Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ toán học với tiêu đề "Some New Measures and Representations of Intuitionistic Fuzzy Systems and Applications" (Một số độ đo và biểu diễn mới của hệ mờ trực cảm và ứng dụng) do nghiên cứu sinh Đoàn Thị Ngân thực hiện tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội vào năm 2021, thuộc chuyên ngành Toán ứng dụng (mã số: 9460112.01) dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Bùi Công Cường và PGS. Lê Hoàng Sơn.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Lý thuyết tập mờ trực cảm (Intuitionistic Fuzzy Sets - IFSs) do Atanassov giới thiệu năm 1983 mở rộng từ tập mờ truyền thống của Zadeh (1965) bằng cách bổ sung hàm không thuộc và độ do dự, cho phép mô hình hóa các yếu tố không chắc chắn và thiếu thông tin trong thực tiễn. Tuy nhiên, qua quá trình nghiên cứu và ứng dụng lý thuyết hệ mờ trực cảm, tác giả chỉ ra hai bài toán cốt lõi còn tồn tại:

  1. Bài toán độ đo mờ trực cảm (Intuitionistic fuzzy measure): Một số độ đo tương cận (proximity measures) chưa được thiết lập hoàn chỉnh trên IFSs; một số độ đo khoảng cách hiện có không thỏa mãn điều kiện liên quan đến quan hệ bao hàm giữa các IFSs trên không gian điểm hữu hạn; đồng thời các độ đo hiện hữu chưa phản ánh chặt chẽ sự khác biệt giữa các tập mờ khi chưa tích hợp cơ chế đánh giá chéo giữa độ thuộc và độ không thuộc.
  2. Bài toán biểu diễn mờ trực cảm (Intuitionistic fuzzy representation): Việc thiết lập một quan hệ thứ tự toàn phần trên các dạng biểu diễn IFS hiện hành gặp nhiều phức tạp, đòi hỏi phải thông qua các hàm trung gian (hàm điểm số, hàm độ chính xác). Hơn nữa, các biểu diễn IFS truyền thống chủ yếu dừng lại ở không gian 2 chiều, hạn chế khả năng biểu diễn thông tin đa chiều trong các bài toán phức tạp đòi hỏi phân tách độ thuộc/không thuộc tin cậy và không tin cậy.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của luận án là giải quyết hai bài toán nêu trên và ứng dụng vào bài toán ra quyết định chẩn đoán y tế. Các mục tiêu cụ thể được xác định như sau:

  1. Về độ đo mờ trực cảm: Khảo sát, phân tích các độ đo mờ và mờ trực cảm hiện hữu; nghiên cứu và đề xuất các độ đo mờ trực cảm mới nhằm khắc phục hạn chế của các phương pháp trước đó.
  2. Về biểu diễn mờ trực cảm: Khảo sát các dạng biểu diễn hiện hành; nghiên cứu và đề xuất các dạng biểu diễn mới của tập mờ trực cảm; thiết lập các quan hệ thứ tự và độ đo mới trên các biểu diễn được đề xuất.
  3. Về ứng dụng trong chẩn đoán y tế: Phát triển các hệ suy diễn mờ trực cảm mới dựa trên các độ đo và dạng biểu diễn đề xuất phục vụ bài toán hỗ trợ ra quyết định y khoa; tiến hành thử nghiệm trên các bộ dữ liệu y tế chuẩn và so sánh hiệu năng với các phương pháp liên quan.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Tập mờ trực cảm (IFSs), quan hệ mờ trực cảm (IFRs), các độ đo mờ trực cảm ($\delta$-equality, khoảng cách H-max, WX-H-max), các dạng biểu diễn mờ trực cảm dựa trên số phức (IFS-C) và số quaternion (CIFSs-Q), cùng các mô hình suy diễn mờ hỗ trợ chẩn đoán y tế.
  • Phạm vi dữ liệu thực nghiệm: 11 bộ dữ liệu y tế dạng bảng chuẩn từ kho lưu trữ UCI Machine Learning Repository và Đại học Vanderbilt (gồm ILPD, LD, PIDD, Diabetes, Heart, HS, Ecoli, DRD, Dermal, CTG, BCW) và 1 bộ dữ liệu hình ảnh gồm 56 ảnh X-quang nha khoa thu thập từ Bệnh viện Đại học Y Hà Nội.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu tiền đề trong lý thuyết mờ và mờ trực cảm:

