概率與模糊信息論及其應(yīng)用

　　本書總結(jié)了作者多年來在信息科技領(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、模糊德爾菲法、優(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)生分析問題解決問題的能力、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)、信號的模糊分類與識別、信號模糊檢測與模糊決策、圖像的模糊處理方法和模糊信息系統(tǒng)等實(shí)用性內(nèi)容。該書既適合作為通信、計(jì)算機(jī)、信號與信息處理、遙感遙測、自動控制等專業(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。21世紀(jì)的社會是變革的社會，變革的總趨勢是社會信息化。社會信息化是指以計(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程。所謂數(shù)字化，是指信息的表示、傳輸、存儲媒體的數(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)字化的信息通過高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流動，為社會各領(lǐng)域、各成員提供各種通信業(yè)務(wù)，用形象的說法就是形成了信息社會的神經(jīng)系統(tǒng)?？梢暬侵感畔⒌闹庇^表現(xiàn)形式，使人們更容易理解其意義。所謂智能化，是指對信息的處理、傳輸和利用的自動化，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、感測技術(shù)和控制技術(shù)領(lǐng)域都占有重要的位置。社會信息化還應(yīng)包括軍事變革中的信息化。未來戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場形態(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，核心問題是爭奪制信息權(quán)，主要是體系間的對抗。作戰(zhàn)樣式將是陸、海、空、天的聯(lián)合作戰(zhàn)。因此，對處于機(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)。從社會信息化和軍隊(duì)信息化建設(shè)需求出發(fā)，促使我對概率信息和模糊信息理論與技術(shù)開始研究，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。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》，對信息給出了定量的規(guī)定，從而開辟了對信息的了解和研究，香農(nóng)用概率方法給出了信源和信道的數(shù)學(xué)模型，并對通信問題進(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。''''這句話提出了兩類問題：第一類問題是，從信源中如何選擇消息？第二類問題是，如何把已選用的消息可靠地傳送出去？也就是說，既要解決傳輸?shù)挠行?，也要解決傳輸?shù)目煽啃詥栴}。美國麥克埃里斯在《信息與編碼理論》一書中，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?，所追求的目?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法信息的研究領(lǐng)域，但有著不同的研究對象、不同的研究工具、不同的研究內(nèi)容、不同的應(yīng)用環(huán)境和不同的研究目標(biāo)?！陡怕逝c模糊信息論及其應(yīng)用》一書，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、模糊德爾菲法、優(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)生分析問題解決問題的能力、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)信號的模糊檢測、圖像處理的模糊方法和模糊邏輯系統(tǒng)等實(shí)用性內(nèi)容。該書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。本書內(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；宋國文老師曾審閱過第2部分的初稿，提出了許多很好的修改意見，在此一并對各位學(xué)者表示衷心的感謝。由于作者水平所限，寫作時(shí)間倉促，而且該領(lǐng)域的理論和技術(shù)仍在發(fā)展之中，書中如有不妥或錯(cuò)誤之處，敬請讀者批評指正。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》作者簡介