一种基于粒子群优化和核极限学习机的入侵检测算法

针对网络入侵检测准确率低、误报率高的问题,本文提出了一种基于粒子群优化和极限学习机的入侵检测算法。粒子群优化算法(PSO)是一种群智能算法,核极限学习机(KELM)是一种学习速度快、泛化能力强的经典核机器学习的方法,但是极限学习机对核函数及参数的选择直接影响它的分类性能。本文算法中利用粒子群算法优化核极限学习机的核参数,采用学习能力强且线性组合泛化能力强的全局性核函数,形成了多核极限学习机,可以有效提高单核极限学习机（ELM）分类器的性能。最后通过实验对算法性能做了对比分析,实验结果验证了本文算法的有效性。     

一种基于粒子群优化的极限学习机

极限学习机(ELM)是一种新型的前馈神经网络,相比于传统的单隐含层前馈神经网络(SLFN),ELM具有速度快、误差小的优点.由于随机给定输入权值和偏差,ELM通常需要较多隐含层节点才能达到理想精度.粒子群极限学习机算法为使用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)选择最优的输入权值矩阵和隐含层偏差,从而计算出输出权值矩阵.一维Sinc函数拟合实验表明,相比于ELM算法和传统神经网络算法,粒子群极限学习机算法依靠较少的隐含层节点能够获得较高精度.     

基于粒子群优化的异常入侵检测算法的研究

提出了一种基于粒子群优化的异常入侵检测算法．首先,对基于动态聚类分析的异常入侵检测系统进行了建模和关键模块分析,对聚类算法区别正常和异常数据记录的过程,进行了详细的介绍,然后针对基本PSO算法存在的局部早熟收敛问题,利用改进的粒子属性进行了算法改进,增加了粒子多样性．通过初始化种群、更新速度、更新位置、计算每个粒子的适应度值、更新pgd、循环迭代,得到最优解．最后,利用该算法对基于聚类的入侵检测系统进行实验,结果显示该算法明显提升了入侵检测系统的正确率．     

基于粒子群优化极限学习机的排水管结构状况评价

基于极限学习机(ELM)和粒子群优化(PSO)算法,建立一个新型排水管道结构性状况评价模型。采用PSO算法优化ELM中的输入权值矩阵和隐含层偏置,改善网络参数随机生成带来的分类精度偏低的问题。以上海市洋山保税港区排水管网为例,对分类器模型进行训练测试,并与ELM分类结果进行对比分析。结果表明,PSO-ELM算法以较少的隐含层神经元节点获得更高的分类精度,参数优化提高了模型拟合能力,对于城市排水管道结构性状况分类、判断具有可行性和有效性。     

量子粒子群优化核极限学习机的遥感影像分类

极限学习机初始参数具有随机性,容易导致其对高分辨率遥感影像的分类结果出现局部最优现象.为了解决上述问题,提出了一种基于量子粒子群优化核极限学习机的遥感影像分类方法.该方法利用量子粒子群算法对核极限学习机的核参数与正则化参数进行优化,根据参数优化后的结果构建量子粒子群优化核极限学习机的遥感影像分类模型（QPSO-KELM）.通过实验对比了SVM、KELM、PSO-KELM、QPSO-KELM这几种分类方法对高分二号遥感影像数据的分类精度与效率.结果表明：QPSO-KELM的分类精度、运行速度均优于其他几种分类方法,该方法能有效提取遥感影像上的地物要素信息.     

基于粒子群优化极限学习机数据预测模型研究

极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)是一种新型的前馈神经网络,该网络由广义逆直接求出输出层权重,使得其具有误差小、速度快的优点。但针对具体问题,ELM不能自动寻找到最佳的网络结构,从而造成该算法模型针对复杂、无规律性的数据精度及稳定性较差。为了提高极限学习机的泛化能力和预测精度,提出利用粒子群优化极限学习机算法对不同数据进行预测。使用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)选择最优的隐含层偏差和输入权值矩阵,计算出输出权值矩阵,从而提高ELM的精度及稳定性。并通过PSO-ELM和ELM分别对复杂程度不同的汽油辛烷值和交通流量数据进行算法预测比较发现,PSO-ELM优化算法对无规律性、复杂程度高的数据可以获得更高的精度,提高了数据预测的拟合能力。实验结果表明,PSO-ELM对于非线性、无规律性等复杂特性的数据预测具有一定的可行性和有效性。     

