多源信息融合

前言

在經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)時(shí)代和工業(yè)時(shí)代之后，人類目前已經(jīng)全面進(jìn)人了信息時(shí)代。信息時(shí)代的顯著特征之一是信息爆炸。為了應(yīng)付這種局面，信息融合技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。簡單地說，信息融合是指對多個(gè)載體內(nèi)的信息進(jìn)行綜合、處理以達(dá)到某一目的。信息融合涉及面極為廣泛。舉例來說，歸納可以看作一個(gè)信息融合過程，其中一般性結(jié)論即由多個(gè)特殊事例經(jīng)過綜合、抽象后得到。因此，歸納推理與信息融合有本質(zhì)聯(lián)系，而歸納推理又是所有科學(xué)技術(shù)的源泉。近年來信息融合在眾多領(lǐng)域內(nèi)受到了極大的關(guān)注，信息融合技術(shù)發(fā)展神速。本書由西安交通大學(xué)韓崇昭教授等人編撰，韓教授所領(lǐng)導(dǎo)的科研組的工作在國內(nèi)頗負(fù)盛名。我與他相識多年，近年來曾多次互訪并合作發(fā)表文章。據(jù)我所知，在信息融合領(lǐng)域所有中文書籍中，本書可能最為系統(tǒng)、全面，而且內(nèi)容較為新穎。作者在如此短的時(shí)間內(nèi)能寫成本書給我留下了深刻的印象。這與祖國近二十年來經(jīng)濟(jì)的飛速增長是步調(diào)一致的。本書還有幾個(gè)非常重要和吸引人的特點(diǎn)。令我印象最為深刻的是它涵括了一大批數(shù)學(xué)工具的基礎(chǔ)知識，其中包括隨機(jī)集理論、粗糙集理論、粒子濾波、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論等。這些數(shù)學(xué)工具近年來開始廣為流行，它們在信息融合領(lǐng)域大有前途。另一個(gè)特點(diǎn)是它對信息融合領(lǐng)域近年來的一些新進(jìn)展做了介紹，這包括由我本人與合作者在過去幾年中所建立的最優(yōu)線性估計(jì)融合理論的部分結(jié)果。本書涵括了信息融合領(lǐng)域中許多重要而有代表性的內(nèi)容，幾乎所有這些內(nèi)容都屬于現(xiàn)今信息融合研究領(lǐng)域的主流。僅此即足以表明本書優(yōu)于我所知道的大多數(shù)關(guān)于信息融合的中文書籍。總的來說，本書的內(nèi)容安排合理，結(jié)構(gòu)組織良好，選題平衡。盡管本書的深度不盡如意，但它仍比該領(lǐng)域大多中文書籍明顯要好。作為一個(gè)信息融合領(lǐng)域的研究人員，多年來我一直致力于推動(dòng)祖國在該領(lǐng)域的科研工作。我很高興地看到在過去幾年中國內(nèi)信息融合的研究和開發(fā)工作大有進(jìn)展。當(dāng)然，不足之處也很明顯。總的來說，科研工作仍然缺乏廣度和深度，尤其是在基礎(chǔ)研究方面。據(jù)我所知，原創(chuàng)性和高質(zhì)量的研究成果不多。我相信本書的出版將為有志于從事信息融合的國內(nèi)讀者提供入門基礎(chǔ)，同時(shí)它也將有助于國內(nèi)的研究開發(fā)人員了解信息融合領(lǐng)域的新進(jìn)展。鑒于此，本書的出版定將大受歡迎。

