48
ده یا آموزش تلفیق داData Fusion faradars.org/fvdm9405 مدرس: یاد خزای مقدیستمانیک بیوستری مک دانشجوی دکبیت مدرسنشگاه تر دابردهای آنده و کاراهبرد تلفیق دا ر ﻓﺮادرسFaraDars.org

آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

:مدرس

مقداد خزایی

دانشجوی دکتری مکانیک بیوسیستم

دانشگاه تربیت مدرس

فرادرسراهبرد تلفیق داده و کاربردهای آن

FaraDars.org

Page 2: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

تلفیق داده در سطح تصمیم

Decision Level Fusionفرادرس

FaraDars.org

Page 3: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

مبانی و تعریف کلیات

سطوحردآنهاتلفیقبرایحسگرهاتعدادحدازبیشافزایشداده،تلفیقکاربردهایدرمواقعازبسیاریدر.بودخواهدنیزمضراحتماالحتیوبیهودهامریدرویژگیوعددی

است،مناسبچنداننهدقتیکهدرصد80یابیعیبدقتحسگریکازاستفادهاستممکنمثالعنوانبهبهتاسممکنیابیعیبدقتویژگیسطحدرآنهاتلفیقوحسگرسهیاودوازاستفادهبا.دهددستبه

مطلوبردیگبیشترحسگرهایازاستفادهاما.برسدنیزاست،قبولقابلنسبتادقتیکهدرصد90حدود-طبقههکچرا.نمودخواهدپیدانزولیسیرمجدداورودیفضایشدیدافزایشعلتبهیابیعیبدقتونبوده.داشتنخواهدراعظیمورودیفضایاینتحلیلتواناییدیگربند

فرادرس

FaraDars.org

Page 4: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

مبانی و تعریف کلیات

وتاسبرخوردارحیاتیاهمیتیازحساسصنایعازبسیاریبرایماندهباقیدقتدرصد10کهاستبدیهیافزایشبدانیمکهشودمیتربغرنجهنگامیمشکلاین.استمعمولیصنایعدیگرازآنهاتمایزوجهواقعدر

بآالتراعدادبهدرصد90ازآندرصدیچندافزایشازترسادهبسیاردرصد90به70مرزازیابیعیبدقت.باشدمی

ازفادهاستوتصمیمسطحدردادهتلفیقهایروشازاستفادهاهمیتاحتماالشدهگفتهمقدماتبهتوجهبابرحاکمنقوانیشرحبهاکنون.استشدهروشنخوبیبهدیگرهایروشبامقایسهدرشافر-دمپسترتئوری.پردازیممیحاضرپژوهشدرروشاینگرفتنکاربهچگونگیوشافر-دمپسترشواهدنظریه

فرادرس

FaraDars.org

Page 5: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

مبانی و تعریف کلیات

وتاسبرخوردارحیاتیاهمیتیازحساسصنایعازبسیاریبرایماندهباقیدقتدرصد10کهاستبدیهیافزایشبدانیمکهشودمیتربغرنجهنگامیمشکلاین.استمعمولیصنایعدیگرازآنهاتمایزوجهواقعدر

بآالتراعدادبهدرصد90ازآندرصدیچندافزایشازترسادهبسیاردرصد90به70مرزازیابیعیبدقت.باشدمی

ازفادهاستوتصمیمسطحدردادهتلفیقهایروشازاستفادهاهمیتاحتماالشدهگفتهمقدماتبهتوجهبابرحاکمنقوانیشرحبهاکنون.استشدهروشنخوبیبهدیگرهایروشبامقایسهدرشافر-دمپسترتئوری.پردازیممیحاضرپژوهشدرروشاینگرفتنکاربهچگونگیوشافر-دمپسترشواهدنظریه

فرادرس

FaraDars.org

Page 6: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

شافر-نظریه شواهد دمپستر

Dempster- Shafer Theory of Evidenceفرادرس

FaraDars.org

Page 7: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

مبانی و کلیات

تلفیقردروشنیرومندترینمعتبر،مراجعازبسیاریزعمبهشافر-دمپسترشواهدنظریه.پردازدمیتصمیمسطحدرهادادهتلفیقبهواقعدرروشاین.هاستداده

داردرابعدیچندوسیگنالیعددی،دادههرگونهتلفیقتواناییروشاین.

