,这时CF(B,A)=0。 (3) 前提A与结论B无关的情形,由P(B│A)=0来体现,这时CF(B,A)=-1。 显然CF(B,A)≥ 0表示前提A真支持B真。CF(B,A)<0表示前提A真不支持B真。 不难看出,CF(B,A)的定义借用了概率,但它本身并不是概率。因为CF(B,A)可取负值,CF(B,A)+CF(B,~A)不必为1甚至可能为0。 实际应用中,A→B的CF(B,A)值是由专家主观确定的,并不是由P(B│A),P(B)来计算的。需注意的是CF(B,A)表示的是增量P(B|A)-P(B)对1-P(B)或P(B)的比值,而不是绝对量的比值。 2.证据的不确定性度量 证据A的不确定性也可以CF(A)表示,同样规定-1≤CF(A)≤ 1。 几个特殊值规定为 (1) A肯定为真时CF(A)=1。 (2) A肯定为假时,CF(A)=-1。 (3) 对A一无所知时,CF(A)=0。 CF(A)>0 表示A以CF(A)程度为真。 CF(A)<0 表示A以CF(A)程度为假。 实际使用时,初始证据的CF值由专家提供,其它证据的CF值是需使用规则经推理求得。 3.推理计算 (1) 已知 CF(A),A→B CF(B,A)求CF(B) 规定 CF(B)=CF(B,A)・max{0,CF(A)} (2) 规定 CF(~A)=-CF(A) CF( ![]() ![]() ![]() ![]() CF( ![]() ![]() ![]() ![]() (3) 由规定 ![]() ![]() 已知 CF( ![]() ![]() ![]() ![]() 依(1)先计算出 CF1(B)=CF(B, ![]() ![]() CF2(B)=CF(B, ![]() ![]() 进而规定 ![]() CF(B)的更新计算,也可这样来理解。已知CF(A),A→B CF(B,A)而B原来的可信度为CF(B),来求B的可信度更新值CF(B|A)。这时的计算可写成 当CF(A)=1时,有 ![]() 当CF(A)<1(证据A也是不确定的),这时CF(B|A)必然比CF(A)=1时的CF(B|A)来得小。若CF(A)>0,可以CF(A)・CF(B,A)作为对规则A→B的可信度,而CF(B|A)的计算仍可使用CF(A)=1时的公式。但CF(A)<0时,规则A→B可不使用,像MYCIN系统规定CF(A)≤0.2就认为是不可使用的前提。 关于CF(B|A)的计算,对除CF(A),CF(B,A)均非负,以及CF(B),CF(B,A)均为负之外的其它情形,EMYCIN系统使用的是 ![]() 应指出,若通过引入信任增长度MB和不信任增长度MD来定义CF=MB-MD,并用MB、MD来计算合成的CF值,半群代数结构方可得到保证。而在MYCIN中上述计算CF(B|A)的方法过于简单了,并不能保证CF合成计算的结合律了。 4. 对CF定义的改进 确定性因子直观上应满足下述性质: (1) CF(B,A,e)=CF(B,A) 独立性 (2) CF(B, ![]() ![]() ![]() ![]() (3) 若CF(A,A')=1 则CF(B,A)=CF(B,A')有序组合性 其中e是在已知证据A之前出现的证据。 但上述所定义的CF(B,A)并不满足这些性质。例如 已知 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 于是由 ![]() 0.9=(P(B| ![]() ![]() 若规定P(B|e)=0.5,可得 P(B| ![]() 进而由 ![]() -0.9=(P(B| ![]() ![]() ![]() ![]() 依P(B| ![]() 得P(B| ![]() ![]() 我们若先对 ![]() ![]() P(B| ![]() ![]() 从而出现了P(B| ![]() ![]() ![]() ![]() Heckerman 修正了对CF的定义记为CF*解决了CF应满足的直观性质。规定 ![]() 5.举例 已知 R1: ![]() ![]() ![]() ![]() R2: ![]() ![]() ![]() ![]() R3: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 初始证据 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 来计算CF( ![]() ![]() 依R1,CF( ![]() ![]() ![]() 依R2,CF( ![]() ![]() 依R3,需先求 CF(B∧ ![]() ![]() ![]() =min (1,0,9)=0.9 而 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() CF( ![]() ![]() ![]() 这样便求得了CF( ![]() ![]() |