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基于VMD-ICA算法的隧道爆破振动信号去噪方法
1
作者 薛威 王永东 +3 位作者 柏文军 胡志豪 任雨桐 史林猛 《工程爆破》 北大核心 2025年第1期156-166,共11页
为有效降低隧道实测爆破振动信号中噪声干扰,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)联合独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)的去噪方法。将原信号依次在不同分解模态数K下进行VMD分解预处理,利... 为有效降低隧道实测爆破振动信号中噪声干扰,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)联合独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)的去噪方法。将原信号依次在不同分解模态数K下进行VMD分解预处理,利用分量能量差参数θ分析确定模态数K,通过信噪比SNR选取最优的惩罚因子α值;在最佳参数K、α下,原始信号经VMD分解可获得一系列频率从高到低排列的本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF)。为最大程度保留原信号真实成分,通过FastICA算法对IMF分量进行盲源分离,得到与IMF分量相同数量的ICA分量,将各个ICA分量进行排列熵(Permutation Entropy,PE)的随机性检测,准确区分并去除噪声分量,同时对低噪进行平滑处理。将处理后的ICA分量重构得到去噪后的振动信号。利用仿真信号检验该方法的可行性并与现有去噪方法对比得出:VMD-ICA算法的去噪信号波形和去噪效果指标均优于EMD和小波阈值去噪算法。对实测爆破振动信号进行去噪处理表明:VMD算法不仅可以较好地剔除信号中的干扰成分,而且能快速地提取信号中的有用信息。 展开更多
关键词 隧道爆破 信号去噪 VMD-ica算法 振动信号 FASTica算法
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基于Fast ICA算法的供水管网漏失量估算
2
作者 赵桓 吕谋 +1 位作者 刘志壮 王兴 《中国给水排水》 北大核心 2025年第15期91-96,共6页
针对日益严峻的城镇供水管网漏损问题,对漏失量与用户水量的变化特征及源信号相互独立特征进行深入分析,并基于Fast ICA算法建立漏失量估算模型,对观测漏失信号进行白化处理、寻优迭代及信号幅值还原;然后,以北方某生活小区为研究区域,... 针对日益严峻的城镇供水管网漏损问题,对漏失量与用户水量的变化特征及源信号相互独立特征进行深入分析,并基于Fast ICA算法建立漏失量估算模型,对观测漏失信号进行白化处理、寻优迭代及信号幅值还原;然后,以北方某生活小区为研究区域,构建供水管网实验模型,在实验室条件下验证Fast ICA算法用于管网漏失量估算的可行性;最后,将Fast ICA漏失量估算模型应用于DS山庄工程实例的供水管网漏失分析中,并与小波变换理论在实际供水环境下的适用性进行比较。结果表明,与小波变换算法相比,Fast ICA模型计算出的漏失量与真实漏失量相对误差更小,变化趋势相似性更高。 展开更多
关键词 供水管网 盲源分离 Fast ica算法 小波变换 漏失量估算
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基于SOA-VMD-ICA的海水泵激励源特征提取方法 被引量：2
3
作者 滕佳篷 武国启 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1373-1380,共8页
针对海水泵复杂多源激励特征提取问题,提出了一种海鸥优化算法(SOA)、变分模态分解(VMD)和独立分量分析(ICA)相结合的海水泵激励源特征提取方法。基于单通道测量信号,采用VMD算法与SOA算法选取信号平方包络谱峭度统计量作为适应度函数,... 针对海水泵复杂多源激励特征提取问题,提出了一种海鸥优化算法(SOA)、变分模态分解(VMD)和独立分量分析(ICA)相结合的海水泵激励源特征提取方法。基于单通道测量信号,采用VMD算法与SOA算法选取信号平方包络谱峭度统计量作为适应度函数,寻优获取模态分解数量K、惩罚系数α及特征模态函数(IMF)分量。采用信号排列熵作为噪声检验函数,合理选取排列熵阈值,对IMF分量进行噪声筛选,获取非噪声IMF分量信号。将非噪声IMF分量与原输入信号组合,采用快速独立成分分析(Fast-ICA)算法计算得到激励源信号向量,从而实现激励源特征信号的提取。通过实船海水泵激励源特征提取试验及对比分析,验证了所提方法的有效性。研究结果表明,所提的SOA-VMD-ICA方法能满足单通道测量条件海水泵激励源特征提取准确性要求。 展开更多
