一种新的重叠混沌信号盲分离算法

提出一种基于粒子滤波（particle filtering,PF）的重叠混沌信号盲分离算法,该算法依据混沌动力学系统的状态空间模型,把重叠混沌信号盲分离问题转化为混沌信号和系统参数的联合估计问题,利用PF方法估计各信号以及系统参数的联合后验分布,再由联合后验分布实现各信号以及系统参数的估计.在PF算法中利用核平滑的方法实现了非时变参数的迭代估计,并通过自适应迭代算法对加性高斯噪声进行了估计.仿真实验的结果表明,该算法能有效地解决重叠混沌信号的盲分离问题.     

基于信息典型相关分析的盲源分离算法

针对盲源分离问题,将互信息理论与典型相关分析理论相结合,提出了一种基于信息典型相关分析的盲源分离算法.该算法首先利用模式搜索法求解,得到混合信号向量的线性组合与混合信号向量延迟的线性组合之间互信息最大的信息典型向量,互信息计算中的概率密度函数由高斯核密度估计.然后,将信息典型向量依次与接收的混合信号数据阵相乘.完成对源信号的逐一抽取和分离.仿真实验结果表明,该算法不仅能有效分离包含超高斯信号成分的混合信号和包含亚高斯信号成分的混合信号,还能分离同时包含这2种成分的混合信号以及病态混合信号.     

基于概率密度估计盲分离的通信信号盲侦察技术

为解决复杂多信号环境下的通信侦察难题，提出一种新的盲侦察技术，采用基于密度估计的盲分离算法（DEBSS）分离出原始信号，然后对分离的各个信号进行后续信号处理．DEBSS算法采用核函数估计法估计出信号的概率密度函数及其导数，以此确定信号的评价函数，然后采用自然梯度迭代算法进行迭代．仿真结果表明，采用该方法在无需任何先验知识的情况下（如载频、信号带宽、调制样式），可以很好地分离出原始的发射信号，为后续信号处理（如分析识别、解调等）奠定基础．该算法可以对任意源信号进行分离，而不管它是超高斯还是亚高斯信号．     

核独立分量分析在盲源信号分离中的应用研究

提出利用核独立分量分析来分离混合语音信号的盲信号处理方法.介绍了基于核空间ICA的原理和基本算法,然后利用核独立分量分析算法和固定点快速分离算法分离了混合语音信号.试验结果表明:利用基于核独立分量分析的方法可以得到较为理想的分离效果.     

一种基于非参数似然比准则的ICA盲检测算法

为抑制CDMA系统中的多址干扰,提出一种基于非参数似然比准则的ICA盲检测算法.该算法直接由观测信号样本出发,使用核函数估计分离信号的概率密度函数,并结合梯度下降法和似然比准则进行目标用户的信号检测.计算机仿真及与其他算法的比较表明,该算法抑制多址干扰的能力介于FastICA检测和最小均方误差(MMSE)检测之间.     

基于非参数核密度估计的集装箱码头交通需求预测模型

针对现有集装箱集疏港时间概率分布建模中需要假设参数分布的问题,基于非参数核密度估计理论建立集装箱码头交通需求预测模型.非参数核密度估计的核函数选取高斯核,最优带宽由交叉验证法求得,通过检验、K-S检验和后验检验对比分析了核密度估计与两种传统参数模型的估计效果,并应用该模型预测DCT码头的交通需求.结果表明:非参数核密度估计模型具有更高的拟合精度、稳定性和适用性,得到的概率密度曲线能更加准确反映出口箱集港时间和进口箱疏港时间的整体分布形态,基于非参数核密度估计的集装箱码头交通需求预测模型具有比传统的参数模型更高的预测精度,可为集装箱码头基础设施规划、集疏港通道的道路交通管理、码头资源优化配置和调度等问题的研究提供更准确的交通量和作业任务量预测.     