گیآشفتبهامادهد،میافزایشرامحاسباتاگرچهورودیفضایوحسگرهاتعدادافزایش.شدخواهدمنجردقتافزایشبهمعموالبلکهنخواهد،منجرنتایجدر

هباستممکنآنمانندوویژگیتلفیقهایروشدرورودیفضایافزایشکهحالیدر.ودشگیرهاتصمیموشواهدسردرگمیباعثوباشدداشتهپیدررادقتکاهشراحتی

فرادرس

FaraDars.org

Page 8: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

مبانی و کلیات

1967سالرددمپسترتوسطپایینوباالاحتمالیحدودنظریهانتشارباابتداشواهدنظریه.شدمتولد

ایبررانظریهاینوپرداختهآننواقصرفعونظریهاینتکمیلبه1976سالدرشافر.دادبسطناکاملوغیرشفافاطالعاتآنالیز

استگردیدهمشهورشافر-دمپسترشواهدنظریهبهنظریهاینپسآناز.

فرادرس

FaraDars.org

Page 9: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

مفاهیم اساسی نظریه شواهد

شاهددادیتعاعتقادیمقادیرپایهبرشافر-دمپسترنظریهپیداست،آننامازکههمانگونه.استشدهبناشواهداینهایانتخابتلفیقوسوژهیکاز

دراقعودرکهچرابکشاندچالشبهرااحتمآالتسنتیهایروشاستتوانستهنظریهاین-موعهمجباماشواهدنظریهدراماهستیممواجهعددیکباتنهامااحتمآالتسنتینظریه.دباشنتضاددریاوهمسویکدیگربااستممکنکهداریمکاروسراحتمآالتازای

انداین نظریه یک نگاشت اعتقادی از شواهد متعددی است که به بررسی یک سوژه پرداخته

فرادرس

FaraDars.org

Page 10: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

مفاهیم اساسی نظریه شواهد

ازفیمختلسطوحدربتواندتااستشدهطراحینحویبهروشاینکهاستآنشواهدنظریهحیاتیمزیتریقتزوتحصیلبهنیازیزمینهایندروبپردازدآنهابندیجمعبهموفقیتباشواهد،اعتقادیمقادیر

.ندارداضافهاطالعات

ستاممکنمثالعنوانبه.نمایداختیاررامتغیریشدتبهحآالتاستممکنهاسوژهازشواهدبرآورداینچگونههیاصوالیاوباشندهمشاملباشند،داشتهاشتراککمییکدیگرباباشند،همسوکامالشاهددو

وناکافیعاتاطالتحلیلدرشواهدنظریهتواناییهمانواقعدرموضوعاین.باشندنداشتهیکدیگربااشتراکی.دارداشارهدقیقغیر

فرادرس

FaraDars.org

Page 11: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405حاالت مختلف ممکن در برآورد شواهد از سوژه

فرادرس

FaraDars.org

Page 12: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

مبانی و کلیات

شواهدبرآوردبیناشتراکوشمولازتلفیقیرابطهنوعی"الف"حالتدرپیداستشکلازکههمانگونه.داردوجود

استحاکمشمولرابطهتنها"ب"حالتدر.

استگذاشتهنمایشبهراکاملتضادنوعیک"ج"حالت.

استحسگرهاهمانیاشواهدبینغالبرابطهاشتراکی،رابطه"د"حالتدرپایاندر.

فرادرس

FaraDars.org

Page 13: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

یک مثال مهم

آنازشدهتحصیلارتعاشیسیگنالیکراسوژهودندهچرخیکراموردیمطالعههرگاهمثالعنوانبهدادهتشخیصسالمدندهچرخیکسیگنالراورودیسیگنالAحسگرشکل،"ج"حالتدر،کنیدفرض.استنمودهبندیطبقهشکستهکالسدرراآنBحسگرکهحالیدراست

