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为解决弱稀疏语音信号的欠定盲分离问题，根据语音信号的部分W-分离正交性，提出一种基于单源主导区间的混合矩阵盲估计方法。该方法根据单源主导区间的性质，通过二元行矢量提取单源观测样本，对单源观测样本进行K均值聚类和主成分分析来估计混合矩阵。仿真结果表明，提出的方法可有效提高分离语音的性能，与直接利用K-PCA方法相比，分离语音的平均信噪比提高了10dB左右。