基于形态学和盲源分离合成孔径雷达水体提取

采用一种新的基于独立分量分析(independentcomponent analysis,ICA)盲源分离(blind source separation,BSS)和形态学开重构(open reconstruction)的方法实现多极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像相干斑噪声抑制和水体目标快速提取.SAR影像具有强烈乘性相干斑噪声,影像数据为非高斯分布,具体分布形式未知.利用独立分量分析方法,不需要知道SAR影像的具体分布,通过对数量化将相干斑噪声转化为与图像数据相互独立的加性噪声,从多极化SAR影像中自动分离出图像数据与相干斑噪声,并自动选择相干斑指数最小的分量为图像分量.针对SAR影像水体目标的亮度及形状分布特征,进一步采用形态学开重构运算,从分离出的图像分量中提取出水体目标.利用ENVISAT ASAR多极化影像进行了实验,结果表明该方法可以快速准确地提取多极化SAR影像中的水体目标.     

基于约束独立成分分析的多组分污染气体混叠峰识别

大气污染监测中测得的红外光谱是混合气体的红外光谱,针对主次吸收峰严重混叠的红外混合气体特征提取和识别问题,提出一种基于约束独立成分分析的光谱特征提取方法使谱线有效的区分开来,该方法引用峭度作为约束条件,运算时约束向量可使所对应的目标信源具有非高斯性极大的效用,提取出目标信源,并按统计度量的大小来进行排序,减少传统独立成分分析算法分离信号顺序、符号、幅度的不确定性,使得分离出来的独立分量更接近实际信源,应用支持向量机建立定量分析模型检验该算法分离效果。实验结果表明,该方法能够按需要顺序分离出混合气体光谱中的纯物质光谱。     

MIMO雷达检测性能

为了充分利用多入多出(multiple input multipleoutput,MIMO)雷达的空间分集技术,同时使其便于设计和实现,论文基于目标的分布源模型,在Neyman-Pearson准则下研究当MIMO雷达分集路径不完全独立时的检测方法和性能,并且利用主分量分析的思想简化了检测方法。该方法通过特征值分解,从M个正交信号中提取出独立观测分量并将其加权合并。仿真结果表明:与传统雷达相比,只要存在2个以上的独立观测分量,MIMO雷达可以更有效地对抗目标RCS(radar cross section)闪烁。同时,当发射阵元间距减小为理想条件的1/4时,MIMO雷达仍然可以利用空间分集提高其检测性能。     

基于ICA-R的目标运动变化检测

针对实时场景下复杂背景动态变化的特点,在ICA(独立分量分析)模型的基础上,本文将带参考信号的独立分量分析(Independent Component Analysis with Reference, ICA-R)方法引入到目标跟踪环节,该算法能够检测出两帧图像之间目标运动变化而不是背景变化部分,克服了目前大多数基于简单差分模型的变化检测算法计算量大,抗噪声、抗抖动性能弱的问题.实验结果表明,这种方法能够准确地提取出实时场景中目标的运动变化区域,并具有很强的鲁棒性.     

基于分形和动态规划的复杂背景红外目标边缘检测

针对复杂背景下红外图像目标准确分割的难题,提出一种基于动态规划理论的边缘检测方法.首先根据分形理论,利用红外图像的灰度特征及纹理特征建立优化控制函数;利用局部自适应门限技术寻找潜在目标点,计算最小累计代价阵;在动态规划理论的最优控制下,完成复杂背景下红外图像中目标的边缘检测.实验结果表明,该方法能够有效地提取目标,减少虚警率.     

广义二维PCA和稀疏表示的红外行人目标检测

红外行人检测在夜间智能视频监控,车辆安全驾驶等领域有重要应用。为了解决红外图像特征降维后空间结构信息丢失的问题,提出一种基于广义二维主分量分析（principal component analysis,PCA）和稀疏表示的红外图像行人目标检测算法。该算法主要由2个阶段组成：第1阶段利用广义二维主分量分析方法提取图像的二维主特征分量,并由此构造行人目标的超完备特征字典;第2阶段采用滑动窗口的方法得到图像中局部子图,然后利用基追踪算法求解每个局部子图的稀疏表示系数向量,最后定义一个函数度量每个子图存在行人目标的可能性,并设置相邻标记框的最小距离得到整幅图像最终的检测结果。实验结果表明,该方法能够有效地检测红外图像中的行人目标,具有较好的检测效果。     

