欠定卷積盲分離算法及其在音頻信號處理中的研究
發(fā)布時間:2020-12-19 11:32
盲分離是信號處理中的研究熱點,它在無線網(wǎng)絡通信、音頻信號處理、生物信號處理、腦電信號處理、以及圖像處理中得到廣泛的應用。因此,吸引了越來越多的科研工作者的注意。近二十年來,盲分離領域得到了快速的發(fā)展,取得了一系列的重大突破。但是,仍然存在許多有待解決的關鍵性問題,其中包括(1)欠定線性混疊模型下的源信號盲分離問題;(2)欠定卷積混疊模型下的混疊矩陣估計問題和源信號盲分離問題;(3)時頻域算法中的尺度不確定性和排序歧義性問題:(4)源信號數(shù)目估計以及有效信道階次檢測問題。本文主要根據(jù)以上幾個問題做出以下工作:首先,針對欠定線性混疊模型,我們提出了一種結合張量分解和非負矩陣分解的源信號盲分離算法。該算法先利用張量分解估計混疊矩陣,并利用源信號譜密度模型的非負矩陣分解估計得到源信號譜因子。然后,通過一系列循環(huán)迭代來更新模型參數(shù)。同時,利用估計的模型參數(shù)構造維納濾波器對源信號的空間圖像進行估計。以此得到頻域上的源信號。最后,利用短時傅立葉變換的逆運算得到時域上的源信號。其次,針對欠定卷積混疊模型,我們利用張量因式分解模型的代數(shù)結構和期望最大化方法,提出了一種新的時頻域算法。由于張量因式分解具有...
【文章來源】:廣東工業(yè)大學廣東省
【文章頁數(shù)】:119 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1雞尾酒會問題??Figure.?1-1?Cocktail?party?problem??
Figure.?1-2?Blind?source?separation?of?audio?signals??此外,盲分離技術在圖像處理領域也發(fā)揮極大的影響[9 ̄11]。例如,圖像去噪,圖像??的修復。如圖1-3所示,對一張有噪聲的圖像(圖l-3a)進行盲分離技術去噪,恢復??比較清晰的原始圖像(圖l-3b)。這種對圖像修復的盲分離技術在實際生活應用中發(fā)??揮重要作用。例如,對于比較久遠的歷史資料,特別是歷史文物的修復起到及其重要??的貢獻。其中,文獻[10]提出了一種稀疏的盲分離技術很好的處理圖像的分離問題。文??獻[11]提出了一種隱馬爾可夫模型。所以,盲分離技術應用于圖像處理中可以發(fā)揮積極??有效的作用。更深一步的拓展有待挖掘,??眶??(a)帶噪聲圖像?(b)恢復的圖像??圖1-3圖像去噪??Figure.?1-3?Image?denoising??2??
?另外,盲分離技術在生物信號領域中發(fā)揮著重要的應用價值[12,13]。例如,腦電系??統(tǒng)(Electroencephalography,?EEG),如圖1-4所示,通過接收的腦電圖信號,利用盲??分離技術檢測大腦中的睡眠信號,可以對人體中的大腦信號進行分析研宄,有助于預??防大腦疾病的發(fā)生。在臨床醫(yī)學領域起到積極作用。??r.-一——?"T?)???>?)??像??U?錢極子繪電炫兮練??圖1-4腦電圖信號混疊??Figure.?1-4?EEG?signal?mixing??當然,盲分離技術的應用背景不僅僅局限以上介紹的應用場景。在其他的領域也??起到極大的影響。例如,機器學習,神經(jīng)網(wǎng)絡,無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)中的應用,胎心電??信號之類的醫(yī)學信號處理中的應用等等。另外,盲分離技術可以用來做檢測,特別是??在汽車故障檢測方面發(fā)揮積極作用,通過接收的發(fā)動機震動的信號,利用盲分離技術??進行檢測,可以有效地對發(fā)動機的故障進行診斷,從而發(fā)現(xiàn)問題所在,同時可以節(jié)省??一定的勞動力。??綜上所述,由于盲分離技術的應用背景廣泛,在工程技術中得到了充分的驗證。??因此
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種新的基于張量表示和分解的多聲道音頻信號壓縮方法(英文)[J]. 王晶,謝湘,匡鏡明. 中國通信. 2014(03)
[2]利用高階統(tǒng)計量進行心肺音信號的盲分離[J]. 郭皓,黃華. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2009(02)
[3]多個源信號混疊的盲分離幾何算法[J]. 章晉龍,何昭水,謝勝利,劉海林. 計算機學報. 2005(09)
[4]基于QR分解的盲源分離幾何算法[J]. 何昭水,謝勝利,章晉龍. 控制理論與應用. 2005(01)
[5]基于遺傳算法的有序盲信號提取[J]. 章晉龍,何昭水,謝勝利. 電子學報. 2004(04)
[6]基于QR分解的最大負熵盲分離算法[J]. 謝勝利,章晉龍. 通信學報. 2004(04)
[7]基于小波域的非平穩(wěn)卷積混合語音信號的自適應盲分離[J]. 樓紅偉,胡光銳. 控制與決策. 2004(01)
[8]盲信號提取的神經(jīng)網(wǎng)絡方法[J]. 傅予力,謝勝利. 武漢大學學報(理學版). 2003(01)
[9]基于旋轉變換的最小互信息量盲分離算法[J]. 謝勝利,章晉龍. 電子學報. 2002(05)
[10]多輸入多輸出盲解卷問題的最大熵解法[J]. 譚麗麗,韋崗. 電子學報. 2000(01)
博士論文
[1]盲信號分離算法分析及其在網(wǎng)絡安全技術中的研究[D]. 楊俊杰.廣東工業(yè)大學 2017
[2]盲信號分離若干關鍵問題研究[D]. 周郭許.華南理工大學 2010
[3]盲信號分離算法分析與應用研究[D]. 楊祖元.華南理工大學 2009
本文編號:2925828
【文章來源】:廣東工業(yè)大學廣東省
【文章頁數(shù)】:119 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1雞尾酒會問題??Figure.?1-1?Cocktail?party?problem??
