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语义通信的数学理论
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作者 牛凯 张平 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期7-59,共53页
自从1948年经典信息论诞生以来,在其指导下,现代通信技术已经逼近了理论性能极限,例如信息熵H(U)、信道容量C=max_(p(x))I(X;Y)以及率失真函数R(D)=min_(p(x|x):Ed(x,x)≤D)I(X;X)。长期以来,由于经典信息论只研究语法信息,限制了通信... 自从1948年经典信息论诞生以来,在其指导下,现代通信技术已经逼近了理论性能极限,例如信息熵H(U)、信道容量C=max_(p(x))I(X;Y)以及率失真函数R(D)=min_(p(x|x):Ed(x,x)≤D)I(X;X)。长期以来,由于经典信息论只研究语法信息,限制了通信科学的进一步发展。近年来,研究语义信息处理与传输的通信技术获得了学术界的普遍关注,语义通信开辟了未来通信技术发展的新方向,但还缺乏一般性的数学指导理论。为了解决这一难题,构建了语义信息论的理论框架,对语义信息的度量体系与语义通信的理论极限进行了系统性阐述。首先,通过深入分析各类信源的数据特征,以及各种下游任务的需求,总结归纳出语义信息的普遍属性——同义性。由此指出语义信息是语法信息的上级概念,是许多等效或相似语法信息的抽象特征,表征隐藏在数据或消息背后的含义或内容。将语义信息与语法信息之间的关系命名为同义映射,这是一种“一对多”映射,即一个语义符号可以由许多不同的语法符号表示。基于同义映射f这一核心概念,引入语义熵H_(s)(U)作为语义信息的基本度量指标,表示为信源概率分布与同义映射的泛函。在此基础上,引入上/下语义互信息I^(s)(X;Y)(I_(s)(X;Y)),语义信道容量C_(s)=max_(f_(xy))max_(p_((x)))I^(s)(X;Y)以及语义率失真函数R_(s)(D)=min_({f_(x),f_(x)})min_(p(x|x):Ed_(s)(x,x)≤D)I_(s)(X;X),从而构建了完整的语义信息度量体系。这些语义信息度量是经典信息度量的自然延伸,都由同义映射约束,如果采用“一对一”映射,则可以退化为传统的信息度量。由此可见,语义信息度量体系包含语法信息度量,前者与后者具有兼容性。其次,证明了3个重要的语义编码定理,以揭示语义通信的性能优势。基于同义映射,引入新的数学工具——语义渐近均分(AEP),详细探讨了同义典型序列的数学性质,并应用随机编码和同义典型序列译码/编码,证明了语义无失真信源编码定理、语义信道编码定理和语义限失真信源编码定理。类似于经典信息论,这些基本编码定理也都是存在性定理,但它们指出了语义通信系统的性能极限,在语义信息论中起着关键作用。由同义映射和这些基本编码定理可以推断,语义通信系统的性能优于经典通信系统,即语义熵小于信息熵H_(s)(U)≤H(U),语义信道容量大于经典信道容量C_(s)≥C,以及语义率失真函数小于经典率失真函数R_(s)(D)≤R(D)。最后,讨论了连续条件下的语义信息度量。此时,同义映射转换为连续随机变量分布区间的划分方式。相应地,划分后的子区间被命名为同义区间,其平均长度定义为同义长度S。特别是对于限带高斯信道,得到了一个新的信道容量公式C_(s)=B log[S^(4)(1+P/N_(0)B)],其中,平均同义长度S表征了信息的辨识能力。这一容量公式是经典信道容量的重要扩展,当S=1时,该公式退化为著名的香农信道容量公式。综上所述,语义信息论依据同义映射这一语义信息的本质特征,构建了语义信息的度量体系,引入新的数学工具,证明了语义编码的基本定理,论证了语义通信系统的性能极限,揭示了未来语义通信的巨大性能潜力。 展开更多
关键词 同义映射 语义 上/下语义互信息 语义信道容量 语义失真 语义率失真函数 语义典型序列 同义典型序列 同义长度
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一种监测函数语义信息访存地址序列的方法 被引量:1
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作者 陈荔城 崔泽汉 +3 位作者 包云岗 陈明宇 沈林峰 梁祺 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期1100-1109,共10页
准确地获取应用程序在真实系统上运行的访存地址序列(traces)是进行内存系统调度及结构优化的基础.HMTT是自主研发的软硬件结合的内存监测分析系统,能够实时获取完整的全系统访存traces.但是得到的traces与应用程序上层事件之间存在语... 准确地获取应用程序在真实系统上运行的访存地址序列(traces)是进行内存系统调度及结构优化的基础.HMTT是自主研发的软硬件结合的内存监测分析系统,能够实时获取完整的全系统访存traces.但是得到的traces与应用程序上层事件之间存在语义鸿沟问题,比如上层函数执行流与访存traces的同步问题.针对该问题提出了一种软硬件结合获取包含函数级别语义信息访存traces的方法,软件方面通过二进制插桩的方式,直接修改内存中的进程映像,在目标函数的入口及出口各插入标记tag访存指令,进而能够被HMTT卡监测并识别.采用二进制插桩不需要程序的源代码,不需要对程序重新编译链接,而且引入的运行开销很小.实验表明采用软硬件结合的方式能够有效地获取包含函数级别语义信息的访存traces,对于SPECCPU2006中的访存密集型程序引入的性能开销只是原程序的62%,而使用Pin工具的纯软件方式获取访存traces将导致至少10.4倍的性能开销. 展开更多