关键词 特征提取 海水泵 独立分量分析 海鸥优化算法 变分模态分解
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基于Fast ICA和改进LSSVM的短期风速预测 被引量：5
4
作者 孙斌 姚海涛 +2 位作者 李田 刘袖 刘博 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期22-27,共6页
对风速的准确预测能有效减轻风电场对整个电网的不利影响,同时能提高风电场在电力市场中的竞争能力。首先提出一种基于快速独立分量分析算法和改进最小二乘支持向量机的风速预测模型,对运用fast ICA算法对风速时间序列进行多层分解,得... 对风速的准确预测能有效减轻风电场对整个电网的不利影响,同时能提高风电场在电力市场中的竞争能力。首先提出一种基于快速独立分量分析算法和改进最小二乘支持向量机的风速预测模型,对运用fast ICA算法对风速时间序列进行多层分解,得到一系列的独立分量;然后运用改进最小二乘支持向量机模型对分解后的各独立分量风速进行预测;最后对各预测结果进行叠加作为最终的预测风速。算例结果表明,该预测模型能准确进行短期风速的预测。 展开更多
关键词 风电场 风速预测 fast ica算法 最小二乘支持向量机
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基于Fast-ICA算法的改进EEMD算法在桥梁工程中的运用 被引量：5
5
作者 罗烨钶 陈永高 李升才 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期62-72,共11页
目前,以振动分析为基础的桥梁结构健康状态评估方法逐渐受到人们的重视,模态参数识别作为振动分析的关键问题之一,还需进一步完善。模态参数识别即是对结构的振动信号进行动力特性参数的识别,以得到结构的频率、振型以及阻尼比。为了精... 目前,以振动分析为基础的桥梁结构健康状态评估方法逐渐受到人们的重视,模态参数识别作为振动分析的关键问题之一,还需进一步完善。模态参数识别即是对结构的振动信号进行动力特性参数的识别,以得到结构的频率、振型以及阻尼比。为了精确地识别出桥梁结构的模态参数,需先对传感器采集的结构响应信号进行分解和重构以保留结构的真实信息,再对重构信号进行模态参数辨识。现阶段,集合经验模态分解算法作为常用的信号分解算法之一,存在两大缺陷,即所得本征模态函数间存在模态混叠现象和有效本征模态函数的定义没有统一的标准。基于此提出对应的改进算法,首先将夹角余弦法用于筛选有效IMF分量;其次将盲源分离算法中的Fast-ICA算法嵌入EEMD分解算法中以避免模态混叠现象的发生;接着将所提算法运用于模拟信号以验证其可行性;最后将所提改进算法运用于实际桥梁工程的响应信号中,并对比分析所得模态参数值以验证该算法的可靠性。结果表明,所提算法较现有EEMD算法具有更好的信号分解效率,且能够有效地剔除结构的虚假信息,保留实际桥梁结构的真实信息。 展开更多
关键词 桥梁工程 信号分解 FASTica算法 EEMD算法 本征模态函数 模态参数
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高斯矩Fast ICA算法在风机振动信号去噪中的应用 被引量：6
6
作者 周云龙 王锁斌 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期187-191,共5页
设置了转子不平衡、联轴器不对中、风机基座松动、转子径向摩擦和轴承内圈磨损等5种故障,针对风机的振动问题进行了实验研究.在简要分析ICA理论及其算法的基础上,提出应用基于高斯矩的Fast ICA算法对模拟信号及实测离心式风机振动信号... 设置了转子不平衡、联轴器不对中、风机基座松动、转子径向摩擦和轴承内圈磨损等5种故障,针对风机的振动问题进行了实验研究.在简要分析ICA理论及其算法的基础上,提出应用基于高斯矩的Fast ICA算法对模拟信号及实测离心式风机振动信号进行去噪处理,并分别与EMD及db8小波的滤波去噪效果进行定量比较.结果表明:Fast ICA方法与EMD方法和小波方法一样,能有效地处理短时瞬态及含宽带噪声的信号,但Fast ICA方法不受去噪阈值的影响,也不需要选择小波基函数,更具有通用性和稳定性. 展开更多
