PID控制原理在语音信号盲源分离中的应用

语音信号在非平稳系统中是动态混合的,为了实时抑制盲源分离过程中的非平稳混合扰动,加快收敛速度,减小稳态误差,提出了一种应用PID控制原理的自适应盲源分离算法。依据一种无预处理的自适应盲源分离算法建立PID控制模型,调节学习速率,跟踪语音信号的分离过程,实时减小由非平稳混合引入的分离误差,动态更新分离矩阵。在混合矩阵缓变和突变两种情形下分别对PID参数整定和语音信号的分离进行仿真分析,结合经典算法对比提出算法的性能。仿真与对比结果表明,提出的算法适用于非平稳混合系统语音信号的分离,算法性能较经典算法有改善。     

基于模拟退火粒子群的实时语音信号盲分离

针对现有的盲分离算法大多存在收敛速度慢、优化精度低的问题,提出了一种新的基于模拟退火粒子群的盲分离算法.该算法以分离信号的负熵为目标函数,根据分离信号的状态、粒子的惯性权值随退火温度及适应度的变化自适应地调节,既基本保持了粒子群算法简单容易实现的特点,又改善了其摆脱局部极值点的能力,提高了算法的收敛速度、分离精度和稳定性能.仿真对比结果表明,新算法性能明显优于自然梯度卷积混合盲分离算法和小渡变换快速独立分量分析算法,很好地实现了实时语音信号的分离且提高了分离性能.     

PCA与ICA相结合的语音信号盲分离

针对ICA用于语音信号盲分离时,由于数据量过大、迭代次数过多引起的收敛速度慢的问题,采用一种PCA和ICA相结合的盲分离算法PCA-ICA。通过PCA对混合语音信号进行白化处理,消除了原始各道数据间的二阶相关性。在仿真实验中,采用相似系数矩阵作为评价混合语音信号分离效果的标准,结果表明PCA-ICA算法与ICA算法相比,在达到几乎相同的相似系数矩阵的情况下,迭代次数减少了90%,从而分离速度提高了3倍,有效地解决了ICA分离算法收敛速度慢的问题。     

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.     

基于负熵和智能优化算法的盲源分离方法

针对混合蛙跳算法(SFLA)更新策略会陷入局部最优、降低收敛速度的问题,提出一种自适应阈值更新策略。根据盲源分离中常用峭度和负熵作为非高斯性的度量,但峭度对野值敏感,影响算法性能,研究一种基于负熵准则的采用粒子群优化(PSO)算法和混合蛙跳算法的盲源分离方法。仿真结果表明,基于负熵的盲分离算法性能优于基于峭度的盲分离算法,基于SFLA的盲分离算法性能优于基于PSO的盲分离算法。     

基于Givens变换和二阶振荡W-C-PSO优化的盲源分离算法

针对智能算法在实现盲源分离时容易陷入局部最优且收敛速度缓慢的问题,提出一种基于Givens变换和二阶振荡粒子群优化的盲源分离算法。该算法首先将惯性权重与学习因子两个参数构造函数关系,使之共同调节算法迭代来提高算法的整体性与全局搜索能力;再引入二阶振荡环节增加种群的多样性,这样算法不易陷入局部最优;此外,采用Givens变换将分离矩阵转换成旋转角度表示形式来降低算法的复杂度。仿真表明,该算法能有效实现机械振动信号和语音信号的盲分离,并且相比其他算法具有更快的收敛速度和更好的分离性能。     

初始分离矩阵优化的在线盲源分离算法

针对在线盲源分离算法收敛速度受初始分离矩阵影响的问题,提出一种基于人工蜂群算法(ABC)的初始分离矩阵优化的在线盲源分离算法。该算法利用人工蜂群算法较强的搜索能力,在盲源分离的初始阶段以批处理的方式进行分离矩阵的寻优,使得算法获得较好的初始迭代点,然后采用梯度下降法以在线的方式实现分离,从而提高算法的整体收敛性能。仿真结果证明了所提算法的有效性,并且其适用于混合矩阵时变的情形。     

基于改进遗传算法的盲源分离算法研究

在传统盲源分离算法的基础上,提出了一种基于改进遗传算法的盲源分离算法。改进遗传算法可有效地抑制寻优陷入局部最小,防止了震荡,加快了权值的收敛速度,适用于非线性混叠情况。实验结果表明,将遗传算法和盲源分离相结合对于多路混叠语音信号具有较好的分离效果。     