التحدرمثالعنوانبه.استهمراهاحتمآالتیباونبودهدقتاینبهحسگرهایتشخیصدیگرحآالتدرکهDرحسگبرآوردبادلیلهمینبهاستدادهتشخیصساییدهباالییاطمینانباراچرخدندهBحسگر"د".داردکمیاشتراکاست،دانستهشکستهراآن

فرادرس

FaraDars.org

Page 14: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

یک مثال مهم

حسگربرآوردB،حسگرAدرنای.استشدهشاملکامالرانمودهبندیطبقهساییدهرادندهچرخیقینباکهاینرآوردبحالتایندر.استدانستهمتوسطتقریباراشکستگیوساییدگیاحتمالCحسگرکهاستحالی.داردزیادیاشتراکنیزBحسگرباوگرفتهبردرراAحسگربرآورددنده،چرخبودنساییدهدرحسگر

حسگربرآوردCحسگربرآوردبامساوینسبتااشتراکینیزدندهچرخشکستگیازDدر.استآوردهوجودبهتهشکسبهکمیاحتمالباامااست،دادهتشخیصسالمرادندهچرخزیادیاطمینانباEحسگروضعیتاینباگرحساینبرآورداشتراکباعثخودینوبهبهضعیفاحتمالاین.استدادهراینیزآنبودنساییدهیا

.استشدهCوDحسگرهای

فرادرس

FaraDars.org

Page 15: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405یک مثال مهم

برخورارسایرینبهنسبتبیشتریاهمیتاز"د"و"ج"حالت،شکلدرشدهآوردهحالتچهارمیاناز.هستیممواجهحالتدواینبااوقاتاغلبدرکهچرا.هستند

آنجاازاربسیاهمیتاین.داردزیادیبسیاراهمیتاماافتدمیاتفاقکمتربسیاراگرچه"ج"حالتمیانازینشده،یادضیاتفربامثالعنوانبه.استحآالتدیگرازمشکلتربسیاروضعیتاینتحلیلکهگیردمینشات

زیادقطعیتباAوBحسگردوکمدستکهچرا.استساییدهدندهچرخکهزدحدستوانمی"د"حالتدرحدسیهیچگونه"ج"حالتدروفرضهمینبااما.انددادهرایکالساینبهمتوسطاحتمالباCحسگرو

وژهسیکازخاصحالتیکبهتمامقاطعیتباحسگرهاازهریکحالت،ایندرکهچرا.نیستپذیرامکانمباحثهکاستکنندهتعیینحسگرهابینانتخابشرایطایندر.ندارندنیزاشتراکیهیچگونهودادهرای.آمدخواهدآن

فرادرس

FaraDars.org

Page 16: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405توابع اساسی در نظریه شواهد

واقعدرمجموعهاین.باشندسوژهیکازشدهبرآورداحتمآالتازشمارایمجموعهیکیمجموعهکنیدفرض

ظریهندرمهمبسیارتابعسه.گرددمیتعریفبانیزآنقدرتواستاتفاقیکوقوعدربارههابررسیچارچوب

:ازعبارتندتابعسهاین.دهندمیتشکیلرامعادالتومحاسباتمحورکهداردوجودشافر-دمپستر

احتمالجرماساسیتابع(m)

اعتمادتابع(Bel)

مقبولیتتابع(Pl)

فرادرس

FaraDars.org

Page 17: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405توابع اساسی در نظریه شواهد

استواهدشنظریهدرتابعترینمهمشود،مییادجرمتابعنامباتنهاآنازپسازینکهاحتمالجرماساسیتابع.شودمیشناختهBPAوmمشهورنماددوباو

.گرددمیتعریفیکوصفربینعددیباکهاستAحالتوجودبهشاهدیکاعتقادینگاشتواقعدرجرمتابع:زیرشرطدوبهباشدصفرتهیحالتوقوعاحتمالباشدیکبابرابرمرجعمجموعههایزیرمجموعهتمامیجرمتابعمجموع

احتمالتنهاودهدنمیراآنهایزیرمجموعهوقوعاحتمالدربارهتوضیحیهیچAمجموعهجرمتابع:مهمنکته.داردمیبیانراAوقوع

: P 0,1

( ) 0

( ) 1A P

m X

if

m

m A

فرادرس

FaraDars.org

Page 18: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405توابع اعتماد و مقبولیت

