时滞协方差参考独立分量分析在振源识别中的应用

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作者 李文晴 叶天贵 +3 位作者 陈玉坤 石利权 刘超 靳国永 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第10期2032-2039,共8页

针对机械系统激励源众多且难以确定主振源的问题,本文应用时滞协方差矩阵与参考独立分量分析相结合的方法进行激励识别,有效解决参考独立分量分析算法非常依赖参考信号的问题。采用欲提取信号的基周期作为时滞初步分离振源信号,以此结... 针对机械系统激励源众多且难以确定主振源的问题,本文应用时滞协方差矩阵与参考独立分量分析相结合的方法进行激励识别,有效解决参考独立分量分析算法非常依赖参考信号的问题。采用欲提取信号的基周期作为时滞初步分离振源信号,以此结果作为参考信号进一步分离振源,在提高算法精度与稳定性的同时,也能够准确对应分离信号与振源顺序,再以分离结果估计贡献量,从而明确主振源。利用数值仿真算例和振动实验台数据验证算法的准确性。结果表明,由算法得到的振源贡献量与实际贡献量的误差不超过5%,可以有效确定主要振源,为准确获取机械设备系统的激励特性与量化激励源贡献量提供了可靠的技术方法。 展开更多

关键词 载荷识别 振动 声隐身 时滞协方差 独立分量分析 参考信号 贡献量估计 盲源分离

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基于改进独立成分分析的雨声信号盲源分离研究

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作者 曾豫宁 行鸿彦 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期135-145,共11页

针对传统基于负熵等目标函数的快速独立成分分析法(FASTICA)在雨声信号盲源分离中产生的幅度扩大,分离性能较差等问题,提出了一种改进的独立成分分析(ICA)方法。不再采用传统基于负熵、峰度等复杂目标函数,选择基于最大化信号的非高斯性... 针对传统基于负熵等目标函数的快速独立成分分析法(FASTICA)在雨声信号盲源分离中产生的幅度扩大,分离性能较差等问题,提出了一种改进的独立成分分析(ICA)方法。不再采用传统基于负熵、峰度等复杂目标函数,选择基于最大化信号的非高斯性,通过双曲余弦函数与对数函数的组合进行非线性变换,同时以源信号与分离信号的均值差平方重新构建目标函数,同时为了提高算法的运行、收敛速度以及寻优能力,引入粒子群算法(PSO)替代传统梯度下降法,利用其快速全局搜索能力对目标函数进行寻优,有效规避ICA在迭代过程中易陷入局部最优的问题,获取最佳解混矩阵后进行雨声混合信号的分离,提取较纯净的雨声信号。实验结果表明,改进后的ICA能够满足盲源分离需求,分离指标(PI)达到了10-2级别。为了进一步验证所提算法的有效性与稳定性,在不同雨声类型与环境噪声混合场景下分别进行了盲源分离实验,结果显示所提改进ICA算法在不同环境噪声背景下的混合信号中均能有效分离并恢复出源雨声信号。此外,将改进目标函数的ICA与基于负熵的FASTICA算法进行对比,所提算法不仅能够有效解决FASTICA算法产生的幅度扩大问题,并且收敛速度更快,均方误差(MSE)降低了两个数量级,不同雨声类型下的信号失真比(SDR)均提升了近20 dB。 展开更多

关键词 雨声信号 盲源分离 独立成分分析 粒子群算法 非线性变换

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基于奇异谱和稳健独立分量分析的星载AIS接收信号分离算法 被引量：2

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作者 赵建森 谭智豪 +2 位作者 段海燕 刘侠 王胜正 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期293-302,共10页

[目的]在高密度流量地区,船舶经常出现自动识别系统(AIS)信号碰撞的问题,故对接收机的分离性能和实时性能均提出了很高的要求。[方法]针对不同信噪比(SNR)下的混合信号,提出一种基于奇异谱分析(SSA)与稳健独立分量分析(RobustICA)的分... [目的]在高密度流量地区,船舶经常出现自动识别系统(AIS)信号碰撞的问题,故对接收机的分离性能和实时性能均提出了很高的要求。[方法]针对不同信噪比(SNR)下的混合信号,提出一种基于奇异谱分析(SSA)与稳健独立分量分析(RobustICA)的分离算法S-RICA。通过对单通道AIS信号的Hankel矩阵分别开展奇异值分解和时间序列重构,并利用奇异谱分析代替传统的独立成分分析(ICA)中的白化预处理,再采用峰度对比函数来计算分离矩阵每次迭代的最优步长,从而快速获取最优分离矩阵。[结果]仿真实验结果表明,当信号长度改变时,S-RICA的信号均方误差均可稳定在1.5左右,而快速独立分量分析(FastICA)算法则极不稳定;当SNR为0~9 dB时,S-RICA的误码率为0.97×10^(-2)~1.97×10^(-2),其性能较RobustICA和FastICA提升了1个数量级,且其在SNR为0~7 dB时比S-FICA提高了4~6 dB;S-RICA的平均计算时间和迭代次数分别为18.5 ms和13.6次左右,具有明显的优势。[结论]在样本容量和SNR变化的情况下,S-RICA均表现出更为优异的分离性能,研究成果可为S-RICA在未来星载AIS系统中工程应用提供参考。 展开更多

