有關(guān)態(tài)勢(shì)感知（SA）的卷積思考

卷積是一種數(shù)學(xué)運(yùn)算，其本質(zhì)是將兩個(gè)函數(shù)進(jìn)行操作，其中一個(gè)函數(shù)是被稱為卷積核或濾波器的小型矩陣，它在另一個(gè)函數(shù)上滑動(dòng)并產(chǎn)生新的輸出。在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中，卷積通常用于圖像處理和特征提取，它可以通過(guò)濾波器對(duì)輸入圖像進(jìn)行卷積運(yùn)算，并輸出提取的特征圖像，從而幫助計(jì)算機(jī)理解圖像信息。因此，卷積的本質(zhì)是一種信號(hào)處理技術(shù)，用于從輸入信號(hào)中提取有用的信息。

態(tài)勢(shì)感知（Situation Awareness，簡(jiǎn)稱SA）是指通過(guò)收集和分析各種信息、數(shù)據(jù)和情報(bào)，以及實(shí)時(shí)監(jiān)控和識(shí)別環(huán)境變化和風(fēng)險(xiǎn)，以獲取對(duì)當(dāng)前和未來(lái)局勢(shì)的全面、準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)和理解，從而支持決策、規(guī)劃、部署和應(yīng)對(duì)等行動(dòng)的一種能力。在軍事、安全、應(yīng)急管理、城市管理等領(lǐng)域，態(tài)勢(shì)感知是非常重要的一項(xiàng)技術(shù)和能力。

我們把SA分成態(tài)、勢(shì)、感、知四部分，并且把態(tài)、勢(shì)分為一組，用來(lái)描述外部客體及情境變化，把感、知分為一組，用來(lái)描述主體內(nèi)部變化，這樣一來(lái)，就可分別對(duì)態(tài)-勢(shì)組、感-知組進(jìn)行卷積處理，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的深度態(tài)勢(shì)感知，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)計(jì)算與算計(jì)融合的理論框架。

1、態(tài)與勢(shì)的卷積

態(tài)與勢(shì)的卷積運(yùn)算可以表示為：f（x） = g（x-x‘）h（x’）

其中，g（x）表示態(tài)函數(shù)，h（x）表示勢(shì)函數(shù)，f（x）表示態(tài)勢(shì)函數(shù)。

在任務(wù)過(guò)程中，態(tài)函數(shù)描述客體的狀態(tài)，而勢(shì)函數(shù)描述客體在某個(gè)狀態(tài)的勢(shì)能。當(dāng)客體在某一狀態(tài)時(shí)，其態(tài)勢(shì)函數(shù)的值等于該狀態(tài)的所有勢(shì)能和態(tài)函數(shù)的積分。

因此，態(tài)和勢(shì)的卷積運(yùn)算可以用來(lái)計(jì)算客體在不同狀態(tài)的態(tài)勢(shì)函數(shù)值。這個(gè)過(guò)程可以通過(guò)將勢(shì)函數(shù)平移，然后用態(tài)函數(shù)乘以平移后的勢(shì)函數(shù)，最后對(duì)所有平移后的函數(shù)進(jìn)行積分來(lái)實(shí)現(xiàn)。

卷積運(yùn)算的結(jié)果是一個(gè)新的函數(shù)f（x），它描述了客體在不同狀態(tài)的態(tài)勢(shì)函數(shù)值。這個(gè)函數(shù)可以用來(lái)預(yù)測(cè)客體在不同狀態(tài)下的趨勢(shì)變化分布。

2、感與知的卷積

感與知的卷積運(yùn)算同樣可以表示為：f（x） = g（x-x‘）h（x’）

其中，g（x）表示感函數(shù)，h（x）表示知函數(shù)，f（x）表示感知函數(shù)。

在任務(wù)過(guò)程中，感函數(shù)描述輸入信息的狀態(tài)，而知函數(shù)描述經(jīng)驗(yàn)判斷的。當(dāng)輸入信息在某一時(shí)刻時(shí)，其感知函數(shù)的值等于該時(shí)刻的所有感和知函數(shù)的積分。

因此，感和知的卷積運(yùn)算可以用來(lái)計(jì)算輸入信息在不同時(shí)刻的感知函數(shù)值。這個(gè)過(guò)程可以通過(guò)將知函數(shù)平移，然后用感函數(shù)乘以平移后的知函數(shù)，最后對(duì)所有平移后的函數(shù)進(jìn)行積分來(lái)實(shí)現(xiàn)。

卷積運(yùn)算的結(jié)果是一個(gè)新的函數(shù)f（x），它描述了輸入信息在不同時(shí)刻的感知函數(shù)值。這個(gè)函數(shù)可以用來(lái)預(yù)測(cè)輸入信息在不同時(shí)刻的關(guān)鍵特征變化情況。

審核編輯 ：李倩