基于非正交联合对角化的跳频信号盲分离算法

针对组网跳频信号网台分选需求研究跳频信号的有效盲分离问题,现有基于联合对角化的跳频信号盲分离算法要求严格正交对角化,而实际中往往难以满足,为了放宽正交性条件,提出基于非正交联合对角化的多个跳频信号盲分离算法。该算法先把整个时频域划分成多个时隙后逐一处理,采用基于降噪处理的梯度范数法对观测信号进行处理,从而能精确提取具有特征矩阵结构的自项时频点,在计算其对应空间时频分布矩阵基础上,通过非正交联合对角化估计分离矩阵,能分离多个混叠跳频信号。仿真结果表明:该算法能有效实现跳频信号盲分离,与其它跳频信号盲分离算法相比具有更好的鲁棒性。     

基于特征值和奇异值分解方法的盲分离

在基于特征值和奇异值分解的盲分离算法中，采用固定时延相关统计量不能很好反映数据矩阵特征，故提出了一种基于不同时延正定相关矩阵的特征值和奇异值分解的盲分离算法．算法分观测信号的预白化和基于奇异值分解两个阶段，解决混和矩阵在输出信号数目大于等于输入信号数目的情况下，确定未知源信号的个数和分离的问题．仿真实验表明，改进算法能够准确分离出3个源信号，全系统矩阵比传统算法更接近分离要求，从性能指标来看，改进算法在信噪比10dB时，其分离的效果达到了良好．     

AIS盲分离接收机的FPGA实现及系统验证

针对卫星平台接收多个AIS小区内船舶发射的同频信号时存在互相冲突无法解调的问题,基于FPGA设计了一个多天线盲分离接收机,在FPGA上设计了实时的盲分离系统和AIS信号处理模块来对多小区混合信号进行分离和解调.模块包括AIS信号处理模块和高精度的数据白化模块,以及基于Fast ICA算法的实时权值矩阵迭代求解模块.采用CORDIC IP核与浮点运算IP核提高白化精度,保证算法分离效果.实际系统测试表明:设计的接收机可以成功分离并正确解调由两路AIS发射机同时发射的AIS信号,通过对比分离信号和发射信号的鉴频波形,验证了分离的正确性.所设计的系统也可应用于雷达、声纳等可能存在同频干扰的实时信号处理系统.     

Kernel-Kmeans:一种基于核密度估计的空间聚类算法

利用核密度估计的非参数检验特性,提出了一种基于核密度估计的Kmeans改进算法KernelKmeans.该算法综合了基于划分的聚类思想以及基于密度的聚类思想,首先由核密度估计算法计算样本点的密度分布,然后对密度分布栅格进行窗口计算并取极大值来初步确定聚类中心以及聚类数量,最后将聚类中心和聚类数量作为参数输入Kmeans算法得到聚类结果.以OpenStreetMap发布的京津冀城市群点数据开展实验研究,采用算法运算时间与轮廓系数为验证指标,与Kmeans算法、极大极小改进Kmeans算法进行了对比验证,结果表明Kernel-Kmeans算法的精度高于后两者.     

基于统计估计的盲信号分离算法

最大熵法（ＭａｘｉｍｕｍＥｎｔｒｏｐｙ,ＭＥ）和最小互信息量法（ＭｉｎｉｍｕｍＭｕｔｕａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ,ＭＭＩ）是两种目前最常用的盲信号分离算法．在分析ＭＥ与ＭＭＩ算法的基础上,提出了一种利用反馈结构的输出信号概率密度函数（ｐｄｆ）估计的增强ＭＥ算法．与传统ＭＥ算法相比较,新算法无需给出传统ＭＥ算法中神经元非线性函数的具体表达形式,而是直接利用输出信号ｐｄｆ估计来推导算法的迭代核,进行算法自适应．分析了应用几种不同ｐｄｆ估计方法的新算法迭代公式．通过计算机模拟表明,新算法比传统ＭＥ算法对于解决卷积混合输入的盲信号分离问题时,具有更好的算法性能．     

基于高斯混合密度函数估计的语音分离

基于最大熵法（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｅｎｔｒｏｐｙ,ＭＥ）、最小互信息量法（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｕｔｕａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ,ＭＭＩ）和最大似然法（ＭａｘｉｍｕｍＬＩｋｅｌｉｈｏｏｄ,ＭＬ）最解决盲信号分离问题的常用算法,分析了ＭＥ、ＭＭＩ以及ＭＬ算法之间关系。基于高斯混合模式（Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｍｉｘｔｕｒｅ Ｍｏｄｅｌ,ＧＭＭ）概率密度函数估计,提出了一种采用反馈结构的扩展最大熵语音分离算法,与     

盲信号分离中基于四阶累积量的源信号个数估计

研究了盲信号分离中源信号个数小于观测信号个数情况下源信号个数的估计方法.分别就带噪声和不带噪声两种情形进行了研究.对不带噪声的情形,给出源信号个数的以概率1正确的估计.对带噪声情形,通过构造适当的四阶累积量矩阵,将源信号个数的估计问题转化成为四阶累积量矩阵有效秩的估计问题,利用矩阵的SVD分解方法给出了源信号个数的估计.最后,利用计算机仿真将本文提出的估计方法与已有的估计方法进行了比较,并对实验结果进行了分析.     