  • Nghiên cứu về độ đo tương tự và độ đo khoảng cách: Khái niệm độ đo tương cận ban đầu do Pappis (1980) đưa ra và được Hong & Hwang (1995) khái quát hóa dựa trên nguyên tắc suy diễn sup-min composition. Dubois & Prade (1980) đưa ra khái niệm $\epsilon$-equality. Cai (2001) giới thiệu khái niệm $\delta$-equalities trên tập mờ. Trên tập mờ trực cảm, Szmidt & Kacprzyk (2000, 2004) đề xuất các khoảng cách hình học; Grzegorzewski (2004) đưa ra khoảng cách Hausdorff; Wang & Xin (2005) đề xuất độ đo khoảng cách mới; Park et al. (2009) hiệu chỉnh quan hệ bao hàm và đưa ra độ đo khoảng cách tương ứng; Maheshwari & Srivastava (2016) nghiên cứu độ đo phân kỳ dựa trên quan hệ bao hàm của Park; Ye (2011) giới thiệu độ đo tương tự cosine ứng dụng trong y tế; Zhang & Yu (2013) đề xuất khoảng cách dựa trên độ dài đường thẳng và diện tích hình phẳng.
  • Nghiên cứu về biểu diễn tập mờ nâng cao: Ramot et al. (2002) phát triển tập mờ phức (CFS) dưới dạng cực. Alkouri & Salleh (2012) mở rộng thành tập mờ trực cảm phức (CIFS). Tamir et al. (2011, 2016) đề xuất lớp mờ phức (CFC) và biểu diễn IFS dưới dạng đại số số phức $Z = \mu + j\nu$. Ngoài ra, Smarandache (2002) đề xuất tập neutrosophic, Cuong (2013) đề xuất tập mờ bức tranh (Picture Fuzzy Sets), Torra (2012) giới thiệu tập mờ ngập ngừng (Hesitant Fuzzy Sets).
  • Nghiên cứu ứng dụng trong chẩn đoán y tế: Mô hình suy diễn Sanchez (1976) dựa trên quan hệ mờ giữa bệnh nhân - triệu chứng và triệu chứng - bệnh, được De et al. (2001) mở rộng trên nền tảng IFSs. Các nghiên cứu chẩn đoán hình ảnh nha khoa từ phim X-quang sử dụng hệ mờ FIS, thuật toán láng giềng gần mờ FKNN, hệ chẩn đoán nha khoa DDS, cây khung Kruskal (GCK), cây khung Prim (GCP) và phân cụ lan truyền mối quan hệ (APC).

Khoảng trống nghiên cứu được lựa chọn: Luận án tập trung giải quyết việc thiếu vắng khái niệm $\delta$-equality trên IFSs có khả năng bảo toàn qua quy tắc suy diễn sup-min; khắc phục hiện tượng các độ đo khoảng cách hiện có đưa ra các giá trị bằng nhau phi thực tế do thiếu cơ chế đánh giá chéo giữa độ thuộc và không thuộc; loại bỏ hạn chế thứ tự bộ phận bằng việc xây dựng thứ tự toàn phần trên biểu diễn số phức; và mở rộng không gian biểu diễn 2 chiều lên 4 chiều thông qua số quaternion để xử lý thông tin y tế đa chiều.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án vận dụng hệ thống các cấu trúc toán học mờ trực cảm chuẩn:

