欠通道混合語(yǔ)音信號(hào)盲分離算法研究.pdf

1、在語(yǔ)音和聽覺(jué)信號(hào)處理領(lǐng)域中,如何從多個(gè)說(shuō)話者的混合語(yǔ)音信號(hào)中分離出各個(gè)語(yǔ)音源信號(hào)或提取出人們感興趣的目標(biāo)語(yǔ)音,來(lái)模仿人類的語(yǔ)音分離能力,成為一個(gè)重要的研究問(wèn)題。
　　盲源分離(BSS),是指在不知源信號(hào)和傳輸信道參數(shù)的情況下,根據(jù)輸入源信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性,僅由觀測(cè)信號(hào)恢復(fù)出各個(gè)源信號(hào)的過(guò)程。通常的盲源分離算法大都要求混合是超完備(overcomplete)或完備(complete)的,即觀測(cè)信號(hào)的數(shù)目大于或等于源信號(hào)的數(shù)目。然而,在實(shí)

2、際語(yǔ)音通信過(guò)程中,由于實(shí)際條件所限,不可避免地會(huì)出現(xiàn)觀測(cè)信號(hào)的數(shù)目會(huì)小于源信號(hào)的數(shù)目的情況,即欠通道情況。因此尋找有效的欠通道語(yǔ)音盲分離方法具有非常重要的實(shí)際意義。
　　獨(dú)立分量分析(ICA)是一種有效的盲分離算法,己有不少學(xué)者提出了多種有效的ICA算法,但這些ICA算法大多都不考慮欠通道的情況。對(duì)于欠通道情況下的盲源分離,經(jīng)典的ICA算法并不能解決。
　　本論文在分析和總結(jié)前人研究工作的基礎(chǔ)上,對(duì)ICA的基本理論、經(jīng)典算法

3、及其在語(yǔ)音信號(hào)處理中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討,針對(duì)當(dāng)前語(yǔ)音分離的研究現(xiàn)狀,對(duì)欠通道瞬時(shí)線性混疊、模擬真實(shí)環(huán)境下的語(yǔ)音盲分離算法進(jìn)行了研究和探索。主要進(jìn)行了以下幾種解決方案的研究:
　　1.提出了一種新的多通道盲分離算法,卷積混合語(yǔ)音進(jìn)行盲源分離時(shí),不能直接應(yīng)用ICA算法。首先對(duì)卷積混合語(yǔ)音模型進(jìn)行常規(guī)線性轉(zhuǎn)化,然后采用改進(jìn)時(shí)域FastICA的算法進(jìn)行盲分離,利用聚類和重構(gòu)機(jī)制來(lái)恢復(fù)源信號(hào)。通過(guò)真實(shí)語(yǔ)音實(shí)驗(yàn)表明,文中提出的算法能夠有效

4、的分離混合語(yǔ)音信號(hào)。
　　2.詳細(xì)研究了基于超完備基的獨(dú)立分量分析(Overcomplete ICA)的自然梯度和最短路徑的算法,利用該算法解決欠通道混合語(yǔ)音盲分離的算法。采用最短路徑方法來(lái)推斷源信號(hào)和采用自然梯度方法來(lái)學(xué)習(xí)基向量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該算法能很好解決欠通道瞬時(shí)線性混合語(yǔ)音盲分離問(wèn)題。
　　3.對(duì)變換域中的欠通道語(yǔ)音分離技術(shù)進(jìn)行了探索。針對(duì)現(xiàn)有的時(shí)頻域語(yǔ)音分離的研究算法,結(jié)合ICA技術(shù)、二進(jìn)制時(shí)頻掩碼技術(shù)等,對(duì)欠通道