关键词 HMTT 访存traces 函数级别语义鸿沟 二进制插桩 ELF tag访存
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二叉查找树的函数式语义实现
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作者 谭杰锋 《计算机系统应用》 2007年第7期103-104,94,共3页
二叉查找树是数学建模、算法分析中常用的数据结构。函数式语义具有无副作用特性与类型高度抽象能力,用其表达数学模型简练明了。本文采用属于函数式语义的类haskell伪码实现了二叉查找树,并进行了相关算法分析。
关键词 二叉查找树 函数语义 HASKELL
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基于模糊语义量化函数的赋权方法及应用 被引量:1
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作者 李姗 叶国菊 +1 位作者 刘尉 赵大方 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第26期11034-11039,共6页
由于客观事物具有的复杂性和不确定性,决策问题往往不能获得确切的权重信息,只能得到模糊语言形式的权重。为研究模糊语言形式的权重,首先定义了一种更广泛的四段折线型模糊语义量化函数,并给出了该函数的诸多基本性质,如单调性、非负... 由于客观事物具有的复杂性和不确定性,决策问题往往不能获得确切的权重信息,只能得到模糊语言形式的权重。为研究模糊语言形式的权重,首先定义了一种更广泛的四段折线型模糊语义量化函数,并给出了该函数的诸多基本性质,如单调性、非负有界性和归一性等,同时证明该函数在特殊情况下可退化为传统的三折线模糊语义量化函数。接着,根据定义的四段折线型模糊语义量化函数建立了一种新的权重确定方法。利用此方法确定的权重,便于计算其orness值,该值可用于度量决策者的乐观程度。最后,利用该赋权方法,对有序加权平均(OWA)算子中的权重进行赋值,并将其应用到一类权重为模糊语言形式的多属性决策问题中。所得结果表明了此方法的有效性与直观性。 展开更多
关键词 模糊语义量化函数 有序加权平均算子 多属性决策 权重
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问答系统中基于语义核函数的问题分类算法 被引量:1
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作者 江龙泉 张波 +2 位作者 胡志鹏 丁峻宏 刘波 《上海师范大学学报(自然科学版)》 2018年第1期53-56,共4页
提出一种基于语义核函数的问题分类算法,该算法基于问题的语法结构构建支持向量机(SVM)核函数.首先,将给定的问题解析为语法树结构,用语法树的子树表示该问题;然后,从词法、语法、语义三个层面提取问题的特征,构成更加丰富的特征空间;接... 提出一种基于语义核函数的问题分类算法,该算法基于问题的语法结构构建支持向量机(SVM)核函数.首先,将给定的问题解析为语法树结构,用语法树的子树表示该问题;然后,从词法、语法、语义三个层面提取问题的特征,构成更加丰富的特征空间;接着,基于问题的语法树构建核函数;最后,使用潜在语义索引方法并结合问题的词法、语法以及语义特征,通过语义核函数将特征空间映射到更有效的空间中进行问题分类.TREC数据集上的实验结果表明,通过词法、语法以及语义增强的问题特征空间可以提高分类准确率. 展开更多
关键词 问答系统 监督学习 支持向量机 问题分类 语义函数 特征空间
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XPath语义特性及其对XML数据操作的应用研究 被引量:3
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作者 张婷 常致全 肖厚新 《信息技术》 2006年第5期94-97,100,共5页
给出了XPath语义的简洁定义,使用XPath标准的语法格式说明查询步骤,并通过一个具体实例说明定位路径的方法,实现了XPath与XSLT结合的XML查询,同时对XPath在.NET中的应用进行了研究。
关键词 XPATH 路径匹配 语义函数 模型树 一阶公式
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基于词项语义组合的文本相似度计算方法研究 被引量:4
