基于仿生智能的卷积混合盲信号分离算法研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangmin6278
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
盲信号分离算法是在源信号和传输信道参数未知的情况下,根据源信号的统计特性,仅利用传感器获得的观测信号分离出相互独立的源信号,应用在众多领域。线性混合和卷积混合是学者们研究的重点。但因卷积混合模型更符合声音在空气中传播时出现的时延和衰减等现象,所以研究卷积混合实际意义更大。求解卷积混合盲信号分离问题方法主要有时域方法和频域方法。但因时域方法在求解时涉及到复杂的卷积运算而造成系统大量的计算负担。故本文将频域方法作为重点研究对象,主要研究内容如下:(1)提出一种受启发的回溯搜索算法,并将其应用于卷积混合盲信号分离问题。传统的频域方法在求解卷积盲信号分离问题时所采用的优化算法通常是梯度算法或牛顿迭代算法,在求解前需合理选取步长、非线性函数及设置初始矩阵取值,否则会严重影响算法的分离性能。为解决这一难题,本文采用了操作简单和优化性能良好的仿生智能算法—回溯搜索算法。但回溯搜索算法在开发和探索两方面难以取得平衡,故本文对回溯搜索算法进行了改进,提出一个新的搜索方程和在原搜索方程中添加扰动算子的策略。通过仿真实验证明了受启发的回溯搜索算法的优化性能更佳。然后,本文提出将受启发的回溯搜索算法取代传统的梯度等优化算法,对由复Givens矩阵表示的分离矩阵进行优化。实验证明所提算法取得了比其它算法更优的分离性能。(2)提出一种基于复值回溯搜索的卷积混合盲信号分离算法。针对待求的分离矩阵中未知参数较多的问题,本文首先将回溯搜索算法中的实数粒子扩展成复数粒子,构成了一个复数域的解空间。然后直接在复数域的解空间利用QR分解方法求解分离矩阵。最后通过复值回溯搜索算法优化分离矩阵中的未知参数以寻求全局最优解。仿真实验证明,本文所提算法既减少了待求参数又提高了算法的分离性能。(3)提出一种基于复值回溯搜索和IVA的卷积混合盲信号分离算法。传统IVA算法在处理卷积混合盲信号时求解过程是基于梯度类优化算法,依赖初始矩阵和步长设定,极易陷入局部最优。针对以上问题,本文提出采用复值回溯搜索算法优化IVA算法初始矩阵的方法。以各频点上所得信号的互信息为目标函数,将复值回溯搜索算法搜索到的最佳解作为IVA算法的初始矩阵取值,最终通过IVA算法实现分离。实验表明所提算法既消除了排序处理又提升了分离性能。
其他文献
本文首先分析了本论文的研究背景和意义,并介绍了数据拟合问题的研究进展和现状.不同的拟合模型适合不同的问题,有着多种多样的选择.曲线拟合作为数据分析的重要工具,在数学、物理、化学等方面起着举重若轻的作用.第二章首先给出了传统物理方法中应用的氢原子体系的含时薛定方程.并主要介绍了数据分析中经常被用到的最小二乘法的理论知识和高斯拟合、傅里叶拟合的理论基础.以及这些拟合方法效果的评判标准.第三章首先给出氢
十八大以来,创新驱动发展成为我国经济发展方式转变的国家战略。在“大众创新、万众创业”的号召下,我国高新技术企业规模发展迅速,成为我国经济发展中的重要发力点,高新技术企业在企业自主创新过程中不断提升市场创新的整体水平,是我国实现自主创新最重要的载体。但是,与发达国家相比,我国高新技术企业起步较晚,发展尚不成熟,加之我国促进高新技术企业发展的税收法规和政策的不完善,对高新技术企业的自主创新促进作用不足
随着现代社会经济与科技的发展,日常生活与工作中产生了越来越多的信息,而其中图像占据很大比例,如何有效的处理、分析和理解图像显得至关重要。图像识别作为计算机视觉领域的研究热点之一,具有十分重要的理论意义与实际应用价值。传统的图像识别方法需要经验丰富的研究者人工选取图像特征,然后通过统计学分类器进行分类,往往识别准确率不高。在当前各种技术飞速发展的时代,传统方法的识别准确率和识别速率已经无法满足实际应
量子点链材料具有将电子限制在一维空间内的特性并且具备类量子线的特征,这使得量子点链相对于其他材料来说具有许多优势。本论文工作是对InGaAs量子点链材料在形貌、光电性质、发光特征及应力等方面的各向异性进行研究。我们主要通过系统的研究方法和实验方法理解不同生长参数对量子点链的生长过程以及各向异性特性的影响。主要研究内容和研究结果如下:(1)研究了不同生长温度下得到的InGaAs/GaAs量子点链材料
随着社交媒体深入发展,对人们的生活有着重要的影响作用,已经成为人们生活中的一部分。社交媒体为人们带来便利的同时,它的弊端也逐渐显露出来,其中问题性使用就是一个重要方面。这种使用行为给人们的生活带来了很多困扰,例如,人们在工作时使用社交媒体进行娱乐放松,可能会导致工作效率的降低。因此降低问题性使用行为成为一个值得被关注的重点。目前,在相关文献中,学者都简单地用自我控制来解释降低问题性使用的问题。可是
视觉跟踪是计算机视觉中的一个热门研究课题,近年来其研究成果已经在各类生产环境中投入使用。摄像机使用的自动跟踪对焦、无人机用到的自动跟踪技术、基于步态的人体识别、机器人视觉导航系统、医学诊断中超声波的自动分析以及核磁序列图像等各领域都需要目标跟踪技术。目标跟踪的主要任务,简而言之,就是在连续的视频序列中建立被跟踪对象的空间位置关系,从而描绘出被跟踪对象的完整运动状态。给定被跟踪对象在视频序列第一帧中
随着虚拟仪器和各类传感器的进步和完善,推动了在线检测技术的不断发展,检测系统是保证产品质量也是企业的生产、维护中的一个不可缺少的环节,可以很好的解决降低人工成本,提高产品质量等一系列问题。课题从工程实际出发,对硬件系统进行设计和实物搭建,编写了三大功能模块,开发完成了一套多通道在线检测系统。课题完成的主要工作如下:(1)首先根据系统需求和功能模块化的思想规划了系统的总体设计方案。其次选择了数据采集
比电容和电压窗口是影响超级电容器能量密度的关键因素。活性炭基非对称超级电容器相比于一般的三电极体系具有更大的电压窗口和更好的循环稳定性。但是,其功率密度和能量密度仍不能满足人类生产生活的需求。近年来,以具有较高比电容的金属有机框架材料(MOFs)为正极材料的非对称超级电容器引起了人们极大的关注,显示出良好的应用前景。本论文设计合成四种新型的纳米多孔金属有机框架材料,并将其组装为具有较大窗口、较高能
设p为奇素数,q=pm,m>2为正整数,Fq表示含有q个元素的有服域,Fp*表示Fp中的非零元素的集合.令c为Fp*中一给定元素,Trn(·)表示有限域Fm到Fp上的迹函数,本文利用由定义集设计线性码的方法,通过选取如下两类定义集:构造了两类具有较少个非零重量的p元线性码和,并以有限域上的指数和为工具,研究了这两类线性码的重量分布.此外,设p为奇素数,n=4m,m为正整数,本文基于指数,构造
移动互联网的飞速发展使得各类移动恶意软件的恶意传播现象频繁发生,移动恶意软件的恶意行为给移动网络用户造成严重损失,给社会带来恶劣影响。研究移动恶意软件的传播规律,