[發(fā)明專利]一種面向普適計算的不確定性上下文的推理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910033229.4
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101571931A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王汝傳;馬守明;葉寧;黃海平;孫力娟;金逸超;沙超;肖甫;王玉斐;凡高娟;陳志
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G06N5/04
• 分類號: G06N5/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種在普適計算環(huán)境中，利用集對分析技術(shù)和相關(guān)系數(shù)概念，對底層傳感器感知到的原始上下文數(shù)據(jù)進行推理、融合以獲取高層上下文信息的技術(shù)方案。本技術(shù)屬于上下文感知計算應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著計算機技術(shù)、移動計算技術(shù)及傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，計算變得無處不在。1991年Xerox公司的Mark?Weiser博士提出普適計算的思想，強調(diào)把計算機嵌入到環(huán)境或日常工具中去，讓計算機本身從人們的視線中消失，讓人們的注意中心回歸到要完成的任務(wù)本身。從普適計算的角度來看，上下文是指任何可用于表征實體狀態(tài)的信息，上下文感知計算是指每當(dāng)用戶需要時利用上下文向用戶提供適合于當(dāng)時人物、地點、時間和任務(wù)的信息或服務(wù)。

在上下文感知計算中，受傳感器件的物理特性限制，通常底層傳感器直接感知到的原始上下文數(shù)據(jù)可能是部分的、局部的，甚至有噪聲。尤其在動態(tài)的環(huán)境中，上下文數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量一般很難滿足上層應(yīng)用的需求。人們通常關(guān)注的是高層的上下文信息，因而把傳感器對物理和信息世界的直觀反映轉(zhuǎn)換為同人們對物理和信息世界的看法相類似的判斷，即從底層獲取的原始上下文推導(dǎo)出高層上下文信息就顯得非常必要。

由于上下文感知系統(tǒng)的一些基本假設(shè)過于理想化，從而導(dǎo)致不確定上下文的處理是上下文推理中的一個難點。目前已有很多較成熟的不確定推理的模型，如基于概率論的主觀貝葉斯方法、基于模糊集的可能性理論、證據(jù)理論等等，但這些方法不能完整地描述應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的各類不確定上下文信息。

集對分析是人工智能領(lǐng)域中一種處理不確定性問題的系統(tǒng)分析方法，該方法的主要思想是把被研究事物之間的確定性聯(lián)系與不確定性聯(lián)系作為一個統(tǒng)一的確定不確定系統(tǒng)來進行分析和處理。

將集對分析的方法應(yīng)用于上下文感知應(yīng)用中不確定性上下文信息的推理過程，利用同異反向量之間的相關(guān)系數(shù)來對不確定性上下文進行推理，可以全面地刻畫不確定性上下文信息。該方案具有計算簡便，響應(yīng)速度快，結(jié)果直觀的優(yōu)點，同時還具有較高的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種面向普適計算的不確定性上下文的推理方法，利用人工智能中集對分析技術(shù)和聚類分析中相關(guān)系數(shù)的概念來解決普適計算環(huán)境中底層物理傳感器獲取的原始上下文數(shù)據(jù)質(zhì)量較差的問題，對原始上下文數(shù)據(jù)進行快速、低開銷的推理來獲取確定的高層上下文信息，經(jīng)過沖突和不一致性檢查后提交給知識庫，以滿足實際上下文感知計算應(yīng)用中的實時性、精確性要求，提高系統(tǒng)的整體性能。

技術(shù)方案：本發(fā)明的方法通過利用集對分析技術(shù)中的同異反向量而提出，目標(biāo)是實現(xiàn)普適計算環(huán)境中一種計算簡便、結(jié)果直觀、可靠性高的上下文推理方案。

下面給出集對分析中同一度、差異度、對立度的定義：

假設(shè)針對具體問題W，對集合A和集合B兩個集合對進行分析，該集合對共有M項特性，其中有S項特性為集合對中A、B兩集合所共有，P項特性為兩個集合相對立，其余F＝M-S-P項特性則是兩個集合中既不同一也不對立的特性。

在不考慮各特性權(quán)重的情況下，則稱：S/M為集合A與集合B在問題W下的同一度，簡記為a；F/M為集合A與集合B在問題W下的差異度，簡記為b；P/M為集合A與集合B在問題W下的對立度，簡記為c。

同一度、差異度、對立度從不同的側(cè)面刻畫了兩個集合的聯(lián)系狀況，一般可用下式表示：

μ(W)=SM+FMi+PMj=a+bi+cj]]>

該式稱為同異反聯(lián)系度，它全面地描述兩個集合的聯(lián)系狀況，其中a，b，c三者的統(tǒng)一，形成兩集合聯(lián)系度的整體，即a+b+c＝1。一般情況下，規(guī)定i∈[-1，1]，j＝-1，其中i和j分別為差異度和對立度的相應(yīng)系數(shù)。