概率與模糊信息論及其應(yīng)用

　　本書(shū)總結(jié)了作者多年來(lái)在信息科技領(lǐng)域的科研成果、學(xué)術(shù)研究成果和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，吸收了許多學(xué)者所發(fā)表的最新理論與技術(shù)成果，跟蹤該領(lǐng)域發(fā)展前沿，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、邏輯性和準(zhǔn)確性。全書(shū)分為4個(gè)部分，第1部分為概論；第2部分為概率信息論，包括第2章～第6章；第3部分為模糊信息論，包括第7章～第14章；第4部分，即第15章為概率信息和模糊信息的綜合處理及其應(yīng)用。書(shū)中較詳細(xì)地討論了概率熵和模糊熵理論，考慮到如何把模糊信息論應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，詳細(xì)闡述了模糊集的隸屬度函數(shù)的模糊統(tǒng)計(jì)法、模糊德?tīng)柗品?、?yōu)化處理方法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定方法；從有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力、工程應(yīng)用能力以及工程技術(shù)人員參考出發(fā)，力求理論與技術(shù)的統(tǒng)一，包括了逼近碼長(zhǎng)下限的理論與技術(shù)、通信系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論與技術(shù)、信號(hào)的模糊分類(lèi)與識(shí)別、信號(hào)模糊檢測(cè)與模糊決策、圖像的模糊處理方法和模糊信息系統(tǒng)等實(shí)用性?xún)?nèi)容。該書(shū)既適合作為通信、計(jì)算機(jī)、信號(hào)與信息處理、遙感遙測(cè)、自動(dòng)控制等專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生教材，也可供科研人員和工程技術(shù)人員作為參考用書(shū)。21世紀(jì)的社會(huì)是變革的社會(huì)，變革的總趨勢(shì)是社會(huì)信息化。社會(huì)信息化是指以計(jì)算機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)為主體的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的全過(guò)程。所謂數(shù)字化，是指信息的表示、傳輸、存儲(chǔ)媒體的數(shù)字化，這有利于信息的處理、傳輸和應(yīng)用。所謂網(wǎng)絡(luò)化，是指數(shù)字化的信息通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流動(dòng)，為社會(huì)各領(lǐng)域、各成員提供各種通信業(yè)務(wù)，用形象的說(shuō)法就是形成了信息社會(huì)的神經(jīng)系統(tǒng)。可視化，是指信息的直觀表現(xiàn)形式，使人們更容易理解其意義。所謂智能化，是指對(duì)信息的處理、傳輸和利用的自動(dòng)化，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、感測(cè)技術(shù)和控制技術(shù)領(lǐng)域都占有重要的位置。社會(huì)信息化還應(yīng)包括軍事變革中的信息化。未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)場(chǎng)形態(tài)將主要表現(xiàn)在以精確打擊為主的非接觸式、非線式作戰(zhàn)樣式，核心問(wèn)題是爭(zhēng)奪制信息權(quán)，主要是體系間的對(duì)抗。作戰(zhàn)樣式將是陸、海、空、天的聯(lián)合作戰(zhàn)。因此，對(duì)處于機(jī)械化半機(jī)械化的我軍，如何盡快實(shí)現(xiàn)信息化是一個(gè)刻不容緩的戰(zhàn)略任務(wù)。從社會(huì)信息化和軍隊(duì)信息化建設(shè)需求出發(fā)，促使我對(duì)概率信息和模糊信息理論與技術(shù)開(kāi)始研究，并且在為研究生和本科生講授''''信息論與信源編碼''''，''''信息科學(xué)原理''''、''''糊模模式識(shí)別''''、''''模糊信息處理''''等課程中，以及在指導(dǎo)研究生進(jìn)行課題研究中，積累了一些研究成果和經(jīng)驗(yàn)，這都促使我編著《概率與模糊信息論及其應(yīng)用》這本書(shū)。信息論的創(chuàng)始人香農(nóng)（C.Shannon）研究了通信系統(tǒng)，在1948年發(fā)表了《通信的數(shù)學(xué)理論》，對(duì)信息給出了定量的規(guī)定，從而開(kāi)辟了對(duì)信息的了解和研究，香農(nóng)用概率方法給出了信源和信道的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)通信問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，取得了輝煌的成就，這是世人所公認(rèn)的。