关于决策粗糙集(三支决策)、概率粗糙集、博弈粗糙集的一点认识

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进来两周一直在看关于Decision-Theoretic Rough Set的一些文章,以及RS与概率论相结合产生的概率粗糙集Probabilistic Rough Set和与DTRS略有不同的GTRS(Game-Theoretic Rough Set),因此稍微总结一下,以免以后遗忘。

 

在回顾之前,先谈谈研究的一些方法。美国大物理学家Feynman有一个定律:关于同一个理论或同一个定律不同形式,但在数学上等价。但不同的表示形式可以给出认知上的不同解释,也对该定律的拓广暗含了不同的方向。同时,这些不同的表示形式帮助我们从不同的角度,更加全面的理解问题,正因如此,我想,粗糙集才会有这么丰富多彩的变形与发展吧!这启迪着我们深入研究每一种表示形式及后面的理论,或许会有新世界般的发现呢~

1.Rough Set中近似产生的原因。

首先,我们根据discernibility function可以明确的划分等价类;而information table中关于对象的描述也是精确的,每个对象在每个属性上都有一个确定精确的值。那么,粗糙集的近似到底是如何产生的,又是对什么进行近似呢?

RS的数据分析方法是以概念(concept)的构建和分析为基础的。concept有一对定义:intension,描述概念的本质属性,可以用来判断一个对象是否属于这个概念;extension,是概念的实例集。在姚老师的一篇文章中指出,RS的近似主要从两方面来解释:

a. 对不可定义概念的近似:用可定义的概念来逼近不可定义的概念。这里的不可定义概念是指集合中一些对象无法用决策逻辑语言精确描述。

b.对复杂概念的近似:用简单概念近似复杂概念(过多的属性描述),与RS中属性约简的过程类似。

 

2.Pawlak 经典粗糙集的另一种表示:将条件概率引入到粗糙集的研究中。Pr(c|[x])表示任何一个实体在属于等价类[x]的条件下,属于类别c的条件概率,则: 

 

 则RS三个近似域的表示为:

相应的,如果将边界阈值改为0.5,则有0.5概率粗糙集。

 

3.决策粗糙集:用一对阈值(α, β)代替概率粗糙集中的0,1,0.5等精确的值,得到一个更一般的模型——决策粗糙集(DTRS),表示如下:

 

4.博弈粗糙集(Game-Theoretical Rough Set):

传统的Pawlak粗糙集对于正域、负域的划分是确定的,不确定的只有边界域中的元素,这样为了减少这些不确定性,就要把位于BND中的元素划入正域或负域。而这样做的代价就是增加了正域和负域的不确定性。博弈粗糙集就是在这样的双方权衡过程中产生的,目的是寻求两者之间的最佳平衡。

 

ps:小爷今儿review写的我眼睛好疼%>_<% 关于DTRS和GTRS的详细解释明儿继续,fighting~

 

