基于松鼠觅食算法优化LSSVM的泥石流预测

针对山区村镇泥石流影响因素多元复杂、LSSVM算法参数随机导致的精度不佳及陷入局部最优问题,采用核主成分分析KPCA降维、SSA算法参数寻优的方法建立LSSVM泥石流灾害预测模型。以山阳县中村镇泥石流为例,分析泥石流全域地形地貌成灾因子,对数据预处理清洗规范,利用KPCA主成分贡献率选取出6个成灾因子作为LSSVM算法的输入数据,泥石流发生概率为输出,建立泥石流预报模型,并用SSA算法进行模型参数的优化。将SSA寻优后的LSSVM预测结果与GA、GC参数寻优模型预测结果比对,结果表明SSA-LSSVM准确率达到93.2%,相比其他模型提高[4.8%-1.4%],且SSA算法优化的LSSVM模型的MAE、MSE和RMSE最小且接近于零,同时从泥石流发生的预报等级维度进行结果比对分析,结果进一步说明模型预测的精度及稳健性。本研究说明SSA-LSSVM算法可用于泥石流灾害发生概率的预测,为此类灾害预测提供了科学依据。     

一种新的基于KPCA和改进ε-SVM的入侵检测模型

提出一种新的结合核主成分分析（Kernel Principal Component Analysis,KPCA）和遗传算法（Genetic Algo-rithm,GA）的支持向量机（Support Vector Machine,SVM）入侵检测模型。在新模型中,使用多层SVM分类器来判断网络行为是否为攻击行为,KPCA用于对SVM的输入数据进行预处理,以降低特征向量的维数和缩短训练时间,使用改进的核函数N-RBF来消除属性间差异所导致的噪声,GA算法用来优化SVM三个参数的选择。仿真实验表明,与其他检测模型相比,该模型具有更高的预测精度、更快的收敛速率和更好的泛化性能。     

非线性特征提取和LSSVM在化工过程故障诊断中应用

提出利用非线性特征提取（核主成分分析（KPCA）和核独立成分分析）消除数据的不相关性,降低维数。核主成分分析利用核函数把输入数据映射到特征空间,进行线性主成分分析计算提取特征;核独立成分分析在KPCA白化空间进行线性独立成分分析（ICA）变换提取独立成分。提取的特征作为最小二乘支持向量机分类器的输入,构建融合非线性特征提取和最小二乘支持向量机的智能故障分类方法。研究了该方法应用到某石化企业润滑油生产过程的故障诊断中的有效性和可行性。     

基于特征样本的KPCA在故障诊断中的应用

核函数主元分析（KPCA）可用于非线性过程监控.建立KPCA模型首先要计算核矩阵K,K的维数等于训练样本的数量,对于大样本集,计算K很困难.对此提出一种基于特征样本的KPCA（SKPCA）,其基本思想是,首先利用非线性映射函数将输入空间映射到特征子空间,然后在特征子空间中计算主元.将SKPCA应用于监控Tennessee Eastman过程,并与基于全体样本的KPCA作比较,仿真结果显示,二者诊断结果基本相同,然而特征样本只是训练样本中的一小部分,因此减少了K的维数,解决了K的计算问题.     

一种融合 KPCA 和 BP 神经网络的用水总量预测方法

针对影响用水总量的相关用水因子的不确定性和非线性多维特点,论文研究并提出了一种融合KPCA和思维优化BP神经网络的用水总量预测方法。首先运用相关系数法确定预测因子,然后利用核主成分分析（KPCA）对所述预测因子进行降维处理,解决数据之间的非线性特征,最后采用BP神经网络建立用水总量预测模型,同时采用思维进化学习算法优化BP神经网络的权值和阈值。该方法在国家统计局的2007-2016年度开放统计用水数据中实验,通过实验比较,该模型的相对预测误差小于5%,结果表明,融合 KPCA和思维优化BP神经网络的用水总量预测模型能很好的预测未来用水总量。     

