多輸入多輸出卷積盲信號分離及均衡方法研究

《多輸入多輸出卷積盲信號分離及均衡方法研究》是依託西安電子科技大學，由張偉濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：多輸入多輸出卷積盲信號分離及均衡方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張偉濤
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

感測器陣列的觀測信號往往是多個源信號經不同物理信道的混合形式，從觀測信號中分離多個未知源信號是許多信號處理問題的重要任務。盲信號分離不需要過多的有關源信號和傳輸信道的先驗信息就可以分離源信號，是一種非常實用的信號處理技術。本課題側重於在時域研究卷積盲信號分離和均衡的系統辨識理論和盲分離算法。建立合適的數據模型，克服現有方法對混合信道階數的敏感性和誤差累積問題；提出能夠充分利用源信號特性的最佳化準則，推導高效穩健的卷積盲信號分離算法，同時實現多個源信號的分離和信道均衡。此外，本課題對卷積盲信號分離及均衡在圖像恢復中的套用做探索性研究，從新的角度研究圖像盲恢復問題，因此本課題的研究具有重要的理論意義和套用價值。

結題摘要

本項目研究多輸入多輸出卷積盲信號分離問題，主要涉及信號卷積混合及分離數據模型的建立、盲信號分離及均衡準則、盲信號提取的可辨識性和穩定性分析、盲信號分離最佳化算法、以及盲信號分離的套用。具體的研究結果概括如下： （1）在時域研究了卷積盲信號分離問題，建立了時域卷積混合模型及分離模型，將卷積盲信號分離轉化為統計量矩陣的聯合塊對角化問題，提出了多目標最佳化分離準則，給出了最佳化算法，解決了時域卷積盲信號分離中的退化解以及非方陣混合的局限性等關鍵問題； （2）在時頻域研究了卷積盲信號分離問題，利用短時傅立葉變換，將卷積盲信號分離轉化為瞬時盲信號分離問題，提出了利用聯合（零）對角化實現卷積盲信號分離的方法。解決了聯合（零）對角化計算複雜度高以及批處理方式無法跟蹤信道變化的問題； （3）研究了盲信號提取問題，本項目在規範相關分析的基礎上，提出了新的源信號提取準則，分析了盲信號提取的可辨識性條件，提出了自適應修正牛頓算法，解決了盲信號提取中算法收斂速度慢、實時性差以及提取可靠性低等關鍵問題。 （4）研究了盲信號分離在生物醫學信號分析、雷達信號處理以及導航制導等問題中的套用，分別提出了針對胎兒心電信號提取的盲信號提取技術、針對干涉合成孔徑雷達地形測繪中的干涉圖噪聲濾波技術、針對X射線脈衝星微弱信號增強的盲分離技術。 本項目的研究結果具有重要的理論意義和實際套用價值。