內(nèi)容概要

本專著包括多源信息融合的基本概念以及多源信息融合理論賴以發(fā)展的基礎(chǔ)理論，如統(tǒng)計(jì)推斷與估計(jì)理論基礎(chǔ)、智能計(jì)算與識別理論基礎(chǔ)等；還包括目標(biāo)跟蹤理論、檢測融合、估計(jì)融合、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、異步信息融合和異類信息融合；也包括圖像融合特別是遙感圖像融合，智能交通中的信息融合，以及態(tài)勢評估與威脅估計(jì)等內(nèi)容。    本專著的特點(diǎn)是理論體系完整，材料取舍適當(dāng)，適合從事多源信息融合理論研究和工程應(yīng)用的專業(yè)技術(shù)人員參考，也可作為大學(xué)本科高年級學(xué)生、研究生特別是博士研究生的參考讀物。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  多源信息融合的一般概念與定義    1.1.1  定義    1.1.2  多源信息融合的優(yōu)勢    1.1.3  應(yīng)用領(lǐng)域  1.2  信息融合系統(tǒng)的模型和結(jié)構(gòu)    1.2.1  功能模型    1.2.2  信息融合的級別    1.2.3  通用處理結(jié)構(gòu)  1.3  多源信息融合主要技術(shù)和方法  1.4  信息融合要解決的幾個(gè)關(guān)鍵問題  1.5  發(fā)展起源、現(xiàn)狀與未來    參考文獻(xiàn)第2章  統(tǒng)計(jì)推斷與估計(jì)理論基礎(chǔ)第3章  智能計(jì)算與識別理論基礎(chǔ)第4章  目標(biāo)跟蹤第5章  檢測融合第6章  估計(jì)融合第7章  數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)第8章  異步融合第9章  圖像融合第10章  異類融合第11章  智能交通與信息融合第12章  態(tài)勢評估和威脅估計(jì)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：也有專家認(rèn)為，信息融合應(yīng)該按如下定義給出。定義1.1.2 信息融合就是由多種信息源如傳感器、數(shù)據(jù)庫、知識庫和人類本身來獲取有關(guān)信息，并進(jìn)行濾波、相關(guān)和集成，從而形成一個(gè)表示構(gòu)架，這種構(gòu)架適合于獲得有關(guān)決策、對信息的解釋、達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)（如識別或跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)）、傳感器管理和系統(tǒng)控制等。我們認(rèn)為，目前所研究的多傳感信息融合用下面的定義可能具有更大的包含度。定義1.1.3 所謂多源信息融合，主要是指利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多源信息處理，從而得到可綜合利用信息的理論和方法，其中也包含對自然界人和動(dòng)物大腦進(jìn)行多傳感信息融合機(jī)理的探索。信息融合研究的關(guān)鍵問題，就是提出一些理論和方法，對具有相似或不同特征模式的多源信息進(jìn)行處理，以獲得具有相關(guān)和集成特性的融合信息。研究的重點(diǎn)是特征識別和算法，這些算法導(dǎo)致多傳感信息的互補(bǔ)集成，改善不確定環(huán)境中的決策過程，解決把數(shù)據(jù)用于確定共用時(shí)間和空間框架的信息理論問題，同時(shí)用來解決模糊的和矛盾的問題。我們所研究的多源信息融合，實(shí)際上是對人腦綜合處理復(fù)雜問題的一種功能模擬。在多傳感器系統(tǒng)中，各種傳感器提供的信息可能具有不同的特性，時(shí)變的或非時(shí)變的，實(shí)時(shí)的或非實(shí)時(shí)的，確定的或隨機(jī)的，精確的或模糊的，互斥的或互補(bǔ)的等。多傳感信息融合系統(tǒng)將充分利用多個(gè)傳感器資源，通過對各種觀測信息的合理支配與使用，在空間和時(shí)間上把互補(bǔ)與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則結(jié)合起來，產(chǎn)生對觀測環(huán)境的一致性解釋或描述，同時(shí)產(chǎn)生新的融合結(jié)果。其目標(biāo)是基于各種傳感器的分離觀測信息，通過對信息的優(yōu)化組合導(dǎo)出更多的有效信息，最終目的是利用多個(gè)傳感器共同或聯(lián)合操作的優(yōu)勢來提高整個(gè)系統(tǒng)的有效性：當(dāng)前，制約信息融合向深人發(fā)展的因素有三：（1）信息類型的高度相異性和內(nèi)容的含糊屬性；（2）多源信息和多任務(wù)引入的固有復(fù)雜性；（3）目前尚沒有數(shù)學(xué)工具用來統(tǒng)一描述和處理此類復(fù)雜的問題。所以，尋求深層次的有效數(shù)學(xué)工具對多源信息融合問題進(jìn)行描述和處理將勢在必行。

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