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作者 周丽杰 于伟海 郭成 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第19期90-93,共4页
文本之间在相似度比较时主要考虑关键词的匹配特性,缺乏对关键词间组合关系的深入分析。针对关键词间组合特性,按序组合的关键词数目越大,对文本之间相似度贡献越大,并提出基于关键词组合数目的非线性语义关联性函数,在LCS基础上提取文... 文本之间在相似度比较时主要考虑关键词的匹配特性,缺乏对关键词间组合关系的深入分析。针对关键词间组合特性,按序组合的关键词数目越大,对文本之间相似度贡献越大,并提出基于关键词组合数目的非线性语义关联性函数,在LCS基础上提取文本中所有关键词组合块。将这种结合关键词组合关系的相似度比较方法运用于短文本的相似度比较中,数据采用微软语义释义语料库,实验结果表明,短文本相似度计算的准确率和F1值都有了提高,其中F1值的提高较为明显。 展开更多
关键词 关键词组合 非线性语义关联 语义关联函数 文本相似度
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语义转换——直接指称语义到接续指称语义 被引量:1
8
作者 吕江花 金成植 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期972-978,共7页
指称语义分为直接指称语义和接续指称语义 ,其中后一种语义描述的难度较大 给出了直接指称语义描述到接续指称语义描述的转换方法 ,这就使得这种语义转换的自动化成为可能 转换算法揭示了直接指称语义与接续指称语义之间的内在关系 ,同... 指称语义分为直接指称语义和接续指称语义 ,其中后一种语义描述的难度较大 给出了直接指称语义描述到接续指称语义描述的转换方法 ,这就使得这种语义转换的自动化成为可能 转换算法揭示了直接指称语义与接续指称语义之间的内在关系 ,同时也提供了写接续指称语义描述的有效方法 当需要检验同一种语言的直接指称语义描述和接续指称语义描述是否等价时 。 展开更多
关键词 直接指称语义 接续指称语义 语义指派函数 接续 顺序化
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基于数据挖掘算法的汉英机器翻译二元语义模式规则 被引量:3
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作者 吕洋 张静 华芳 《微型电脑应用》 2021年第11期19-21,共3页
XMMT系统排歧的“约束”方法研究深度不足,排歧效果不理想,因此通过嵌入外挂函数改善其排歧效果,可以提高汉英机器翻译准确度。设计一种二元语义模式规则库,并于XMMT系统中嵌入了Semantic Value语义函数,计算待归约成分与二元语义模式... XMMT系统排歧的“约束”方法研究深度不足,排歧效果不理想,因此通过嵌入外挂函数改善其排歧效果,可以提高汉英机器翻译准确度。设计一种二元语义模式规则库,并于XMMT系统中嵌入了Semantic Value语义函数,计算待归约成分与二元语义模式库的匹配度进行排歧,使得优化后的系统排歧效果得到改善。在对2000组随机短语进行排歧时,词义排歧正确率为79.9%,结构排歧正确率为85.7%,比原系统分别提高了8.6%和3.9%。 展开更多
关键词 二元语义模式 语义评价函数 排歧 XMMT系统
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类JVML在线部分计值器的正确性证明 被引量:1
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作者 李渊洁 侯忆铭 孙永强 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1298-1300,共3页
定义了 JVML指令序列的程序语义 ,构造了相关的 JVML子集部分计值器并形式化地给出了计值规则 ,证明了计值规则的正确性 ,说明了表达式和语句在一定的环境下通过部分 /剩余( Partial/Residual)计值和全局 ( Total)
关键词 Java虚拟机语言 语义函数 计值规则 剩余计值 全局计值 JVML 在线部分计值器 正确性证明
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文本分类中的语义核函数研究 被引量:8
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作者 张玉峰 王志芳 《情报科学》 CSSCI 北大核心 2010年第7期970-975,979,共7页
传统的很多文本分类算法都是基于文本特征的数值统计信息来进行分类,只考虑特征在文本中的出现频率,而忽略了文本特征之间的语义相关性。针对文本分类任务,本文提出一种基于本体的语义核函数的构造方法,设计和实现了基于WordNet的语义... 传统的很多文本分类算法都是基于文本特征的数值统计信息来进行分类,只考虑特征在文本中的出现频率,而忽略了文本特征之间的语义相关性。针对文本分类任务,本文提出一种基于本体的语义核函数的构造方法,设计和实现了基于WordNet的语义核函数算法,并将该语义核函数嵌入支持向量机分类器中进行文本分类实验,在20NewsGroups数据集上的分类结果表明,基于语义核函数的支持向量机的分类效果明显优于基于线性核的支持向量机的分类效果。 展开更多