关键词 离心式风机 振动信号 去噪 快速固定点算法
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基于小波变换的ICA盲源分离算法 被引量：9
7
作者 洪丹枫 凌青 彭娇娇 《海军航空工程学院学报》 2013年第3期237-240,共4页
针对ICA算法不能直接应用于单通道盲分离的问题,提出了基于小波变换的ICA盲源分离算法。该算法结合小波变换对基于信息论的ICA算法进行了改进并应用在单通道盲分离中。仿真结果给出了分离后信号的波形,经检验其相似程度,分离后信号的波... 针对ICA算法不能直接应用于单通道盲分离的问题,提出了基于小波变换的ICA盲源分离算法。该算法结合小波变换对基于信息论的ICA算法进行了改进并应用在单通道盲分离中。仿真结果给出了分离后信号的波形,经检验其相似程度,分离后信号的波形与源信号的波形较为接近。 展开更多
关键词 小波变换 ica算法 相似程度
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基于Fast-ICA的Wigner-Ville分布交叉项消除方法 被引量：3
8
作者 齐晓轩 郭婷婷 贾志勇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期71-75,共5页
针对Wigner-Ville分布中交叉项干扰的问题,提出一种基于快速独立分量分析(Fast-ICA)算法的交叉项消除方法。采用Fast-ICA方法将若干独立分量信号从混合信号中分离出来,对各独立分量信号进行Wigner-Ville分析,叠加分析结果,重构原混合信... 针对Wigner-Ville分布中交叉项干扰的问题,提出一种基于快速独立分量分析(Fast-ICA)算法的交叉项消除方法。采用Fast-ICA方法将若干独立分量信号从混合信号中分离出来,对各独立分量信号进行Wigner-Ville分析,叠加分析结果,重构原混合信号消除交叉项后的总体Wigner-Ville分布。仿真结果表明,该方法能消除混合信号Wigner-Ville分布中的交叉项,收敛速度快、实时性高,同时可保持较好的时频聚集性。 展开更多
关键词 时频分析 WIGNER-VILLE分布 交叉项 快速独立分量分析算法 独立分量
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基于四阶互累积量的fast ICA微地震数据噪声压制方法研究 被引量：3
9
作者 张敏 王凯 +2 位作者 李振春 赵子越 孙晨曦 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期716-723,共8页
相较于常规地震资料,微地震资料中不同道之间有效信号通常存在时间差,使得采用快速独立分量分析(fast independent component analysis,fast ICA)算法分离微地震有效信号时受不同道之间有效信号时间差干扰,导致部分有效信号被当作噪声... 相较于常规地震资料,微地震资料中不同道之间有效信号通常存在时间差,使得采用快速独立分量分析(fast independent component analysis,fast ICA)算法分离微地震有效信号时受不同道之间有效信号时间差干扰,导致部分有效信号被当作噪声而分离。引入四阶互累积量算法消除时间差后,再将fast ICA算法应用于微地震资料进行有效信号与噪声的盲源分离,从而解决上述问题。首先分别介绍了四阶互累积量算法和fast ICA算法,并利用微地震仿真数据测试了四阶互累积量算法的时差估计准确性,再根据时差估计结果对有效信号进行时差偏移,最后对偏移后的微地震数据进行fast ICA盲源分离,从而达到去除噪声的同时保留有效信号并提高信噪比的目的。微地震仿真实验以及实际微地震资料的处理结果表明基于四阶互累积量的fast ICA微地震数据噪声压制方法具有良好的去噪效果。 展开更多
关键词 四阶互累积量 时间差 FAST ica算法 微地震 去噪 信噪比
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基于ICA和高阶累积量的AR序列的分解与复原 被引量：4
