基于盲信号处理的声音分离-基于改进的信息最大化的ICA算法

基于信息最大化的ICA算法的主要依据是使输入端与输出端的互信息达到最大,且输出各个分量之间的相关性最小化,即输出各个分量之间互信息量最小化,其算法的系统框图如图所示。

基于信息最大化的ICA算法的主要依据是使输入端与输出端的互信息达到最大,且输出各个分量之间的相关性最小化,即输出各个分量之间互信息量最小化,其算法的系统框图如图所示。

图 3 基于改进的信息最大化的ICA算法的系统框图

上图中,U=[u1,u2,u3,...]T是经过该算法之后输出的信号向量,可以用来逼近输入信号,U=W×X。分离信号Y=G(U),G(U)是非线性函数,该函数直接影响分离性能。

信息最大化的ICA算法的判断准则是信息最大传输的原则具体的说就是以分离矩阵W为变量,在熵的表达式中不断调整W,使H(Y)最大化,此时就表明恢复的原始信号U的各个分量之间互信息量极小,非线性输出信号Y与输入X之间互信息满足

对该公式两边关于分离矩阵W进行微分,然后通过公式推导可得,使得H(Y)极大的分离矩阵W的迭代计算公式

其中非线性函数采用G U =11+e -U ,μ是该算法的学习参数取0.05。而 是对第K次迭代输出的各个分量之间的互信息进行度量,理想情况该项应该为-I。

在该算法中,非线性函数G(U)的选择将会直接影响算法性能,因此对非线性函数进行修改是基于信息最大化的ICA算法的主要改进方向之一,文献中讨论了不同的非线性函数对算法性能的影响,发现非线性函数特性越陡峭,越适合作为基于信息最大化的ICA算法的非线性转换函数,而符号函数具有最陡峭的特性,因此采用符号函数作为基于信息最大化的ICA算法的非线性转换函数。

基于信息最大化的ICA算法主要有两点优点,一是该方法拥有较快的收敛速度,二是采用不同非线性函数可以有效降低分离误差。

相关推荐
禁默12 小时前
打通 AI 与信号处理的“任督二脉”:Ascend SIP Boost 加速库深度实战
人工智能·信号处理·cann
池央12 小时前
CANN SIP 信号处理算子库深度解析:FFT 硬件加速、复数运算的向量化实现与端到端数据流优化
信号处理
池央17 小时前
CANN SIP 信号处理算子库深度解析:高性能信号处理的硬件加速、多维数据流与定制化融合策略
信号处理
池央1 天前
CANN 算子生态的深度演进:稀疏计算支持与 PyPTO 范式的抽象层级
运维·人工智能·信号处理
池央1 天前
CANN SIP 信号处理算子库深度解析:FFT/IFFT 的硬件级加速、复数运算优化与端到端流水线构建
信号处理
池央1 天前
CANN 算子合规性与迁移性:自定义算子设计中的安全边界与属性兼容性
人工智能·自动化·信号处理
花月mmc2 天前
CanMV K230 波形识别——整体部署(4)
人工智能·python·嵌入式硬件·深度学习·信号处理
南檐巷上学2 天前
基于MATLAB的麦克风音频效果测试
matlab·信号处理·数字信号处理·dsp·信号与系统·快速傅里叶变换·麦克风测试
Aaron15883 天前
基于RFSOC的数字射频存储技术应用分析
c语言·人工智能·驱动开发·算法·fpga开发·硬件工程·信号处理
fanged3 天前
信号处理入门4(系统设计)
信号处理