关键词 卫星通信系统 信号处理 谱分析 星载自动识别系统 快速独立分量分析 稳健独立分量分析 盲源分离

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基于改进的独立分量分析混叠通信信号盲分离 被引量：3

4

作者 韩树楠 陈铸龙 卢勇君 《现代防御技术》 北大核心 2024年第3期87-95,共9页

针对时域与频域均交叠的多路数字带通通信信号盲分离问题,利用布谷鸟搜索算法,研究了一种新的基于独立成分分析的盲分离方法。在均匀线阵下,构建混叠信号模型;从最大化信号非高斯性角度,将盲源分离问题转化为信号峭度的优化问题;利用布... 针对时域与频域均交叠的多路数字带通通信信号盲分离问题,利用布谷鸟搜索算法,研究了一种新的基于独立成分分析的盲分离方法。在均匀线阵下,构建混叠信号模型;从最大化信号非高斯性角度,将盲源分离问题转化为信号峭度的优化问题;利用布谷鸟搜索算法优化求解近似峭度的代价函数,将迭代产生的适应度值最高的个体作为解混向量,实现源信号的分离。与已有的基于固定点算法的独立成分分析方法相比,该方法能够克服其无法分离时频域混叠的振幅键控(ASK)信号的限制,适用于任何调制类型的数字带通通信信号盲分离。通过仿真实验验证了方法的有效性并分析了方法性能,实验结果表明在较低信噪比条件下,分离的信号具有较高信干比,说明方法具有较高的鲁棒性。 展开更多

关键词 独立成分分析 布谷鸟搜索 通信信号 时频域 混叠 盲分离

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基于独立分量分析的混合声音信号分离 被引量：23

5

作者 吴小培 冯焕清 +1 位作者 周荷琴 王涛 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期68-73,共6页

论文简要介绍了有关独立分量分析 (ICA)的基本理论和算法 ;探讨了独立分量分析在混合声音信号分离中的应用 .针对ICA输出结果排序的不定性以及在长时间记录声音信号的过程中 ,ICA混合模型系数存在时变性等问题 ,提出了一种结合小波变换... 论文简要介绍了有关独立分量分析 (ICA)的基本理论和算法 ;探讨了独立分量分析在混合声音信号分离中的应用 .针对ICA输出结果排序的不定性以及在长时间记录声音信号的过程中 ,ICA混合模型系数存在时变性等问题 ,提出了一种结合小波变换和独立分量分析的解决方法 ;试验结果表明 ,该方法能有效地提高运算效率并获得较好的分离效果 . 展开更多

关键词 独立分量分析 声音信号 小波变换 盲源分离 负熵判决准则 FASTICA算法

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独立分量分析及其在信号处理中的应用 被引量：22

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作者 杨俊美 余华 韦岗 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1-12,共12页

独立分量分析是近年来由盲源分离技术发展而来的一种多维信号统计处理方法,可以根据源信号的基本统计特征,由观测数据最终恢复出源信号.该方法在很多与信号处理相关的领域有强大的应用潜力.文中简要介绍了独立分量分析的基本概念、原理... 独立分量分析是近年来由盲源分离技术发展而来的一种多维信号统计处理方法,可以根据源信号的基本统计特征,由观测数据最终恢复出源信号.该方法在很多与信号处理相关的领域有强大的应用潜力.文中简要介绍了独立分量分析的基本概念、原理及各种独立性判据,综述了独立分量分析在语音信号处理、图像处理、移动通信等领域的应用,最后结合笔者的研究探索,总结了独立分量分析的研究进展和发展趋势. 展开更多

关键词 信号处理 独立分量分析 盲源分离 高阶统计量

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一种旋转机械振动信号的盲源分离消噪方法 被引量：14

7

作者 周晓峰 杨世锡 甘春标 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期714-717,858-859,共4页