.شوندمیمحاسبهجرمتابعتعریفبهتوجهباشواهدنظریهدیگرمهمتابعدو

کهجرمتابعاساسبرکههستندسوژهیکوقوعپایینوباالحدودترتیببهاعتمادتابعومقبولیتتابعواقعدر

.گردندمیتعریفدارد،سوژهآن

ماداعتتابعواقعدر.دهدرویاستممکنحالتیککهاستاحتمالیحدترینپایینمعنایبهاعتمادتابع

تمامیجرمتابعجمعازAمجموعهوقوعبهاعتمادمیزان.استAمانندایسوژهاحتمالازبرآوردترینبدبینانه

جرمتابعجمعازAمجموعهمقبولیتحدهمچنین.آیدمیدستبههستندAیزیرمجموعهکههاییمجموعه

ودشمیفرضمقبولیت،میزانمحاسبهدرواقعدر.گرددمیمحاسبهدارنداشتراکیAباکههاییمجموعهتمامی

-نمیرخشدهبرآورداحتمالدیگربخشودادخواهدرخAتنهادارد،وجودنیزAبااشتراکیکهحالتیهردر

.دهد

فرادرس

FaraDars.org

Page 19: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

|

( ) ( )B B A

Bel A m B

|

( ) ( )B B A

Pl A m B

ومقبولیتمقادیرمابیناستمقداریشود،میدادهنشانp(A)باکهAمانندپیشامدیکوقوعواقعیاحتمال

وقوعالاحتمباشند،برابرحالتیکوقوعپایینوباالاطمینانحدمقدارهرگاهحساباینبا.پیشامدآناعتماد

یکوقوعازقطعیبرآوردهاییدارایشواهدکهدهدمیرویهنگامیحالتاین.بودخواهدآنهابابرابرنیزآن

.باشندپیشامد

( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

If Pl A Bel ABel A P A Pl A l A P A pl Abe

فرادرس

FaraDars.org

Page 20: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405شافر-قوانین ترکیب در نظریه دمپستر

1

1 2( ) ( ) ... ( ) (1 ) ( )

( )

i i i

i i

i

i

A

A A

m A m A m A K m A

K m A

1 2

12 1 2

1 2

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( ) ( )

,1

B C A

B C

m B m C

m A m B m C When

m B m C

AK

K

فرادرس

FaraDars.org

Page 21: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

اولشاهد.پردازیممیو2EوE1هاینامباشاهددوبرآوردهایتلفیقبهمثالیذکربامسالهشدنترروشنبرای

