独立分量分析及其在诱发电位提取中的应用

独立分量分析能够在各信号频率混迭的情况下,从它们的线性混合信号中有效分离出原始信号,这为微弱电生理信号的提取提供了途径,受到生物信号处理研究人员的关注.作者研究分析了独立分量分析模型和一种基于负熵判据的定点快速ICA算法的实现,并将该算法运用于仿真诱发电位的提取中,从观测信号(混合信号)中有效地提取出视觉诱发电位.     

基于FastICA的工频干扰消除算法

阐述了独立成分分析(Independent Components Analysis,ICA)的基本原理,将快速ICA(FastICA)算法应用于消除地震信号中的工频干扰,对输出信号的相关系数绝对值进行对比.结果表明:与传统的工频干扰消除技术相比,FastICA算法可以更加有效地消除微信号中的工频干扰.     

消除电网工频信号干扰的陷波电路设计

工频干扰存在于各种数据采集系统中,直接影响被测信号的测量精度.针对电网频率波动的实际情况,基于双T型阻容有源陷波电路,设计了可以滤除频带在49.5～50.5Hz之间工频干扰的陷波电路.详细地分析了所设计陷波电路的陷波深度与被测信号失真的关系,并给出了其幅相特性.提出的陷波电路信噪比可达60dB以上.通过仿真试验验证了设计的陷波电路具有较好的滤波效果.     

基于负熵最大化FastICA的心电信号提取研究

针对心电信号常被工频干扰污染问题,为了从观测信号中有效分离出心电信号,采用了基于负熵最大化的FastICA方法.仿真中,观测信号由心电信号和工频干扰通过混合矩阵线性叠加而成,无明显心电信号特征.经具体方法基于负熵最大化FastICA方法处理后,分离出的心电信号很好地逼近了理想心电信号,具有明显的心电信号特征,心电信号提...     

基于独立分量分析的混合声音信号分离

论文简要介绍了有关独立分量分析（ICA）的基本理论和算法;探讨了独立分量分析在混合声音信号分离中的应用。针对ICA输出结果排序的不定性以及在长时间记录声音信号的过程,ICA混合模型系数存在时变性等问题,提出了一种结合小波变换和独立分量分析的解决方法;试验结果表明,该方法能有效地提高运算效率并获得较好的分离效果。     

基于噪声独立分量分析的多用户检测

针对独立分量分析算法忽略噪声这一缺点,引入基于噪声模型的噪声独立分量分析,得到基于噪声独立分量分析的多用户检测方法.并与基于无噪模型的算法进行仿真比较,结果表明本文引入的方法性能更优,稳健性更好,对实际信道的适应性更强.     

基于ICA的消除ERP中伪迹干扰的方法

概述了消除事件相关脑电位(ERP)伪迹的一般方法和存在的问题，介绍了独立分量分析(ICA)的基本原理及其两个关键内容，将ICA算法用于消除ERP伪迹干扰，根据ERP伪迹的特点用ICA算法编写了一组用于盲信号分离和伪迹干扰消除的程序，利用该组程序，进行了仿真实验和消除ERP实测数据中伪迹干扰的处理实验，仿真实验完全分离出了4组人为随机混合的信号，实测信号实验较好地消除了伪迹干扰的影响，实验结果表明，使用ICA算法消除ERP伪迹干扰是一种较理想的方法。     

基于独立分量分析的字符识别方法

该文介绍了独立分量分析(ICA)的基本原理，给出了应用于字符识别的ICA算法，得到一组独立基的投影系数．在此基础上，组合欧氏距离和马氏距离实现字符分类．该方法已在汽车牌照字符识别中得到应用．     

基于独立分量分析的混叠跳频信号分离算法

为解决混叠跳频信号的分离问题,在深入研究独立分量分析(ICA:Independent Component Analysis)理论基础上,结合跳频通信的特点,提出了基于独立分量分析的混叠跳频信号分离算法,实现了对混叠跳频信号的盲分离.该算法将基于负熵最大化的FastICA算法应用到混叠跳频信号分离中.通过仿真实验表明,该算法能成功地排除乘性噪声干扰,完成对混叠跳频信号的分离.虽然分离信号的幅度、相位等参数较源信号发生了变化,但并不影响后续工作.这一过程在未知任何先验参数的条件下完成,并取得了较好的分离效果,为跳频通信信号的分离工作提供了新思路.     

独立分量分析研究

概述独立分量分析的基本理论,总结三个等价目标函数:非高斯最大化、互信息最小、极大似然估计,总结三类常用优化方法:自适应法、固定点迭代法、Jacobi法。介绍含噪独立分量分析、欠定独立分量分析、核独立分量分析等新近的方法,简述独立分量分析的一些应用。     

改进的独立分量分析算法

对独立分量分析算法的基本理论和FastICA算法进行了简要介绍.传统的FastICA算法只具有二阶的收敛速度,为了提高独立分量分析算法的收敛速度,减少迭代次数和运行时间,提出了一种改进的独立分量分析算法——五阶收敛的牛顿迭代法.对牛顿迭代算法加以修正,使改进的独立分量分析算法具有五阶的收敛速度.图像信号分离仿真实验表明,改进算法与传统的FastICA算法在分离效果相当的情况下,明显减少了传统的FastICA算法的迭代次数和运行时间,提高了收敛速度和运行效率.     

