信源數目未知與變化時的盲分離算法研究

《信源數目未知與變化時的盲分離算法研究》是依託西安電子科技大學，由冶繼民擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：信源數目未知與變化時的盲分離算法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：冶繼民
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

盲信號分離是盲信號處理的前沿熱點研究方向。針對信源數目未知與動態變化的盲信號分離問題，研究盲信號分離的對比函式理論；利用定點算法、RLS型算法、Newton類算法等最佳化算法最佳化對比函式，推導信源數目未知與動態變化時盲分離算法。基於前期研究結果，擬引入分離矩陣有效行概念，將有效行數作為最佳化變數與盲信號分離對比函式結合，提出包含分離矩陣最小有效行數（即，源信號數目）信息的對比函式。最佳化提出的對比函式，推導穩健的分離算法，使算法在信源數目變化時能夠在原輸出信道保留已經分離的信號（有信號撤出時,其它信號在原輸出信道得以保留;有信號加入時，僅僅分離出新加入的信號）。克服信源數目已知的分離算法直接推廣到信源數目未知時不能穩定收斂、推廣到信源數目動態變化時需要重新初始化的缺點。在大多數實際套用中，信源數目都是未知或動態變化的，又本項目研究結果包含已有結果為特例，本項目研究更具有理論和實際意義。

結題摘要

在源信號和傳輸信道未知的情況下，僅利用觀測混合信號和源信號的統計獨立性假設恢復或重構源信號稱為盲信號分離，本項目研究源信號數目未知與變化時的盲信號分離算法。依照計畫書要求，系統研究、分析了已有對比函式，定義了分離矩陣應該滿足的加權正交約束。提出了一類帶加權正交約束的盲信號分離對比函式，新對比函式中包含了混合數據的協方差陣，從而包含了源信號數目信息。基於新對比函式，推導出一類加權正交約束盲信號分離算法，證明了提出算法的單調收斂性，並將算法推廣到源信號數目未知的情形。新算法的收斂速度和穩態誤差遠遠好於已有算法。定義了分離矩陣有效行，並將其引入對比函式構造中。提出了一種加權正交約束的ICA定點算法，新算法直接從混合信號中抽取源信號，避免了原有ICA定點算法不具有等變化性和預白化步中的誤差向後傳播從而影響最終分離精確性的缺點，保持了ICA定點算法的快速收斂性能。研究了步長自適應變化的盲信號分離算法，提出兩種步長自適應變化的自適應算法，新算法具有較快的收斂速度，同時具有更小的穩態誤差。增加了盲信號分離中非酉的對角化算法研究，提出了若干非酉的零對角化算法和對角化算法。