独立分量提取的在线算法及其应用

独立分量分析(ICA)根据信源统计独立特性对观测信号进行盲分离运算，由于其独特的分离性能而受到广泛关注，但目前其实现的算法普遍采用批处理的形式。文章探讨了在线ICA算法，并将其应用于脑电信号伪迹消除中，实验结果表明，丈中所提出的在线ICA算法具有良好的稳健性和盲源分离性能。     

基于独立成分分析和模糊支持向量机的人脸识别方法

成分分析(PCA)只能从2阶上去消除数据的相关性，传统支持向量机在解决多类问题时会出现分类的盲区问题，针对这两种情况，首先采用独立成分分析(ICA)方法解决了高阶上的数据相关性问题；同时在传统支持向量机中引入模糊隶属度函数，用模糊支持向量机解决了传统支持向量机在多类数据识别中的盲区问题。通过实验证明了该方法在人脸识别率上取得了显著提高。     

基于混沌自适应烟花算法的雷达信号盲源分离

针对传统独立成分分析(independent component analysis, ICA)方法存在收敛速度慢、分离性能不高的问题,将混沌映射策略与自适应爆炸半径相结合,提出一种基于混沌自适应烟花算法(chaotic adaptive fireworks algorithm, CAFWA)的盲源分离(blind source separation, BSS)方法,并应用于雷达辐射源混合信号分选问题。混沌映射策略可以将初始值在解空间内分布更加均匀,爆炸半径能够根据适应度的优劣自适应改变,保证了所提算法局部搜索的精度,满足了全局搜索的多样性。实验结果表明所提算法可以在无噪和有噪情况下均能很好地分选观测信号,而且具有比传统算法更快的收敛速度和更优异的分选性能。     

独立分量分析的一种剖析方法及其搜索算法

给出了独立分量分析(ICA)问题可解性的一种直观解释,并设计了直接的搜索算法.首先通过分析二维ICA问题,将输出信号分量的峰度作为ICA最优化问题的目标函数,分析了目标函数的波形随源信号之间耦合程度不同而变化的规律,以直观的图示解释了最大化输出信号非高斯性的ICA准则,且具有严格的数学意义.通过4点比较,将目标函数定位于某确定子区间,在读子区间上,目标函数是单峰函数,峰值点为全局极大值点,且为ICA问题的解.用快速搜索法进行了ICA求解,并将算法推广到多维ICA问题的求解.对算法进行了双通道图像分离、多通道语音分离的数值实验.     

基于混沌自适应烟花算法的雷达信号盲源分离

针对传统独立成分分析(independent component analysis, ICA)方法存在收敛速度慢、分离性能不高的问题,将混沌映射策略与自适应爆炸半径相结合,提出一种基于混沌自适应烟花算法(chaotic adaptive fireworks algorithm, CAFWA)的盲源分离(blind source separation, BSS)方法,并应用于雷达辐射源混合信号分选问题。混沌映射策略可以将初始值在解空间内分布更加均匀,爆炸半径能够根据适应度的优劣自适应改变,保证了所提算法局部搜索的精度,满足了全局搜索的多样性。实验结果表明所提算法可以在无噪和有噪情况下均能很好地分选观测信号,而且具有比传统算法更快的收敛速度和更优异的分选性能。     

基于自适应评价函数的独立成分分析算法

简要介绍独立成分分析（ICA）及其模型，然后在极大似然估计的框架下，基于两类参数模型--Gaussian混合密度模型和Pearson系统模型，研究了具有对称分布（包括超高斯分布与亚高斯分布）和非对称分布源混合信号的盲分离问题，给出了一种有效的基于灵活评价函数的ICA新算法，该算法在一定意义上实现了对源信号概率分布的真正全“盲”。与原有的ICA算法相比，该算法具有更广泛应用范围。模拟实验验证了算法的有效性。     

独立变量分析及其在脑功能可视化中应用

在数据分析和信号处理领域中经常遇到的一个问题就是如何从多元数据中提取有用部分。为使计算简便,通常对原始数据作线性变换。常用的变换方法有:主分量分析,因子分析以及投影追踪法等。一种近期发展起来的线性变换方法称独立分量分析(ICA)。该方法能够从混合信号中分离出最独立的信号。本文介绍了ICA的原理、方法及其在fMRI图像中的应用。该方法有效地抑制了fMRI图像中的随机噪声及生理信号(例如,心电、呼吸等),增强了功能信号。     

基于负熵准则盲分离方法的剖析与研究

从统计学原理、负熵近似计算、算法的稳定性定理、最大负熵方法的历史演变几个方面，对Hyvrinen负熵准则盲分离算法作出全面的剖析，指出：（1）在负熵ICA算法中，不应引用联合负熵的定义，只宜采用边缘负熵的定义；（2）中心极限定理只能为负熵ICA算法提供一定的直观解释，但不能成为算法的统计学依据；（3）Hyvrinen等人给出的负熵计算公式并不能正确度量随机变量的非高斯性；（4）负熵ICA算法实现盲分离的真正机理是信号非线性变换后均值的极值特性，由此极值特性提出负熵准则未必是合适的。     

自适应实时型复值混合信号盲分离算法研究

利用非圆信号的协方差和伪协方差都为非零对角线矩阵的特点,构造代价函数,通过复值梯度推导得到一种针对复值混合信号的自适应实时算法.该算法能分离任何包含非圆信号源的复值混合信号;与强不相关变换算法相比,该算法结构简单,具有实时性,分离误差小,同时不需要特征值和奇异值分解,即使信源谱系数相同也能成功分离出复值混合信号.实验仿真证明了算法的有效性.     