10
作者 张玉洁 祁锐 李宏伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1836-1840,共5页
本文研究由若干个非因果自回归(auto regression,AR)序列叠加产生的多道时间序列的分解与复原问题,首先从序列的独立性出发,利用序列的高阶统计信息,采用独立成分分析(independent component analysis,ICA)中的广义信息最大化(Info- max... 本文研究由若干个非因果自回归(auto regression,AR)序列叠加产生的多道时间序列的分解与复原问题,首先从序列的独立性出发,利用序列的高阶统计信息,采用独立成分分析(independent component analysis,ICA)中的广义信息最大化(Info- max)算法寻找一可逆矩阵将混合序列进行分离,然后设计了一种基于高阶统计量的自回归模型的辨识算法,算法中将非因果AR系统看成由因果和反因果系统的极联,在每次迭代中先估计反因果AR的阶数和参数,然后再估计因果AR的阶数和参数,由选用的线性方程组保证了参数的唯一可辨识性.最后通过模拟实验验证了此方法的有效性. 展开更多
关键词 独立成分分析 信息最大化算法 高阶累积量 非因果AR模型
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基于ICA方法和遗传算法的胎儿心电信号提取 被引量：2
11
作者 曾孝平 李君 +1 位作者 余炜 蒲秀娟 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2010年第5期600-604,共5页
现有独立分量分析(ICA)方法易陷入局部极优值,从而使提取出的胎儿心电信号(FECG)中常混有部分母体心电(MECG)。为解决该问题,本文提出一种基于独立分量分析和遗传算法(GA)的新的胎儿心电信号提取方法。该方法首先利用遗传算法在全局空... 现有独立分量分析(ICA)方法易陷入局部极优值,从而使提取出的胎儿心电信号(FECG)中常混有部分母体心电(MECG)。为解决该问题,本文提出一种基于独立分量分析和遗传算法(GA)的新的胎儿心电信号提取方法。该方法首先利用遗传算法在全局空间内搜索最优值,然后又通过基于峭度的固定点算法的迭代核加强局部搜索,因而增强了算法的分离能力。该算法适用于超高斯和亚高斯信号同时存在的情况,并且具有遗传算法所有的收敛性强的优点。实验结果表明,该算法可以成功地分离混叠信号,而且与传统的独立分量分析方法相比,具有更优异的分离能力,提取出的胎儿心电信号噪声小,几乎不混有母体心电。 展开更多
关键词 独立分量分析 遗传算法 胎儿心电信号
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FastICA算法及其在地震信号去噪中的应用 被引量：15
12
作者 张念 刘天佑 李杰 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2009年第4期1432-1434,共3页
ICA算法是求解盲源分离问题的有效算法。建立了ICA算法的数学模型,对模型的求解条件及多解性进行了分析。给出一种基于负熵极大的FastICA算法,讨论该算法在地震信号去噪中的应用。仿真实验验证了该算法的有效性。
关键词 独立分量分析算法 地震信号 去噪
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相空间重构单通道ICA算法及其在变形监测数据去噪中的应用 被引量：2
13
作者 黄大伟 戴吾蛟 刘斌 《测绘工程》 CSCD 2014年第6期38-42,共5页
常用的去噪方法需对数据序列进行多尺度分解实现去噪,而未考虑信号本身的关联和特征。相空间重构单通道ICA算法依据相空间重构将一维信号扩展到高维相空间,从信号本身获取其隐含的动力学特征,从而利用独立分量分析分离有用信号和噪声。... 常用的去噪方法需对数据序列进行多尺度分解实现去噪,而未考虑信号本身的关联和特征。相空间重构单通道ICA算法依据相空间重构将一维信号扩展到高维相空间,从信号本身获取其隐含的动力学特征,从而利用独立分量分析分离有用信号和噪声。实验证明相空间重构的单通道ICA算法能够实现信号去噪,其去噪能力与多尺度分解去噪方法相当。此外,算法无须多尺度分解,自适应强,且适用于变形监测信号去噪。 展开更多
关键词 相空间重构 独立分量分析 相空间重构的单通道ica算法 变形监测信号去噪
