基于贪婪稀疏优化的欠定语音盲分离方法

提出一种基于语音信号稀疏特征的稀疏分量分析两步法,力图提高欠定情况下的语音信号盲分离性能.不同于传统的两步法,所提方法需要获取语音信号在变换域中的稀疏特征,将贪婪最优化思想引入至稀疏分量分析方法中,重构欠定盲分离语音源信号.通过仿真对比实验,展示了该方法应用于平稳声音信号和非平稳语音信号的盲分离效果,它能较好恢复语音源...     

一种欠定盲源分离新算法

提出了一种基于两步法的欠定盲源分离新算法。在混合矩阵估计阶段,采用基于势函数的聚类方法,在源信号恢复阶段,提出一种快速的稀疏信号重构算法,通过定义一个连续可微函数来近似[?0]范数,使得[?0]范数可解。该算法的特点是实现简单、速度快。仿真实验表明,与现有的采用快速[?1]范数最小化和OMP算法的欠定盲源分离方法相比,提出的算法在保证分离性能的前提下大幅度提高了算法的运行速度。     

欠定条件下的盲分离算法

盲信号分离中当源信号个数大于观测信号个数,且源信号不是足够稀疏时,如果利用聚类算法进行分离,分离效果将会变差。为此提出一种在此欠定条件下新的盲信号分离算法。利用源信号的“稀疏性”估计混合矩阵,然后简化混合矩阵构造新的混合模型。由于源信号间具有的独立性,使得可以在新的混合模型中从观察信号的自相关函数中估计出源信号的频谱,从而达到分离出源信号的目的,且分离效果优于聚类算法。最后给出仿真试验实例,试验结果验证了算法的有效性。     

基于K-SCA假设的欠定盲源分离

传统稀疏算法对信号的稀疏程度要求高、抗噪能力差。针对该问题,从K-SCA假设出发,提出一种基于超平面隶属度函数的欠定盲源分离算法。该函数基于局部统计,具有良好的抗噪性能,适用于噪声和信号稀疏程度较低条件下的信号分离。实验结果表明,相比同类算法,该算法对信号稀疏要求低、分离精度高、容噪能力强。     

欠定情形下语音信号盲分离的新方法

提出了一种新的两步法来实现欠定情形下语音信号的盲分离。第一步,采用一种重构观测信号采样点搜索法来估计混合矩阵;第二步,提出了一种伪提取矢量的概念,通过伪提取矢量来提取取值占优的源信号的采样值来恢复源信号。在源信号的恢复过程中,还使用了经典的基于线性规划的欠定盲源分离方法。结果表明：该方法由于在信号的各采样点处无须优化,在源信号的分离过程中,分离速度要比基于线性规划的方法快数倍,且分离精度不低于基于线性规划的方法。仿真结果表明了该算法的良好性能。     

基于ICA的相位编码信号欠定盲分离算法

针对二相编码信号时域或频城上不充分稀疏的情况,提出了欠定盲源分离中估计混合矩阵和恢复源信号的新方法.首先,利用二相编码信号成型模型的特异性,将欠定盲分离问题转化成卷积盲分离问题,然后通过抽头延时将其转化为线性瞬时混叠问题,通过独立分量分析(ICA)方法对延时后的观测信号进一步处理.为了准确地分离出源信号,利用峭度准则对...     

基于势函数与压缩感知的欠定盲源分离

传统的基于K均值聚类算法及最小路径法的欠定盲源分离(BSS)两步法存在K值难以确定、对初始值敏感、噪声和奇异点难以排除以及相对缺乏理论依据等诸多不足。针对以上问题,提出了基于势函数及压缩感知理论的新型两步算法。首先利用多峰值粒子群寻优算法改进的势函数法来估计混合矩阵;然后利用估计矩阵来构建传感矩阵,并将基于正交匹配追踪的压缩感知算法引入欠定盲源分离过程中;最后实现源信号的重构。仿真实验结果表明,混合矩阵最高估计精度达到99.13%,重构信号干扰比均高于10 dB,很好地满足了重构精度的要求,验证了所提算法的有效性。所提算法对一维混合信号的欠定盲源分离具有良好的普适性和较高的准确率。     