  • Tập mờ trực cảm (IFS): Định nghĩa trên không gian $U$, đặc trưng bởi hàm thuộc $\mu_S(u) \in [0, 1]$, hàm không thuộc $\nu_S(u) \in [0, 1]$ thỏa mãn $0 \le \mu_S(u) + \nu_S(u) \le 1$, và độ do dự $\pi_S(u) = 1 - (\mu_S(u) + \nu_S(u))$. Tập các giá trị mờ trực cảm được ký hiệu là $L^*$.
  • Toán tử logic mờ trực cảm: Phép phủ định chuẩn $N_s(x) = (x_2, x_1)$, các chuẩn tam giác trực cảm (intuitionistic fuzzy t-norm $T_1 \dots T_6$), đối chuẩn tam giác trực cảm (intuitionistic fuzzy t-conorm $S_1 \dots S_6$), và bộ ba De Morgan trực cảm $(T, S, N)$.
  • Biểu diễn tập mờ phức và quaternion: Sử dụng số phức dạng cực $z = r e^{j\theta}$ và dạng đại số; mở rộng sang hệ đại số quaternion dạng $q = a + bi + cj + dk$ với các đơn vị $i^2 = j^2 = k^2 = ijk = -1$ nhằm mô tả đồng thời 4 bậc tự do: độ thuộc thực, độ thuộc ảo, độ không thuộc thực và độ không thuộc ảo.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp giải tích và đại số: Xây dựng định nghĩa, bổ đề, định lý và chứng minh toán học chặt chẽ về các tiên đề đo lường (tính biên, tính đối xứng, tính trùng khít, bất đẳng thức tam giác, tính tương thích với quan hệ bao hàm Atanassov) và tính bảo toàn qua phép hợp thành suy diễn.
  • Phương pháp định lượng và tối ưu hóa: Xây dựng quy trình làm mờ quaternion (quaternionification) từ các hàm $L$-function truyền thống; thiết lập cơ sở tri thức y tế bằng hệ số tương quan Pearson; xây dựng bài toán tối ưu hóa rời rạc tìm ngưỡng chẩn đoán $e \in [0, 1]$ với $10^k$ giá trị quét vét cạn (brute-force); kiểm thử mô hình bằng kỹ thuật kiểm định chéo 4 nếp (4-Fold cross-validation).
  • Chỉ số đánh giá hiệu năng: Sai số tuyệt đối trung bình (MAE), sai số toàn phương trung bình (MSE) và thời gian thực thi tính bằng giây (sec).

Dữ liệu thực nghiệm

Luận án sử dụng 11 bộ dữ liệu y tế dạng bảng và 1 bộ dữ liệu hình ảnh:

Tên bộ dữ liệu Số bản ghi (Records) Số thuộc tính (Attributes) Số lớp phân loại (Classes) Nguồn trích xuất
ILPD (Indian Liver Patient) 583 8 2 UCI ML Repository
LD (Liver-Disorders) 345 5 2 UCI ML Repository
PIDD (Pima Indians Diabetes) 768 5 2 UCI ML Repository
Diabetes 389 4 2 Vanderbilt University
Heart 270 4 2 UCI ML Repository
HS (Haberman's Survival) 306 3 2 UCI ML Repository
Ecoli 336 5 2 (gộp từ 8 lớp ban đầu) UCI ML Repository
DRD (Diabetic Retinopathy) 1151 17 2 UCI ML Repository
Dermal (Dermatology) 358 34 2 UCI ML Repository
CTG (Cardiotocography) 2126 20 2 UCI ML Repository
BCW (Breast Cancer Wisconsin) 683 9 2 UCI ML Repository
Dental X-ray Data 56 ảnh 5 nhóm bệnh 5 BV Đại học Y Hà Nội

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Introduction & Preliminary

Chương này giới thiệu tổng quan các vấn đề nghiên cứu, động lực, mục tiêu và cấu trúc của luận án. Nội dung chương tập trung trình bày các khái niệm toán học nền tảng:

  • Trình bày định nghĩa tập mờ Zadeh, tập mờ trực cảm Atanassov trên không gian $U$, quan hệ thứ tự $\le_{L^}$ trên không gian giá trị mờ trực cảm $L^$.
  • Khảo sát các phép toán logic mờ trực cảm, bao gồm chuẩn tam giác t-norm ($T_1 \dots T_6$), đối chuẩn tam giác t-conorm ($S_1 \dots S_6$), toán tử kéo theo trực cảm (intuitionistic fuzzy implication $I$), và điều kiện biểu diễn được tam giác (t-representable).
  • Tổng hợp các định nghĩa về quan hệ mờ trực cảm (IFRs), các tiên đề độ đo tương tự của Wang & Xin, cấu trúc hệ suy diễn mờ trực cảm chuẩn gồm 5 khối chức năng (Rules, Database, Unit implementing Decision, Fuzzification Interface, Defuzzification Interface).
  • Mô tả chi tiết các đặc tính thống kê của các bộ dữ liệu y tế benchmark được dùng trong các chương thực nghiệm sau.

Chương 2: Design New Metrics for Intuitionistic Fuzzy Systems

Chương 2 tập trung xây dựng hai cấu trúc độ đo mới trên không gian mờ trực cảm và các mô hình ứng dụng:

  • Độ đo $\delta$-equality trên IFSs: Cho $A, B \in IFS(U)$, $A$ và $B$ được gọi là $\delta$-equal (ký hiệu $A = (\delta) B$) khi và chỉ khi: $$\sup_{u \in U} |\mu_A(u) - \mu_B(u)| \le 1 - \delta \quad \text{và} \quad \sup_{u \in U} |\nu_A(u) - \nu_B(u)| \le 1 - \delta \quad (0 \le \delta \le 1)$$ Tác giả chứng minh tính duy nhất của bậc đẳng thức $\delta$, tính chất giao, hợp, tích Descartes, và đặc biệt chứng minh định lý bảo toàn: Nếu $R = (\delta_1) R'$ và $S = (\delta_2) S'$ thì quan hệ hợp thành sup-min $R \circ S = (\min(\delta_1, \delta_2)) R' \circ S'$.
  • Độ đo khoảng cách H-max: Khắc phục nhược điểm của các độ đo khoảng cách Hamming, Euclidean, Hausdorff khi áp dụng trên IFSs bằng việc bổ sung thành phần đánh giá chéo $C(x_i)$: $$d_{Hm}(A, B) = \frac{1}{3m} \sum_{i=1}^m \Big( |\mu_A(x_i) - \mu_B(x_i)| + |\nu_A(x_i) - \nu_B(x_i)| + C(x_i) \Big)$$ với $C(x_i) = |\max{\mu_A(x_i), \nu_B(x_i)} - \max{\mu_B(x_i), \nu_A(x_i)}|$. Luận án cũng mở rộng thành độ đo khoảng cách WX-H-max ($d_{wx_hm}$).
  • Thực nghiệm chẩn đoán y tế và hình ảnh nha khoa: Đề xuất mô hình chẩn đoán từ dữ liệu số dựa trên $\delta$-equality và H-max. Xây dựng thuật toán DIMHM (Diagnosis from Image based on Modified H-Max Measure) gán trọng số thành phần để chẩn đoán 5 bệnh răng miệng trên tập 56 ảnh X-quang nha khoa mà không cần xây dựng hệ luật mờ phức tạp từ chuyên gia.

