[发明专利]一种基于莱维飞行细菌觅食进化的盲源分离方法

权利要求书

1.一种基于莱维飞行细菌觅食进化的盲源分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对群智能交互机制参数和种群进行初始化，并设置最大总迭代次数、最大趋向循环次数和适应度函数，然后开始迭代；在不同种群个体位置条件下做VMD运算，选取分离出分量的局部极小熵值作为信号的适应度函数，所述VMD运算的计算公式为：

式中，P_n为A_n的归一化值；A_n为VMD在不同位置下分离出的本征模态分量经过Hilbert解调后的包络信号；n＝1,2,···,M表示求取包络时将本征模态分量瞬时包络范围划分的等级数目；{E_d|d＝1,2,···,K}表示A_n的包络熵,K表示分解层数；fitness(o)表示计算种群个体位置为o的适应度函数；min表示取最小值；步骤二：开始趋向循环过程，首先计算初始适应度值并保存，然后产生一个随机方向向量，让种群个体在该方向上以莱维飞行产生的随机步长进行游动，并根据适应度值的大小比较结果决定是否更换方向，最后达到最大转向次数后处理下一个种群个体，直到所有种群个体被处理；

步骤三：判断是否达到最大趋向循环次数，如果未达到则返回到第二步继续进行趋向操作，否则开始复制操作过程，首先计算每个种群个体适应度值的累加和能量值并进行排序，然后淘汰能量较差的半数种群，并依据能量较好的半数种群应用分布式算法估计再生得到新的半数种群，最后与存留下的半数种群组成新种群；所述对能量较好的半数种群个体进行分布式估计再生的公式如下所示：

式中，θ^μ,q表示分布式估计再生的半数种群位置信息，η₁和η₂是[0,1]之间的均匀分布的随机数，μ和q分别是种群较优位置的分维度均值和标准差向量；

步骤四：完成复制操作后开始种群迁徙，每个种群个体在自适应概率下以高斯分布的形式进行迁徙；

步骤五：完成迁徙操作后，对种群实施差分进化并进行多样性评估，如果子代平均个体间距大于父代，则将子代种群替换原有父代，而原有父代舍弃；

步骤六：判定是否达到最大总迭代次数，如果未达到则返回继续迭代，否则将寻优的最优参数组合输出至VMD中；

步骤七：VMD对从外界环境中观测到的辐射源信号进行分离操作；

步骤八：将本征模态分量与源信号做相关运算，选取相关系数最大且与源信号数目具有相同数量的分量作为最终分离出的源信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于莱维飞行细菌觅食进化的盲源分离方法，其特征在于，所述的所述种群的初始化按照如下公式生成：

θⁱ(1)＝θ_min+rand(-1,1)·(θ_max-θ_min)

式中，θⁱ(1)表示初始化第i个种群个体的位置，其中i＝1,2,···,S；rand(-1,1)表示[-1,1]之间的随机数；θ_min和θ_max分别为优化区间的最小值与最大值。

3.根据权利要求1所述的一种基于莱维飞行细菌觅食进化的盲源分离方法，其特征在于，所述初始适应度值的计算公式如下：

J(i,j)＝fitness(θⁱ(j))

式中，J(i,j)表示种群个体i在第j次趋向操作中的适应度值；θⁱ(j)表示在第j次趋向操作后种群个体i的位置信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于莱维飞行细菌觅食进化的盲源分离方法，其特征在于，所述每个种群的自适应概率计算为：

式中，P_self(i)表示第i个种群个体的自适应迁徙概率；P_ed为基本迁徙概率；表示种群个体能量的最大值；/表示种群个体能量的最小值,/表示第i个种群个体的能量值。