基于稀疏性盲源信号估计算法研究

随着欠定盲信号分离技术的日益发展,在独立分量分析的基础上发展出来许多新的算法,本文介绍了基于稀疏性的欠定盲源分离技术,其解决了欠定情况下的源信号估计问题。     

一种新的基于伪提取矢量的欠定盲分离方法

针对独立信号源的欠定盲分离,通过一定的理论分析,提出了一种基于伪提取矢量的欠定盲源分离方法。该方法通过判断采样点处取值占优的源信号,然后在观测信号采样点处选取对应的伪提取矢量,以恢复取值占优的源信号采样点的值,来实现欠定盲源分离。将该算法与经典的基于线性规划的欠定盲源分离方法进行了仿真,结果表明该方法由于在信号的各采样点处无需优化,因此大大提高了信号分离的速度,信号的分离速度要比基于线性规划的方法快数十倍。     

Underdetermined blind source separation technique based on speech features extraction

This paper presents a new time–frequency approach for recovering source contribution to two convolutive mixtures. The separation task is performed on two steps: Each mixture is clustered into voiced/unvoiced frames, and then the predominant source in each time frequency bin is identified through a specific weight function which is based on sources’ excitation characteristics extraction. We investigate the performance of the proposed approach in the underdetermined context using objective quality measures. Results for separating three and four speech sources in a live recorded mixture show the superiority of the proposed method in rejecting artifacts over existing convolutive separation techniques.     

基于稀疏性的欠定语音盲分离方法研究

针对源信号增多导致语音信号稀疏性变差的问题,提出一种新的基于稀疏性的混合矩阵估计方法,利用主分量分析(PCA)检测只有一个源信号存在的时频点并用于估计混合矩阵,从而提高了估计性能,特别适用于欠定语音盲分离。同时指出了影响基于稀疏性语音盲分离方法性能的因素。仿真结果验证了上述结论。     

病态混叠下语音信号的盲源分离

针对稀疏信号盲源分离势函数法需要过多参数,以及聚类算法需要知道源信号个数的缺陷,采用基于拉普拉斯模型的势函数法估计源信号数目和混合矩阵。将混合信号重新聚类,对每一类信号的协方差矩阵进行奇异值分解,混合矩阵得到更精确的估计,进而源信号也得到更精确的估计。通过计算机仿真,表明了该算法的优越性。     

基于字典学习的软件缺陷检测算法

针对目前存在的字典学习方法不能有效构造具有鉴别能力字典的问题,提出具有鉴别表示能力的字典学习算法,并将其应用于软件缺陷检测。首先,重新构建稀疏表示模型,通过在目标函数中设计字典鉴别项学习具有鉴别表示能力的字典,使某一类的字典对于本类的样本具有较强的表示能力,对于异类样本的表示效果则很差;其次,添加Fisher准则系数鉴别项,使得不同类的表示系数具有较好的鉴别能力;最后对设计的字典学习模型进行优化求解,以获得具有强鉴别和稀疏表示能力的结构化字典。选择经过预处理的NASA软件缺陷数据集作为实验数据,与主成分分析（PCA）、逻辑回归、决策树、支持向量机（SVM）和代表性的字典学习方法进行对比,结果表明所提出的具有鉴别表示能力的字典学习算法的准确率与F-measure值均有提高,能在改善分类器性能的基础上提高检测精度。     

Subsampled terahertz data reconstruction based on spatio-temporal dictionary learning