基于时延估计波束形成预处理的实时语音盲信号分离研究

针对现有盲信号分离算法,在真实环境下性能会降低及计算量大而难以实时处理的局限性,提出一种将基于时延估计的波束形成与一种简单的去相关盲分离算法相结合的分离方法.在波束形成中,首先用互功率谱相位法对信号源到达传感器阵列的相对时延进行估计,然后进行延时对消,在此基础上再进行盲信号分离,并将该去相关盲分离算法推广到频域进一步降低计算复杂度.仿真实验表明,该方法简单可行并使得分离效果显著改善.     

确定盲分离中未知信号源个数的奇异值分解法

在信号源少于传感器观测到的混合信号时,未知信号源数目的估计一直是已有盲分离算法中一个未解决的问题,通过理论分析,提高并证明了在信号源盲分离问题中,可以通过计算混合信号数据矩阵的秩数来确定信号源的个数,存在观测噪声时,可以通过计算混合信号数据矩阵的奇异值分解进行估计未知信号源数目,给出了实际的计算方法,并通过计算实例证明了该方法的正确性和有效性,从而解决了盲分离中信号源个数的估计问题,为盲分离技术的应用进一步奠定了基础。     

基于盲信号分离的波达方向估计

为了将盲信号分离应用于波达方向估计,在基于四阶累积量的定点迭代快速独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)算法进行盲信号分离的基础上,利用分离矩阵得出混合矩阵的估计,并对混合矩阵的列向量在真实阵列流型上进行投影,通过角度扫描估计出信号的方位角.仿真结果表明,该算法在信噪比较高的条件下,具有跟MUSIC(Multiple Signal Classification Method)算法相似的分辨性能,但是在信噪比较低的情况下表现出较高的分辨率.     

盲信号分离输出与源信号的一致性判断

针对盲信号分离需要判断分离结果与源信号是否一致的问题,基于统计独立变量函数仍然保持“统计独立”的性质,提出了独立分量分析(ICA)的输出分量与源信号的一致性判断方法.该方法通过计算混合信号及其差分值混合矩阵的相关矩阵,根据ICA各分量对应的最大相关系数来判断ICA各分量与源信号的一致性.模拟计算和实验结果表明:若差分前后混合矩阵的最大相关系数趋近于1,则ICA输出分量与对应的源信号一致;为保证分离的准确,差分前后混合矩阵的最大相关系数不应小于0.8.     

盲目源分离技术与降噪

集中讨论了有关盲目源分离技术与降噪相结合的问题.盲目源分离技术是一种崭新的信号处理手段,解决的方案是频域分析与独立主分量分析(Independent Component Analysis)的结合,并取得了很好的效果.为了提高盲目源分离技术的信号质量,扩大该技术在实际生产生活中的应用范围,将通过仿真实验演示盲目源分离技术(Blind source separation,BSS)与降噪技术(NoiseReduction,NR)结合应用.     

基于分组简化粒子群算法的盲源分离

传统盲源分离算法普遍存在收敛精度低和易陷入局部最优的缺点,针对上述问题,提出将蛙跳算法的分组思想应用到盲源分离算法中.该分组思想是将整个粒子群分为多组子群体,每组粒子在进行组内寻优的同时进行全局寻优,从而增加了粒子之间的差异性,可以有效避免早熟收敛.该算法以负熵为目标函数,通过对分离矩阵进行调整,使各个信号分量之间相互独立,从而完成对瞬时混合信号的盲源分离.实验仿真结果表明,提出的算法与基本的粒子群盲源分离算法相比,能有效避免早熟收敛并进一步提高收敛精度和算法的稳定性.     

基于粒子群算法的欠定盲源分离方法改进研究

欠定盲源分离技术是一个热门的研究领域,其广泛应用于信息理论、神经网络、统计信号处理、生物医学工程等领域。在大多数实际情况下,当接收到由多路源信号叠加而成的观测信号时,源信号的数量大于观测时长,采用通常的盲源分离技术难以恢复源信号。着重讨论基于"两步法"的欠定盲源分离问题;该分离技术分两个阶段,第一阶段采用基于粒子群算法的K-均值聚类改进算法求解混合矩阵,将蚁群算法信息素的概念应用其中;第二阶段采用最短路径法求解L1-范数模型获得源信号的估计。相比于现存的二阶段方法,该方法可达到更高的信号重构信噪比。