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基于Fast ICA算法的2种储粮害虫活动声信号识别 被引量：1
14
作者 张明真 郭敏 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期778-782,共5页
利用快速独立分量分析(fast independent component analysis,Fast ICA)算法,对混有高斯噪声的2种储粮害虫玉米象Sitophilus zeamais和赤拟谷盗Tribolium castaneum的活动声信号进行去噪,并使用Fast ICA算法识别和分离了2种储粮害虫爬... 利用快速独立分量分析(fast independent component analysis,Fast ICA)算法,对混有高斯噪声的2种储粮害虫玉米象Sitophilus zeamais和赤拟谷盗Tribolium castaneum的活动声信号进行去噪,并使用Fast ICA算法识别和分离了2种储粮害虫爬行与翻身的4种活动声信号,证明了使用Fast ICA算法识别混合信号中每种害虫声信号的有效性和准确性。 展开更多
关键词 储粮害虫 声信号 FAST ica算法 识别
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基于ICA的自电测井曲线去噪方法 被引量：2
15
作者 敖春来 邹连亮 +2 位作者 杨斌红 吕光辉 李永锋 《工程勘察》 2013年第1期92-96,共5页
在有工业频率干扰的自电测井曲线中,目前去除干扰的方法主要有数字陷波器、自适滤波器和小波阈值去噪等。本文在分析自电测井曲线和工业频率干扰信号特点的基础上,利用ICA技术来消除自电测井曲线中的工业频率干扰,并与常规方法进行比较... 在有工业频率干扰的自电测井曲线中,目前去除干扰的方法主要有数字陷波器、自适滤波器和小波阈值去噪等。本文在分析自电测井曲线和工业频率干扰信号特点的基础上,利用ICA技术来消除自电测井曲线中的工业频率干扰,并与常规方法进行比较。结果表明,ICA在消除干扰的同时,能够保持有效信号,有较好的应用前景。 展开更多
关键词 ica 工业频率干扰 FASTica算法
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基于MICA的声级计频率计权数字IIR滤波器设计 被引量：5
16
作者 唐求 吴娟 +2 位作者 邱伟 沈洁 滕召胜 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期78-84,共7页
针对双线性变换法在设计声级计频率计权数字滤波器时存在固有频率失真问题,提出一种基于改进帝国竞争算法的数字IIR滤波器设计方法.为避免帝国竞争算法出现早熟收敛而陷入局部最优的问题,在帝国竞争算法同化阶段引入混沌函数来增大搜索... 针对双线性变换法在设计声级计频率计权数字滤波器时存在固有频率失真问题,提出一种基于改进帝国竞争算法的数字IIR滤波器设计方法.为避免帝国竞争算法出现早熟收敛而陷入局部最优的问题,在帝国竞争算法同化阶段引入混沌函数来增大搜索范围,与此同时,在帝国竞争阶段引入克隆进化算子,引导算法向IIR滤波器参数最优解方向搜索,得到改进帝国竞争算法.在研究声级计A、C计权的IIR滤波器误差来源的基础上,利用改进帝国竞争算法对声级计频率计权数字IIR滤波器系数进行寻优求解,构建基于改进帝国竞争算法的频率计权数字IIR滤波器优化模型.仿真与实验结果表明,本文提出的数字滤波器设计方法精度较高,且滤波器的误差能控制在10-3dB数量级范围内.在噪声环境下不同声信号级进行的频率计权测试结果表明,改进帝国竞争算法测试的声信号级的计权误差能维持在10-2 dB数量级范围内,完全满足国家标准GB/T3241—2010对1级声级计的设计要求. 展开更多
关键词 声级计 频率计权 数字IIR滤波器设计 帝国竞争算法 混沌函数 克隆进化
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基于ICA方法和改进遗传算法的胎儿心电信号分离 被引量：2
17
作者 陈艳 周彬彬 +1 位作者 朱卫俊 张睿 《自动化技术与应用》 2016年第1期14-16,21,共4页