Figure.?1-2?Blind?source?separation?of?audio?signals??此外,盲分離技術在圖像處理領域也發(fā)揮極大的影響[9 ̄11]。例如,圖像去噪,圖像??的修復。如圖1-3所示,對一張有噪聲的圖像(圖l-3a)進行盲分離技術去噪,恢復??比較清晰的原始圖像(圖l-3b)。這種對圖像修復的盲分離技術在實際生活應用中發(fā)??揮重要作用。例如,對于比較久遠的歷史資料,特別是歷史文物的修復起到及其重要??的貢獻。其中,文獻[10]提出了一種稀疏的盲分離技術很好的處理圖像的分離問題。文??獻[11]提出了一種隱馬爾可夫模型。所以,盲分離技術應用于圖像處理中可以發(fā)揮積極??有效的作用。更深一步的拓展有待挖掘,??眶??(a)帶噪聲圖像?(b)恢復的圖像??圖1-3圖像去噪??Figure.?1-3?Image?denoising??2??
?另外,盲分離技術在生物信號領域中發(fā)揮著重要的應用價值[12,13]。例如,腦電系??統(tǒng)(Electroencephalography,?EEG),如圖1-4所示,通過接收的腦電圖信號,利用盲??分離技術檢測大腦中的睡眠信號,可以對人體中的大腦信號進行分析研宄,有助于預??防大腦疾病的發(fā)生。在臨床醫(yī)學領域起到積極作用。??r.-一——?"T?)???>?)??像??U?錢極子繪電炫兮練??圖1-4腦電圖信號混疊??Figure.?1-4?EEG?signal?mixing??當然,盲分離技術的應用背景不僅僅局限以上介紹的應用場景。在其他的領域也??起到極大的影響。例如,機器學習,神經(jīng)網(wǎng)絡,無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)中的應用,胎心電??信號之類的醫(yī)學信號處理中的應用等等。另外,盲分離技術可以用來做檢測,特別是??在汽車故障檢測方面發(fā)揮積極作用,通過接收的發(fā)動機震動的信號,利用盲分離技術??進行檢測,可以有效地對發(fā)動機的故障進行診斷,從而發(fā)現(xiàn)問題所在,同時可以節(jié)省??一定的勞動力。??綜上所述,由于盲分離技術的應用背景廣泛,在工程技術中得到了充分的驗證。??因此
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種新的基于張量表示和分解的多聲道音頻信號壓縮方法(英文)[J]. 王晶,謝湘,匡鏡明. 中國通信. 2014(03)
[2]利用高階統(tǒng)計量進行心肺音信號的盲分離[J]. 郭皓,黃華. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2009(02)
[3]多個源信號混疊的盲分離幾何算法[J]. 章晉龍,何昭水,謝勝利,劉海林. 計算機學報. 2005(09)
[4]基于QR分解的盲源分離幾何算法[J]. 何昭水,謝勝利,章晉龍. 控制理論與應用. 2005(01)
[5]基于遺傳算法的有序盲信號提取[J]. 章晉龍,何昭水,謝勝利. 電子學報. 2004(04)
[6]基于QR分解的最大負熵盲分離算法[J]. 謝勝利,章晉龍. 通信學報. 2004(04)
[7]基于小波域的非平穩(wěn)卷積混合語音信號的自適應盲分離[J]. 樓紅偉,胡光銳. 控制與決策. 2004(01)
[8]盲信號提取的神經(jīng)網(wǎng)絡方法[J]. 傅予力,謝勝利. 武漢大學學報(理學版). 2003(01)
[9]基于旋轉變換的最小互信息量盲分離算法[J]. 謝勝利,章晉龍. 電子學報. 2002(05)
[10]多輸入多輸出盲解卷問題的最大熵解法[J]. 譚麗麗,韋崗. 電子學報. 2000(01)
博士論文
[1]盲信號分離算法分析及其在網(wǎng)絡安全技術中的研究[D]. 楊俊杰.廣東工業(yè)大學 2017
[2]盲信號分離若干關鍵問題研究[D]. 周郭許.華南理工大學 2010
[3]盲信號分離算法分析與應用研究[D]. 楊祖元.華南理工大學 2009
本文編號:2925828
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