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信号处理 2016年第11期32卷 1369-1376页

作者：黄翔东靳旭康天津大学电子信息工程学院天津300072

现有的欠定语音信号盲分离算法往往不能同时兼顾分离性能及效率。针对此问题,本文提出一种基于谐波提取的欠定盲分离方法。首先,利用频谱校正从混合信号的短时傅里叶变换中提取谐波参数,其次利用相位一致性准则甄别这些参数的单源属性,... 详细信息

现有的欠定语音信号盲分离算法往往不能同时兼顾分离性能及效率。针对此问题,本文提出一种基于谐波提取的欠定盲分离方法。首先,利用频谱校正从混合信号的短时傅里叶变换中提取谐波参数,其次利用相位一致性准则甄别这些参数的单源属性,进而用自适应K-均值方法对单源模式做聚类而获得源数估计和混合矩阵估计,最后再用子空间投影法恢复源信号。其中谐波提取和单源参数筛选可保证低复杂度地精确估计出混合矩阵。仿真实验表明,相比于原始子空间投影算法,本文方法可获得更高的信号恢复质量,且在谐波相关领域也具有潜在应用价值。

关键词：欠定语音盲分离频谱校正单源成分子空间投影

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基于稀疏性的欠定语音盲分离方法研究

基于稀疏性的欠定语音盲分离方法研究

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作者：孙庆强南京大学

学位级别：硕士

盲源分离技术是一种功能强大的信号处理技术,它能够在源信号及混合参数未知的情况下,仅通过若干观察信号分离恢复出各个源信号。针对确定或过定盲源分离问题已经发展出了许多成熟的理论和方法,但欠定条件下的盲源分离问题则具有更高挑... 详细信息

盲源分离技术是一种功能强大的信号处理技术,它能够在源信号及混合参数未知的情况下,仅通过若干观察信号分离恢复出各个源信号。针对确定或过定盲源分离问题已经发展出了许多成熟的理论和方法,但欠定条件下的盲源分离问题则具有更高挑战性与实用价值,引起许多研究学者的兴趣,逐渐发展成为一个新的研究热点。本文在主流的“两阶段”法欠定盲源分离方法框架下,提出一种新的混合参数估计方法,同时改进了经典的基于时频掩蔽的源信号分离方法,并将其应用于欠定语音分离问题中。首先,本文基于构建平滑二维直方图进行混合参数估计的原理,引入分水岭算法提出一种新的混合参数估计方法,能够同时解决源信号数量枚举及混合参数估计两大难题,相较于传统的基于聚类法估计混合参数的方法具有运算速度快,抗干扰能力强等优点。其次,分析研究了时频掩蔽和稀疏表示两种主流的源信号分离方法的优缺点,结合两者的优势,在时频掩蔽方法的基础上提出一种改进策略,一定程度上提高了算法的整体分离效果。最后,通过设计相关语音分离实验验证了所提算法的有效性。全文以欠定语音盲分离问题为研究对象,在主流的“两阶段”方法框架的指导下,针对混合参数估计步骤及源信号分离步骤分别提出相应的改进策略,提出了一种运算速度快、分离性能好并且具有较强鲁棒性的欠定语音盲分离方法,并设计相关实验加以验证。

关键词：欠定语音盲分离 DUET算法分水岭算法时频掩蔽方法短时傅里叶变换

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具有延迟的欠定语音盲分离

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电声技术 2011年第6期35卷 51-55页

作者：和继威刘郁林王开重庆通信学院DSP实验室重庆400035

探讨具有延迟的欠定语音盲分离问题,针对语音信号的部分W-分离正交性,提出一种新的基于混叠矩阵估计的语音盲分离方法。首先对观测信号进行短时傅里叶变换,选定一个信号作为参考信号,构造幅度衰减向量和时间延迟向量,提取单源主导区间... 详细信息

探讨具有延迟的欠定语音盲分离问题,针对语音信号的部分W-分离正交性,提出一种新的基于混叠矩阵估计的语音盲分离方法。首先对观测信号进行短时傅里叶变换,选定一个信号作为参考信号,构造幅度衰减向量和时间延迟向量,提取单源主导区间的观测信号作为观测样本;然后对观测样本进行聚类,通过估计参考信号的混叠系数来估计混叠矩阵;最后结合信号子空间方法恢复源信号。仿真结果验证了算法的有效性。