基于PCA-ELM的红外多光谱辐射测温

在目标发射率未知的情况下,建立一种基于主元分析(PCA)与极限学习机(ELM)相结合的红外多光谱测温方法.分析目标温度与辐射亮度谱的非线性数学模型,确定初始输入向量包含温度估计所需的充分信息;引入PCA方法从输入向量中提取相互独立的主元成分,降低神经网络输入维数;基于ELM网络对样本数据充分学习,最终建立PCA-ELM目标红外测温模型.利用黑体和未知发射率材料涂层目标作为测试目标源,验证该方法的有效性.     

基于EMD和相关分析的管道泄漏定位检测研究

针对长输管道泄漏检测与定位中噪声干扰问题,提出了一种基于EMD分解和相关分析的管道泄漏检测与定位方法.该方法利用EMD分解特性和相关分析技术,提取了包含故障信息的主要固有模态函数(IMF)分量,增强了泄漏信号的本质特征.通过对所提取的IMF主分量进行重构,消除了不相关分量的干扰,提高了泄漏信号的相关程度,从而提高了定位精度.实验验证了该方法的有效性.     

基于SIFT特征点匹配的印刷品图像检测方法

提出了一种印刷品图像在线检测方法.首先,利用在图像特征点提取领域中运用最为广泛的SIFT(Scale Invariant Feature Transform)算法提取图像稳定特征点,生成特征向量描述符;然后根据向量最近邻(NN)和次近邻(SCN)的距离之比,对匹配点进行初步筛选;最后运用M-estimators法估计特征点对间的几何约束模型,利用该模型进一步精选特征点,确定真正的匹配点对个数,将精选后得到的特征点数与初步筛选得到的特征点数的比值作为判断印刷品是否合格的标准.实验结果表明:该方法能够准确地提取出图像特征点,并通过精选特征点能够在很大程度上改善误匹配问题,从而快速有效地检测出错误的印刷品,得到了良好的检测效果.     

基于约束独立分量分析的脑电特征提取

针对脑机接口(brain computerinterface,BCI)系统特征提取较慢的现状,提出基于约束独立分量分析(constrainedindependentcomponentanalysis,cICA)的P300特征提取方法.首先,针对各位P300实验被试,通过EEG图像研究其特有P300时域特性;然后,根据P300特性构建参考信号,并将参考信号与独立分量分析(independentcomponentanalysis,ICA)方法结合,基于64导联EEG,提取出与P300相关度最大的独立分量;最后,依据提取出的独立分量构造3维特征向量进行分类.实验采用线性分类器,针对BCICompetitionIIdatasetIIb和BCICompetitionIIIdatasetII两组公共数据集进行了验证.结果表明,提出方法在3次叠加平均下识别正确率达671%,15次达952%,在相同实验条件下,分类时间也较其他方法缩短.     

Application of Kernel Independent Component Analysis for Multivariate Statistical Process Monitoring

In this research,a new fault detection method based on kernel independent component analysis (kernel ICA) is developed.Kernel ICA is an improvement of independent component analysis (ICA),and is different from kernel principal component analysis (KPCA) proposed for nonlinear process monitoring.The basic idea of our approach is to use the kernel ICA to extract independent components efficiently and to combine the selected essential independent components with process monitoring techniques.I2 (the sum of the ...     

独立分量分析在内燃机噪声信号分离中的应用

采用独立分量分析的方法进行了内燃机噪声信号分离的研究．建立了基于FastICA算法的常规内燃机噪声独立分量分析模型,为了减少所需传声器个数,在此基础上应用了时序独立分量分析模型．以某四缸柴油机为研究对象,测量了不同工况下的噪声信号,计算了这些噪声信号的统计峰度,确认其为非高斯信号,满足独立分量分析的基本要求．对测得的柴油机噪声信号进行了时序独立分量分析,将其分解为一系列不同的独立分量．采用小波变换的方法对它们进行分析,得到了各独立分量的时频分布,研究结果表明,这些独立分量对应着不同的内燃机噪声源信号．     

新的ICA算法实现成组fMRI信号盲分离

独立成分分析(ICA)方法已被成功地用于处理功能磁共振成像(fMRI)信号,但主要是用于处理单个被试的fMRI信号,对于多个被试的情况却很少考虑.为此利用一种扩展的ICA方法--Group ICA来处理多个被试的fMRI信号,结果表明这种方法在保证结果准确性的前提下,可以大大减少计算量,快速获得统计结果.计算中应用的是NewFP算法,统计结果表明这种算法在估计激活的时间动力学准确性上优于FastICA算法.     