为了消除旋转机械振动信号中不同类型的噪声,提出了一种基于虚拟信号(virtual signal,简称VS)的多级独立分量分析(independent component analysis,简称ICA)的消噪方法。通过引入与测量噪声匹配的虚拟噪声通道,将单通道观测信号扩展为... 为了消除旋转机械振动信号中不同类型的噪声,提出了一种基于虚拟信号(virtual signal,简称VS)的多级独立分量分析(independent component analysis,简称ICA)的消噪方法。通过引入与测量噪声匹配的虚拟噪声通道,将单通道观测信号扩展为多通道观测信号,用独立分量分析方法消除与数据采集系统相关的测量噪声。将振源信号的组合(有用信号)视为一个虚拟源,对消除了测量噪声的两通道观测信号再次用独立分量分析方法实现有用信号和背景噪声的分离,从而达到消除背景噪声的目的。试验表明,该方法可以得到很好的消噪结果,有效提高信号的信噪比。 展开更多

关键词 虚拟噪声通道 虚拟源 独立分量分析 噪声消除 盲源分离

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基于ICA的雷达信号欠定盲分离算法 被引量：24

8

作者 陈晓军 成昊 唐斌 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期919-924,共6页

该文针对源信号时域和频域不充分稀疏的情况,提出了欠定盲源分离中估计混合矩阵的一种新方法。该方法对等间隔分段的观测信号应用独立分量分析(ICA)的盲分离算法获得多个子混合矩阵,然后对其分选剔除了不属于原混合矩阵的元素,最后利用... 该文针对源信号时域和频域不充分稀疏的情况,提出了欠定盲源分离中估计混合矩阵的一种新方法。该方法对等间隔分段的观测信号应用独立分量分析(ICA)的盲分离算法获得多个子混合矩阵,然后对其分选剔除了不属于原混合矩阵的元素,最后利用C均值聚类的学习算法获得对混合矩阵的精确估计,解决了源信号在时域和频域不充分稀疏的情况下准确估计混合矩阵的问题。在估计出混合矩阵的基础上,利用基于稀疏分解的统计量算法分离出源信号。由仿真结果,以及与传统的K均值聚类,时域检索平均算法对比的实验结果说明了该文算法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 信号处理 欠定盲源分离 独立分量分析 C均值聚类 稀疏分解的统计量

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适用于通信侦察的信号盲分离算法 被引量：7

9

作者 付卫红 杨小牛 +1 位作者 曾兴雯 刘乃安 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期189-194,共6页

以Kullback-Leibler散度为代价函数,基于相对梯度算法推导了在通信侦察中适用于通信信号盲分离的独立信源盲分离算法,并从理论上证明了算法的稳定性。仿真结果表明:只要源信号之间相互独立,则对任意载频、任何调制方式的通信信号,该算... 以Kullback-Leibler散度为代价函数,基于相对梯度算法推导了在通信侦察中适用于通信信号盲分离的独立信源盲分离算法,并从理论上证明了算法的稳定性。仿真结果表明:只要源信号之间相互独立,则对任意载频、任何调制方式的通信信号,该算法都能够根据观察到的混合信号有效地分离出源信号。在源信号并不完全独立的情况下,其分离性能略有降低。 展开更多

关键词 通信侦察 信号处理 盲源分离 独立分量分析

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基于维纳滤波和快速独立分量分析的有噪混合图像盲分离 被引量：6

10

作者 李鸿燕 郝润芳 +1 位作者 马建芬 王华奎 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2007年第10期161-162,165,共3页

简要介绍了独立分量分析的基本数学模型和算法,在此基础上探讨了独立分量分析在有噪混合图像分离中的应用,提出了一种结合维纳滤波去噪与独立分量分析相结合的解决方法。实验结果表明,该方法能有效地降低噪声信号的影响,较好地恢复了原... 简要介绍了独立分量分析的基本数学模型和算法,在此基础上探讨了独立分量分析在有噪混合图像分离中的应用,提出了一种结合维纳滤波去噪与独立分量分析相结合的解决方法。实验结果表明,该方法能有效地降低噪声信号的影响,较好地恢复了原始图像。 展开更多

关键词 独立分量分析 盲源分离 维纳滤波 图像信号

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基于参考独立分量分析的语音增强方法 被引量：7

11

作者 林秋华 郑永瑞 殷福亮 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期915-919,共5页

参考独立分量分析(independen t com ponen t ana lys is w ith reference,ICA-R)将源信号的先验知识以参考信号的形式引入学习算法中,可以从混合信号中仅抽取期望的源信号.基于ICA-R提出了一种语音增强新方法.通过比较语音信号和多种... 参考独立分量分析(independen t com ponen t ana lys is w ith reference,ICA-R)将源信号的先验知识以参考信号的形式引入学习算法中,可以从混合信号中仅抽取期望的源信号.基于ICA-R提出了一种语音增强新方法.通过比较语音信号和多种噪声信号的特点,合理地构造了具有语音信号重要特性的参考信号,进而应用ICA-R从多种加性噪声中抽取了期望增强的语音信号.计算机仿真和性能分析结果均表明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 独立分量分析 盲源分离 语音增强 基音频率 参考信号