Chương 3: New Representations of Intuitionistic Fuzzy Systems Under Complex Set

Chương 3 đề xuất các phương pháp biểu diễn mới nhằm thiết lập quan hệ thứ tự toàn phần và không gian mờ đa chiều:

  • Hệ mờ trực cảm trên số phức (IFS-C): Biểu diễn IFS dưới dạng cực $z = r e^{j\theta} = r(\cos\theta + j\sin\theta)$ với hàm mô-đun $r$ và hàm argument $\theta$. Trên không gian này, tác giả thiết lập quan hệ thứ tự toàn phần $\le_\theta$ trên $L^\mathbb{C}$, đề xuất độ đo khoảng cách P-distance ($d_P$) và xây dựng mô hình ra quyết định PDM.
  • Biểu diễn tập mờ trực cảm phức bằng số Quaternion (CIFSs-Q): Mở rộng IFS sang không gian 4 chiều với 4 bậc tự do $(\alpha, \beta, \omega, \gamma)$ đại diện cho độ thuộc thực, độ thuộc ảo, độ không thuộc thực và độ không thuộc ảo: $$q = \alpha(x) + \beta(x)i + \omega(x)j + \gamma(x)k$$
  • Mô hình ra quyết định QDM (C-QDM và P-QDM): Xây dựng quy trình làm mờ quaternion (quaternionification), tính toán quan hệ giữa bệnh nhân và triệu chứng, thiết lập tri thức bệnh bằng hệ số tương quan Pearson, và thực hiện phân loại chẩn đoán thông qua ngưỡng tối ưu $e$.
  • Kết quả thực nghiệm so sánh: Thử nghiệm trên 5 bộ dữ liệu y tế chuẩn (ILPD, Diabetes, HS, Ecoli, BCW), so sánh với 12 phương pháp đối chuẩn (SK1-1 đến SK1-4, SK2, WX, VS, ZJ, W, SA, J, H-max).
Bộ dữ liệu MAE của C-QDM MAE của P-QDM MAE của H-max MAE của SA MAE của SK1-1
ILPD 0.2813 0.2831 0.2916 0.2822 0.3551
Diabetes 0.0673 0.1082 0.1538 NaN 0.2600
HS 0.2222 0.2361 0.2361 NaN NaN
Ecoli 0.0893 0.1071 0.1071 NaN NaN
BCW 0.0248 0.0435 0.1366 NaN NaN

Ghi chú: Ký hiệu NaN biểu thị phương pháp không thể thực thi trên bộ dữ liệu tương ứng do giá trị độ đo không xác định.

Về thời gian tính toán, thuật toán C-QDM đạt tốc độ thực thi nhanh: 0.1550 giây trên ILPD (tốt nhất trong các thuật toán so sánh) và 0.1724 giây trên BCW (so với H-max là 0.2460 giây và WX là 0.2450 giây).


Kết quả và những đóng góp mới

Luận án tự xác định các đóng góp học thuật và thực tiễn chính gồm:

  1. Đóng góp về mặt lý thuyết đo lường:
    • Đề xuất khái niệm độ đo $\delta$-equality trên không gian tập mờ trực cảm và quan hệ mờ trực cảm; chứng minh tính bảo toàn của độ đo này dưới quy tắc suy diễn mờ trực cảm sup-min.
    • Thiết lập độ đo khoảng cách H-max và WX-H-max bổ sung toán tử đánh giá chéo $C(x_i)$, khắc phục triệt để các trường hợp khoảng cách triệt tiêu hoặc bằng nhau phi thực tế trong các độ đo Hamming, Euclidean, Hausdorff và Wang-Xin.
  2. Đóng góp về mặt biểu diễn toán học:
    • Xây dựng mô hình biểu diễn mờ trực cảm dựa trên số phức (IFS-C) ở dạng cực, thiết lập thành công quan hệ thứ tự toàn phần $\le_\theta$ trên $L^\mathbb{C}$ cùng độ đo khoảng cách P-distance ($d_P$).
    • Phát triển mô hình biểu diễn mờ trực cảm phức bằng số đại số Quaternion (CIFSs-Q) thiết lập không gian mờ 4 chiều, kèm theo các toán tử logic, đại số và các độ đo khoảng cách quaternion Euclidean và $\Phi$-distance.
  3. Đóng góp về ứng dụng thực tiễn:
    • Xây dựng các hệ hỗ trợ ra quyết định y khoa (PDM, C-QDM, P-QDM, DIMHM) ứng dụng chẩn đoán trên dữ liệu bảng lâm sàng và dữ liệu ảnh X-quang nha khoa.
    • Nâng cao độ chính xác chẩn đoán trên các bộ dữ liệu y khoa chuẩn: C-QDM đạt độ chính xác trên 93% ở tập dữ liệu Diabetes và trên 95% ở tập dữ liệu BCW (MAE giảm xuống 0.0248 so với 0.1366 của H-max).
  4. Công bố khoa học: Toàn bộ các kết quả cốt lõi của luận án đã được công bố trong 5 công trình khoa học quốc tế uy tín (4 bài báo ISI/Scopus Q1/Q2 trên các tạp chí Applied Soft Computing, Applied Intelligence, IEEE và 1 báo cáo tại hội nghị quốc tế LNAI/Springer).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được luận án ghi nhận

