1.一种基于小样本迭代迁移的室内入侵检测方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、选择待检测目标区域,在目标区域中布置m个无线接入点(Access Point,AP)和n个监测点(Monitor Point,MP);
步骤二、构建离线数据库,具体包括以下步骤:
2a、采集静默接收信号强度(Received Signal Strength,RSS) 其中 表示在第i个MP接收到的来自m个AP的静默RSS,表示在第i个MP接收到的来自第j个AP的静默RSS;
2b、采集入侵RSS数据 其中 表示在第i个MP接收到的来自m个AP的入侵RSS, 表示在第i个MP接收到的来自第j个AP的入侵RSS;
2c、采用窗长为L的滑窗对第 i 个 MP 的 RSS 数据 进行处理,对一个窗长内的RSS数据提取六个特征,分别为均值、方差、最大值、最小值、最大值与最小值的差、滑窗内出现概率最高的值,得到第i个MP的特征矩阵 且步骤三、构建源域 其中 为特征对应的标签,静默RSS数据对应的标签为0,入侵RSS数据对应的标签为1;
步骤四、采集第j个MP的在线RSS数据 ,其中 为在第j个MP接收到的来自第i个AP的RSS数据,采用窗长为L的滑窗对其进行处理,对一个窗长内的数据提取六个特征,分别为均值、方差、最大值、最小值、最大值与最小值的差、滑窗内出现概率最高的值,得到第j个MP的特征矩阵 且步骤五、对在线采集RSS数据的特征 进行初步分类,具体步骤如下:
5a、取出源域RSS的第i行RSS数据xi,剩余RSS数据构成 依次取出第一行RSS到第ns行RSS,可以得到 用 1≤i≤ns,训练一个分类器,则共有ns个分类器,利用这ns个分类器对目标域RSS数据中的第i行RSSxi进行分类,共有ns个分类结果 若g1=g2=…=gnum且num/ns≥rate,则xi伪标签为g1,否则其标签为‑1;
5b、标签为‑1的RSS为剩余RSS,用 表示,其他为候选RSS,用 表示,候选RSS对应的伪标签集为步骤六、构建目标域 xt=xcan,xcan为候选RSS, 为候选RSS对应的伪标签集;
步骤七、对源域RSS与目标域RSS进行类内迁移,计算使源域RSS与目标域RSS间的最大均值差异(Maximum Mean Discrepancy,MMD)距离最小的迁移矩阵W,具体包括以下步骤:
7a、根据源域RSS与目标域RSS的标签,将源域与目标域中标签相同的RSS分为一类,共分为C类,计算源域RSSxs与目标域RSSxt的MMD距离:其中, 为源域RSS中属于第c类的RSS, 为 的行数,xi为 的第i行元素; 为候选RSS中属于第c类的RSS, 为 的行数,xj为 的第j行元素; 表示希尔伯特空间,φ(·)表示将原始RSS映射到希尔伯特空间的一个映射;
T
7b、定义一个核矩阵 Kij=φ(xi)φ(xj),其中xi为xs的第i行RSS,xj为xt的第j行RSS;
7c、定义类间MMD矩阵Lc,Lc中的元素定义为:
7d、将源域与目标域RSS的MMD距离改写为其中, 为迁移矩阵,q<p为迁移之后RSS数据的维度,KW为迁移之后的源域与目标域RSS;
7e、最小化源域RSS与目标域RSS之间的MMD距离:T T
其中I为单位矩阵,H=I‑1/(ns+nt)ee ,e为全1的列向量,tr(WW)为正则项,控制W的复T T
杂度,WKHKW=I用来保持原始数据的特性;
7f、令 其中Z为拉格朗日乘
子,对上式关于W求偏导并令 可得则W即由 的q个非零最小广义特征值所对应的特征向量构成;
步骤八、用迁移之后的源域RSS,即KW的第一行到第ns行RSS,与标签集ys训练一个分类器,然后对迁移之后的目标域RSS,即KW的第ns+1行到第nt行RS进行分类,得到新的标签集yt;
步骤九、用目标域RSSxt与标签集yt训练一个分类器,然后对剩余RSSxres进行分类,得到标签集yres;将剩余RSSxres加入到目标域RSSxt中,并且将剩余RSS的标签集yres加入到目标域RSS对应的标签集yt中,从而更改目标域步骤十、重复步骤七与步骤八,得到新的标签集yt;
步骤十一、判断算法是否收敛,若是,则进入步骤十二;若否,则更新目标域,返回步骤十;
步骤十二、算法结束,返回最终目标域RSS对应的标签集yt。