关键词：欠定语音盲分离单源主导部分W-分离正交延迟源

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欠定混叠语音信号盲分离方法的研究

欠定混叠语音信号盲分离方法的研究

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作者：杨文河南科技大学

学位级别：硕士

语音分离作为语音信号处理的重要研究方向,在语音识别、语音增强等方面都有着非常积极的意义。本论文在分析和总结以往研究工作的基础上,针对欠定语音分离的难点问题（传统算法对信号稀疏性要求高、含噪分离难和分离精度低）进行研究,... 详细信息

语音分离作为语音信号处理的重要研究方向,在语音识别、语音增强等方面都有着非常积极的意义。本论文在分析和总结以往研究工作的基础上,针对欠定语音分离的难点问题（传统算法对信号稀疏性要求高、含噪分离难和分离精度低）进行研究,有效的将欠定情况下的语音盲分离应用于含噪,信号稀疏程度不够的场景下。主要成果如下: 1.针对传统稀疏算法分离欠定情况精度低的问题,提出了基于直线隶属度函数算法。语音分离过程中关键的一步为混合矩阵的求解。本算法在求解混叠矩阵时利用混合信号的线性聚类特性,通过混合信号向量构造直线隶属度函数。该函数基于向量角度衡量数据隶属于到该函数所代表直线的程度。通过对该函数极值的求解来获取数据所聚类的直线,从而求解出混叠矩阵。最后通过语音信号分离实验验证,较之势函数法,该算法在欠定情况下分离出的信号的信噪比平均提高5db。 2.针对传统算法在含噪语音分离精度低的问题,提出了噪声影响因子方法。依据噪声对信号数据影响的情况,提出噪声影响因子概念,对数据加以区分。在求解混叠矩阵时,加强噪声影响因子低的数据的权重,降低噪声影响因子高的数据的权重。最后通过实验验证,在含噪情况下,结合噪声影响因子后的直线隶属度函数法分离出的信号的信噪比平均提高4db。 3.针对传统稀疏算法对信号的稀疏程度要求高的缺点,提出基于超平面隶属度函数的欠定盲分离算法。2005年提出的K-SCA假设较之SCA（sparse component analysis）假设,其稀疏性要求明显降低。K-SCA假设将混叠矩阵的求解转化为混合信号向量点所聚类的超平面的法向量的求解。本文在K-SCA假设的基础上提出超平面隶属度函数求解算法。该函数基于数据向量与函数变量的夹角来衡量数据向量隶属于以函数变量为法向量的过原点超平面的程度。通过对函数极值的求解来获取数据聚类的超平面,从而求解出混叠矩阵。最后通过实验验证了算法可有效的应用于信号稀疏程度不够的情况下,分离出的信号具有较高的信噪比。

关键词：欠定语音盲分离独立分量分析稀疏分量分析直线隶属度函数 K-SCA假设超平面隶属度函数

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基于时频稀疏性的欠定无回声语音盲分离

基于时频稀疏性的欠定无回声语音盲分离

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作者：杨海滨国防科学技术大学

学位级别：硕士

语音盲分离源于对“鸡尾酒会效应”的研究,其目的在于从多个语音源信号混合成的若干个观测信号中分离出各个原始的源信号,以模拟人类听觉系统的能力,是机器听觉、语音识别、以及语音增强领域广泛关注的问题。传统的基于独立成分分析的... 详细信息