-جعبهیکحالتتشخیصبهجداگانهصورتبههریککهاستصداحسگریکدومشاهدوارتعاشیحسگریک

.اندپرداختهفرضیحالتسهمیانازدنده

محاسبهراعیوبوقوعتلفیقیاحتمالاحتساباینبا.باشد«و»عملگرصورتبهشواهدبرآوردکهکنیدفرض

.کنیدتوجهجدولبهاکنون.نماییممی

2 [0.15 0.79 0.06]E

1 [0.07 0.82 0.11]E

فرادرس

FaraDars.org

Page 22: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

0.110.820.07

0.01650.1230.1050.15

0.08690.64780.05530.7

0.00660.04920.00420.06

ماتریس ضرایب برای تلفیق نتایج شواهد

1E

2E

فرادرس

FaraDars.org

Page 23: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

طفیعترکیبواقعدراصلیقطررویمقادیرکهاستواضح.استشاهددوماتریسیضربحاصلجدولاین

هردیدگاهازعیبوقوعاحتمالحاصلضرب(2-2)درایهیعنی.استمشترکعیبیکازشاهددوبرآورد

دشواهنظریهترکیبمعادالتدرشدهیادکسرصورتمعادلواقعدراصلیقطررویمقادیر.استشاهد

.هستندشافر-دمپستر

وعیبشواهدازیکییعنی(3-1)درایهمثالعنوانبه.دارنددیگریخاصتعابیرماتریس،مقادیردیگر

موعمج.ندارندهمبااشتراکیوداردوجودشواهدبیناختالفییعنی.استدادهتشخیصراعیبدیگری

.انجامدمیKمقدارمحاسبهبهاصلی،قطرمقادیرمنهای4-3جدولدرشدهآوردهماتریسهایدرایهمقادیر

تلفیقیسامانههربرایKمقدار.اندشدهمشخصشواهد،بیناشتراکعدممعنایبهعالمتباهادرایهاین

.یکتاستمقداری

فرادرس

FaraDars.org

Page 24: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

.پردازیممیKمقدارمحاسبهبهجدولبهتوجهباابتدا

0.15 0.82 0.15 0.11 0.07 0.79 0.07 0.06 .82 0.06 0.79 0.11 0.3351K

12 1

0.15 0.07( ) 0.0158

1m F

K

12 2

0.82 0.79( ) 0.9743

1m F

K

12 3

0.06 0.11( ) 0.0099

1m F

K

.پردازیممیحاصلهنتایجتلفیقبهشواهد،عطفیترکیبمقادیروKمقدارمحاسبهبهتوجهبا فرادرس

FaraDars.org

Page 25: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

به3و1حاالتوجوداحتمالحسگر،دوبرآوردهایتلفیقازاستفادهباکهیابیممیدرمحاسباتبهتوجهبا

یافتکاهشدرصد1حدودو1.6بهدرصد9و11میانگینازترتیب

یافتافزایشدرصد97ازبیشبهدرصد81میانگینازدومعیبموجودیتاحتمالترتیبهمینبه.

ومودهنتقویتراترقویاحتمآالتونمودهتضعیفراضعیفاحتماالتواقعدرشواهدنظریهترتیببدین

.نمایدمیمحاسبهراآنانواقعیاطمینانقابلیتدرصد

فرادرس

FaraDars.org

Page 26: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

همانیایکمجموعبهکنیم،جمعیکدیگرباراآمدهدستبهتلفیقینهاییدرصدهایاگرکهکنیددقت

)قیقدصورتبهشواهدمثالایندرکهمعنابدین.استمهمیریاضیتعبیردارایکهرسیدخواهند100%

بابربرانیزشواهدتکتکدرعیوبتشخیصدرصدمجموعواندپرداختهسوژهتشخیصبه(حدودینهو

.استدادهرخجرمتابعتعریفمعادلهدرشدهفرضحالتیعنی.استیک

ت،چیسراسامانهحالت"داندنمی"کهدهدتخصیصگزارهاینبهراکوچکهرچندمقداریکشاهدیهرگاه

:ییعنگردد؛مینقضنیزجرماساسیتابعتعریفمعادلهازدومشرطوخوردههمبروضعیتاینآنگاه

( ) 0m

فرادرس

FaraDars.org

Page 27: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

نظردرراشواهدبینتناقضوتضادهموارهایم،پرداختهآنهاتشریحبهکنونتاکهمعادالتیوهافرمولتمامیدر

.کنیدتوجهکردیممرورکهشکلیبهدیگربار.ایمنگرفته

چالش پروفسور لطفی زاده

فرادرس

FaraDars.org

Page 28: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

رنظدرراحالتیاکنون.ایمپرداختهشکلدر"د"و"ب"،"الف"حآالتبررسیبهتنهاکنونتاواقعدر

.ندباشیکدیگرباتضاددرشواهداصوالیاوباشدضعیفشدتبهشواهدبیناشتراککهبگیرید

چالشبهراهدشوانظریهقوانینعمومیتمثالیکذکرباایمقالهانتشاربازادهلطفیپروفسوربارنخستین

.باشندزیرصورتبهشواهدبرآوردباراینکهتفاوتاینبانماییدفرضراگذشتهمثالشرایطمجددا.کشید فرادرس

FaraDars.org

Page 29: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

.رفت(شاهددو)پزشکدونزدبه(دردسریکمثال)جسمانیعارضهیکبرایشخصی

یکاحتمالبهاما.هستیدسالمتشماواستمعمولیعارضهیکدرصد99احتمالبه:گفتاولپزشک

.نیستمیگرناینحالهربه.باشدسرطانعالئماستممکندرصد

یکایندرصد99احتمالبهاما.کنممیتاییدرابودنسرطاندرصد1احتمالهممن:گفتدومپزشک

!نیستیدسالممسلماشماحالهربه.استمیگرن

کنیممیحلونمودهمدلشواهدنظریهبرایرامسالهاکنون:

فرادرس

FaraDars.org

Page 30: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

2 [0.00 0.01 0.99]E

1 [0.99 0.01 0.00]E

00.010.99

0000

00.00010.0990.01

00.0990.9810.99

1E

2E

فرادرس

FaraDars.org

Page 31: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

12 2

0.01 0.01( ) 1

1m F

k

12 3

0.00 0.99( ) 0

1m F

k

0.99 0.01 0.99 0.01 0 0 0 0.01 0.99 0.99 0.99k

12 1

0.99 0.00( ) 0

1m F

k

فرادرس

FaraDars.org

Page 32: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

کهدآیمیپیشمعضلایناست،شدیدشواهدیابندهاطبقهبینتضادکهشرایطیدرشواهدنظریهدر

.بدهدنتیجهراغلطیکامالبرآورداستممکن

نمودبرآورددرصد100را(سرطان)دوشمارهحالتوقوعاحتمالشواهدنظریهبرمبتنیروشباالمثالدر.

درصد99کمدستشاهدیکدیدگاهازکه(میگرن)دوو(سالمت)یکحاالتوقوعاحتمالهمچنین

.تاساشتباهسراسربرآوردیچنینکهاستبدیهی.یافتکاهشدرصدصفربهداشتند،وقوعشانس

ساختنمایانپیشازبیشراشافر-دمپسترنظریهقوانینتصحیحبهنیازمشکالتگونهاین.

فرادرس

FaraDars.org

Page 33: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

السدریاگرراروشکارآمدترینامااند،شدهپرداختهومعرفینقصاینرفعوتوجیهبرایبسیاریهایروش

.استشدهگرفتهنظردردرستیبهشواهدبینتضاداحتمالنظریهایندر.نمودبندیفرمولومعرفی1987

احتمالحسطتابعنامباجدیدتابعیجرم،تابعمقابلدرنخستگامدریاگرشواهدبینتضادمعضلحلبرای

لاحتماسطحتابعمقدارکهاستاستوارایدهاینبرروشاین.شودمیدادهنشانqنمادباکهنمودتعریفجرم

.استنمودهنقضراجرماساسیتابعتعریفمعادلهدومشرطیعنیباشدبزرگترصفرازتواندمی

q= Ground probability mass assignment

( ) 0q

فرادرس

FaraDars.org

Page 34: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

استهمراهبسیاریخطاهایباشواهدعملکردمواقعازبسیاریدرواقعیکاربردهایدر.

نمودترواقعیودادهکاهشاطمینانضریبیکباراآنهاتشخیصدرصدتوانمیمنطقیصورتبهیعنی.

هایوعهمجمزیربهمربوطشکلدر)شواهدبینرابطهمنطقیاحتمالاینبهتوجهباواقعدریاگرنظریهدر

.استشدهدادهتغییر"د"حالتبه"ج"حالتازرا(شواهد

شخیصتدرقطعیتعدمدرحتماامااند،نداشتهاشتراکیکوچکترینعیوبتشخیصدرشواهداگرچهیعنی

.هستنداشتراکدارایعیوب

فرادرس

FaraDars.org

Page 35: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

پرداختاهمیتفاکتورنامباپارامتریضریبیمعرفیبهحقیقتازیناستفادهبایاگر.

کندمیتبیینراشواهددیگرمقابلدرآنوزنواستشاهدیکبهاطمینانمیزانواقعدراهمیتفاکتور.

