牛奶脂肪含量的高低会影响人的身体健康。 以牛奶脂肪含量作为分析指标, 应用图像处理技术分析高光谱数据, 利用ENVI软件从高光谱图像中提取感兴趣区域(ROI), 采用不同的预处理方法对光谱数据建立偏最小二乘回归(PLSR)模型并比较得出最佳的预处理方法, 然后采用不同的主成分个数对预处理后的数据进行特征提取并建立支持向量回归机(SVR)模型, 通过比较得出最佳的主成分个数, 最后对特征提取后的数据建立SVR预测模型对牛奶中脂肪含量进行分析。 由于传统的SVR模型预测效果不好, 不能满足人们对于预测模型的基本要求, 故提出一种混合策略改进的鲸鱼优化算法对SVR预测模型进行优化, 将经过混合策略改进的鲸鱼优化算法优化后的SVR模型的评价参数与经过遗传算法、 传统的鲸鱼优化算法、 精英反向学习优化的鲸鱼优化算法优化后的SVR模型的评价参数进行了比较。 结果表明: 经混合策略改进的鲸鱼优化算法优化的SVR模型的训练集与预测集决定系数(R2)的值分别为0.998和0.995, 均方根误差(RMSE)的倒数1/RMSE的值分别为13.766和6.191, 平均绝对误差(MAE)的倒数1/MAE的值分别为13.910和11.422; 经传统的鲸鱼优化算法优化的SVR模型的训练集与预测集参数R2的值分别为0.998和0.989, 1/RMSE的值分别为13.526和5.849, 1/MAE的值分别为13.616和7.037; 经精英反向学习策略改进的鲸鱼优化算法优化的SVR模型的训练集与预测集参数R2的值分别为0.998和0.988, 1/RMSE的值分别为12.474和6.421, 1/MAE的值分别为15.003和10.554。 由以上结果说明混合策略改进的鲸鱼优化算法优化SVR预测模型是可行的, 优化后的SVR模型具有更好的预测效果。

FBG形状传感器的铺设角度偏差导致曲率和挠率测量误差，进而影响形状传感器的重构精度。针对该问题，文章提出了一种基于鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm，WOA)的FBG铺设角度偏差自矫正模型。重构实验验证了所提方法的有效性，不同形状的远端重构误差分别从11.66和22.6mm降低至5.63和10.47mm，相对误差分别从2.56%和4.96%降低至1.21%和2.25%，相对误差从2.56%和4.96%降低至0.95%和2.06%。

本文提出了一种基于融合改进策略的快速鲸鱼优化算法（FWOA），用于解决室内可见光通信（VLC）系统中光信号分布不均匀的问题。该算法通过反向学习和非线性收敛因子提升了收敛速度，采取扰动搜索机制实现全局寻优。在考虑发光二极管（LED）部署高度的光源布局和功率分配方面，采取了同步优化方案。实验结果表明，在优化16个LED布局模型后，系统照度均匀度提升了7.39%~109.03%，接收功率的品质因子由5.25提高到12.23，同步优化后进一步提高至15.12。此外，实验发现，当LED数量存在限制时，通过选择合适的LED数量，可以在系统能量和性能之间达到较好的平衡。

鉴于藤椒油市场良莠不齐, 以近红外光谱技术为基础, 藤椒油为研究对象, 展开对藤椒油掺伪检测研究。 首先将纯藤椒油作为基底油, 按比例配置掺入大豆油、 玉米油、 葵花籽油得到油样, 采集藤椒油掺伪样品的近红外光谱数据; 光谱数据经归一化处理后采用标准正态变换(SNV)、 多元散射矫正(MSC)进行预处理, 然后采用竞争性自适应重加权算法(CARS)、 连续投影算法(SPA)进行特征数据提取, 组合不同预处理算法与特征数据提取算法, 通过支持向量机回归(SVR)建立藤椒油掺伪预测模型。 结果表明: MSC-CARS-SVR模型校正集和预测集的决定系数(R2)最高, 校正集R2达到了0.756 1, 预测集R2达到0.705 2; 均方根误差(RMSE)最小, 校正集RMSE达到0.743, 预测集RMSE达到0.794。 为了提高模型的准确性, 采用鲸鱼算法(WOA)和改进鲸鱼算法(BAS-WOA)优化SVR模型, 改进的鲸鱼算法以每一次鲸鱼群的最优鲸鱼作为当前天牛须的出发位置, 分别探索左右须前进, 计算前进后的目标函数, 如果目标函数优于当前最优鲸鱼的值, 则用前进后的天牛位置替换鲸鱼位置, 进而实现了天牛须算子对鲸鱼算法的改进。 用WOA优化SVR模型, 相比之下精度最高的为MSC-CARS-WOA-SVR模型, 校正集R2达到0.859 1, 预测集R2达到0.821 6; 校正集RMSE降低到了0.374, 预测集RMSE降低到0.495。 相比于传统的SVR模型精度和性能都有较明显提升。 用BAS-WOA优化SVR模型, 精度最高的是MSC-CARS-BAS-WOA-SVR模型, 校正集R2高达0.955 1, 预测集R2高达0.943 9; 校正集RMSE降低到了0.054, 预测集RMSE降低到0.081。 相比于WOA优化算法, BAS-WOA优化的模型精确度和性能都有了进一步提升, 模型预测集R2从0.821 6提高到0.943 9, 预测集RMSE从0.495降低为0.081。 鲸鱼算法优化SVR模型容易陷入局部极值和收敛速度问题, 改进的鲸鱼算法通过天牛须算法的左右须探寻来改进鲸鱼算法不足, 从而提升算法的全局寻优能力。 研究表明近红外光谱技术结合智能优化算法能有效识别藤椒油掺伪。

