基于品质函数估计的非线性盲源分离算法

研究非线性盲源信号分离优化问题。由于混合信号同时包含超高斯和亚高斯信号且混合信号具有很强的非线性时,传统的非线性盲源分离算法中对于品质函数的选取一般都是通过经验,现有算法难以取得理想的分离效果。在Pearson模型的基础上提出了一种新的估计品质函数的方法,算法能够成功地估计出次高斯(sub-Gaussian)和超高斯(super-Gaussi-an)混合信号的品质函数,同时克服了Pearson模型对同类信号只能估计得到相同的品质函数的缺陷,提高了算法的估计精度。通过在MATLAB仿真验证了算法的可行性和有效性,成功估计出源信号的品质函数且实现了非线性盲源分离。     

基于时变自回归模型的FAJD盲源分离算法

为实现多高斯源和相关源信号的盲分离,在快速近似联合对角化(FAJD)算法的基础上,将故障诊断领域的时变自回归理论成功地应用于相关源信号的盲分离和多高斯源信号的盲分离.首先采用时变自回归模型(TVAR)对源信号建模,并通过白化预处理使得建模后的源信号具有可联合对角化的结构;然后,通过基函数加权和的方法将时变参数近似为已知基函数的加权和的形式,将其变成时不变的参数,再通过递推最小二乘法求解出模型系数矩阵组;最后,将所求出的系数矩阵组作为快速近似联合对角化的目标矩阵组,通过FAJD算法实现混合信号的分离.Matlab仿真实验验证了所提出的算法对于相关源信号和多高斯源信号的分离是行之有效的.由于算法中TVAR模型的优良特性,此算法非常适用于混合通信信号的盲分离.     

基于Givens矩阵和联合非线性不相关的盲源分离新算法

针对源信号统计独立的盲源分离(Blind Source Separation,BSS)问题,提出了一种基于Givens矩阵和联合非线性不相关的盲源分离新算法.由于分离信号独立性的度量是影响算法有效性的重要因素,因此首先提出了一种改进的度量独立性的方法,该方法以独立源信号的联合非线性不相关来度量独立性;其次,结合Givens矩阵可以对分离矩阵施加正交性约束且能减少要估计参数个数的性质,将盲源分离问题转化成无约束优化问题,并利用拟牛顿法中的BFGS算法求解该无约束优化问题,得到分离矩阵;最后,通过模拟混合信号和真实语音混合信号的分离实验验证了该算法的有效性.     

语音增强的计算机仿真

研究关于盲源分离的特征向量分离算法在语音增强的应用,传统的方法对混合的语音信号很难进行有效的分离,而在实际中很多场合都需要对语音信号进行增强.为消除噪音,提高清晰度,使用的盲源分离算法却正能实现传统方法难以实现的技术.运用一种盲源分离的特征向量分离算法来进行语音增强,并且对实际的两个语音信号运用该算法进行了混合语音信号的分离增强实验,利用MATLLAB软件对混合语音信号进行了盲源分离的特征向量分离算法的仿真,可从混合语音信号分离出了两个原始语音信号.证明了盲源分离算法应用于语音分离的可行性,为盲源分离应用于语音增强提供了参考依据.     

基于差分搜索的高光谱图像解混算法

针对高光谱图像解混问题进行研究,发现高光谱图像中各个端元的分布不完全独立,不能将盲源分离方法直接应用于高光谱图像解混。为此,提出了一种基于差分搜索的高光谱图像解混算法。该算法根据高光谱图像丰度非负和丰度和为一特性构造相应的约束项,与互信息相结合作为目标函数,利用差分搜索算法对该目标函数进行优化求解来实现高光谱图像解混。仿真数据和实际数据实验表明,该算法能够有效解决高光谱图像解混问题,与已有其它算法相比,提高了图像解混的精度,并且针对不含纯像元的高光谱图像具有很好的解混效果。     

基于图像单调特性的盲源分离算法*

针对日常生活中两幅图像会出现混叠的情况,根据数字化图像灰度值范围有界特性和一般信号盲源分离的方法,提出了一种利用分离比值函数单调特性达到图像盲分离目的的新算法。新算法根据接收端的观察信号确定信号之间的比值函数,通过函数的单调性分析找到分离矩阵的关键值,从而实现图像的盲源分离。本算法无须先验知识,没有统计相关性的约束条件,而且分离速度快、效果明显,实验仿真结果验证了算法的有效性。     

