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ICA

(獨立成分分析)

鎖定
信號處理中,獨立成分分析(ICA)是一種用於將多元信號分離為加性子分量的計算方法。 [1]  這是通過假設子分量是非高斯信號,並且在統計上彼此獨立來完成的。ICA是盲源分離的特例。一個常見的示例應用程序是在嘈雜的房間中聆聽一個人的語音的“ 雞尾酒會問題 ”。 [1] 
ICA(Independent Component Correlation Algorithm)是一種函數,X為n維觀測信號矢量,S為獨立的m(m<=n)維未知源信號矢量,矩陣A被稱為混合矩陣。ICA的目的就是尋找解混矩陣W(A的逆矩陣),然後對X進行線性變換,得到輸出向量U。
最簡單的即為最近鄰分類器(NNC):用距離參數表示訓練集模板與測試樣本的差異,認為測試樣本與滿足最小距離訓練樣本屬於同一種表情。
中文名
獨立成分分析
外文名
independent component analysis [1] 
簡    稱
ICA [1] 
等    式
U=WX=WAS
應    用
表情分類

ICA基本介紹

X=AS
U=WX=WAS

ICA過程

(1)對輸入數據進行中心化和白化預處理
X*=X-u
經過白化變換後的樣本數據
Z=Wz X*
(2)從白化樣本中求解出解混矩陣W
通過優化目標函數的方法得到W
(3)得到獨立的基向量U
U=WX
應用:表情分類
得到基向量U後,任何一個樣本可用U的線性組合來表示。
線性組合的係數即Xi向U上的投影係數:
Ei=UXi'
訓練樣本和測試樣本可分別得到Ei和Etest。
然後選擇合適的分類器,就可以進行分類。

ICAfastica簡介

function [Out1, Out2, Out3] = fastica(mixedsig, varargin)
%FASTICA(mixedsig) estimates the independent components from given
% multidimensional signals. Each row of matrix mixedsig is one
% observed signal.
% = FASTICA (mixedsig); the rows of icasig contain the
% estimated independent components.
% = FASTICA (mixedsig); outputs the estimated separating
% matrix W and the corresponding mixing matrix A.
mixedsig為輸入向量,icasig為求解的基向量。
A即為混合矩陣,可以驗證mixedsig=A×icasig。
W即為解混矩陣,可以驗證icasig=W×mixedsig。
參考資料
  • 1.    楊竹青、李勇、胡德文.獨立成分分析方法綜述:自動化學報,2002