FastICA算法研究及其在语音信号分离中的应用

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fei061101
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
盲信号处理中的盲源分离(Blind source separation,BSS)是近几十年来发展起来的一门新的研究领域,它的研究目的是即使源信号以及它的混合方式都不知道的前提下,仅仅由源信号的一些统计特性,然后根据所观测到的混合信号来恢复出我们想要得到的源信号。BSS问题在用户通信、语音信号处理、阵列信号处理、生物医学工程和地震预测等多个方面都有非常重要的应用价值。BSS是根据收集到的观测信号,通过学习来分离出我们想获得的源信号。BSS技术开始是来自“鸡尾酒会效应”的探索,即使处于混乱的语音条件下,人耳可以比较精确的提取人们所希望得到的声音信号,但是现在的仪器基本上不能实现这一功能,所以需要利用BSS方法,从由接收器所接收到的混合信号中分离出我们感兴趣的信号。独立分量分析(ICA)是根据BSS方法中源信号之间是相互独立的条件下得到的,是BSS方法中的一种特殊算法。ICA方法可以分为信息论的迭代估计算法还有统计学的代数算法,从理论上看,这两种方法用到源信号的非高斯性和独立性。在对信息论的研究方面,多国研究人员从最大似然函数、最小互信息准则、最大熵等方面给出了许多估计方法。比如最大似然估计,FastICA,Infomax等。对于统计学的算法一般有二阶以及四阶累积量算法。FastICA方法是利用了最大化信号的非高斯性,利用固定点算法寻求非高斯性的最大值,该算法所用到的牛顿方法是批处理计算值的多个采样数据,每步迭代计算从混合信号中间分离出一个独立的成分,属于ICA算法中的一种快速计算方法。本文阐述了盲信号处理的基本原理和方法,对BSS方法中的独立分量分析(ICA)方法进行了重点介绍,并对ICA方法中的快速独立分量分析方法(FastICA)进行了深入的分析,针对FastICA方法中存在对初始值敏感和计算复杂等问题,对基于负熵的FastICA方法进行了改进,将原算法中的牛顿迭代法用弦截法与最速下降法的结合算法来代替,提出了改进基于负熵的FastICA方法,针对基于峭度的FastICA常用方法中存在的对优化步长选择敏感,使得分离稳定性差的问题,引进了共轭梯度算法,提出了改进基于峭度的FastICA方法,从而使得分离误差更小,分离效果更好,通过Matlab仿真实验证明了改进算法的有效性。将两种改进算法应用在实际混合的语音信号盲分离中,通过实验也证明了两种算法的可行性和优越性。
其他文献
现阶段等离子体技术发展迅猛,掌握等离子体特性参数成为热门研究课题。特别在国防科技领域,再入飞行器“黑障突破”一直是困扰科学家的难题。等离子体学科的进步离不开相应的诊
近年来,随着芽苗菜工业化生产的进行及消费者对食品安全的严格要求,在芽苗菜生产中通过应用发光二极管调节光环境来改善芽苗菜的生长和品质已成为设施栽培领域新的研究热点。
本文评述联合国人类住区中心推动 21世纪地方议程的经验 .它依据促进 21世纪地方议程举措的两个最主要的人类住区方案,即可持续城市方案 (SCP)和落实 21世纪地方议程方案过程
无线传感器网络技术的出现,彻底地改变了信息感知和采集的方式,它综合了多种现代全新的技术,如传感器技术和无线通信技术等,各个传感器节点之间相互协调工作,共同完成对环境
本研究采用随机扩增多态DNA(RAPD)和SSR分子标记技术,研究了新疆啤酒花(Humulus lupulus L.)7个天然居群内和居群间的遗传变异,以及这些分子变异与其生境之间的联系,为野生啤酒花的保护和利用提供一定的理论和实践依据。主要研究结果如下: 1.对适合啤酒花基因组DNA提取的高盐低pH法进行了改良,可以有效地去除多糖、多酚等次生代谢产物的干扰,提取物可用于随后的RAPD遗传多
近年来,云计算已经开始渐渐进入普通人的视野,云提供商为人们提供了便携的存储空间,只要有网络,人们就不需要携带实体的存储介质。很多企业也逐渐将大容量的数据或者数据处理交给
本论文探索了植物相关微生物(包括内生和表生,可培养的和不可培养的)的富集方法。对于可培养微生物,通过特定的培养基进行选择性培养,从而达到富集效果;而如何从植物体内富集不可培
本文通过对荣华二采区10
期刊
随着工农业生产的快速发展和人口的急剧增长,环境污染问题日益突出,其中水体污染危害最大、分布最广,已成为严峻的社会问题。所以实施水资源保护,及时掌握水环境质量动态变化,开展
伴随着现代无线通信系统的迅速发展,作为其中的关键部分,高性能宽带、多频带微波滤波器及平衡式滤波器已经成为了近年来电磁领域的研究热点。本论文结合理论研究和实际工程需