穿戴式跌倒检测中特征向量的提取和降维研究

穿戴式跌倒检测中老年人特征属性过多会造成维数灾难,影响后续跌倒检测精度。针对此问题,首先采用时域分析法提取初始特征向量集,然后用提出的改进核主成分分析算法（IKPCA）对特征向量进行降维,从而获得优质的特征向量集,使得后续的分类具有更好的效果。IKPCA算法首先利用I-RELIEF算法对初始特征向量集进行特征选择,然后计算跌倒特征向量的信息度量和相似度度量,最后根据跌倒特征向量的相似度度量剔除无效的跌倒特征向量。IKPCA算法不但保持核主成分分析算法（KPCA）较好的降维能力,而且扩充了较好的分类能力。利用真实的数据集进行实验,对比分析表明,相比其他算法,IKPCA算法能够得到更优质的特征向量数据集。     

基于小波KPCA与IQGA-ELM的煤与瓦斯突出预测研究

为有效预防煤与瓦斯突出灾害,针对煤与瓦斯突出预测精度和效率不高问题,提出基于小波核主成分分析(KPCA)和改进的极限学习机(IQGA-ELM)的煤与瓦斯突出预测方法.通过小波核主成分分析法对原始致突指标进行非线性降维处理,提取出致突指标主成分序列,将其作为极限学习机(ELM)网络神经的输入,利用改进量子遗传算法(IQGA)对ELM的输入层权值和隐含层阈值进行优化,建立小波KPCA-IQGA-ELM预测模型,模型的输出为煤与瓦斯突出强度的预测结果.研究结果表明,该模型泛化能力强,可以对煤与瓦斯突出强度进行有效预测.     

概率核主成分分析及其应用

主成分分析（PCA）、核主成分分析（KPCA）和概率主成分分析（PPCA）是已经取得广泛应用的特征提取方法。提出一种基于概率核主成分分析（PKPCA）的检测液晶屏幕亮点的方法。作为对PPCA的一种非线性扩展,PKPCA在PPCA的基础上引入了核函数方法,因而其捕获模式非线性特征的能力更强。在KPCA和PPCA的基础上推导了PKPCA过程公式,并在检测液晶屏幕亮点的应用中将PKPCA、PPCA、PCA算法进行比较。实验结果表明,PKPCA的检测率和局部信噪比优于其他两者。     

一种改进的SVM算法在入侵检测中的应用

传统的入侵检测算法在处理网络流式数据时,由于网络数据量大,而且具有高维性,冗余性等特点,导致入侵检测计算量大,占用资源较多,训练和预测的时间较长等不足,这就需要在保留网络数据有用信息的前提下进行数据的特征提取。采用核主成分分析(KPCA)对网络入侵数据进行维数和消除冗余信息处理,减少支持向量机输入的维数,利用粒子群算法对SVM进行参数寻优,选取修正核函数代替传统的单一核函数,实验证明,该改进算法有效地提高了入侵检测的检测率,同时也提高了预测的速度。     

基于核函数的PCA在QAR数据分析中的应用

分析了传统的主成分分析方法的不足,论述了KPCA方法及其时间复杂度高的缺陷。在此基础上,提出基于核函数构造的协方差矩阵的主成分分析,相比 KPCA,该方法具有快的降维速度。实验结果显示：把该方法用于QAR数据具有良好的降维效果和高分类正确率。     

一种基于核主元分析的话务量特征提取方法*

针对话务量的特点,提出了一种基于核主元分析的非线性的特征提取方法,该方法采用KPCA方法提取的非线性特征反映了原始输入输出数据之间的复杂关系,精简了网络输入数据阵的维数。通过仿真结果比较表明,基于KPCA-RBFNN的话务量预测模型比PCA-RBFNN模型具有较好的非线性数据处理能力,反映了该方法的有效性。     

A multiple-kernel LSSVR method for separable nonlinear system identification

In some nonlinear dynamic systems, the state variables function usually can be separated from the control variables function, which brings much trouble to the identification of such systems. To well solve this problem, an improved least squares support vector regression （LSSVR） model with multiple-kernel is proposed and the model is applied to the nonlinear separable system identification. This method utilizes the excellent nonlinear mapping ability of Morlet wavelet kernel function and combines the state and control variables information into a kernel matrix. Using the composite wavelet kernel, the LSSVR includes two nonlinear functions, whose variables are the state variables and the control ones respectively, in this way, the regression function can gain better nonlinear mapping ability, and it can simulate almost any curve in quadratic continuous integral space. Then, they are used to identify the two functions in the separable nonlinear dynamic system. Simulation results show that the multiple-kernel LSSVR method can greatly improve the identification accuracy than the single kernel method, and the Morlet wavelet kernel is more efficient than the other kernels.     