هرگاهصورتایندر 𝑂𝑖(𝐴شاهدبرآوردiحالترخدادازامAنیزوباشد𝛼𝑖شاهدوزنiمقادیرباشد،ام

.گرددمیتعریفزیرصورتبهجرمتابعجدید

( ) ( )i i im A O A

فرادرس

FaraDars.org

Page 36: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

دقیقامعادلهاینوشروطباشدمیاستانداردسازیفاکتوریکداراینیزیاگرروششافر،-دمپسترروشهمچونزیرصورتبهیاگرروشدرشواهدبرآوردهایتلفیقفرمول.استشواهدنظریهدرتلفیقمعادلهشروطمانند:است

:پذیردمیانجامزیرفرمولازاستفادهبامختلفشواهداحتمالسطحتابععطفیترکیبهمچنین

1 1 2 2 3 3( ) ( ) ( ) ( ) ... ( )

i

i iA A

q A m A m A m A m A

( )( )

1 ( )

q Am A

q

فرادرس

FaraDars.org

Page 37: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

نامبهایمجموعهدرراشواهدمیانتضادواحتمالیخطاهاییاگر𝛩نمودبندیطبقه.

دچارنکند،انتخابراحالتیهیچشاهداینکهاحتمالیعنیتهیحالتدادنرخاحتمالمقداربودنمثبت

با𝛩مهمرفاکتواهمیت،ضریبازاستفادهبا.استبزرگترصفرازشودخطادچاریاوباشددیگرانباتضاد

گرددمیتعریفزیرمعادله

1i i

فرادرس

FaraDars.org

Page 38: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

:گرددمیاستخراجزیرنتایجشاخصاینمفهوماز.استاهمیتحائزتتاپارامترمعنایبهتوجه

یستچسوژهحالتکه"داندنمی"(بندطبقهیکیاحسگریک)شاهدیککهاستآنمعنایبهپارامتراین.

یعنی.باشدنیزحآالتازهریککهدهدمیاحتمالواقعدرچیست،سوژهحالتداندنمیشاهدیکاینکه

مفهوم.استاشتراکدارایدیگرشواهدبرآوردهایتمامیباحالت،هرتشخیصدرشاهدهرتتایبرآورد

اشتراکدارایهمباوضعیتیکتشخیصدرقطعیتعدمدرکمدستشواهدکهاستجملهاینریاضیتعبیر

.هستند

فرادرس

FaraDars.org

Page 39: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

است،وثرمشواهدترکیبهایفرمولکسرصورتدرتتامقدارحالت،یکتشخیصدرمثالعنوانبهوصفاینبا

.استاشتراکدارایدیگرشواهدتشخیصهرباکهچرا

ترکیبنقوانیکسرمخرجدرتواندنمیپساست،اشتراکدارایدیگرشواهدبرآوردباتتاشاخصچونطرفیاز

.کندنمیتامینراترکیبقوانیندرکسرمخرجشروطکهچرا.یابدحضور

1 1 2 2 3 3( ) ( ) ]( ) ( ) ... ( ) i i

i

i iA A

q A m A mm A m A m A

( )( )

1 ( )

q Am A

q

فرادرس

FaraDars.org

Page 40: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

-یمیاگرروشازاستفادهباآندرشدهمعرفیمعضلرفعوزادهلطفیپروفسورمثالمجددبررسیبهحال

.پردازیم

داعتما(هاپزشک)شواهدازیکیبهکهتفاوتاینبا.دارندوجودبرآوردهاهمانوشواهدهمانکهکنیدفرض

:یعنی.داریمبیشتری

1 1

2 2

[0 0.0095 0.9405 0.05]

[0.792 0.008 0 0.2]