一种新型频域快速盲分离算法

为克服传统盲源分离算法分离效果差、计算量大且输出信号尺度模糊的缺点,提出了一种新型频域快速盲源分离算法.该算法在分析时域水声信号混合模型的基础上,构建新型频域混合模型,采用混合神经网络计算某一频率的分离矩阵,以此来估计全局分离矩阵.新算法较好地克服了尺度模糊问题,极大地减小了计算量,增加了分离算法的灵活性,分离性能较好.水声信号仿真实验和湖试实验均验证了算法的有效性.     

一种改进牛顿法的盲源分离算法

针对盲信号分离中超高斯信号亚高斯信号混叠难以分离的问题,提出一种基于改进牛顿法的盲源分离算法.该方法引入开关准则,利用随机变量的峭度来区分信号的类型,不同的信号选择不同的非线性函数,通过牛顿迭代方法求出分离矩阵,实现同时含有超高斯信号和亚高斯信号的杂系混合信号的盲源分离.仿真实验表明了该方法计算量小,易于实现,对于杂系...     

基于核估计的超定混合共轭盲信号分离方法

当混合信号的个数多于源信号时,盲源分离模型中的混合矩阵被描述为一个超定矩阵,因此不能直接通过估计逆矩阵的方法来得到分离矩阵。针对该线性超定混合情况提出了一种基于共轭梯度的盲源分离方法。该方法基于最小互信息准则,通过对行满秩分离矩阵的奇异值分解而引入了超定盲源分离的代价函数。利用共轭梯度优化算法推导出了迭代计算分离矩阵的更新公式。在每次迭代计算中,利用随机变量概率密度估计的核函数法在线估计分离信号的评价函数。避免了诸多传统盲分离算法中只能凭经验选取特定的非线性函数来代替评价函数的问题。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

后非线性混叠信号盲源分离算法综述

结合非线性盲源分离研究不断发展的现状,选取最常见的后非线性混叠信号盲源分离问题为对象,综述其算法,介绍了解混叠模型,说明了基于广义Gram-Schmit正交化构造解的存在性及非唯一性.在此基础上,阐释了分离方法和思路,概述了基于互信息最小化的独立性测度,并分析评述了不断涌现的后非线性盲源分离典型算法.最后指出,目前关于后非线性盲源分离算法的研究存在的共性问题,并对进一步的研究方向进行了展望.     

一种基于独立分量分析的模糊图像盲分离算法

利用独立分量分析（ICA）的不完整自然梯度算法对因混合而引起的多幅模糊灰度图像进行盲分离，并针对算法中的非线性函数与源信号概率分布密切相关，而源信号的分布却是未知的先验信息的问题，利用算法输出信号的峰度对非线性激活函数进行自适应选择，提出了一种改进的自适应不完整自然梯度算法，并将其应用于模糊图像的盲分离，分析了不同混合矩阵对本文算法恢复原始灰度图像的影响及算法性能。仿真结果证明了本文算法与经典的FastICA算法相比，计算耗时更少、性能指标明显优越。     

改进频点权重系数的频域盲源分离排序算法

为解决卷积混合频域盲源分离排序不确定问题,研究了分离矩阵行列式变化和频点距离对基于相邻频点幅度相关性排序算法的影响,提出了改进的盲源分离排序算法.改进算法用权重系数来衡量频点对排序的影响,并将分离矩阵作为下一频点分离矩阵的迭代初值,给出了权重系数设定函数.最后对瞬时混合信号、卷积混合信号、实际房间采集信号分别进行盲源分离实验.实验结果表明,与Murata算法相比,改进算法分离信号信噪比提高、分离速度加快、算法鲁棒性强.     