传统独立分量分析和变分贝叶斯独立分量分析的比较

通过试验比较了传统的独立分量分析(ICA)和变分贝叶斯独立分量分析(VbICA)在源信号分离中的能力,试验研究表明,无噪声环境下的盲源分离,两种方法都能得到很好的分离性能.然而,噪声环境下的源信号分离,变分贝叶斯独立分量明显优于传统独立分量分析,特别是随着噪声的增强,变分贝叶斯独立分量的优势就越明显.另外,变分贝叶斯独立分量可以估计源信号的数目,而传统独立分量分析往往事先假设源信号的个数已知,否则无法进行源信号分离.     

独立成份分析在径向基函数网中的应用研究

提出应用独立成份分析(Independent omponent nalysis,ICA)降低径向基函数网(RBFN)输入维数的方法,并讨论ICA降维方法对RBFN行为的影响．实验表明基于ICA的降维方法大大提高了RBFN的收敛速度,改善RBFN的行为．     

Nonlinear Statistical Process Monitoring and Fault Detection Using Kernel ICA

A novel nonlinear process monitoring and fault detection method based on kernel independent component analysis (ICA) is proposed. The kernel ICA method is a two-phase algorithm: whitened kernel principal component (KPCA) plus ICA. KPCA spheres data and makes the data structure become as linearly separable as possible by virtue of an implicit nonlinear mapping determined by kernel. ICA seeks the projection directions in the KPCA whitened space, making the distribution of the projected data as non-gaussian as possible. The application to the fluid catalytic cracking unit (FCCU) simulated process indicates that the proposed process monitoring method based on kernel ICA can effectively capture the nonlinear relationship in process variables. Its performance significantly outperforms monitoring method based on ICA or KPCA.     

Eliminate indeterminacies of independent component analysis for chemometrics

An improved method has been proposed to eliminate the indeterminacies of independent component analysis （ICA） for chemometrics. Following the arrangement of principal components analysis （PCA）, the ICA mixing matrix is selected as signal content indexes, and ICA output are sorted and directed. After many times reputations, independent components （ICs） are paired according to the maximum correlation coefficient, and then the mean values of each IC substitutes the original ICs. This indicates that the ICA indeterminacies are eliminated. A simulation example is tested to validate this improvement. Finally, a set of experimental LC MS data is processed without any prior knowledge or specific limitation and the results show that the improved ICA can directly separate the mixed signals in chemometrics, and it is simpler and more reasonable than the simple to use interactive self-modeling mixture analysis （SIMPLISMA）.     

基于ICA的步进频率探地雷达目标信息提取研究

基于独立成分分析较强的信号分析能力,提出了一种针对步进频率探地雷达的独立成分分析与中值滤波处理相结合的目标信息提取方法,从进频率探地雷达回波信号中提取出目标信息.通过对实测数据的处理,结果表明该方法取得了较好的效果.     

一种引入虚拟噪声分量的独立分量分析语音增强算法

简要介绍了有关独立分量分析（ICA）的基本理论和算法后，探讨了独立分量分析在语音增强中的应用。 针对在加噪模型中进行ICA分离时，噪声消除比较困难这一问题通过理论分析，引入了虚拟高斯白噪声的概念，将 其应用在ICA的语音增强算法中得到了解决。仿真试验结果表明，该方法能有效地消除语音信号中的白噪声。     

Multiuser detection and independent component analysis-Progress and perspective

The latest progress in the multiuser detection and independent component analysis (ICA) is reviewed systematically. Then two novel classes of multiuser detection methods based on ICA algorithms and feedforward neural networks are proposed. Theoretical analysis and computer simulation show that ICA algorithms are effective to detect multiuser signals in code-division multiple-access (CDMA) system. The performances of these methods are not identical entirely in various channels, but all of them are robust, efficient, fast and suitable for real-time implementations.