Publikation: Efficient Epistemic Updates in Rank-based Belief Networks
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Zusammenfassung
The thesis provides an approach for an efficient update algorithm of rank-based belief networks. The update is performed on two input values: the current doxastic state, represented by the network, and, second, a doxastic evidence that is represented as a change on a subset of the variables in the network. From these inputs, a Lauritzen-Spiegelhalter-styled update strategy can compute the updated posterior doxastic state of the network. The posterior state reflects the combination of the evidence and the prior state. This strategy is well-known for Bayesian networks. The thesis transfers the strategy to those networks whose semantics is specified by epistemic ranking functions instead of probability measures. As a foundation, the construction of rank-based belief networks is discussed, which are graphical models for ranking functions. It is shown that global, local and pairwise Markov properties are equivalent in rank-based belief networks and, furthermore, that the Hammersley-Clifford-Theorem holds for such ranking networks. This means that from the equivalence of the Markov properties it follows that a potential representation of the actual ranking function can be derived from the network structure. It is shown how by this property the update strategy of the Lauritzen-Spiegelhalter-algorithm can be transferred to ranking networks. For this purpose, the solution of the two main problems is demonstrated: first, the triangulation of the moralized input network and the decompositon of this triangulation to a clique tree. Then, second, message passing can be performed on this clique tree to incorporate the evidence into the clique tree. The entire approach is in fact a technical description of belief revision.
Zusammenfassung in einer weiteren Sprache
Diese Dissertation stellt einen Ansatz für die effiziente Aktualisierung von Rangfunktion-basierten doxastischen Netzwerken vor. Die Aktualisierung eines doxastischen Netzwerks erfolgt auf der Basis von zwei Eingaben: dem aktuellen doxastischen Zustand, repräsentiert durch das Netzwerk, sowie einer doxastischen Evidenz, die als Änderung von Aktualwerten einer Untermenge von Variablen des Netzwerks formalisiert wird. Aus diesen Eingaben kann mithilfe der Strategie des Algorithmus von Lauritzen & Spiegelhalter der aktualisierte Folgezustand des Netzwerks berechnet werden, in welchem die Evidenz reflektiert ist. Dieses Vorgehen ist für Bayessche Netze bereits seit langem bekannt und wird hier auf Netze angewandt, deren Semantik statt durch Wahrscheinlichkeitsmaße durch Rangfunktionen spezifiziert ist. Als Grundlegung wird auch die Bildung grafischer Modelle für Rangfunktionen, also Rangfunktion-basierter doxastischer Netzwerke ausführlich diskutiert. Unter anderem wird dabei gezeigt, dass globale, lokale und paarweise Markov-Eigenschaften in Rangfunktion-basierten Netzwerken äquivalent sind und dass weiterhin für solche Rangnetzwerke das Hammersley-Clifford-Theorem gilt. Dies bedeutet, dass aus der Äquivalenz der genannten Markov-Eigenschaften folgt, dass stets eine cliquen-basierte Potentialdarstellung der jeweiligen Rangfunktion aus der Netzwerkstruktur abgeleitet werden kann. Es wird gezeigt, wie durch diese Eigenschaft die Aktualisierungsstrategie des Lauritzen-Spiegelhalter-Algorithmus auf Rangfunktion-basierte Netzwerke übertragen werden kann. Hierzu wird die Lösung der beiden Hauptaufgaben gezeigt: Zunächst ist die Triangulierung des moralisierten Netzwerks sowie die Dekomposition des triangulierten Netzwerks zu einem Cliquenbaum auszuführen, danach kann auf dem so gewonnenen Cliquenbaum message passing ausgeführt werden, um die doxastische Evidenz in den Cliquenbaum zu inkorporieren. Dies entspricht einer technischen Darstellung des Revisionsvorgangs von Überzeugungszuständen.
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ISO 690
HOHENADEL, Stefan, 2013. Efficient Epistemic Updates in Rank-based Belief Networks [Dissertation]. Konstanz: University of KonstanzBibTex
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