雷达通信一体化有利于提高设备硬件资源利用率和频谱利用率，改善频谱拥挤现象，成为近年来研究的热点。针对直接信息调制一体化信号旁瓣较高、扩频信息调制一体化信号带宽较大的缺点，提出了一种加权预处理一体化波形优化方法。分析了多符号正交频分复用雷达通信一体化信号的模糊函数及其相关函数对模糊函数的影响，利用鲸鱼优化算法选择加权系数来改善原始序列的自相关和互相关特性，进而优化模糊函数的峰值旁瓣比性能。仿真结果表明，所提的一体化波形设计方法带宽更小，同时峰值旁瓣比性能进一步得到优化，通信速率和误比特率性能满足通信需求，具有较好的雷达通信一体化性能。

为了避免原鲸鱼优化算法早熟收敛、易陷入局部最优等缺陷, 首先在原鲸鱼优化算法初始化过程中采用了猫映射产生混沌序列结合反向解方法取代随机产生初始种群; 其次在位置更新机制上采用了疯狂算子和黄金正弦算法的方法; 最后将改进鲸鱼优化算法用于寻求图像2维最大熵来确定图像分割最佳阈值的选取。对10个经典基准函数进行了试验仿真验证, 得到了原鲸鱼优化算法在初始种群多样性及寻解遍历性上有所增加, 全局搜索能力提高和摆脱局部最优的结果。结果表明, 改进算法能得到函数最优值0, 0.00030, -3.32; 改进算法在寻优能力和稳定性等方面有较大提升, 能实现对目标图像精确分割且耗时少。该研究为群智能算法应用于图像分割提供了参考。

鱼粉是一种在养殖业中占有重要地位的高蛋白饲料原料。 我国对鱼粉的市场需求很大, 但不同产地的鱼粉存在品质差异的问题。 为保证鱼粉品质安全, 建立鱼粉产地溯源系统具有非常重要的意义。 能量色散X射线荧光光谱根据元素辐射X射线荧光光子能量不同, 能够检测样品矿物质元素种类和含量。 鱼粉所含矿物质元素种类和含量会因鱼粉产地不同而存在差异, 因此提出采用能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)法对鱼粉进行扫描检测来获得鱼粉的元素信息, 将原始光谱进行预处理后, 采用鲸鱼算法改进的自适应净信号权重局部超平面方法识别鱼粉样品的光谱向量, 从而对其产地进行溯源判别。 首先对产地来自辽宁和浙江的51份鱼粉样品进行压片, 并在EDXRF谱仪的检测程序中设置不同的滤光片, 得到51组(每组6条光谱)光谱。 然后对光谱进行预处理, 采用基于自适应迭代重加权惩罚最小二乘法算法(airPLS)进行基线校正, 从而消除基线漂移的影响, 提高精度。 采用小波变换对光谱进行平滑, 去除光谱曲线的高频噪声。 选取每个鱼粉样品6条光谱的有效区段, 计算谱峰面积, 获得代表样品矿物质元素含量的16维向量。 最后采取鲸鱼算法对自适应净信号权重局部超平面(ANWKH)方法的关键参数(近邻数、 主成分数、 调节参数)进行最优选择, 再利用寻找到的最优参数建立自适应净信号权重局部超平面模型, 随机选取每个产地鱼粉样品的70%作为训练集, 30%作为测试集进行鱼粉产地判别。 鱼粉样品分别来自辽宁和浙江两个产地, 经预测模型识别正确率分别为94.3%和100%, 总正确率为97.3%, 均高于人工寻找参数的自适应净信号权重局部超平面分类准确率。 结果表明, 基于能量色散X射线荧光光谱的鱼粉溯源方法能够准确地实现鱼粉产地溯源, 经鲸鱼算法改进后的自适应净信号权重局部超平面方法能够寻找到最优参数, 建立分类准确度更高的模型, 为以后进行更加详细的国内外鱼粉产地溯源提供了参考。

针对由于室内照度不均匀导致的通信性能不均衡的问题，提出基于一种新型的启发式优化算法——鲸鱼优化算法（WOA）的LED布局设计方案，即利用WOA算法的收敛速度快、全局寻优能力强、求解效率高等优点对LED布局进行优化。首先，以室内照度均匀度为目标函数，迭代优化得到LED布局；其次，根据优化后的布局，对室内光照度、接收功率、误码率进行仿真分析；最后，将WOA算法和遗传算法（GA）的收敛曲线进行比较。在布置有4个LED阵列的房间中，经WOA算法优化布局的照度均匀度比GA算法提高了12.8%，平均接收功率优于GA算法0.659 8 dBm，并且WOA算法的收敛速度更快，最终收敛值更优。因此，考虑照明和通信，WOA算法是更好的选择。

针对线性混叠信号中独立源的盲提取问题，提出一种基于鲸鱼优化和主成分分析的有序盲提取算法。该算法以信号峰度绝对值大小作为目标函数，利用鲸鱼优化算法计算抽取向量，同时利用主成分分析对混合信号降维，去除混合信号中存在的关于已提取信号的成分，从而按照源信号峰度顺序进行盲提取。仿真实验表明，提出的算法对盲信号提取是有效的，而且提取精度是较高的，有一定的实际应用价值。