关键词 文本分类 语义函数 本体 支持向量机
原文传递
基于CLSVSM的惩罚性矩阵分解及其在文本主题聚类中的应用
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作者 牛奉高 冯世佳 黄琛 《计算机与现代化》 2021年第5期66-72,共7页
文本信息的合理表示对文本主题聚类及检索有重要作用。针对文本表示模型维度较高的问题,基于共现潜在语义向量空间模型(CLSVSM)研究惩罚性矩阵分解(PMD),利用PMD对向量进行稀疏约束,提取核心特征词,进而实现原始数据的重建;通过共现分... 文本信息的合理表示对文本主题聚类及检索有重要作用。针对文本表示模型维度较高的问题,基于共现潜在语义向量空间模型(CLSVSM)研究惩罚性矩阵分解(PMD),利用PMD对向量进行稀疏约束,提取核心特征词,进而实现原始数据的重建;通过共现分析理论及PMD方法,深度挖掘特征词之间的语义信息,构建语义核函数(PMD_K)。将本文方法应用于文本主题聚类中,实验结果显示,PMD和PMD_K这2种方法的聚类效果均明显优于其他方法,以F值为例,PMD_K方法较以往的95%CLSVSM_K方法,F值提高了21.9%。将PMD与文本表示模型相结合,在提高了文本主题聚类的效率和精度的同时,还避免了对高维矩阵的复杂运算。 展开更多
关键词 CLSVSM 惩罚性矩阵分解 语义函数 文本主题聚类
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关于“了”研究的理论思考--兼论汉语语法研究理念的革新
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作者 张黎 张熙宁 《当代语言学》 北大核心 2024年第1期139-158,共20页
本文在梳理“了”研究源流的基础上,进一步深化“了”的“界变”理论,认为“了”所表达的界变是句子语义函数式中的常量,界变同语句中的动作/性状、情状、情态、语态、时态、述题等语义范畴相关,表达这些不同层次、不同范围的语义范畴... 本文在梳理“了”研究源流的基础上,进一步深化“了”的“界变”理论,认为“了”所表达的界变是句子语义函数式中的常量,界变同语句中的动作/性状、情状、情态、语态、时态、述题等语义范畴相关,表达这些不同层次、不同范围的语义范畴广义的状态变化。同时,本文还指出形态型语言的语法时体理论的局限性,并回答对一个“了”论的质疑,认为只有确立语言认知类型学的理念,转换研究范式,才能摆脱印欧语眼光的影响,确立真正具有普遍语法意义的汉语“了”定位。 展开更多
关键词 “了” 界变 语义函数 常数 认知类型
原文传递
Research on Chinese place name recognition based on kernel classifier
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作者 宇缨 王晓龙 +1 位作者 刘秉权 王慧 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2007年第1期79-82,共4页
A SVMs (Support Vector Machines) based method to identify Chinese place names is presented. In our approach, place name candidate is located according to a rational forming assumption, then SVMs based identification s... A SVMs (Support Vector Machines) based method to identify Chinese place names is presented. In our approach, place name candidate is located according to a rational forming assumption, then SVMs based identification strategy is used to distinguish whether one candidate is true place name or not. Referring to linguistic knowledge, basic semanteme of a contextual word and frequency information of words inside place name candidate are selected as features in our methodology. So dimension in the feature space is reduced dramatically and processing procedure is performed more efficiently. Result of open testing on unregistered place names achieves F-measure 83.25 in 8.17 million words news based on this project. 展开更多