一种改进粒子群优化算法在入侵检测中的应用

针对现有的粒子群优化(PSO)算法大多存在早熟收敛、容易陷入局部最优值的问题,提出了一种新的协同粒子群优化(CPSO)算法。该算法拥有两个子群,一个用于全局搜索始终保持粒子多样性,另一个用于局部搜索保证搜索精度,通过相互协同合作在全局最优值附近实现精确搜索。最后把该算法应用到动态聚类入侵检测,通过优化聚类半径和聚类阈值,对训练数据进行正、异常类聚类,然后用测试数据进行攻击检测。试验结果表明该算法较粒子群和突变粒子群(MPSO)算法性能明显提高。     

混合粒子群优化算法选择特征的网络入侵检测

针对网络入侵特征优化问题, 提出一种混合粒子群优化算法选择特征的网络入侵检测模型, 以提高网络入侵检测率. 首先将网络入侵检测率作为特征选择的目标函数, 网络状态特征作为约束条件建立相应的数学模型, 然后采用混合粒子群算法找到最优特征子集, 最后采用支持向量机作为分类器建立入侵检测模型, 并在MATLAB2012平台上采用KDD1999数据进行验证. 实验结果表明, 该模型可高效地查询到最优特征子集, 入侵检测率和效率均优于经典入侵检测模型.     

改进粒子群算法优化支持向量机的入侵检测方法

针对传统支持向量机(support vector machine,SVM)算法应用于入侵检测中存在参数选取的问题,文章提出了一种改进粒子群算法(improved particle swarm optimization,IPSO)和SVM相融合的网络入侵检测方法,即IPSO-SVM。将SVM的惩罚参数C和核函数参数σ作为粒子群的粒子,以K倍交叉验证的准确率作为目标函数,通过粒子间的相互协作得到最优的SVM参数,利用KDD Cup 99数据集进行仿真测试。仿真结果表明,与其他算法相比,IPSO-SVM算法的检测时间更短,检测准确率更高,是一种有效的入侵检测算法。     

基于状态转移算法的极限学习机

目前极限学习机在训练模型时存在占用计算资源多和模型精度低等问题.为了解决上述问题,提出了一种基于状态转移算法的极限学习机,可提升算法计算效率和模型精度.利用状态转移算法的全局搜索特性求解线性方程组,得到极限学习机的输出权重矩阵,进而完成建模.在分类和回归数据集上与极限学习机和其他主流算法进行对比,所提方法可以利用较少的隐藏层节点得到高精度的模型,同时具有更好的学习准确率.这种高性能的建模方式弥补了极限学习机的不足.     

改进的核极限学习机定位算法

针对神经网络无线定位方法,存在训练耗时长,定位结果易受噪声干扰的问题,提出了一种改进的核极限学习机无线定位算法。采取在同一位置进行多次测量的方法得到训练数据;把同一位置测得的数据划分为一个样本子空间并提取样本子空间的特征,以样本子空间的特征代替原来的训练数据;利用矩阵近似及矩阵扩展的相关理论改进核极限学习机算法;将处理过的训练数据利用改进的核极限学习机进行训练,得到定位预测模型。仿真结果表明,在相同数据集下,改进的核极限学习机训练用时短、定位速度快;在相同噪声干扰情况下,此算法定位预测误差小。经验证,该算法不但能提高网络的训练速度、定位速度,还能有效地降低噪声的干扰,提高定位精度。     

一种基于核映射空间距离的入侵检测算法

通过研究基于距离的孤立点发现算法(Cell-Based),指出其存在的问题,提出了一种基于核映射空间距离的入侵检测算法.该算法通过检测孤立点的方法进行入侵检测,首先将样本通过核函数映射到高维特征空间,重新定义特征空间中的数据点之间的距离.然后经过初始聚类算法确定聚类数目和初始类中心,再通过迭代优化目标函数来实现数据点的再聚类,最终得到聚类中心,超出聚类中心点半径r外的点即为孤立点.试验结果表明,该算法能有效突出样本之间的差异,克服传统基于距离的孤立点发现算法易随参数变化而需调整单元结构的缺点,且具有更准确的检测率和较快的收敛速度.     

核机器集成学习算法的误差分析

针对偏置b的一般情况,估计核机器集成学习算法的排一误差和推广误差的界.结果表明,集成学习算法理论上可以提高核机器的稳定性.     