改进FOA算法在语音信号盲分离中的应用

简要介绍了果蝇优化算法的基本理论,针对FastICA等算法的稳定性和收敛性不够,而粒子群优化的盲分离运算速度慢的问题,将改进的果蝇优化算法应用到盲源分离研究中,提出了一种基于改进的果蝇优化的盲源分离算法。算法以信号的规范四阶累积量为代价函数,以改进果蝇算法对代价函数求极值,逐一确定分离向量,完成对线性瞬时混合语音信号的分离。仿真结果表明,算法能够有效实现对各混合语音信号的有序盲分离,且分离顺序能够确保按照源信号的规范四阶累积量绝对值的降序进行,分离精度也有一定的提高。     

一种基于NPCA的自适应变步长盲源分离算法

收敛速度和稳定误差是在线盲源分离算法的两个重要的性能指标。为了加快算法的收敛速度,提高算法的跟踪性能,提出一种基于NPCA的自适应变步长盲源分离算法。该算法的迭代步长随着输入信号和混合矩阵的变化而变化,因而具有更好的跟踪性能。仿真结果表明,该算法提高了NPCA算法的收敛速度和跟踪性能。     

采用位置混沌重构的入侵杂草优化在盲源分离的应用

传统盲源分离（blind source separation,BSS）优化算法的应用场合非常有限,而且分离性能不高,为此提出了一种新的采用位置混沌重构的入侵杂草优化算法（invasive weed optimization,IWO）,并对其在盲源分离的应用进行了研究。新算法在每轮更新的初期驱动选出的较优个体向此时种群的最优个体做适当距离的移动,这样不仅会增加种群的多样性,避免算法出现早熟,而且收敛速度也较快。盲信号分离仿真实验证实,与标准IWO、粒子群优化算法（particle swarm optimization,PSO）和自然梯度算法（natural gradient,NG）相比,新算法的性能优势明显,收敛速度较快,分离精度较高。     

非正交联合对角化的罚函数粒子群算法

针对多个矩阵近似联合对角化盲分离问题,提出一种新的非正交近似联合对角化算法.首先采用罚函数法将联合对角化的非线性约束优化模型转化为无约束优化模型;其次将粒子群优化算法引入无约束优化模型中实现目标函数的最优化,从而完成矩阵组的联合对角化.分析了惩罚因子的更新策略及算法的收敛性能,并设计仿真实验进行对比分析以检验算法解决实际盲分离问题的能力.     

基于峭度的BSS开关算法的语音信号盲分离*

盲信号处理算法主要有批处理和自适应算法两类,导出了一种基于峭度的自适应盲源分离（blind source separation,BSS）开关算法,将该算法应用于语音信号盲分离处理,通过综合实验,从分离前后的波形、频谱图和主要评价参数说明该算法具有良好的信号分离效果。与批处理中的典型算法,如扩展联合对角化（joint approximative diagonalization of eigenmatrix,JADE）和四阶盲辨识（fourth orther blind identification,FOBI）算法比较,该算法具有更好的分离效果。     

基于粒子群优化的工频干扰消除算法*

提出了一种基于粒子群优化的消除微弱信号采集过程中工频干扰的算法。通过人工构造观测信号,使系统模型符合盲源分离的数学模型要求。使用信号的四阶累积量作为信号独立性的判据,利用粒子群优化算法寻找使判据最大化的分离矩阵,进而消除被采集信号中的工频干扰。在粒子群优化算法的求解过程中,采用将对分离矩阵的直接辨识转换成对一系列Givens矩阵的辨识方法,从而减少了算法中对未知元素辨识的数量,避免反复白化过程,有效降低了算法的计算量,克服了粒子群优化过程中容易早熟收敛的问题。仿真结果表明,本算法在保护有用信号的前提下,能     

Natural gradient-based recursive least-squares algorithm for adaptive blind source separation

This paper focuses on the problem of adaptive blind source separation (BSS). First, a recursive least-squares (RLS) whitening algorithm is proposed. By combining it with a natural gradient-based RLS algorithm for nonlinear principle component analysis (PCA), and using reasonable approximations, a novel RLS algorithm which can achieve BSS without additional pre-whitening of the observed mixtures is obtained. Analyses of the equilibrium points show that both of the RLS whitening algorithm and the natural gradient-based RLS algorithm for BSS have the desired convergence properties. It is also proved that the combined new RLS algorithm for BSS is equivariant and has the property of keeping the separating matrix from becoming singular. Finally, the effectiveness of the proposed algorithm is verified by extensive simulation results.     

基于仿射投影-独立分量分析的盲源分离

仿射投影算法(APA)重复利用数据,可提高算法的收敛速度。本文以盲源分离(BSS)的独立分量分析(ICA)为基础,结合APA思想,设计出BSS的APA-ME、APA-MMI、APA-EASI新算法。在这些新算法中,输出向量数据被重复利用,向量式数据转变成矩阵式数据,从而加快了BSS的收敛速度。仿真结果表明,APA-ICA类BSS算法是有效的。