基于EMD的ICA语音增强

传统ICA方法是将所有源信号都从混合信号中都提取出来,而参考独立分量分析(ICA-R)通过将一些先验信息引入到ICA学习算法中,从混合信号中仅提取期望源信号.本文为了从混合语音信号中提取出期望的语音信号,采取的是基于经验模态分解(EMD)方法来获取功率谱包络作为参考信号,继而把参考信号运用到ICA－R算法中,达到语音增强的目的.计算机仿真和性能分析结果表明,此方法在有噪声干扰的情况下达到语音增强的目的.     

基于ICA-R的复值信号抽取方法

参考独立分量分析( independent component analysis with reference, ICA-R )通过引入参考信号而实现期望实值源信号的抽取,具有消除传统ICA输出顺序不确定性和显著降低运算量等优点.为此将ICA-R的优势拓展到期望复值源信号抽取.首先,将N维复值ICA问题转化为由其实部和虚部组成的2N维实值ICA问题;然后,利用期望源信号的实部参考信号或虚部参考信号进行ICA-R;最后,根据转换混合矩阵的结构特点,消除ICA-R抽取信号实部与虚部间的幅值不确定性,进而得到无附加相移的期望复值信号.计算机仿真和性能分析结果表明了所提方法的有效性.     

基于二进制时频掩码和ICA的欠定语盲分离

研究基于二进制时频掩码和ICA的欠定语音盲分离．首先对混叠语音进行时频变换；然后利用二进制时频掩码技术从混叠信号的时频信息中消除掉一个源信号，将欠定的盲源分离问题转变成正定的盲源分离；最后，将消除后的混叠信号变换回时域，再利用ICA技术进行分离．利用本方案进行欠定语音分离，可以大大消除因二进制时频掩码带来的音乐噪声，能够达到很好的分离．     

一种引入虚拟噪声分量的独立分量分析语音增强算法

简要介绍了有关独立分量分析（ICA）的基本理论和算法后，探讨了独立分量分析在语音增强中的应用。 针对在加噪模型中进行ICA分离时，噪声消除比较困难这一问题通过理论分析，引入了虚拟高斯白噪声的概念，将 其应用在ICA的语音增强算法中得到了解决。仿真试验结果表明，该方法能有效地消除语音信号中的白噪声。     

一种引入虚拟噪声分量的独立分量分析语音增强算法

简要介绍了有关独立分量分析(ICA)的基本理论和算法后,探讨了独立分量分析在语音增强中的应用。针对在加噪模型中进行ICA分离时,噪声消除比较困难这一问题通过理论分析,引入了虚拟高斯白噪声的概念,将其应用在ICA的语音增强算法中得到了解决。仿真试验结果表明,该方法能有效地消除语音信号中的白噪声。     

基于Bessel函数展开的语音信号ICA-R算法

为了解决语音信号参考独立分量分析(ICA with Reference,ICA-R)算法中参考信号选取难的问题.依据语音信号传播机理和Bessel函数展开系数对语音信号的表征能力,提出了基于Bessel函数展开的语音信号建模方法,利用Bessel函数展开系数作为变换系数,用少量的系数构建ICA-R中的参考信号来实现对期望语音信号的提取,并将该方法运用到语音信号隐藏技术中.仿真实验结果表明该方法能够较好地从混合语音信号中提取期望语音信号,并能有效地实现语音信号的隐藏与恢复.     

改进最大信噪比的独立成分分析单通道语音增强算法

针对现有基于独立成分分析(ICA)的盲源分离算法在单通道语音增强中的不稳定性和信噪比低的问题,提出了新的基于最大信噪比的ICA语音增强算法.该算法首先用带噪语音直接乘以二维向量,并经过列满秩的转换,得到既具有源信号特性、又不会引入新噪声的二路观测信号,保证了系统的稳定性;再结合用小波系数改进的最大信噪比的ICA算法来实现,为增强的效果和提高信噪比提供了依据.实验结果分析表明,该算法是稳定的,且能有效地提高信噪比的值.      

结合ICA预处理的麦克风阵列语音增强系统

在强背景噪声和强反射环境中,麦克风阵元接收的信号质量很差,从而影响麦克风阵列语音增强系统的性能．我们利用ICA对麦克风阵元接收信号进行分析,这种ICA预处理可以有效抑制背景噪声和回声,真实环境中的实验表明,ICA预处理能够显著改善麦克风阵列语音增强系统的性能．     

级联双稳随机共振降噪下的有噪ICA研究

研究了强噪声混合条件下的独立分量分析（ICA）问题．提出了一种将级联双稳随机共振（SR）用于有噪ICA盲源分离的方法．该方法利用级联双稳SR对时域波形降噪的优良特性，先对有噪ICA信号进行SR输出，再进行ICA盲源分离．实验结果表明，利用上述方法可以有效提高有噪ICA的分离效果．     

一种语音增强算法的研究

采用基于子空间的方法，对语音信号进行增强处理，该算法提供了在语音信号失真和残留噪声之间进行控制的机制。克服了以往语音增强算法中对语音信号的噪声特点的限制，可以对混有加性白噪声、有色噪声和音乐噪声的语音信号进行增强处理。     