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一种适用于微弱信号盲提取的白化方法 被引量：8

12

作者 张和发 李立萍 +1 位作者 杨小牛 李万春 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1297-1301,共5页

独立分量分析(ICA)算法是解决盲信号分离(BSS)问题的最有效方法之一.ICA中,对观测信号预白化处理的作用至关重要.通常采用主分量分析(PCA)来进行预白化处理.实际中,在利用广播、电视等作为照射源的被动雷达系统中,观测信号通常被强噪声... 独立分量分析(ICA)算法是解决盲信号分离(BSS)问题的最有效方法之一.ICA中,对观测信号预白化处理的作用至关重要.通常采用主分量分析(PCA)来进行预白化处理.实际中,在利用广播、电视等作为照射源的被动雷达系统中,观测信号通常被强噪声和干扰严重污染,这很大程度上降低了BSS方法的性能.然而,传统的BSS方法中没有考虑这一问题.本文,我们关注这一问题并提出一种新的含噪BSS的白化框架,其主要思想是在白化之前从观测信号的协防矩阵中减去噪声方差.仿真结果验证了所提出方法能够明显提高BSS的性能. 展开更多

关键词 独立分量分析 盲信号分离 预白化 被动雷达 微弱信号提取

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基于源数估计的机械源信号盲分离方法研究 被引量：7

13

作者 范涛 李志农 肖尧先 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期15-19,共5页

传统的机械源分离方法往往事先假设源信号的个数已知,否则无法进行机械源信号分离。然而,在实际中源信号的个数往往是是未知的。针对此不足,结合变分贝叶斯独立变量分析和自相关测定,提出一种机械源数的最佳估计方法,它是通过比较不同... 传统的机械源分离方法往往事先假设源信号的个数已知,否则无法进行机械源信号分离。然而,在实际中源信号的个数往往是是未知的。针对此不足,结合变分贝叶斯独立变量分析和自相关测定,提出一种机械源数的最佳估计方法,它是通过比较不同模型的信度来确定出信源的个数。仿真和实验结果表明该方法是有效的,并具有很好的鲁棒性。 展开更多

关键词 盲源分离 独立变量分析 贝叶斯推论 信源估计

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盲信号分离技术研究与算法综述 被引量：17

14

作者 周治宇 陈豪 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2009年第10期16-20,31,共6页

盲信号分离技术是从接收信号中恢复未知源信号的有效方法,已经成为神经网络和信号处理等领域新的研究热点。首先介绍盲信号分离的发展状况,然后在介绍了盲信号分离的线性瞬时模型、线性卷积模型和非线性模型的基础上,对相应模型求解算... 盲信号分离技术是从接收信号中恢复未知源信号的有效方法,已经成为神经网络和信号处理等领域新的研究热点。首先介绍盲信号分离的发展状况,然后在介绍了盲信号分离的线性瞬时模型、线性卷积模型和非线性模型的基础上,对相应模型求解算法的基本原理、特点进行了阐述,接着还对与盲信号分离紧密相关的盲信号抽取技术进行了综述,最后指出盲信号分离技术的研究方向和广阔的应用前景。 展开更多

关键词 盲信号分离 独立分量分析 盲源分离 综述

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基于ICA的异常数据挖掘算法研究 被引量：15

15

作者 王莉君 何政伟 冯平兴 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期211-214,共4页

在传统的独立成分分析方法中,没有考虑异常数据值对分离性能的影响。该文提出了一种基于影响函数的检测方法,通过该方法可以发现隐藏在观测数据中的异常成分。利用影响函数对数据进行投影分析,对混入脉冲噪声的观测信号进行盲源分离,从... 在传统的独立成分分析方法中,没有考虑异常数据值对分离性能的影响。该文提出了一种基于影响函数的检测方法,通过该方法可以发现隐藏在观测数据中的异常成分。利用影响函数对数据进行投影分析,对混入脉冲噪声的观测信号进行盲源分离,从而实现对脉冲噪声的消除。实验仿真结果表明,该方法可以有效且可靠地检测出所观察信号中的异常数据。 展开更多

