單通道混合信號分離是盲源分離(Blind Source Separation,BSS)的一種,是目前信號處理領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。盲源分離是在先驗(yàn)信息極少,并且信道不明的情況下,根據(jù)已知的觀測信號分離得出源信號的過程。用于解決線性正定問題的盲源分離算法已經(jīng)成熟,而欠定和單通道技術(shù)還在發(fā)展中。單通道盲分離問題雖然是欠定盲分離問題的一種情況,但是欠定分離的算法對單通道的解決效果不佳,有的分離出的信號與源信號相關(guān)性太差,甚至不能完成分離。因此,本文的研究著眼于單通道盲分離,對單通道盲分離展開以下的研究工作:(1)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法(Empirical Mode Decomposition,EMD)分解的本征模態(tài)函數(shù)的個數(shù)不能確定,而且容易出現(xiàn)模態(tài)混疊,因此基于EMD分解的單通道盲源分離算法存在不穩(wěn)定性。針對該問題,選擇用變分模態(tài)分解算法(Variational Mode Decomposition,VMD)代替EMD算法,將單通道轉(zhuǎn)換成虛擬多通道,使得欠定的病態(tài)問題轉(zhuǎn)換成正定的一般問題。最后利用獨(dú)立分量分析(Independent component analysis,ICA)算法分離獲得源信號...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.1 單通道混合信號分離的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 NMF算法的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 變分模態(tài)分解的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 盲源分離的基本理論
    2.1 引言
    2.2 單通道混合信號分離模型
    2.3 盲源分離的可分離性與不確定性
    2.4 數(shù)據(jù)的預(yù)處理
        2.4.1 中心化
        2.4.2 白化
        2.4.3 分幀加窗
    2.5 正定盲源分離
        2.5.1 ICA的算法模型
        2.5.2 用峭度解決ICA模型
        2.5.3 用負(fù)熵解決ICA模型
    2.6 分離效果的評判參數(shù)
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于VMD和ICA的混合信號分離
    3.1 引言
    3.2 模態(tài)分解相關(guān)的基礎(chǔ)概念
        3.2.1 希爾伯特變換與解析信號
        3.2.2 瞬時頻率
        3.2.3 本征模態(tài)函數(shù)
        3.2.4 維納濾波
        3.2.5 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)
    3.3 變分模態(tài)分解的原理
        3.3.1 構(gòu)造變分模型
        3.3.2 求解變分模型
    3.4 基于VMD和ICA的混合信號分離
        3.4.1 算法的具體步驟
        3.4.2 算法實(shí)現(xiàn)流程圖
        3.4.3 VMD算法中K值的確定
        3.4.4 實(shí)驗(yàn)仿真與分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于VMD和NMF的混合信號分離
    4.1 引言
    4.2 語音信號的基礎(chǔ)知識
        4.2.1 語音信號的特點(diǎn)
        4.2.2 語音信號的頻域表示
    4.3 非負(fù)矩陣分解算法
        4.3.1 非負(fù)矩陣分解模型
        4.3.2 求解NMF模型
        4.3.3 NMF的約束準(zhǔn)則
        4.3.4 NMF的算法步驟
    4.4 聚類算法
        4.4.1 K均值聚類
        4.4.2 模糊C均值聚類
    4.5 基于NMF的單通道語音信號分離
        4.5.1 算法步驟
        4.5.2 算法流程圖
        4.5.3 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    4.6 基于VMD和NMF的語音信號分離
        4.6.1 算法步驟
        4.6.2 算法流程圖
        4.6.3 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3736139