一种多标记学习入侵检测算法

针对现有入侵检测技术的不足,文章研究了基于机器学习的异常入侵检测系统,将多标记和半监督学习应用于入侵检测,提出了一种基于多标记学习的入侵检测算法。该算法采用"k近邻"分类准则,统计近邻样本的类别标记信息,通过最大化后验概率(maximum a posteriori,MAP)的方式推理未标记数据的所属集合。在KDD CUP99数据集上的仿真结果表明,该算法能有效地改善入侵检测系统的性能。     

基于核极限学习机的负荷多粒度预测模型

台区负荷数据不仅作为时序数据呈现自相关性,还易受台区环境因素影响呈现非平稳性,因此预测精度不仅与预测模型结构有关,还与输入数据的时序特征有关。为了提高台区负荷的预测精度,提出一种基于混沌时序分析与核极限学习机的短期负荷多粒度预测模型。针对负荷数据的非平稳特征,通过变分模态分解算法将非平稳的原始信号转换成一系列相对平稳的子信号;针对负荷数据中的自相关特征,通过混沌时序分析方法,求解各个模态输入预测模型时的时间窗大小;构建多粒度核极限学习机预测模型,解决负荷数据中非平稳、自相关性对负荷预测的不利影响,提高模型的预测精度。结果表明,负荷的预测精度受输入数据时间窗大小的影响,不同模态分量的最佳时间窗的大小不同。采用混沌相时序分析的方法评估各个模态分量的最佳时间窗大小,可以有效提升核极限学习机的预测精度。     

PSO高斯诱导核模糊c均值聚类算法*

为了避免陷入梯度法局部极值以提升模糊聚类算法聚类性能,提出PSO高斯诱导核模糊c均值聚类算法(PSO Gauss-induced kernel fuzzy c-means clustering algorithm, PSO-GIKFCM)。首先将高斯核函数应用于模糊c聚类算法(FCM)目标函数,得到高斯核模糊聚类目标函数。然后在高斯核特征空间和输入空间利用梯度法得到两空间聚类中心,将特征空间聚类中心与样本的内积核矩阵代入输入空间聚类中心,从而得到高斯诱导核的聚类中心。最后在解空间利用粒子群算法(PSO)对模糊隶属度进行寻优估计,并结合目标函数和聚类中心构成PSO-GIKFCM参数估计迭代流程。PSO-GIKFCM算法基于粒子群算法保证其收敛性,聚类中心仅为模糊隶属度的函数,PSO生物进化算法在解空间全局寻找优解,且将模糊指标扩展为大于0的情况。通过仿真实验验证了所提出算法的有效性。     

关于增量极限学习机的逼近阶估计

与以往探究增量极限学习机的全局逼近能力有所不同,文中给出了该算法定量的收敛性分析。源于纯贪婪算法估计逼近阶的思想,文中运用数列构造与不等式缩放等方法估计增量极限学习机的逼近阶,最终用定理证明了它对于连续目标函数f的逼近阶为o(n-16)。这就对增量极限学习机的快速收敛性能给出了清晰解释。     

多分辨率小波极限学习机

针对一类具有空间不均匀性的辨识和回归问题,提出了基于小波分析的极限学习机方法.从多分辨率分析的思想出发,构造一簇紧支撑正交小波作为隐层激活函数,并利用改进的误差最小化极限学习机训练输出层权重,避免了新加入高分辨率子网络后的重新训练.同时,由一维多分辨分析的张量积构造了二维多分辨小波极限学习机.进而通过脊波变换将小波学习机扩展到高维空间,对脊波函数的伸缩、方向和位置参数进行优化计算.对具有奇异性的函数仿真结果证明,与标准极限学习机相比,小波极限学习机由于其聚微性能在极短的训练时间内更好地逼近目标.一些实际基准回归问题上的测试验证了脊波极限学习机在其中大部分问题上达到更高的训练和泛化精度.     

基于免疫算法和支持向量机的入侵检测研究

在对网络数据分析和研究的基础上,提出了一种基于免疫算法和支持向量机的入侵检测方法。利用免疫算法对网络数据进行预处理,运用支持向量机对处理后的数据进行分类。实验表明,该方法是可行的、有效的。     

卷积神经网络与ELM的图像分类算法研究

卷积神经网络的全连接层作为一个经典的分类器,是根据传统的梯度下降法来实现训练的,泛化能力有限.针对这一问题,提出了一种将卷积神经网络和极限学习机相结合的混合模型应用于图像分类领域.卷积神经网络用于从输入图像中提取特征,特征映射最终会被编码成一维向量送入极限学习机中进行分类.给出了混合模型的详细设计,包括参数设计、结构分...