概率與模糊信息論及其應用

　　本書總結(jié)了作者多年來在信息科技領域的科研成果、學術(shù)研究成果和教學經(jīng)驗，吸收了許多學者所發(fā)表的最新理論與技術(shù)成果，跟蹤該領域發(fā)展前沿，具有較強的系統(tǒng)性、邏輯性和準確性。全書分為4個部分，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用。書中較詳細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用于各個技術(shù)領域，詳細闡述了模糊集的隸屬度函數(shù)的模糊統(tǒng)計法、模糊德爾菲法、優(yōu)化處理方法以及神經(jīng)網(wǎng)絡確定方法；從有利于培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力、工程應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)化設計的理論與技術(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)等實用性內(nèi)容。該書既適合作為通信、計算機、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算機與通信網(wǎng)絡為主體的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、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、傳輸和應用。所謂網(wǎng)絡化，是指數(shù)字化的信息通過高速網(wǎng)絡進行流動，為社會各領域、各成員提供各種通信業(yè)務，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，在計算機技術(shù)、通信技術(shù)、感測技術(shù)和控制技術(shù)領域都占有重要的位置。社會信息化還應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，對處于機械化半機械化的我軍，如何盡快實現(xiàn)信息化是一個刻不容緩的戰(zhàn)略任務。從社會信息化和軍隊信息化建設需求出發(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''''，''''信息科學原理''''、''''糊模模式識別''''、''''模糊信息處理''''等課程中，以及在指導研究生進行課題研究中，積累了一些研究成果和經(jīng)驗，這都促使我編著《概率與模糊信息論及其應用》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)學模型，并對通信問題進行了深入的研究，取得了輝煌的成就，這是世人所公認的。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（終端：信宿）準確地或近似地再現(xiàn)從另一點（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裕惨鉀Q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，詳細闡述了信道的容量代價函數(shù)理論，使通信系統(tǒng)優(yōu)化設計目標由三維（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)濟性）。模糊性與隨機性存在著本質(zhì)的區(qū)別。所謂隨機性是對事件的發(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，研究隨機性的工具為統(tǒng)計數(shù)學。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)學工具是模糊數(shù)學。模糊信息論以信息技術(shù)領域為背景，所追求的目標是信息系統(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、不同的應用環(huán)境和不同的研究目標?！陡怕逝c模糊信息論及其應用》一書，從體系結(jié)構(gòu)上看分為4個部分，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用。第2部分和第3部分有平行的體系結(jié)構(gòu)特點。編著本書時致力于系統(tǒng)性、邏輯性和先進性，強化基礎、突出基本理論，較詳細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用于各個技術(shù)領域，給出了模糊集的隸屬度函數(shù)的模糊統(tǒng)計法、模糊德爾菲法、優(yōu)化處理方法以及神經(jīng)網(wǎng)絡確定方法；從有利于培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力、工程應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)化設計的理論指南與實踐、雷達信號的模糊檢測、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、學術(shù)研究成果和教學經(jīng)驗以外，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者所發(fā)表的理論與技術(shù)成果，如參考文獻中所列出的；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，在此一并對各位學者表示衷心的感謝。由于作者水平所限，寫作時間倉促，而且該領域的理論和技術(shù)仍在發(fā)展之中，書中如有不妥或錯誤之處，敬請讀者批評指正。劉立柱于解放軍信息工程大學2003年12月28日

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