FSS-kernel与FastICA融合的盲源分离算法研究

Fast ICA算法有着比传统ICA算法更快、更稳健的收敛速度,但由于其选用的非线性函数不能很好地符合源信号的统计特性,恢复结果并不理想。针对该问题,提出了一种有限支持样本核函数(FSS-kernel)与Fast ICA融合的盲源分离算法。该方法是通过FSS-kernel算法估计得出源信号概率密度函数,结合Fast ICA算法,实现混合信号的盲分离。仿真结果表明,该方法能够有效地完成混叠信号的分离,通过与传统ICA算法及Fast ICA算法比较,证明了该方法具有更高的分离精度和自适应能力。     

一种基于核函数的杂系盲源分离算法

本文提出了一种基于核函数的杂系盲源分离算法,即KFBSS算法。该算法通过引入非线性核函数和平滑参数h,将分离信号进行非线性核映射,最优化平滑参数h,同时更新混合分离矩阵,通过不断迭代学习,对混合信号进行盲源分离。仿真结果表明,与EASI算法、白化算法、自然梯度算法相比,本文方法能更有效的分离同系混合或杂系混合信号,收敛速度更快,且能够适应于非平稳环境,具有一定的实用性。     

噪声背景下的盲源分离算法

分析了当存在高斯背景噪声时一类盲分离算法的性能，指出此时盲分离算法仍可用于估计解混矩阵，而输出信号为分离的源信号与高斯噪声的叠加。利用现代时间序列分析方法（MTSSAM）建立了输出信号的自回归移动平均（ARMA）新息模型，并给出了一种基于多维线性最小二乘法的信号滤渡算法。仿真试验表明，该算法稳定且收敛，可以在背景噪声存在时有效地恢复源信号的波形。     

采用过采样技术的Infomax盲源分离算法

针对混合平稳信号的盲分离问题,提出了一种基于过采样技术的新盲源分离算法。对接收混合信号进行过采样,使接收平稳信号具有循环平稳特性。根据信息最大化算法,以输出信号的熵作为目标函数,将信号的循环相关函数和循环频率应用到分离矩阵的寻优中,实现信号的盲分离。仿真结果表明,该算法比传统的Infomax盲分离算法收敛速度快,收敛精度高。     

基于curvelet变换和独立分量分析的含噪盲源分离

独立分量分析（ICA）是基于信号高阶统计量的盲源分离方法,在高阶统计量方法中,由于高斯信号的高阶累计量为零,所以系统存在加性高斯噪声时就难以处理。提出了一种基于curvelet阈值去噪和FastICA算法的含噪信号盲分离的方法,并对高斯噪声环境下的混合图像进行了盲分离的仿真。结果表明,该方法能很好地解决由于存在加性高斯噪声而导致经典ICA算法性能发生严重恶化的问题;同时将curvelet变换去噪应用于含噪图像的盲源分离中,可以提高混合图像的信噪比,相对于小波去噪后的ICA算法,其分离性能有很大改善。     

基于MISEP算法的瞬时混合模型非线性电路的信噪盲分离

针对非线性电路信噪分离问题,提出基于互信息的信噪盲分离算法,用以对非线性电路的测量信号进行补偿.首先面向瞬时混合模型下的非线性电路,将用于计算分离信号的模块与用于调整参数的模块进行反馈级联,构造多层感知机网络;然后采用含随机噪声的电路测量数据,以最小互信息为目标对该网络进行训练,直至代价函数值收敛于预设的误差范围;最后利用训练好的网络进行非线性电路盲源分离问题的解算.对前非线性电路、后非线性电路和单级放大器的实验结果表明,该算法分离出的信号和噪声在时域波形和功率谱特征方面均与输入相符.     

基于时频分布的非平稳信号盲分离算法

针对传统的盲源分离方法往往忽略信号非平稳性的问题,基于从瞬时线性混合模型的观测信号中分离出相互独立的源信号,并针对信号具有非平稳性,结合时频分析和盲源分离各自的特点,对非平稳信号盲分离进行了研究,并提出了一种新的具有不同空间时频分布的非平稳盲分离算法.仿真实验表明,通过采用维纳全时频域搜索来寻找局部最大值的平滑伪Wigner-Ville分布,该算法可以抑制交叉项而且能够保持时频聚集性,并达到了很好的分离效果.     

基于盲分离技术的多目标识别仿真研究

针对智能引信应用中需要解决的多目标识别问题,提出基于盲分离技术的解决方案,建立了信号盲分离问题的模型,设计了盲源数估计算法以及两种不同的盲分离目标识别算法,并利用在消声室获得的多源目标的声信号对算法性能进行仿真分析.结果表明:基于四阶累积量的盲源数估计算法可以有效判定信源个数;在存在测量时延的情况下,卷积信号盲分离目标识别算法能够实现多目标源的识别.