E

E

1 0.95

2 0.8

1 0.05

2 0.2

فرادرس

FaraDars.org

Page 41: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

استتهگذشهایمثالمحاسباتبامشابهدیگرمحاسبات.دهدمینشانراشاهددواینتلفیقماتریسزیرجدول

.شودمیخودداریبیشترتوضیحازاختصاررعایتجهتکه

0.050.94050.00950

0.03960.74490.007500.792

0.00040.00750.000100.008

00000

0.010.18810.001900.2

1E

2E

فرادرس

FaraDars.org

Page 42: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

شدهیقتلفنتایجنهایتدروعیبهربرایاحتمالسطحتابعمقادیرمحاسبهشدهبیانمعادالتازاستفادهبا

:پذیردمیانجامزیرصورتبهشواهد

( ) 0.0075 0.0075 0.7449 0.7599 1 ( ) 0.2401q q

1 12 1

0.0396( ) 0 0 0.0396 ( ) 0.1649

1 ( )q F m F

q

2 12 2

0.0024( ) 0.0001 0.0019 0.0004 ( ) 0.01

1q F m F

K

3 12 3

0.1881( ) 0 0.1881 0 ( ) 0.7834

1 ( )q F m F

q

فرادرس

FaraDars.org

Page 43: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

دروبیختعادلاستتوانستهشواهدوزنبهتوجهبایاگرروشکهگرددمیمشخصباالمحاسباتنتایجاز

:نمایدحاصلنتایج

دادهتقلیلدرصد1یعنیخودیشدهبینیپیشاندازهبهدرصد،100غلطشدتبهمقدارازسرطانبرآورد

.استشده

استیافتهافزایشمطلوبیاندازهبهمیگرنوسالمتحاالتوقوعشانس.

شاهدکهاچراست،ازبیشترشدتبهمیگرنحالتازتلفیقیبرآوردبوده،بیشتراولشاهدوزنکهآنجااز

.ایمداشتهاعتماداولشاهدبهبیشترنیزماودادهرایمیگرنبهاول

فرادرس

FaraDars.org

Page 44: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

میزاناین.رسیدنخواهد1عددبهببندیم،جمعیکدیگرباراهادقتنهاییدرصداگریاگرروشدر:مهمنکته

کرذمثالبرایرامقداراین.گویندمیپوشیچشمپارامتررااستتهیمجموعهاحتمالواقعدرکهماندهباقی

:کنیممیمحاسبهشده

1 (0.7834 0.01 0.1649) 0.0417IF

فرادرس

FaraDars.org

Page 45: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

ازکهاستدرصدیمقدارمعنایبهاستدرصد4.17بابرابرشدهذکرمثالبرایکهپوشیچشمشاخص

.افزودترقویاحتمآالتبهآنراقطعیتباتواننمیامااست،شدهکاستهضعیفاحتمآالت

.داشتسامانهحالتدربارهحدسیهیچتواننمیدرصد4.17احتمالبهاینکهیعنیپارامتراینریاضیتعبیر

باشد،یشتربتفاوتاینهرچهیعنیدارد،مستقیمرابطهاعتمادومقبولیتتابعبینتفاوتبافاکتوراینمقدار

.استصادقنیزآنبرعکسویابدمیافزایشنیزپوشیچشمفاکتور

بیناصلهفوکنندنظراظهارتردقیقنتوانندشواهدکههرچقدرکهآنستیابیعیبدرمفهوماینترسادهمعنای

شدهافزودهتشخیصعدمدرصدبرنیزآنهاهایدادهتلفیقدریابد،افزایشحالتیکوقوعپایینیوباالییحدود

.استترمطلوبباشد،کمترهرچهپوشیچشمپارامترمقداراستبدیهی.شودمیکاستهدقتازو

فرادرس

FaraDars.org

Page 46: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

بینتضادیهکحالتیدرکهمعنابدین.استترعمومیومفیدبسیارشافر-دمپستریافتهارتقاروشازاستفاده

روشبهبتنستریضعیفنتایجتضاد،بدونحآالتدرگاهیاما،استاستفادهقابلنیزباشدنداشتهوجودشواهد

.دهدمیدستبهراشافر-دمپسترعادی

درکلیدیپارامترکهشواهداهمیتضریبمقدارتعیینبرایراهبهترینتشخیصجهتدرفراوانیهایپژوهش

:گرددمیپیشنهادزیرهایروشمنظوربدین.استرسیدهانجامبهباشد،مییاگرروش

شاهدتخصصوتجربه-1

شاهدپیشینتصمیماتدقت-2

(مصنوعیهوشکاربردهایدر)یادگیریدرشاهددقت-3

فرادرس

FaraDars.org

Page 47: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

فرآیند معرفی شده جهت عیب یابی تجهیزات مکانیکی

فرادرس

FaraDars.org

Page 48: آموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا Data Fusion - بخش یکم

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

این اسالید ها بر مبنای نکات مطرح شده در فرادرس« Data Fusionآموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا »

.تهیه شده است

.برای کسب اطالعات بیشتر در مورد این آموزش به لینک زیر مراجعه نمایید

faradars.org/fvdm9405

48

فرادرس

FaraDars.org