跳频通信的半盲提取抗干扰方法

针对跳频通信系统抗干扰问题,利用跳频信号和干扰信号的统计独立性,提出一种跳频信号的半盲提取抗干扰方法。该方法采用参考独立分量分析算法(independent component analysis with reference,ICA-R),利用协作通信双方已知的跳频图案的先验信息,约束算法收敛方向,提取出跳频信号。仿真结果表明,所提方法能够有效提取出跳频信号,提高通信系统的抗干扰能力。该算法合并了信号分离和提取过程,避免FastICA抗干扰方法所需的信号识别和提取的后续处理,降低了系统的复杂度。     

A novel artificial noise aided security scheme to resist blind source separation attacks

In this paper, we discuss the physical layer security from a new angle of view and propose a novel approach to resist some attacks in signal processing perspective. The scenario considered in this paper is that the eavesdropper has the similar channel performance compared to the legitimate receiver. We design the optimal artificial noise （AN） to resist the attacks of the eavesdropper who uses the blind source separation （BSS） technology to reconstruct the secret information. For speech signals, the optimal AN is obtained by minimizing the maximum of the correlation coefficients between the source signal and the received signals at Eve and the correlation coefficients between the source signal and separated results of BSS. For binary phase shift keying （BPSK） signals, we maximize the minimum bit error rates （BERs） of the separated signals and the obtained signals at Eve. Moreover, we consider the AN design from the point of breaking the BSS conditions, and propose a method by changing the correlation coefficient randomly. The simulation results show that the AN we proposed has better performance than that of the white Gaussian AN to resist the BSS attacks for both speech signals and the BPSK signals.     

微弱裂纹信号的ICA盲源分离提取

针对机械设备关键基础部件早期故障信号提取困难这一问题,提出了一种基于独立分量分析(ICA)的盲源分离去噪方法。采用Fixed-point ICA算法和基于负熵的判据,对不同信噪比下金属裂纹信号进行提取。研究结果表明,此方法受噪声强度及信号频段的影响比较小,可有效提取出所需信号;且获得的信号波形失真很小,是一种较好的微弱信号提取方法。     

一种基于小波变换的混叠语音基音提取方法

小波变换对单一信号源的基音提取非常有效，但在多音源混叠语音的基音提取中则无法有效地获得基音信息。为解决这一问题，先从混叠语音信号中确定信号的个数以及每路信号的时间间隔范围，之后再对其进行奇异点的分离，以便提取各源信号的谐波分量。为简化计算并避免由于幅值的不同而影响搜索效果，对各次谐波的幅值进行了归一化、卷积等处理，最后使用小波变换精确地提取出混叠语音的基音。实验表明了这一方法的有效性。     

基于麦克风阵列的语音信号实时时延估计

为了更好地利用麦克风阵列定位语音信号,得到更高的定位精度,研究了时延估计算法的构成方法与性能特征,分析了定位过程中误差的产生原因与环境,提出了切实可行的减小或消除相应误差的办法。该算法利用同一语音信号分别到达各麦克风的时间差,进行关系换算。利用Matlab在电脑上仿真的定位结果表明,该修改方法能大大改善定位的准确性,提高时延估计算法在实际应用中的利用率。     

欠定和非完全稀疏性的盲源恢复

非完全稀疏性的盲源分离（BSS）的难点在于源的恢复。现有的最短路径法、l1范数解和SSDP算法仅适用于稀疏源而不适宜非完全稀疏源。本文针对两个观测信号的情形,提出了二维的统计非稀疏准则（2d-SNSDP)。该算法将信号分成若干区间,用源的相关性判断各区间是否非完全稀疏,并在非完全稀疏和稀疏的区间采取不同的源恢复策略。它克服了传统算法的不足,改善了估计的源。最后,语音信号的仿真实验显示它的性能和实用性。     

基于信号子空间逼近的多麦克风语音信号增强方法

对现有的基于自动波束形成的麦克风阵列语音信号增强算法提出了改进.将各个麦克风采集到的信号利用ABF(自适应波束形成)进行延时补偿并求和,消除信号中弱相干和不相干噪声;再利用信号子空间逼近的方法进一步去除残留噪声.仿真试验结果表明:把自适应波束形成技术和信号子空间逼近的方法结合起来,能够得到良好的去噪效果.     

一种基于深度学习的辐射源信号调制识别新算法

针对传统的辐射源信号调制识别方法需要大量特征提取的问题,提出一种基于深度学习的辐射源信号自动调制识别算法,该算法通过对辐射源信号进行幅-相域二维图像表征,基于卷积神经网络实现层次化地理解和识别电磁信号。仿真结果表明:相比基于时域的传统信号调制识别算法,所提算法在中、高信噪下识别率分别提升了2.5%和2.3%,单信号的识别时间不大于0.1 ms。     

一种改进的虚拟阵列语音信号DOA估计算法

虚拟阵列DOA(Direction Of Arrival)估计算法由于计算量低和资源利用率高得到了快速发展,然而虚拟阵列语音信号DOA估计算法还少有报道.本文为了提高语音信号DOA估计的准确度,对虚拟阵列语音信号DOA估计算法进行了改进.算法首先对接收信号进行能量及熵结合的语音分帧检测;其次基于功率谱方差最小和谱熵最大两个原则分别对检测后的信号进行选帧,并对选出的帧做DOA估计;最后将两者的DOA估计结果进行加权平均.本文对方差选帧的DOA估计结果、谱熵选帧的DOA估计结果和两者加权平均后的DOA估计结果进行了比较.实验结果和分析表明结合方差选帧及谱熵选帧的DOA估计算法在用于虚拟阵列语音信号DOA估计时有更高的准确率.