機器學習 一型模糊集和二型模糊集

2021-10-24 10:28:48 字數 1236 閱讀 5662

模糊集(一型模糊)

在經典的集合理論中,乙個元素要麼屬於要麼不屬於這個集合。相比之下,模糊集則通過隸屬度函式來評價乙個元素對於乙個集合的隸屬程度。因此,模糊集是對經典集合的一般化。在模糊集理論中,經典的二價集(bivalent sets)被稱作crisp sets。

模糊集通常先要劃分論域u,再定義乙個隸屬度函式(membership function)來表示元素對u在[0, 1]上的對映。常用的隸屬度函式有高斯隸屬度函式,區間隸屬度函式,三角隸屬度函式,梯形隸屬度函式。

二型模糊

一型模糊通過隸屬度函式來刻畫物件的不確定性,而有時隸屬度函式本身就是不確定的。所以二型模糊引入了乙個次隸屬度函式,來刻畫隸屬度函式的不確定性。根據對次隸屬度的取值不同,二型模糊集又被分為了廣義二型模糊集(general type-2 fuzzy sets, gt2fs)和區間二型模糊集(interval type-2 fuzzy sets, it2fs)。

gt2fs的隸屬度函式可以表示為三維影象,其中第三維的值表示x在其二維域中的隸屬度,這個區域叫做footprint of uncertainty (fou)

區間二型

區間二型是二型模糊集的一種簡化形式,其中將次隸屬度函式值定義為了固定值,使得計算過程更加簡單。也即是對應上圖中第三維的值處處相等,如都為1。所以對於區間二型來說,第三維度就不包含什麼資訊了,因此,第三維度可以被忽略,只有fou用來刻畫一型模糊集的不確定資訊,如下圖所示。其中這個fou區域可以被兩個界限函式進行描述,其中每個界限函式都是乙個一型模糊的隸屬度函式。這兩個界限函式分別稱作lower membership function (lmf)upper membership function (umf)。因此,區間二型模糊集也稱作一階不確定模糊集(first-order uncertainty fuzzy set),而廣義二型模糊集被稱作二階不確定模糊集(second-order uncertainty fuzzy set)。

參考type-2 fuzzy sets and systems

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