关键词 SVMS Chinese place name feature selection semanteme kernel function
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AN EME BLIND SOURCE SEPARATION ALGORITHM BASED ON GENERALIZED EXPONENTIAL FUNCTION
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作者 Miao Hao Li Xiaodong Tian Jing 《Journal of Electronics(China)》 2008年第2期262-267,共6页
This letter investigates an improved blind source separation algorithm based on Maximum Entropy (ME) criteria. The original ME algorithm chooses the fixed exponential or sigmoid ftmction as the nonlinear mapping fun... This letter investigates an improved blind source separation algorithm based on Maximum Entropy (ME) criteria. The original ME algorithm chooses the fixed exponential or sigmoid ftmction as the nonlinear mapping function which can not match the original signal very well. A parameter estimation method is employed in this letter to approach the probability of density function of any signal with parameter-steered generalized exponential function. An improved learning rule and a natural gradient update formula of unmixing matrix are also presented. The algorithm of this letter can separate the mixture of super-Gaussian signals and also the mixture of sub-Gaussian signals. The simulation experiment demonstrates the efficiency of the algorithm. 展开更多
关键词 Blind source separation Maximum Entropy (ME) Generalized exponential function
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基于信任关系和信息测度的概率语义社会网络群决策模型 被引量:7
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作者 金飞飞 刘金培 +1 位作者 陈华友 杜鹏程 《中国管理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第10期178-190,共13页
设计专家权重和属性指标权重的计算模型已成为近年来备受关注的两个重要研究课题。针对评价信息为概率语义信任函数的社会网络群决策问题,提出一种基于信任关系和信息测度的概率语义社会网络群决策模型。首先,构建基于信任关系的概率语... 设计专家权重和属性指标权重的计算模型已成为近年来备受关注的两个重要研究课题。针对评价信息为概率语义信任函数的社会网络群决策问题,提出一种基于信任关系和信息测度的概率语义社会网络群决策模型。首先,构建基于信任关系的概率语义决策空间,探究专家之间的信任传递模型,通过专家之间信任关系计算专家的权重;其次,引入概率语义信任函数的熵和相似度概念,并运用三角函数设计概率语义信任函数信息熵和相似度的衡量方法;最后,构建基于信任关系和信息测度的概率语义社会网络群决策模型,进而得到合理可靠的决策结果,同时将提出的社会网络群决策模型用于电动汽车供应商的选择实例,对比分析实验验证了模型的合理性和有效性。 展开更多
关键词 群决策 社会网络分析 概率语义信任函数 信任关系 信息测度
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