高级搜索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于区域增长校正的频域盲源分离排序算法

张天骐 张华伟 刘董华 李群

张天骐, 张华伟, 刘董华, 李群. 基于区域增长校正的频域盲源分离排序算法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(3): 580-587. doi: 10.11999/JEIT180386
引用本文: 张天骐, 张华伟, 刘董华, 李群. 基于区域增长校正的频域盲源分离排序算法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(3): 580-587. doi: 10.11999/JEIT180386
Tianqi ZHANG, Huawei ZHANG, Donghua LIU, Qun LI. Frequency Domain Blind Source Separation Permutation Algorithm Based on Regional Growth Correction[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(3): 580-587. doi: 10.11999/JEIT180386
Citation: Tianqi ZHANG, Huawei ZHANG, Donghua LIU, Qun LI. Frequency Domain Blind Source Separation Permutation Algorithm Based on Regional Growth Correction[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(3): 580-587. doi: 10.11999/JEIT180386

基于区域增长校正的频域盲源分离排序算法

doi: 10.11999/JEIT180386
基金项目: 国家自然科学基金(61671095, 61371164, 61702065, 61701067, 61771085),信号与信息处理重庆市市级重点实验室建设项目(CSTC2009CA2003),重庆市研究生科研创新项目(CYS17219),重庆市教育委员会科研项目(KJ1600427, KJ1600429)
详细信息
    作者简介:

    张天骐:男,1971年生,博士后,教授,主要研究方向为通信信号的调制解调、盲处理、语音信号处理、神经网络实现以及FPGA, VLSI实现

    张华伟:女,1993年生,硕士生,研究方向为盲源分离算法改进

    刘董华:男,1992年生,硕士生,研究方向为通信信号盲估计

    李群:女,1991年生,硕士生,研究方向为直扩信号的盲处理

    通讯作者:

    张华伟 1490714614@qq.com

  • 中图分类号: TN911.7

Frequency Domain Blind Source Separation Permutation Algorithm Based on Regional Growth Correction

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61671095, 61371164, 61702065, 61701067, 61771085), The Project of Key Laboratory of Signal and Information Processing of Chongqing (CSTC2009CA2003), Chongqing Graduate Research and Innovation Project (CYS17219), The Research Project of Chongqing Educational Commission (KJ1600427, KJ1600429)
  • 摘要:

    卷积盲源分离可以在频域得到有效解决,但频域盲源分离必须解决排序模糊问题。该文提出一种基于区域增长校正的频域盲源分离排序算法。首先对卷积混合信号短时傅里叶变换,在频域的各个频点处建立瞬时模型进行独立分量分析,在此基础上使用分离信号功率比的相关性,对所有频点进行逐点排序置换。其次根据阈值将排序后的结果划分为若干个小区域。最后按区域增长方式进行区域置换与合并,最终得到正确的分离信号。区域增长校正可最大限度地减少频点排序错误扩散现象,从而改善分离效果。在模拟和真实环境中分别进行语音盲源分离实验,结果表明所提算法的有效性。

  • 图  1  卷积盲源分离频域法

    图  2  功率比相关系数矩阵

    图  3  ${U_1}$取不同值时的分离结果

    图  4  $\alpha $取不同值时的分离结果

    图  5  不同阶段时的排序结果

    图  6  不同阶段相似系数

    图  7  不同算法的排序结果

    图  8  仿真信号时域波形

    表  1  算法性能对比(dB)

    性能指标分离信号1分离信号2
    Murata算法本文算法Murata算法本文算法
    SIR6.407115.84748.533618.7533
    SDR5.34477.69375.68789.4011
    SAR4.87928.85228.034010.1978
    下载: 导出CSV

    表  2  本文算法复杂度

    各算法块计算量
    功率比计算$\left( {L/2} \right) \left( {{N^2}B + NB} \right)$
    逐点排序$\left( {L/2} \right) {N^2}B$
    区域排序$R {N^2}B$
    下载: 导出CSV
  • 张天骐, 马宝泽, 强幸子, 等. 一种引入自适应动量项的变步长混沌信号盲分离算法[J]. 电子与信息学报, 2017, 39(4): 908–914. doi: 10.11999/JEIT160578

    ZHANG Tianqi, MA Baoze, QIANG Xingzi, et al. Variable-step blind source separation algorithm with adaptive momentum item for chaotic signals[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2017, 39(4): 908–914. doi: 10.11999/JEIT160578
    欧世峰, 耿超, 高颖. 动量项盲源分离算法及其性能优化策略[J]. 电子学报, 2014, 42(1): 42–48. doi: 10.3969/j.issn.0372-21122014.01.007

