一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105355212A(43)申请公布日2016.02.24(21)申请号201510664194.X(22)申请日2015.10.14(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人黄翔东靳旭康(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人李林娟(51)Int.Cl.G10L21/0272(2013.01)权利要求书2页说明书17页附图6页(54)发明名称一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计方法及装置(57)摘要本发明公开了一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计方法及装置，方法包括：对观测频谱进行频谱校正；利用谱校正结果构造M×Q维的谐波参数矩阵，并对构造的矩阵进行归一化；对归一化后的矩阵建立距离矩阵，判断距离矩阵的每一列中元素是否小于阈值ξ，元素都不小于阈值的列对应的频率为重叠频率，将该频率对应的列从归一化后的矩阵中剔除；对处理后的矩阵计算势函数，并搜索势函数的峰值，确定源数目估计和混合矩阵估计。装置包括：输入模块、处理模块和输出模块。本发明针对周期平稳信号的欠定盲分离系统，可高精度地估计源信号数目和混合矩阵；利用频谱校正法处理观测信号，使得势函数求取得以快速实现，降低了后续计算量，提高了时效性。CN105355212ACN105355212A权利要求书1/2页1.一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：对观测频谱进行频谱校正；利用谱校正结果构造M×Q维的谐波参数矩阵，并对构造的矩阵进行归一化；对归一化后的矩阵建立距离矩阵，判断距离矩阵的每一列中元素是否小于阈值ξ，元素都不小于阈值的列对应的频率为重叠频率，将该频率对应的列从归一化后的矩阵中剔除；对处理后的矩阵计算势函数，并搜索势函数的峰值，确定源数目估计和混合矩阵估计。2.根据权利要求1所述的一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计方法，其特征在于，所述方法还包括：对观测信号xm(t),m＝1～M做加汉宁窗L点FFT变换，得到观测频谱Xm(k)。3.根据权利要求1所述的一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计方法，其特征在于，所述对观测频谱进行频谱校正的步骤具体为：逐个扫描观测频谱Xm(k)的Qm簇谱线，逐个记录每簇谱线的最高谱线的位置；求出谱线峰值与其左右侧相邻两谱线的最大值的比值；求各簇谱线的频偏估计、频率校正值、幅值校正值和相位校正值。4.根据权利要求1所述的一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计方法，其特征在于，所述利用谱校正结果构造M×Q维的谐波参数矩阵，并对构造的矩阵进行归一化的步骤具体为：对各路观测幅值和相位的谱校正结果进行复数组合；对谱校正得到的所有频率估计值的集合按从小到大排序、间距较近的多个频率取均值做合并，并聚类生成包含Q个频率值的向量F；确定每个校正后的频率向量中的元素与向量F内某个子类的所属关系；根据所属关系，把复幅度矢量中的每个复数据归入向量F中相应的子类中，构造谐波参数矩阵，并进行归一化处理。5.根据权利要求1所述的一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计方法，其特征在于，所述对处理后的矩阵计算势函数，并搜索势函数的峰值，确定源数目估计和混合矩阵估计的步骤具体为：取出处理后矩阵的实数部分，构造出M×Q'维实矩阵；求出第q列的方向及模值；扫描角度，求角度上的势函数；搜索势函数的峰值，得到峰值集合，峰值集合的元素个数即为源数目的估计。6.一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计装置，其特征在于，所述装置包括：输入模块，用于对多路采集到的观测信号进行采样，以并行数字输入的形式进入处理模块；处理模块，用于对观测频谱进行频谱校正；利用谱校正结果构造M×Q维的谐波参数矩阵，并对构造的矩阵进行归一化；对归一化后的矩阵建立距离矩阵，判断距离矩阵的每一列中元素是否小于阈值ξ，元素都不小于阈值的列对应的频率为重叠频率，将该频率对应的列从归一化后的矩阵中剔除；对处理后的矩阵计算势函数，并搜索势函数的峰值，确定源数目估计和混合矩阵估计；2CN105355212A权利要求书2/2页输出模块，用于输出源数目估计和混合矩阵估计。7.根据权利要求6所述的一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计装置，其特征在于，所述输入模块具体为：模数转换器。8.根据权利要求6所述的一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计装置，其特征在于，所述处理模块具体为：DSP芯片。3CN105355212A说明书1/17页一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计方法及装置技术领域[0001]本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种稳健的欠定盲分离源数及混合矩阵估计方法及装置，具体涉及对于在源信号间存在频率重叠时，周期性观测信号数目小于源信号数目(即