In this paper, the problem of terahertz pulsed imaging and reconstruction is addressed. It is assumed that an incomplete (subsampled) three dimensional THz data set has been acquired and the aim is to recover all missing samples. A sparsity-inducing approach is proposed for this purpose. First, a simple interpolation is applied to incomplete noisy data. Then, we propose a spatio-temporal dictionary learning method to obtain an appropriate sparse representation of data based on a joint sparse recovery algorithm. Then, using the sparse coefficients and the learned dictionary, the 3D data is effectively denoised by minimizing a simple cost function. We consider two types of terahertz data to evaluate the performance of the proposed approach: THz data acquired for a model sample with clear layered structures (e.g., a T-shape plastic sheet buried in a polythene pellet), and pharmaceutical tablet data (with low spatial resolution). The achieved signal-to-noise-ratio for reconstruction of T-shape data, from only 5% observation was 19 dB. Moreover, the accuracies of obtained thickness and depth measurements for pharmaceutical tablet data after reconstruction from 10% observation were 98.8%, and 99.9%, respectively. These results, along with chemical mapping analysis, presented at the end of this paper, confirm the accuracy of the proposed method.     

基于字典学习和非局部相似的超分辨率重建

为提高单帧降质图像的分辨率,提出了一种基于字典学习和非局部相似性的超分辨率重建算法。该算法主要将高分辨率图像减去利用迭代反投影重建结果得到差值图像,再利用K-奇异值分解(K-SVD)算法和联合字典生成的思想形成的字典训练方法,训练差值图像块和低分辨率图像块得到对应的高、低分辨率字典用于超分辨重建。此外,引入非局部相似性的正则项约束以提高重建图像的质量。实验结果表明,所提算法重建得到的图像在主观视觉效果和客观评价上优于基于例子学习的超分辨率算法。     

基于自适应半耦合字典学习的超分辨率图像重建

在超分辨图像重建领域,如何平衡字典学习中表示系数的稀疏性和协同性对重建效果具有重要意义。针对该问题,在半耦合字典学习的超分辨重建基础上,利用核范数构建一个新的正则项,将稀疏性和协同性作为一个整体进行考虑,并用交替方向乘子法(ADMM)求解优化模型,得到了基于自适应半耦合字典学习的超分辨率图像重建算法。实验结果表明,该方法比现有的一些基于字典学习的重建方法具有更好的重建效果,其能根据字典的变化自适应地平衡稀疏性与关联性,并通过两者之间的协调产生一个最合适的系数,因此在噪声环境下具有一定的抗干扰能力。     

过完备字典稀疏表示下的RAMP重构算法

压缩感知理论将采样理论与压缩理论合二为一,成为最近几年来的研究热点。主要依据图像的稀疏性或是可压缩性的特点,使用K-均值奇异值分解（K-Means Singular Value Decomposition,K-SVD）算法训练获得过完备字典,使用高斯随机矩阵作为测量矩阵,最后通过正则化自适应匹配追踪算法作为压缩感知重构算法,提出了K-SVD过完备字典的正则化自适应匹配追踪算法（KSVD Regularized Adaptive Matching Pursuit,KSVD-RAMP）。通过对重构图像的峰值信噪比、重构时间、相对误差等客观评价指标以及主观视觉上对所提算法以及传统的贪婪算法做对比。实验结果表明,该算法比基于离散小波稀疏表示的RAMP算法的峰值信噪比提升了2~6 dB。因此,该算法重构出的图像不管在视觉效果上,还是在客观评价指标上都有一定的改善。     

基于字典学习的卫星图像压缩算法研究

针对卫星图像的特点及当前卫星图像在传输和存储上面临的问题,提出了一种基于稀疏表示的卫星图像二级无损压缩算法。通过传输稀疏表示后的稀疏系数来代替图像本身的传输,完成对卫星图像的第一级压缩;对非零稀疏系数先作预处理后实现聚类,然后依据聚类索引对原始非零稀疏系数的位置排序;最后对处理后的非零稀疏系数和位置数据分块,并利用改进的自适应哈夫曼算法对非零稀疏系数的数据块编码,利用差分编码和改进的自适应哈夫曼算法对位置数据块编码,完成对图像数据的第二级压缩。实验结果表明,与传统算法相比,所提算法具有明显优势,改进算法的压缩率是传统算法的1/3~1/2,且可同时实现卫星图像的高倍无损压缩与高分辨率重建。