基于空间几何信息约束的欠定卷积盲源分离

发布时间：2017-06-02 11:23

  本文关键词：基于空间几何信息约束的欠定卷积盲源分离，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：盲源分离是指在信号的传输信道、混合方式以及源信号未知的情况下,仅从观测到的混合信号中来分离出各个源信号的过程。盲源分离在生物医学信号处理、图像处理、雷达与通信系统、语音信号处理,数据挖掘等方面具有重要的应用价值。在实际应用中,一般由于条件的限制,观测到的混合信号个数往往小于源信号的个数,也就是欠定条件下的盲源分离问题。针对欠定盲源分离问题,由于其混合系统的不可逆性,使得基于独立分量分析的传统算法不能直接用于欠定盲源分离问题。目前欠定盲源分离大多采用稀疏分量分析方法,该方法利用语音信号在时频域的稀疏特性。但在实际应用中语音信号的混合方式通常为卷积混合模式,其混合信号不一定具备稀疏特性,故而稀疏分量分析算法在卷积条件下并不适用。根据人对语音信号多模式的辨识机制——借助人脑学习特性和利用视觉信息加以辅助,进而提高对声音信号的感知能力。本论文提出了一种基于空间几何信息约束的欠定卷积盲分离算法。本论文的主要工作如下:针对欠定卷积混合条件下的语音信号盲源分离问题,提出了基于空间几何信息约束下的欠定卷积盲源分离算法。该算法利用自回归系数表示语音信号相邻时间帧的线性相关特性,以此构建状态转移矩阵,从而采用卡尔曼滤波实现源信号的分离。该算法是在每个频率下对源信号进行估计,因而在恢复时域源信号时,会因各频率下源信号的排列顺序不一致而出现排列置换问题。针对这一问题,本文算法通过视觉获取声源的空间位置信息,以此得到混合矩阵的初值,使得各个频率下混合矩阵列矢量的排列顺序一致,从而避免了排列置换问题。通过实验仿真,验证了本文算法的优越性。
【关键词】：欠定盲源分离 卷积混合 卡尔曼滤波 迭代优化
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 盲源分离研究现状9-12
• 1.3 论文的主要工作及内容安排12-14
• 第2章 线性混合信号盲源分离概述14-30
• 2.1 线性混合模型15-17
• 2.1.1 瞬时混合模型15
• 2.1.2 无回响延时混合模型15-16
• 2.1.3 卷积混合模型16-17
• 2.2 经典盲源分离算法17-19
• 2.3 基于信号稀疏的欠定盲分离算法19-24
• 2.3.1 非卷积分离算法20-22
• 2.3.2 卷积分离算法22-24
• 2.4 非稀疏约束卷积盲分离算法24-29
• 2.4.1 基于单源检测的盲分离算法24-26
• 2.4.2 DESPRIT算法26-29
• 2.5 小结29-30
• 第3章 基于最大后验概率的语音信号欠定盲源分离算法30-42
• 3.1 算法模型31-32
• 3.2 参数初始化32-33
• 3.3 源信号的估计33-35
• 3.4 排列置换问题35-36
• 3.5 算法性能仿真36-41
• 3.5.1 算法性能评价标准37
• 3.5.2 排列置换问题的验证37-39
• 3.5.3 分离效果验证39-41
• 3.6 小结41-42
• 第4章 基于空间几何信息约束的欠定卷积盲源分离算法42-56
• 4.1 视觉定位44-45
• 4.2 线性预测45-46
• 4.3 基于空间状态模型的源信号估计46-48
• 4.4 算法性能仿真48-55
• 4.4.1 算法性能评价标准以参数设定48-49
• 4.4.2 收敛性验证49-50
• 4.4.3 人工数据分离性能比较50-52
• 4.4.4 真实环境下数据分离性能比较52-55
• 4.5 小结55-56
• 第5章 总结与展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 攻读学位期间的成果63

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 马捷;黄高明;左炜;高俊;;一种鲁棒的病态混叠信号欠定盲源分离算法[J];电子与信息学报;2013年10期

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3 李宁;陈海庭;;欠定条件下弱稀疏源信号混合矩阵盲估计[J];数据采集与处理;2015年04期

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中国博士学位论文全文数据库 前4条

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9 金立e，

本文编号：415157