香農(nóng)在1948年的論文中提出了''''通信的基本問(wèn)題是在某一點(diǎn)（終端：信宿）準(zhǔn)確地或近似地再現(xiàn)從另一點(diǎn)（信息源）選擇的消息。''''這句話提出了兩類(lèi)問(wèn)題：第一類(lèi)問(wèn)題是，從信源中如何選擇消息？第二類(lèi)問(wèn)題是，如何把已選用的消息可靠地傳送出去？也就是說(shuō)，既要解決傳輸?shù)挠行?，也要解決傳輸?shù)目煽啃詥?wèn)題。美國(guó)麥克埃里斯在《信息與編碼理論》一書(shū)中，詳細(xì)闡述了信道的容量代價(jià)函數(shù)理論，使通信系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)由三維（有效性、可？啃院桶踩？）變?yōu)樗木S（有效性、可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性）。模糊性與隨機(jī)性存在著本質(zhì)的區(qū)別。所謂隨機(jī)性是對(duì)事件的發(fā)生與否而言的，由于條件不充分，事件可能發(fā)生也可能不發(fā)生，即事件的發(fā)生存在一定的概率，但事物本身的含義是明確的，研究隨機(jī)性的工具為統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)。模糊性是指事件本身的含義是不明確的，但事件發(fā)生與否是明確的，研究模糊現(xiàn)象的數(shù)學(xué)工具是模糊數(shù)學(xué)。模糊信息論以信息技術(shù)領(lǐng)域?yàn)楸尘埃非蟮哪繕?biāo)是信息系統(tǒng)的智能化、武器系統(tǒng)的智能化。模糊信息論與香灰信息論同屬于語(yǔ)法信息的研究領(lǐng)域，但有著不同的研究對(duì)象、不同的研究工具、不同的研究?jī)?nèi)容、不同的應(yīng)用環(huán)境和不同的研究目標(biāo)。《概率與模糊信息論及其應(yīng)用》一書(shū)，從體系結(jié)構(gòu)上看分為4個(gè)部分，第1部分為概論；第2？糠治怕市畔⒙郟ǖ？2章～第6章；第3部分為模糊信息論，包括第7章～第14章；第4部分，即第15章為概率信息和模糊信息的綜合處理及其應(yīng)用。第2部分和第3部分有平行的體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。編著本書(shū)時(shí)致力于系統(tǒng)性、邏輯性和先進(jìn)性，強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出基本理論，較詳細(xì)地討論了概率熵和模糊熵理論，鑒于模糊集的隸屬度函數(shù)在模糊理論中的核心地位，考慮到如何把模糊信息論應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，給出了模糊集的隸屬度函數(shù)的模糊統(tǒng)計(jì)法、模糊德?tīng)柗品?、?yōu)化處理方法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定方法；從有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力、工程應(yīng)用能力以及工程技術(shù)人員參考出發(fā)，力求理論與技術(shù)的統(tǒng)一，包括了逼近碼長(zhǎng)下限的理論與技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論指南與實(shí)踐、雷達(dá)信號(hào)的模糊檢測(cè)、圖像處理的模糊方法和模糊邏輯系統(tǒng)等實(shí)用性?xún)?nèi)容。該書(shū)既適合作為本科生和研究生的教材，也可供科研人員和工程技術(shù)人員作為參考用書(shū)。本書(shū)內(nèi)容除總結(jié)了本人科研成果、學(xué)術(shù)研究成果和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以外，也包含了我的研究生們的有關(guān)研究成果。需特別指出的是：本書(shū)中采納了許多學(xué)者所發(fā)表的理論與技術(shù)成果，如參考文獻(xiàn)中所列出的；宋國(guó)文老師曾審閱過(guò)第2部分的初稿，提出了許多很好的修改意見(jiàn)，在此一并對(duì)各位學(xué)者表示衷心的感謝。由于作者水平所限，寫(xiě)作時(shí)間倉(cāng)促，而且該領(lǐng)域的理論和技術(shù)仍在發(fā)展之中，書(shū)中如有不妥或錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。劉立柱于解放軍信息工程大學(xué)2003年12月28日

暫缺《概率與模糊信息論及其應(yīng)用》作者簡(jiǎn)介