t ICA 产生了一系列独立的时间序列和相应的一系列不受限制的图像。独立时间序列被抽取,是将图像(相对每个时间点) 放在x 的列中,N 个像素中的每一个作为独立的麦克风或混合信号,每个混合信号由T 个时间点组成。
s ICA 产生了一系列相互独立的图像和相应的一系列不受限制的时间序列。代替将图像放在x 的列中,s ICA 将每幅图像放在x 的行中。在这种情况下, 每幅图像的像素值相对其它的图像来说是独立的。
严格的来讲,无论是s ICA 还是t ICA ,都是在牺牲物理上不可能实现的形式来满足对成分独立的限制条件。st ICA 则将独立成分和它们相应的信号放在同等重要的位置上,它同时最大化空间和时间上的独立度,即st ICA 在相互独立的图像和相互独立的时间序列上采取了一种折衷的方法。[10]
2.4 偏最小二乘算法(PLS)
偏最小二乘法(partial least squares method -PLS)是建立在主成分分析和主成分回归基础上的一种多元分析方法。它可以解决许多已往用普通多元回归无法解决的问题。PLS能够根据正常工况的生产数据,准确捕捉质量变量与过程变量之间的关系,对生产工况进行有效监测,能够弥补其他统计方法(如PCA、ICA等)无法考虑过程变量对质量变量影响的不足。PLS通过将高文数据空间投影到低文特征空间,得到相互正交的特征向量,再建立特征向量间的一元线性回归关系。正交特征投影使PLS有效地克服了普通最小二乘回归的共线性问题。同时PLS方法将多元回归问题转化为若干个一元回归,适用于样本数较少而变量数较多的过程建模。而与主元回归相比,PLS在选取特征向量时强调输入对输出的解释预测作用,去除了对回归无益的噪声,因此PLS模型具有更好的鲁棒性和预测稳定性。由于PLS方法能够有效地解决共线性问题,非常适用于过程变量较多而且耦合严重的工业过程建模,因此在过程建模、监控和故障诊断等领域得到了广泛应用。
算法的基本思想是认为系统(或者过程)是被少量的隐变量所驱动的。这些隐变量无法直接测量,但是可以通过数据进行估计,是过程观测变量,操纵变量等的线性组合。
偏最小二乘法(PLS)是基于因子分析的多变量校正方法,其数学基础为主成分分析。但它相对于主成分回归(PCR)更进了一步,两者的区别在于PLS法将浓度矩阵Y和相应的量测响应矩阵X同时进行主成分分解:
X=TP+E (2-12)
Y=UQ+F (2-13)
式中T和U分别为X和Y的得分矩阵,而P和Q分别为X和Y的载荷矩阵,E和F分别为运用偏最小二乘法去拟合矩阵X和Y时所引进的误差。
偏最小二乘法和主成分回归很相似,其差别在于用于描述变量Y中因子的同时也用于描述变量X。为了实现这一点,数学中是以矩阵Y的列去计算矩阵X的因子。同时,矩阵Y的因子则由矩阵X的列去预测。分解得到的T和U矩阵分别是除去了大部分测量误差的响应和浓度的信息。偏最小二乘法就是利用各列向量相互正交的特征响应矩阵T和特征浓度矩阵U进行回归:
U=TB (2-14) 偏最小二乘算法在过程监控中的应用研究(5):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_3154.html