基于核方法的非线性时间序列预测建模

提出了一种基于核的非线性时间序列预测建模方法。对非线性时间序列的相空间进行重构以确定其嵌入维数，并提出一种基于核主成分分析的非线性时间序列相空间重构方法，针对时间序列的时序特征，采用一种加权的支持向量回归模型对时间序列预测建模。在不同基准数据集上的实验结果表明，与通常的基于普通支持向量回归的建模方法相比，该文所提出的预测建模方法具有较高的精度，说明所提方法对非线性时间序列的预测建模是有效的。     

A MKL based on-line prediction for gasholder level in steel industry

The real-time prediction for gasholder level is significant for gas scheduling in steel enterprises. In this study, we extended the least squares support vector regression (LSSVR) to multiple kernel learning (MKL) based on reduced gradient method. The MKL based LSSVR, using the optimal linear combination of kernels, improves the generalization of the model and reduces the training time. The experiments using the classical non-flat function and the practical problem shows that the proposed method achieves well performance and high computational efficiency. And, an application system based on the approach is developed and applied to the practice of Shanghai Baosteel Co. Ltd.     

基于测地距离的KPCA人脸识别

针对人脸检测数据集中的信息均为高维特征向量且人脸识别易受表情变化影响等问题,本文提出一种基于测地距离的KPCA人脸识别方法,该方法利用非线性方法提取主成分。先采用KPCA方法把人脸数据映射到高维空间,进而在高维空间中提取人脸的主成分,其中核函数为多项式核函数;然后引入测地距离替换原来的欧氏距离进行相似度量,其能更准确地测量出两像素点间的实际距离,使得人脸识别率受表情变化影响小。该方法不但可以实现降维,而且还能达到有效提取特征的目的。在ORL人脸库上的实验结果表明,该方法的识别率明显优于PCA、KPCA等方法的识别率。     

结合非线性频谱与核主元分析的复杂系统故障诊断方法

传统非线性频谱分析方法对复杂系统进行故障诊断时,求解出的非线性频谱数据量庞大,不便于直接用于故障检测与分类识别.本文提出了一种非线性频谱特征与核主元分析(KPCA)结合的故障诊断方法,首先通过最小二乘算法估计出前3阶Volterra时域核,由多维傅立叶变换求取出广义频率响应函数,然后利用KPCA方法对谱数据进行压缩与提取谱特征,最后利用多分类最小二乘支持向量机进行多故障检测与识别.考虑到频谱数据具有非线性的特点,KPCA中的核函数选用由多项式函数与径向基函数构成的混合核函数,兼顾了局部特性与全局特性.论文基于非线性频谱数据,给出了核主元模型建立与在线故障诊断的具体算法.对非线性模拟电路和数控机床伺服传动系统进行了仿真实验,结果表明本文方法能够大幅度降低频谱数据维数,故障识别率高,是一种实用的故障诊断方法.     

核参数判别选择方法在核主元分析中的应用

针对核主元分析(KPCA)中高斯核参数β的经验选取问题,提出了核主元分析的核参数判别选择方法。依据训练样本的类标签计算类内、类间核窗宽,在以上核窗宽中经判别选择方法确定核参数。根据判别选择核参数所确定的核矩阵,能够准确描述训练空间的结构特征。用主成分分析(PCA)对特征空间进行分解,提取主成分以实现降维和特征提取。判别核窗宽方法在分类密集区域选择较小窗宽,在分类稀疏区域选择较大窗宽。将判别核主成分分析(Dis-KPCA)应用到数据模拟实例和田纳西过程(TEP),通过与KPCA、PCA方法比较,实验结果表明,Dis-KPCA方法有效地对样本数据降维且将三个类别数据100%分开,因此,所提方法的降维精度更高。     

基于文化粒子群算法的KPCA特征提取*

如何选择最优或接近最优的核函数使分类错误率降低,是KPCA应用于特征提取的关键。为了优化核 函数,提高特征提取的能力并降低分类错误率,在研究了文化算法（cultural algorithm, CA）、粒子群优化（particle swarm optimization, PSO）相关文献的基础上,提出了一种文化粒子群算法（cultural based PSO, CBPSO）流程,并 将此算法用于训练核函数参数,实现了KPCA和CBPSO的集成,有效地提高了核函数的优化选择。通过比较 CBPSO-KP