一种基于参数传递的盲源分离方法及系统

专利2026-08-16  23


本发明涉及信号处理,特别是一种基于参数传递的盲源分离方法及系统。


背景技术:

1、盲源分离(bss,blind source separation)是指在未知或少量先验信息情况下,仅利用观测混合信号对源信号和混合情况进行估计的理论与技术。盲源分离起源于上世纪80年代,j.hérault和c.jutten提出了著名的h-j算法,开创性地进行了信号盲分离研究工作。此后,学术界针对源信号独立性等理论和实践问题开展了大量研究,形成了独立分量分析或独立成分分析(ica,independent component analysis)等理论,目前ica已经成为bss的主要解决方法。近年来,盲源分离已在生物医学、语音、图像、视频和水声等信号处理领域得到广泛关注。

2、但是,盲源分离算法涉及高阶累积量和矩阵运算,计算复杂度较高,在实际应用中面临着处理时延较大的问题。经分析得知,经典的特征矩阵群联合近似对角化(jade)算法中,四阶累积量矩阵特征值分解和联合矩阵对角化占据了较大的计算开销。传统盲源分离对信号进行分段,每段信号按照相同的方式进行处理,因而各段的处理时延接近。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种信号分离参数的迭代次数少、盲源分离的平均处理时延低、速度快、精度高的盲源分离方法及系统。

2、实现本发明目的的技术方案为:一种基于参数传递的盲源分离方法,包括以下步骤:

3、步骤1、利用第一段信号迭代第一段信号分离参数{ψ1},利用分离算法得到第一段分离信号其中m为信号的路数;

4、步骤2、将第k-1段信号分离参数{ψk-1}作为第k段信号分离参数{ψk}的初值,利用第k段信号迭代第k段信号分离参数{ψk},利用分离算法得到第k段分离信号其中k为分段号,k≥2;

5、步骤3、重复步骤2,直至完成全部分段信号的分离。

6、一种基于参数传递的盲源分离系统,该系统用于实现所述的基于参数传递的盲源分离方法,所述系统包括第一段分离信号生成模块和后续段分离信号生成模块,其中:

7、所述第一段分离信号生成模块,利用第一段信号迭代第一段信号分离参数{ψ1},利用分离算法得到第一段分离信号其中m,n为信号的路数;

8、所述后续段分离信号生成模块,将第k-1段信号分离参数{ψk-1}作为第k段信号分离参数{ψk}的初值,利用第k段信号迭代第k段信号分离参数{ψk},利用分离算法得到第k段分离信号其中k为分段号,k≥2,k取值递增,直至完成全部分段信号的分离。

9、一种移动终端,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现所述的基于参数传递的盲源分离方法。

10、一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现所述的基于参数传递的盲源分离方法中的步骤。

11、本发明与现有技术相比,其显著优点在于:

12、(1)结合前段信号的分离参数进行信号分离,减少了分离参数的迭代次数,提高盲源分离的效率;

13、(2)降低了盲源分离的平均处理时延,提高盲源分离的处理速度和精度,提高了盲源分离在高速信号处理中的实用性。



技术特征:

1.一种基于参数传递的盲源分离方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于参数传递的盲源分离方法,其特征在于,步骤1和步骤2中的分离算法采用特征矩阵群联合近似对角化即jade算法、二阶盲辨识即sobi算法、四阶盲辨识即fobi算法、快速独立分量分析即fastica算法中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的基于参数传递的盲源分离方法,其特征在于,步骤1中,利用第一段信号迭代第一段信号分离参数{ψ1},利用分离算法得到第一段分离信号所述分离算法采用特征矩阵群联合近似对角化即jade算法,具体如下:

4.根据权利要求3所述的基于参数传递的盲源分离方法,其特征在于,步骤2中,将第k-1段信号分离参数{ψk-1}作为第k段信号分离参数{ψk}的初值,利用第k段信号迭代第k段信号分离参数{ψk},利用分离算法得到第k段分离信号具体如下:

5.根据权利要求2所述的基于参数传递的盲源分离方法,其特征在于,jade算法、sobi算法、fobi算法和fastica算法中,对于第k>1段信号的分离,在协方差矩阵特征值分解的过程中,利用协方差矩阵qk对特征值矩阵vk和特征向量矩阵uk进行迭代,将第k-1段信号的特征值矩阵vk-1和特征向量矩阵uk-1分别作为第k段信号特征值矩阵vk和特征向量矩阵uk的初值。

6.一种基于参数传递的盲源分离系统,其特征在于,该系统用于实现权利要求1~5任一项所述的基于参数传递的盲源分离方法,所述系统包括第一段分离信号生成模块和后续段分离信号生成模块,其中:

7.一种移动终端,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1~5任一项所述的基于参数传递的盲源分离方法。

8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1~5任一项所述的基于参数传递的盲源分离方法中的步骤。


技术总结
本发明公开了一种基于参数传递的盲源分离方法及系统,所述方法为:将信号分段进行盲源分离处理,第一段进行常规盲源分离,将随机值作为分离参数初值,迭代分离参数进而实现信号盲分离;后续分段则利用前一分段的分离参数作为当前段分离参数的初值,迭代分离参数进而实现信号盲分离。所述系统包括第一段分离信号生成模块和后续段分离信号生成模块。本发明结合前段信号的分离参数进行当前段信号的分离,减少了分离参数的迭代次数,降低了算法的计算复杂度,提高了盲源分离的速度和精度。

技术研发人员:于淼,李程,杨旭,胡凯,郭鹏程
受保护的技术使用者:中国人民解放军国防科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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