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獨立成分分析(Independent Component Analysis, ICA)是什么?

2019-11-06 06:27:35
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供稿:網(wǎng)友
獨立成分分析(Independent Component Analysis, ICA)是近年來出現(xiàn)的一種強有力的數(shù)據(jù)分析工具(Hyvarinen A, Karhunen J, Oja E, 2001; Roberts S J, Everson R, 2001)。1994年由Comon給出了ICA的一個較為嚴格的數(shù)學定義,其思想最早是由Heranlt和Jutten于1986年提出來的。  ICA從出現(xiàn)到現(xiàn)在雖然時間不長,然而無論從理論上還是應用上,它正受到越來越多的關注,成為國內(nèi)外研究的一個熱點。特別是從應用角度看,它的應用領域與應用前景都是非常廣闊的,目前主要應用于盲源分離、圖像處理、語言識別、通信、生物醫(yī)學信號處理、腦功能成像研究、故障診斷、特征提取、金融時間序列分析和數(shù)據(jù)挖掘等。 

 ICA是一種用來從多變量(多維)統(tǒng)計數(shù)據(jù)里找到隱含的因素或成分的方法,被認為是主成分分析(PRincipal Component Analysis, PCA)和因子分析(Factor Analysis)的一種擴展。對于盲源分離問題,ICA是指在只知道混合信號,而不知道源信號、噪聲以及混合機制的情況下,分離或近似地分離出源信號的一種分析過程。 

ICA是將原始數(shù)據(jù)降維并提取出相互獨立的屬性。我們知道兩個隨機變量獨立則它們一定不相關,但2個隨機變量不相關則不能保證它們不獨立,因為獨立是表示沒有任何關系,而不相關只能表明是沒有線性關系。且PCA目的是找到這樣一組分量表示,使得重構誤差最小,即最能代表原事物的特征。ICA的目的是找到這樣一組分量表示,使得每個分量最大化獨立,能夠發(fā)現(xiàn)一些隱藏因素。由此可見,ICA的條件比PCA更強些。

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