由于独立分量分析(ICA)方法易陷入局部极优值,而遗传算法具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力,自适应地调整搜索方向的优势,本文提出一种改进的遗传算法用于胎儿心电信号的提取,可以克服ICA算法的上述缺陷,改善分离精度。通过实验... 由于独立分量分析(ICA)方法易陷入局部极优值,而遗传算法具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力,自适应地调整搜索方向的优势,本文提出一种改进的遗传算法用于胎儿心电信号的提取,可以克服ICA算法的上述缺陷,改善分离精度。通过实验仿真取得了较好的分离结果。 展开更多
关键词 独立分量分析 遗传算法 胎儿心电信号
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ICA在心音信号处理中的应用 被引量：4
18
作者 杨秀梅 潘家华 +4 位作者 张祖兴 方立彬 纪元霞 樊耘 王威廉 《生物医学工程学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期766-769,共4页
独立成分分析(ICA)是近年来涌现的用于盲信号分离的新技术。本研究利用独立成分分析成功地把心音信号分离为三个独立的成分。借助ICA方法我们能够有效地区分正常人和房间隔缺损病人的心音信号。研究中所用的心音信号由自行研发的心音采... 独立成分分析(ICA)是近年来涌现的用于盲信号分离的新技术。本研究利用独立成分分析成功地把心音信号分离为三个独立的成分。借助ICA方法我们能够有效地区分正常人和房间隔缺损病人的心音信号。研究中所用的心音信号由自行研发的心音采集仪所采集。文章首先介绍了独立成分分析的基本原理,然后介绍了一种基于四阶统计量的算法—快速定点算法,并给出了利用此算法的ICA步骤。试验结果表明,ICA在心音信号的处理中是一种很有潜力的方法。 展开更多
关键词 独立成分分析 心音图信号 快速定点算法
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一种基于ICA的盲源分离定点迭代算法 被引量：4
19
作者 李鸿燕 马建芬 +1 位作者 李灯熬 王华奎 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2007年第1期35-37,41,共4页
介绍了一种基于ICA的定点迭代算法,并给出算法的模型、步骤和仿真结果。该算法以峰度作为独立性判决准则,在迭代过程中,使用定点算法,快速有效地分离出任意分布的非高斯独立源信号。实验表明,与传统的基于随机梯度的ICA算法相比,该算法... 介绍了一种基于ICA的定点迭代算法,并给出算法的模型、步骤和仿真结果。该算法以峰度作为独立性判决准则,在迭代过程中,使用定点算法,快速有效地分离出任意分布的非高斯独立源信号。实验表明,与传统的基于随机梯度的ICA算法相比,该算法具有收敛速度快,无需动态参数的优点,是一种高效可靠的盲信号分离算法。 展开更多
关键词 ica 盲源分离 定点算法
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基于ICA优化空间信息PCM的SAR图像分割 被引量：4
20
作者 田小林 焦李成 缑水平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期1751-1755,共5页
可能性C-均值(PCM)聚类算法提高了数据聚类的抗噪性能,但由于这种算法没有考虑数据的空间依赖特性,应用于合成孔径雷达(SAR)图像分割时,受SAR图像中斑点噪声的影响,通常不能得到正确的分割结果。该文在PCM目标函数中引入空间相对位置信... 可能性C-均值(PCM)聚类算法提高了数据聚类的抗噪性能,但由于这种算法没有考虑数据的空间依赖特性,应用于合成孔径雷达(SAR)图像分割时,受SAR图像中斑点噪声的影响,通常不能得到正确的分割结果。该文在PCM目标函数中引入空间相对位置信息和多尺度空间像素强度信息,这些空间信息取值由前次迭代优化的聚类结果确定,空间信息影响程度(影响因子)由免疫克隆算法(ICA)优化,实现了空间信息影响因子的自适应调整,优化了PCM聚类结果。实验将这种算法应用于人工合成图像和实际SAR图像的分割,结果表明该文所提出的算法对初始分割不敏感,具有强的抗噪性能,改善了SAR图像的分割效果。 展开更多
关键词 SAR图像分割 PCM聚类 平稳小波变换(SWT) 免疫克隆算法(ica)
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