  • Các hệ thống mờ trực cảm được xây dựng trong luận án là hệ tĩnh, gặp khó khăn khi tiếp cận và xử lý các luồng thông tin động biến thiên theo thời gian (như dữ liệu nhịp tim thời gian thực, triệu chứng biến đổi liên tục của bệnh nhân).
  • Một số độ đo đề xuất chưa phản ánh hoàn hảo mọi phản xạ trực giác của con người trong các tình huống cảm nhận đa dạng; độ đo H-max vẫn còn một số trường hợp chưa phân biệt được sự khác biệt tuyệt đối.
  • Một số cấu trúc toán học nền tảng trên không gian $L^\mathbb{C}$ chưa được hoàn thiện đầy đủ, chẳng hạn như hệ toán tử kéo theo và đồng kéo theo (implication and coimplication operators) cũng như cấu trúc tô-pô trên $L^\mathbb{C}$.
  • Các hàm thuộc trong quy trình làm mờ (fuzzification/quaternionification) chưa được tự động tối ưu hóa tham số mà vẫn phụ thuộc vào việc lựa chọn tham số của chuyên gia y tế.
  • Quy mô của một số bộ dữ liệu thực nghiệm còn giới hạn về số lượng bản ghi.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Xây dựng các giải pháp khắc phục các hạn chế lý thuyết và thuật toán đã nêu.
  • Mở rộng ứng dụng hệ mờ trực cảm sang các lĩnh vực dự báo môi trường (dự báo hạn hán) và nhận dạng mẫu đa lớp.
  • Nghiên cứu phát triển các độ đo và dạng biểu diễn mới cho các dạng tập mờ mở rộng bậc cao hơn, bao gồm tập mờ bức tranh (Picture Fuzzy Sets) và tập neutrosophic (Neutrosophic Sets).

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị chuyên môn cao đối với:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Toán ứng dụng, Khoa học dữ liệu và Trí tuệ nhân tạo: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về kỹ thuật chứng minh giải tích trên không gian tập mờ, phương pháp thiết lập các tiên đề khoảng cách và kỹ thuật mở rộng không gian mờ sang trường số phức và quaternion.
  • Các kỹ sư phần mềm y tế và nhà nghiên cứu tin sinh học: Cung cấp khung thuật toán hoàn chỉnh và mã nguồn tham khảo mở về các mô hình chẩn đoán bệnh tự động (C-QDM, P-QDM, DIMHM) trên dữ liệu bảng và hình ảnh X-quang y tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Thành phần đánh giá chéo $C(x_i)$ trong độ đo khoảng cách H-max được định nghĩa như thế nào và giải quyết vấn đề gì?

