基于四阶累积张量方法的欠定盲源信号分离-论文.pdf

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1、第5期电子学报V0I．42No．52014年5月ACrAEIECIRONICAsJNICAMay2014基于四阶累积张量方法的欠定盲源信号分离葛素楠，韩敏(大连理工大学电子信息与电气工程学部，辽宁大连116024)摘要：针对瞬时欠定盲源信号分离问题，提出一种四阶累积张量分解算法．首先构建观察信号四阶累积协方差，依据源信号具有相互独立且均值为零的性质，对累积协方差化简并扩展到张量域，得到四阶累积张量．采用分层交替最小二乘算法对四阶累积张量进行非负库克分解，求得非负库克模型的参数，同时获得非负混合矩阵并求其伪逆，最终估计出源信号．选用真实的语音信号和生

2、物信号进行仿真实验，结果表明该方法提高了源信号和非负混合矩阵的估计性能．关键词：欠定盲源信号分离；分层交替最小二乘；四阶累积张量分解；库克分解中图分类号：TP302．7文献标识码：A文章编号：0372—2112(2014)05—0992．06电子学报uRL：http：／／www．ejourna1．org．elDOI：10．3969／j．issn．0372—2112．2014．05．025Fourth—OrderCumulantofTensorDecompositionMethodforBlindIdentificationofUnderdeterm

3、inedSeparationGESu—nan，HANMin(FacultyofElectronicInformationandElectrical西M，DalianUniversityofTechnology，Dalian，／~wn／ng116024，China)Abstract：Thispaperproposesafourthordercunmulantoftensordecompositionmethodtosolvetheproblemforblindiden—tificationofunderdeterminedseparation．Fir

4、st，thefourthordercumulantofcovarianceisconstructedbasedOnobservesignals．Byassumingthatthesourcesignalsaleindependem，andaleofzeromean，thehierarchicalalternatingleastsquaresmethodisusedtodecomposefourthordercumulantoftensorintothenonnegativeTucker．Then，themixturematrixisacquired

5、bytheparametersofnonnegativeTuckermode1．Thesourceisalsoacquiredbysolvingthepseudo-inverseofmixturematrix．Finally，byusingthespeechsignalsandthebiomedicalsignals，twonumericalexamplesaleconductedtodemonstratetheefectivenessoftheproposedmethod．Keywords：underdeterminedsourceblindse

6、paration；hierarchicalalternatingleastsquares；fourthordercumulantoftensordecomposition；Tuckerdecomposition研究欠定盲源信号分离问题具有一定的实际意义．1引言对此问题的研究，传统的方法通常采用稀疏分解近年来，盲源信号分离(B1indSourceSeparation，BSS)“两步法”，即首先利用聚类_3J，势函数_4J，霍夫变换等估理论被广泛地应用于语音信号处理，图像处理，雷达通计出混合矩阵，接着采用线性规划等方法求解源信号，信及生物医学等各个领域

7、．盲源信号分离思想是指通过这些方法只适用于线性瞬时混合信号，而对衰减．延迟观察信号估计出信号传输通道特征及源信号．盲源信号情况下，Alexander_5提出了DUET(DegnerateUnmixingEs—分离又分为适定盲分离和非适定盲分离，其中非适定盲timationTechnique)算法，利用源信号在时频域的w一错误分离又包括超定问题(即源信号个数小于观察信号个正交性来分离任意数目的源信号．随后，Abrard提出数)和欠定问题(即源信号个数大于观察信号个数)．其了_6J基于时频比方法求解欠定盲分离的时频混叠问题；中独立分量分析(Indepe

8、ndentComponentAnalysis，ICA)方KJm[7]提出了一种单源信号检测方法，降低对源信号稀法⋯为经典的