关键词 异常数据挖掘 盲源分离 脉冲噪声 独立分量分析 信号处理

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独立分量分析在混叠通信信号分离中的应用 被引量：9

16

作者 李鸿燕 王华奎 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期664-665,共2页

本文采用FASTICA算法,实现对混叠通信信号的盲分离。仿真结果表明,本算法具有分离效果好,收敛速度快,无需动态参数的特点,基本实现了对混叠通信信号的实时盲分离。

关键词 混叠通信信号 盲源分离 独立分量分析

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传统独立分量分析和变分贝叶斯独立分量分析的比较 被引量：4

17

作者 李志农 范涛 岳秀廷 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2010年第1期114-119,共6页

通过试验比较了传统的独立分量分析(ICA)和变分贝叶斯独立分量分析(VbICA)在源信号分离中的能力,试验研究表明,无噪声环境下的盲源分离,两种方法都能得到很好的分离性能.然而,噪声环境下的源信号分离,变分贝叶斯独立分量明显优于传统独... 通过试验比较了传统的独立分量分析(ICA)和变分贝叶斯独立分量分析(VbICA)在源信号分离中的能力,试验研究表明,无噪声环境下的盲源分离,两种方法都能得到很好的分离性能.然而,噪声环境下的源信号分离,变分贝叶斯独立分量明显优于传统独立分量分析,特别是随着噪声的增强,变分贝叶斯独立分量的优势就越明显.另外,变分贝叶斯独立分量可以估计源信号的数目,而传统独立分量分析往往事先假设源信号的个数已知,否则无法进行源信号分离. 展开更多

关键词 独立分量分析 变分贝叶斯独立分量 盲源分离 信源估计

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集中式多输入多输出雷达信号盲分离算法研究 被引量：5

18

作者 汤小为 唐波 汤俊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期679-685,共7页

在电子对抗领域,对集中式多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达的信号侦察和分选是一个难点。提出采用盲分离(Blind Source Separation,BSS)算法中的非圆复信号快速独立分量分析(NoncircularComplex Fast ICA,NC-Fast... 在电子对抗领域,对集中式多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达的信号侦察和分选是一个难点。提出采用盲分离(Blind Source Separation,BSS)算法中的非圆复信号快速独立分量分析(NoncircularComplex Fast ICA,NC-FastICA)对MIMO雷达进行信号分选。为了满足盲分离算法的应用条件,提出一种在多视角观测位置采集雷达信号的侦察方法来构建可分离的满秩混合矩阵。仿真结果表明,对相位编码、离散频率编码等典型正交波形进行等角度间隔采样和盲分离时,无论是否存在幅度起伏,在信噪比为10dB时均可以达到低于-14dB的正交波形分离度,对分离后的波形进行相关性对比和时频分析的结果也验证了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 MIMO雷达 电子侦察 信号分选 盲分离 正交波形 独立分量分析

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一种强干扰下超弱水声信号自适应盲分离的快速算法 被引量：5

19

作者 倪晋平 马远良 张忠兵 《声学技术》 CSCD 2002年第3期141-144,共4页

许多盲源分离算法对超弱信号收敛速度变慢甚至失效。文章提出一种算法 ,用FASTICA算法所得的分离矩阵作为一种基于输出去相关自适应盲分离算法的初始值 ,算法的收敛速度得到明显改善。算法的学习速率通过一种自适应算法选取 ,从而降低... 许多盲源分离算法对超弱信号收敛速度变慢甚至失效。文章提出一种算法 ,用FASTICA算法所得的分离矩阵作为一种基于输出去相关自适应盲分离算法的初始值 ,算法的收敛速度得到明显改善。算法的学习速率通过一种自适应算法选取 ,从而降低了算法收敛速度对学习步长的依赖。仿真结果表明 ,文中提出的算法对超弱信号特别有效 ,算法收敛速度大大增强。 展开更多

关键词 盲源分离 弱信号检测 快速独立成分分析 水声

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基于改进粒子群算法的独立分量分析 被引量：4

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作者 谭萍 李伟娟 李明 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期124-128,共5页

提出一种有效的基于改进的粒子群算法的盲源分离算法.首先引入进化速度和聚集强度来更新粒子群算法中的动态惯性权重w,然后定义基于改进PSO的独立分量分析算法的适应性函数,最后给出算法的具体步骤.实验结果表明,改进的ICA算法可以快速... 提出一种有效的基于改进的粒子群算法的盲源分离算法.首先引入进化速度和聚集强度来更新粒子群算法中的动态惯性权重w,然后定义基于改进PSO的独立分量分析算法的适应性函数,最后给出算法的具体步骤.实验结果表明,改进的ICA算法可以快速有效地得到BSS的最优解. 展开更多

关键词 盲源分离 粒子群算法 独立分量分析 语音信号

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