语音盲分离源于对“鸡尾酒会效应”的研究,其目的在于从多个语音源信号混合成的若干个观测信号中分离出各个原始的源信号,以模拟人类听觉系统的能力,是机器听觉、语音识别、以及语音增强领域广泛关注的问题。传统的基于独立成分分析的语音盲分离方法只能解决混合信号数量不少于源信号数量的过定与确定问题。而混合信号数量少于源信号数量的欠定问题在现实中普遍存在,现有的大部分欠定盲分离算法针对的是不考虑源信号到各个传感器相对传播时延的瞬时混合情形,本文研究更符合实际语音混合过程的无回声混合模型下的欠定语音盲分离。欠定语音盲分离问题的解决需要引入源信号的先验知识,以作为原始问题的约束,从而使得欠定问题向确定问题转化。本文设计了一种基于语音源信号的时频稀疏性先验模型的欠定无回声语音盲分离算法。主要研究内容包括以下几个方面: 1.研究了基于时频稀疏性的欠定无回声语音盲分离框架,在此框架下讨论了作为本文基本假设的语音信号的时频稀疏性,并结合稀疏重建理论分析了欠定条件下混合语音的可分离性。 2.具体算法的分析与设计:本文算法分为两个阶段,第一阶段为混合参数估计,本文通过概率论的分析得出当源信号数量较多时,由时频稀疏性并不能导出时频非交叠性,而每个源信号在时频面内总存在单源活跃局部时频区域的假设更为合理。因此本文在基于单源活跃区域检测的AD-TIFROM和AD-TIFCORR方法的基础上进行改进,克服了其鲁棒性不强,且只能估计整数采样间隔时延的缺陷。第二阶段为在已知混合参数的条件下进行源信号的估计,针对时频二值遮罩方法本身假设不合理的缺陷,本文采用由时频稀疏性导出的稀疏重建方法,并将ADM-BP算法用于稀疏重建,设计了基于ADM-BP的源信号估计方法,相对于基于传统稀疏重建算法的源信号估计方法具有效率高,鲁棒性强的优势。 3.仿真实验设计:首先在不同时延条件下测试混合参数估计方法性能;然后在已知真实混合参数条件下,基于Image Technique的仿真技术,分别使用全方向性麦克风阵列和混合型麦克风阵列作为传感器,对源信号估计方法进行测试;最后,由于通过分析得出本文方法更适用于混合型麦克风阵列,本文采用混合型麦克风阵列作为传感器,测试本文的欠定无回声语音盲分离算法。

关键词：欠定语音盲分离无回声混合时频稀疏性单源活跃稀疏重建

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基于二进制时频掩码和ICA的欠定语盲分离

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聊城大学学报（自然科学版） 2007年第4期20卷 88-91页

作者：杜军山东大学信息科学与工程学院

研究基于二进制时频掩码和ICA的欠定语音盲分离.首先对混叠语音进行时频变换;然后利用二进制时频掩码技术从混叠信号的时频信息中消除掉一个源信号,将欠定的盲源分离问题转变成正定的盲源分离;最后,将消除后的混叠信号变换回时域,再利用... 详细信息

研究基于二进制时频掩码和ICA的欠定语音盲分离.首先对混叠语音进行时频变换;然后利用二进制时频掩码技术从混叠信号的时频信息中消除掉一个源信号,将欠定的盲源分离问题转变成正定的盲源分离;最后,将消除后的混叠信号变换回时域,再利用ICA技术进行分离.利用本方案进行欠定语音分离,可以大大消除因二进制时频掩码带来的音乐噪声,能够达到很好的分离.

关键词：二进制时频掩码 ICA 欠定语音盲分离音乐噪声

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基于时频非交叠性的语音盲分离

基于时频非交叠性的语音盲分离

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第六届和谐人机环境联合学术会议（HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议（NCMT2010）、第6届全国人机交互学术会议（CHCI2010）、第5届全国普适计算学术会议（PCC2010）

作者：蔡秋芳李国辉杨海滨国防科技大学信息系统与管理学院

本文探讨基于时频非交叠特性的双通道欠定语音盲分离问题。首先通过瞬时-延迟混合模型对语音混叠过程进行建模。根据语音信号具有短时平稳性的特点,可以将采集到的两路时域语音信号映射到频域上,从而得到语音信号的时频表示形式。当源... 详细信息

本文探讨基于时频非交叠特性的双通道欠定语音盲分离问题。首先通过瞬时-延迟混合模型对语音混叠过程进行建模。根据语音信号具有短时平稳性的特点,可以将采集到的两路时域语音信号映射到频域上,从而得到语音信号的时频表示形式。当源信号个数较少时,通常可以假设各个源信号的时频表示形式近似满足非交叠性,从而可以使用二进制时频遮罩算法实现分离。本文通过二维统计直方图法对时频点进行聚类,则图中峰值的个数等于源信号的个数,同时能够求出混叠矩阵中各个源信号在两个麦克风间的相对衰减-延迟参数。最后在已知混合参数的条件下,利用最大似然估计的方法得到各个源信号。仿真实验表明了算法的可行性与有效性。

关键词：时频非交叠性双通道欠定语音盲分离二进制时频遮罩

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