Thành phần đánh giá chéo giữa hai tập mờ trực cảm $A$ và $B$ trên phần tử $x_i$ được định nghĩa là: $$C(x_i) = |\max{\mu_A(x_i), \nu_B(x_i)} - \max{\mu_B(x_i), \nu_A(x_i)}|$$ Toán tử này thực hiện so sánh chéo giữa độ thuộc của tập này với độ không thuộc của tập kia. Nhờ đó, độ đo H-max khắc phục được tình trạng các độ đo khoảng cách truyền thống (như Hamming, Euclidean, Wang-Xin) trả về giá trị khoảng cách bằng nhau giữa các đối tượng trong khi trên thực tế mức độ dao động về độ ủng hộ và phản đối có sự phân hóa rõ rệt.

2. Sự khác biệt cốt lõi giữa biểu diễn IFS trên số phức (IFS-C) và biểu diễn bằng số Quaternion (CIFSs-Q) là gì?

Biểu diễn IFS-C sử dụng số phức dạng cực $z = r e^{j\theta}$ để thiết lập quan hệ thứ tự toàn phần $\le_\theta$ trên không gian $L^\mathbb{C}$, giải quyết bài toán thứ tự bộ phận của IFS truyền thống. Trong khi đó, biểu diễn CIFSs-Q sử dụng số đại số quaternion 4 chiều để mô tả đồng thời 4 bậc tự do $(\alpha, \beta, \omega, \gamma)$ gồm độ thuộc thực, độ thuộc ảo, độ không thuộc thực và độ không thuộc ảo, cho phép mã hóa và xử lý các thông tin y tế đa chiều và phức tạp hơn.

3. Quy tắc suy diễn sup-min composition có được bảo toàn qua độ đo $\delta$-equality không?

Có. Luận án đã chứng minh định lý toán học khẳng định rằng: Nếu hai quan hệ mờ trực cảm $R = (\delta_1) R'$ và $S = (\delta_2) S'$ thì quan hệ hợp thành $R \circ S = (\min(\delta_1, \delta_2)) R' \circ S'$ dưới quy tắc hợp thành sup-min. Điều này đảm bảo rằng bậc tương đương $\delta$ của kết quả chẩn đoán cuối cùng hoàn toàn được bảo toàn và xác định được từ bậc tương đương của các quan hệ thành phần.

4. Hiệu năng của mô hình C-QDM và P-QDM vượt trội hơn các mô hình cũ như thế nào trên bộ dữ liệu ung thư vú (BCW)?

Trên bộ dữ liệu Wisconsin Breast Cancer (BCW gồm 683 bản ghi, 9 thuộc tính), mô hình C-QDM đạt sai số tuyệt đối trung bình MAE là 0.0248 (độ chính xác đạt trên 95%), vượt trội so với mô hình H-max (MAE = 0.1366, độ chính xác ~86%) và mô hình WX (MAE = 0.1366). Đồng thời, thời gian thực thi của C-QDM trên tập BCW chỉ mất 0.1724 giây, nhanh hơn đáng kể so với H-max (0.2460 giây).


Kết luận

Luận án tiến sĩ của NCS. Đoàn Thị Ngân là một công trình nghiên cứu hoàn chỉnh, giải quyết hai bài toán cơ bản trong lý thuyết hệ mờ trực cảm về độ đo và biểu diễn không gian. Tác giả đã đề xuất các độ đo mới ($\delta$-equality, H-max, WX-H-max) thỏa mãn các hệ tiên đề toán học chặt chẽ và các biểu diễn nâng cao trên trường số phức và đại số quaternion (IFS-C, CIFSs-Q). Các mô hình ra quyết định chẩn đoán y tế xây dựng trên các đề xuất lý thuyết này đã chứng minh được tính hiệu quả qua việc giảm thiểu sai số MAE và tối ưu thời gian tính toán trên 11 bộ dữ liệu y tế chuẩn và tập ảnh X-quang nha khoa thực tế. Toàn bộ mã nguồn và dữ liệu thực nghiệm của công trình được lưu trữ và công khai phục vụ cộng đồng học thuật.