    OU Shifeng, GENG Chao, and GAO Ying. Momentum term based blind source separation algorithm and its performance modified strategies[J]. Acta Electronica Sinica, 2014, 42(1): 42–48. doi: 10.3969/j.issn.0372-21122014.01.007
    徐成发, 郝宇星, 陆潞, 等. 基于互相关的快速角度估计算法[J]. 电子与信息学报, 2016, 38(6): 1446–1451. doi: 10.11999/JEIT151021

    XU Chengfa, HAO Yuxing, LU Lu, et al. Fast angle estimation algorithm based on cross-correlation[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2016, 38(6): 1446–1451. doi: 10.11999/JEIT151021
    胡可, 汪增福. 一种基于时频分析的语音卷积信号盲分离算法[J]. 电子学报, 2006, 34(7): 1246–1254. doi: 10.3321/j.issn:0372-2112.2006.07.014

    HU Ke and WANG Zengfu. A time-frequency analysis based blind source deconvolution method[J]. Acta Electronica Sinica, 2006, 34(7): 1246–1254. doi: 10.3321/j.issn:0372-2112.2006.07.014
    YOSHIOKA T, NAKATANI T, MIYOSHI M, et al. Blind separation and dereverberation of speech mixtures by joint optimization[J]. IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing, 2011, 19(1): 69–84. doi: 10.1109/TASL.2010.2045183
    欧旭东, 张天骐, 闫振华, 等. 基于多频段能量相关排序的语音卷积混合盲源分离[J]. 计算机应用研究, 2016, 33(5): 1481–1485. doi: 10.3969/j.issn.1001-3695.2016.05.046

    OU Xudong, ZHANG Tianqi, YAN Zhenhua, et al. Blind convolution speech separation based on multi-band ordering[J]. Application Research of Computers, 2016, 33(5): 1481–1485. doi: 10.3969/j.issn.1001-3695.2016.05.046
    PARRA L and SPENCE C. Convolutive blind separation of non-stationary sources[J]. IEEE Transactions on Speech Audio Process, 2000, 8(3): 320–327. doi: 10.1109/89.841214
    IKRAM M and MORGAN D. Permutation inconsistency in blind speech separation: Investigation and solutions[J]. IEEE Transactions on Speech & Audio Process, 2005, 13(1): 1–13.
    张华, 冯大政, 庞继勇. 基于二阶统计量的语音信号时域卷积盲分离算法[J]. 电子与信息学报, 2010, 32(5): 1083–1086. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00574

    ZHANG Hua, FENG Dazheng, and PANG Jiyong. A time-domain blind convolutive separation algorithm for speech signals based on second-order statistic[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2010, 32(5): 1083–1086. doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00574
    SAWADA H, MUKAI R, ARAKI S, et al. A robust and precise method for solving the permutation problem of frequency domain blind source separation[J]. IEEE Transactions on Speech Audio Process, 2004, 12(5): 530–538. doi: 10.1109/TSA.2004.832994
    MIETTINEN J, NORDHAUSEN K, and TASKINEN S. Blind source separation based on joint diagonalization in R: The packages JADE and BSSasymp[J]. Journal of Statistical Software, 2017, 76(2): 1–31. doi: 10.18637/jss.v076.i02
    MURATA N, IKEDA S, and ZIEHE A. An approach to blind source separation based on temporal structure of speech signals[J]. Neurocomputing, 2001, 41(1): 1–24.
    薄祥雷, 何怡刚, 尹柏强, 等. 基于影响因子的频域盲源分离排序算法[J]. 电子学报, 2013, 42(2): 360–365. doi: 10.3969/j.issn.0372-2112.2014.02.023

    BO Xianglei, HE Yigang, YIN Baiqiang, et al. Algorithm to eliminate permutation of frequency domain blind source separation based on influence factor[J]. Acta Electronica Sinica, 2013, 42(2): 360–365. doi: 10.3969/j.issn.0372-2112.2014.02.023
    SAITO S, OISHI K, and FURUKAWA T. Convolutive blind source separation using an iterative least-squares algorithm for non-orthogonal approximate joint diagonalization[J]. IEEE/ACM Transactions on Audio Speech & Language Processing, 2015, 23(12): 2434–2448.
  • 加载中
图(8) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  1552
  • HTML全文浏览量:  484
  • PDF下载量:  56
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-25
  • 修回日期:  2018-10-10
  • 网络出版日期:  2018-10-24
  • 刊出日期:  2019-03-01

目录

    /

    返回文章
    返回