转载于:https://www.cnblogs.com/little-YTMM/p/4348730.html

三支决策(Three-way Decision)是一种基于符合人类认知的决策模式,它认为:人们在实际决策过程中,对于具有充分把握接受或拒绝的事物能够立即作出快速的判断;对于哪些不能立即作出决策的事物,人们往往会推迟对事件的判断,即:延迟决策。造成延迟决策的原因很多,比如:所掌握的信息不够充分、对风险的评估不够全面、对事件的认知不够彻底等。当人们对信息、风险、认知的掌握程度达到一定的水平,会作出接受或拒绝的最终判断,从这个角度说,三支决策是最终实现二支决策的一个中间步骤。此外,三支决策有着十分广泛的应用背景。例如:在论文的审稿过程中,对于一篇稿件,如果十分优秀则直接接收,如果质量太差则直接拒稿。但是在大多情况下,稿件可能具有一定的创新性,但技术、语言等方面都需要进一步提高,主编往往选择修改和重审。在医学治疗中,讲究听闻望切,对于一些小病而言,医生能够快速准确地作出有病或无病的诊断;而对于一些疑难杂症,需要通过进行一些检查才能进一步的确诊。三支决策的思想已在医学、工程、管理、信息领域得到了成功的应用。近几年来,对于三支决策和粒计算的研究引起了国内外学者的广泛关注,在2009-2012年连续四届国际粗糙集与知识技术学术会议(RSKT)以及2011-2012年连续两届中国粗糙集与软计算学术会议(CRSSC)上都举办了三支决策与粒计算的研讨会,李华雄等编著的《决策粗糙集理论及其研究进展》以及贾修一等编著的《三支决策理论与应用》推动了三支决策与粒计算的发展,国际著名SCI期刊《International Journal of Approximate Reasoning》和《Fundamenta Informaticae》等也先后出版专刊推动该主题的发展。粒计算(Granular Computing)是当前计算智能研究领域中模拟人类思维和解决复杂问题的新方法。它覆盖了所有有关粒度的理论、方法和技术,是研究复杂问题求解、海量数据挖掘和模糊信息处理等问题的有力工具。粒计算从提出到现在已有30多年,近年来受到了众多研究者的广泛关注,已经成为日益受到学术界重视的一个新的研究领域。随着粒计算研究工作的不断深入,人们从不同的角度研究得到不同的粒计算理论模型,主要有模糊集(词计算)理论模型、粗糙集理论模型、商空间理论模型和云模型等。我国学者开展了以国际、国内学术研讨会议和暑期研讨会等多种形式的粒计算学术交流与合作。
在知识发现过程中,由于待处理的数据集有时带有噪声或不完整,因此需要能处理不精确、不确定数据的理论和方法。粗糙集理论正是满足这种要求的新型数学工具。基于粗糙集的知识发现过程,就是利用粗糙集理论与方法从数据中挖掘出新颖的、有用的非平凡的模式过程。围绕知识约简这个核心研究问题,分别从差别矩阵、启发式信息及数据库系统的角度对知识约简进行了深入研究。将粗糙集引入Vague目标信息系统,讨论了Vague目标信息系统的知识约简问题。相关主要工作有以下几方面: 现有差别矩阵只适用于一致或部分一致决策表,对于完全不一致决策表并不能得到正确的结果,给出了一种基于差别矩阵的知识约简改进算法。 由等价类而不是单个元素参与差别矩阵的构造,得到一种简化的代数约简差别矩阵。从差别矩阵的角度讨论了代数约简和条件信息熵约简的核属性计算问题,指出代数约简核属性是信息熵约简核属性的子集。证明了分布协调集、分配协调集必为代数协调集。但代数约简与分布或分配约简之间并无必然的包含与被包含关系,通过具体算例,分析并指出产生这个结果的原因。基于等价差别矩阵具有相同的知识约简和核属性的思想,对各知识约简所对应的差别矩阵改写成统一的表示形式,分析了其不一致性及内在联系,给出了一种将分布或分配约简转化为代数约简,分 布约简转化为分配约简的新方法。 提出了一种新的近似质量及其启发式约简算法。对基于正区域的属性重要性进行分析,发现论域中由决策属性正确分类的等价类及完全由矛盾对象构成的等价类对属性的重要性不会产生影响,从而可以逐步删除,减少约简过程的搜索空间。给出了一种基于新近似质量的属性重要性递归计算方法。理论分析和实验结果表明,该算法是高效的。 近似质量是以等价类基本块为单位进行运算的,因分割粒度太大,从而不能更细致地刻画出属性的重要性。由于粗糙集以分类为基础,以属性区分能力作为启发式信息更能全面地反映出一个属性的重要性。因属性区分能力浓缩在属性差别矩阵中,将差别矩阵与属性区分能力相结合,得到了决策表在代数约简定义下的属性区分能力计算公式,建立了基于属性区分能力的启发式约简算法。数值算例和仿真实验验证了该算法更易搜索到最优约简。 针对现有基于数据库系统粗糙集计算模型的不足。提出一种简单的核属性判断方法,将判断两个正区域是否相等简化成判断它们的基数是否相等,从而大大简化了计算过程,得到一种基于数据库系统的简单求核方法。该方法对一致和不一致决策表都适用。现有大多数约简算法都采用自底向上的搜索策略,但不能保证算法的完备性。由于所有条件属性集本身已是代数协调集,采用自顶向下的搜 索策略只需对条件属性集遍历一次即可得到其代数约简。为提高搜索约简的优度,提出了一种基于数据库系统的启发式信息约简算法。 提出了一种基于Vague模糊熵的Vague集相似度量方法。基于粗糙集方法,讨论了Vague目标信息系统的知识约简问题。 粗糙集、Vague集理论和D-S证据理论都是研究信息系统中知识不完善、不精确问题的方法。虽然它们解决问题的出发点有所不同,并各有其优缺点。将它们结合起来可以更好地解决信息系统中不完善、不精确性的知识问题。下一步将系统地将粗糙集、Vague集和D-S证据理论融合起来研究。
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