基于独立成分分析的时间序列谱聚类方法

为了对时间序列数据进行聚类分析, 提出了一种基于独立成分分析的时间序列多路归一化割谱聚类方法, 并给出了利用独立成分分析对时间序列数据进行特征提取和降维的理论解释. 该方法首先利用独立成分分析对时间序列数据进行特征提取, 然后利用多路归一化割谱聚类方法完成对时间序列特征数据的聚类分析, 从而得到了一种新的基于特征的时间序列聚类方法. 为了验证该方法的可行性和有效性, 将其应用于仿真时间序列数据和实际的股票时间序列数据聚类分析中, 取得了较好的数值结果.     

基于独立分量分析的DS-CDMA下行信道延迟估计

将独立分量分析方法引入DS-CDMA系统，通过对DS—CDMA信号模型和线性有噪ICA模型的比较，得出这两种模型具有相同形式。因此，提出了一种基于ICA的DS—CDMA下行信道的延迟估计方法。该方法采用固定点ICA算法来估计多径信道的混合矩阵，从而提取信道的延迟信息。仿真结果表明：与匹配滤波检测方法相比，该方法具有更好的性能。     

一种基于核独立元分析的非线性过程监控方法

独立元分析(ICA)在线性过程监控中得到了成功的应用,但是实际工业过程大部分是非线性的.在利用核ICA(KICA)建立过程非线性模型的基础上,根据核技巧,给出了一种高维空间分离矩阵的排序和独立元个数的选择方法,并将监控指标扩展到高雏空间,从而提出-种基于KICA的非线性过程监控方法,解决了ICA对非线性过程监控效果不理想的缺点.以田纳西一伊斯曼过程(TE过程)为例,对比了KICA与ICA的监控效果,结果证明了该方法的优越性.     

带约束的卷积语音信号频域盲分离方法

在实际的室内环境中,多通道的语音混合是一个卷积混合信号,在频域利用ICA进行分离时,不同频点上分解出的源信号的次序不确定,需要用后处理方法确定源的对应关系。提出了一种利用波达方向(DOA)作为约束条件的频域盲源分离方法,可以在线地解决频域中的次序不确定性,并且不需要已知传感器及源信号位置等先验知识。仿真结果表明,该方法能够有效地分离卷积混合语音信号,比现有相关的方法更精确。     

基于独立分量回归的加热炉钢温预报模型

轧钢加热炉系统具有多变量、非线性、大滞后、交叉耦合等特性,钢坯出炉温度的预报模型一直是个难题。仍然采用统计建模的思路,利用独立分量分析方法不依赖分布假设的优点,建立了钢坯温度变量和过程变量之间的独立分量回归预测模型。基于轧钢厂实际生产数据进行了建模与验证实验,误差比较分析表明,该模型能较好地预测钢坯出炉温度,且预测误差指标优于基于改进PCA的预报模型。     

基于独立源分析的过程监测及故障诊断方法

多元统计过程控制(MSPC)要求观测数据服从正态分布,而实际的工业过程数据大都不满足正态分布条件。独立源分析(ICA)是近几年才发展起来的一种新的统计方法,可以克服对数据分布的依赖。为此以ICA算法为核心,引入一种新型的过程监测及故障诊断方法。应用ICA提取独立源,利用I2图,Ie2图和SPE图进行故障检测,将变量重构图用于诊断故障。以三水箱系统为背景进行的实验研究,验证了该方法的有效性。     

一种新的基于峰度的盲源分离开关算法

盲源分离(BSS)算法通常需预先假设源信号的概率密度函数(PDF)，并由此获得关键的激活函数(AF)，进而从混合信号中分离出源信号。但若假设的概率密度函数与真实概率密度函数差异较大，源信号将不能被正确分离。基于峰度的盲源分离开关算法无需假设源信号的概率密度函数，可直接对独立分量分析(ICA)中的激活函数进行自适应学习。计算机仿真证明，该算法可有效进行盲源分离。     

一种含参数的概率密度核估计的独立分量分析算法

分析了盲源分离算法中互信息准则与概率密度核函数的关系,利用广义高斯模型,提出了一种基于含参数的核概率密度估计的独立分量分析算法。该算法利用观测样本求峰度,通过分段函数给出相应高斯指数值,并刺用样本数据进一步修正源信号的概率密度函数。实现对分离信号评价函数的精确估计。在此评价函数基础上,采用互信息最小化准则,推导出分离矩阵的迭代更新规则。所提算法在一定程度上解决了ICA算法中信号评价函数估计的难题,且能对任意源混合信号进行有效盲分离,仿真实验验证了算法的性能。