Information and Combination: the Conflicting Relationships. Informations et Combinaison: Les Liaisons Conflictuelles

Information and Combination: the Conflicting Relationships

Informations et Combinaison: Les Liaisons Conflictuelles

E. Lefevre O. Colot  P. Vannoorenberghe  D. De Brucq 

Laboratoire Perception Systèmes Information (PSI), UPRES EA 2120, Université/INSA de Rouen Place Emile Blondel, 76131 Mont-Saint-Aignan Cedex

Laboratoire Heudiasyc, UMR CNRS 6599, Université de Technologie de Compiègne, BP 20529, 60205 Compiègne Cedex

Page: 
161-177
|
Received: 
28 November 2000
|
Accepted: 
N/A
|
Published: 
30 June 2001
| Citation

OPEN ACCESS

Abstract: 

Within the framework of the Dempster-Shafer theory of evidence, data fusion is based on the building of single belief mass by combination of several mass functions resulting from distinct information sources. This combination, called Dempster’s rule of combination, or orthogonal sum, has several interesting mathematical properties, like commutativity or associativity. Unfortunately, it badly manages the existing conflict between the various information sources at the normalization step. The management of conflict is a major issue, especially during the fusion of many information sources. Indeed, the conflict increases with the number of information sources. That is why a strategy of conflict redistribution is essential. In this paper, we define a formalism to describe a family of combination operators. We propose to develop a generic framework in order to unify several operators. We introduce,within this generic framework, traditional combination operators used within the evidence theory. We propose other operators allowing a less arbitrary redistribution of the conflicting mass on the propositions. These various combinations operators were tested on sets of synthetic belief masses and real data.

Résumé

Dans le cadre de la théorie de l’évidence ou théorie de Dempster-Shafer, la fusion de données est basée sur la construction d’une masse de croyance unique résultant de la combinaison de plusieurs fonctions de masse issues de sources d’information distinctes. Cette combinaison, appelée règle de combinaison de Dempster, ou somme orthogonale, possède différentes propriétés mathématiques intéressantes telle que la commutativité ou l’associativité. Cependant, cette combinaison, à cause de l’étape de normalisation, gère mal le conflit existant entre différentes sources d’information. La gestion du conflit n’est pas mineure, particulièrement lorsqu’il s’agit de fusionner de nombreuses sources d’information. En effet, le conflit a tendance à croître avec le nombre de sources d’information à fusionner. C’est pourquoi une stratégie de redistribution de ce conflit est indispensable. L’idée de cet article est de définir un formalisme permettant de décrire une famille d’opérateurs de combinaison. Pour cela, nous proposons un cadre générique afin d’unifier plusieurs opérateurs. Nous présentons, au sein de ce cadre de travail, les opérateurs de combinaison classiques utilisés dans le cadre de la théorie de l’évidence. Nous proposons ensuite d’autres opérateurs permettant une redistribution moins arbitraire de la masse conflictuelle sur les propositions. Ces opérateurs seront testés et comparés aux opérateurs classiques sur des fonctions de croyance synthétiques et des données réelles.

Keywords: 

Data fusion, Dempster-Shafer theory of evidence, combination rules, conflict.

Mots clés

Fusion d’informations, théorie de Dempster-Shafer, règles de combinaison, conflit.

1. Introduction
2. Théorie de Dempster-Shafer
3. Cadre Générique
4. Résultats
5. Conclusion
Annexe: Affaiblissement vs. Combinaison
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