基于相空间重构和独立分量分析的超声信号噪声消除

提出了一种新的基于相空间重构和独立分量分析的超声信号去噪方法.应用该方法处理了实际的试块超声检测信号,并与小波去噪的效果进行了比较.实验结果表明,该去噪方法的效果与小波去噪方法接近,其特色是通过超声信号和噪声信号的盲源分离实现噪声消除.该去噪方法与小波去噪方法相比具有使用简单容易、去噪效果好和自适应强等优点.     

ICA的共轭下降法

独立分量分析(ICA)作为有效的盲源分离技术(BSS)是信号处理领域的热点.本文在分析现有的ICA算法的基础上提出了以最小互信息为准则函数的ICA的共轭下降算法,并将该算法与传统的算法在计算效率和收敛性方面进行了比较,该算法的迭代次数由传统算法的约2000次减少至不超过300次.适当地选取对比函数可实现全局收敛,并简要分析了对比函数的选取准则.模拟实验证明该算法收敛速度快,而且对初始点不敏感,在健壮性方面具有较好的性能.     

ICA特征提取技术在背景噪声建模与分析中的应用

应用infomax学习规则对船舶辐射噪声信号进行独立成分分析(ICA)特征提取,并证明了ICA变换能增强信号的非高斯性.在此基础上,根据稀疏编码的特性,利用阈值化的方法将船舶辐射噪声信号有效去噪.通过对含有海洋环境噪声的船舶辐射噪声信号的去噪实验,证明了本方法的有效性,并且去噪结果明显优于传统的几种去噪方法.     

独立分量与因子旋转关系分析

解析独立分量分析和因子分析的基本原理,指出独立分量分析的本质是因子旋转,从理论上证实了Varimax和Onhomax等因子旋转与基于峭度的独立分量估计目标函数条件等价。考虑多种类型源信号的情况,提出了基于Varimax的独立分量估计方法。实验表明,在混合矩阵满足稀疏条件下该方法简单有效。     

去除脑电信号眨眼伪差的独立成分时域相关算法

针对脑电信号易受眨眼动作干扰的问题,提出了一个自动地去除眨眼伪差的独立成分时域相关算法.该算法使用独立成分进行分析,并分解脑电信号,然后利用眨眼伪差独立成分与某些导联的脑电信号之间在时域存在较大相关性的特点,计算每个独立成分与前额附近的5个导联(Fp1,Fp2,F3,F4,Fz)信号的相关值的累加值,并对该值进行排序,将具有最大值的独立成分识别为眨眼伪差独立成分,将其设置为0,最后重建干净的脑电信号.通过对脑电信号的去除伪差实验表明:眨眼伪差引起的干扰基本被消除,伪差检测算法的敏感度和特异度分别是97.7％和98.3％,同时该算法能有效保持脑电信号基本不变.     

独立分量分析在内燃机噪声信号分离中的应用

采用独立分量分析的方法进行了内燃机噪声信号分离的研究．建立了基于FastICA算法的常规内燃机噪声独立分量分析模型,为了减少所需传声器个数,在此基础上应用了时序独立分量分析模型．以某四缸柴油机为研究对象,测量了不同工况下的噪声信号,计算了这些噪声信号的统计峰度,确认其为非高斯信号,满足独立分量分析的基本要求．对测得的柴油机噪声信号进行了时序独立分量分析,将其分解为一系列不同的独立分量．采用小波变换的方法对它们进行分析,得到了各独立分量的时频分布,研究结果表明,这些独立分量对应着不同的内燃机噪声源信号．     

基于小波包和独立分量分析的微弱多源故障声发射信号分离

针对旋转机械设备中同时存在的裂纹、摩擦等多故障源信号难以检测和分离的问题,提出了一种基于小波包分析(WPA)与独立分量分析(ICA)的多源故障信号提取方法,即首先用WPA对含噪线性混合信号降噪预处理,由db2小波基函数进行5层分解后保留62.5~187.5kHz频段信号,然后采用ICA中的FastICA算法对降噪后的混合信号分离,最后对各通道分离出的信号用收缩函数进行频段内去噪处理.对不同输入信噪比的含噪微弱裂纹和摩擦信号进行提取和分析的结果表明,该方法能有效提取出输入信噪比大于-15dB的裂纹和摩擦信号.当混合信号信噪比为-15dB时,裂纹和摩擦信号的输出信噪比分别为-1.31和-1.36dB,相关系数分别为0.62和0.63,提取效果好于结合小波包和FastICA分离方法(信噪比分别为-1.74和-2.06dB,相关系数分别为0.59和0.59)以及单独采用FastICA算法(信噪比分别为-4.57和-4.31dB,相关系数分别为0.17和0.19).因此,所提出的综合WPA和ICA的方法是一种较好的多源微弱信号提取方法.     

基于独立分量分析的声发射信号去噪方法

针对声发射信号比较微弱,实际检测信号中常含有强背景噪声的问题,提出了基于独立分量分析(ICA)的信号去噪方法.该方法首先对观测信号进行FastICA分解,得出多导独立分量;再根据一定的时域及频域先验知识,将独立分量中的噪声信号通道置零,利用解混矩阵反演出去噪后的信号.文中通过断铅声模拟发射信号去噪仿真和埋地水管泄漏声发射信号去噪实验,对该方法进行定性和定量分析.结果表明,与常规的去噪方法比较,ICA去噪方法受噪声强度影响较小,能够得到更高的信噪比和更好的相关系数,有利于提高埋地水管泄漏点的定位精度.