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研究生: 郭巾暄
Jin-Chiuan Kuo
論文名稱: 基於聯合對角化時間延遲共變異矩陣之盲訊號分離
Blind Source Separation Based on the Joint Diagonalization of Time-Delayed Covariance Matrix
指導教授: 王小川
Hsiao-Chuan Wang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 盲訊號分離共同對角化
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  • 在陣列訊號處理、生物醫學分析、地質探測或語音處理等領域,目前的技術還無法直接控制傳送已知訊號。為了能在這些環境中分離出訊號源,盲訊號分離(Blind Source Separation)是很重要的研究課題,近幾年廣泛地被討論。在語音溝通方面,日常生活中我們時常會遇到一種不可避免的情況,必須要在吵鬧的聚會場合裡專心的聽到想要聆聽的聲音並且與人交談,而這時候我們耳朵所接受到的聲音卻是同時有很多人在講話,甚至還夾雜著電話鈴聲、背景音樂聲等,這也就是著名的雞尾酒派對問題(cocktail party problem)。本論文就是在探討盲訊號分離的的問題,主要目標在於尋找解分離混合矩陣並且把訊號來源從混合在一起的訊號中分離出來。基於共同對角化共變異矩陣和延遲時間的共變異矩陣為基礎,加上適當選擇延遲時間的輔助,我們利用原訊號與重建訊號之SIR值來評估分離的效能,並且拿來與其他著名的獨立成份分析法做比較,實驗結果顯示出此方法不僅擁有在分離效果上的優點,同時也擁有運算時間迅速的優點。同時,我們將此概念轉至頻域上再分別對每個頻率執行運算,由於在頻域上會有排列問題和膨脹問題的現象發生因此在實驗中加入了解決此問題的演算法加以討論,最後將重組完後的頻譜利用反傅立葉轉換轉回時域以成功的達成分離訊號的目地。


    第一章 導論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究方法簡介 2 1.3 章節大綱 3 第二章 獨立成份分析(INDEPENDENT COMPONENT ANALYSIS, ICA)原理及基本技術 4 2.1 獨立成份分析原理 4 2.2 文獻回顧 5 2.3 獨立成份分析之演算法簡介 6 2.3.1 非高斯特性即為獨立性 7 2.3.2 目標函數 8 2.3.2.1 峰態(kurtosis) 9 2.3.2.2 熵值(entropy) 11 2.3.3最佳化演算法 13 2.4 論文方向 14 第三章 獨立成份分析(INDEPENDENT COMPONENT ANALYSIS, ICA) 15 3.1 問題描述 15 3.2 訊號模型與假設 17 3.3 不確定性(AMBIGUITIES) 20 3.4 獨立成份分析法處理流程 22 3.4.1 集中變數(centering) 23 3.4.2 資料白色化(whitening) 24 3.4.3 解混合矩陣 27 3.5 基於聯合對角化時間延遲共變異矩陣之盲訊號分離演算法 29 3.6 時間延遲的選擇 35 第四章 頻域獨立成份分析(INDEPENDENT COMPONENT ANALYSIS, ICA)演算法 39 4.1 短時間離散傅立葉轉換(SHORT-TIME DISCRETE FOURIER TRANSFORM) 42 4.2 基於共同對角化時間延遲CROSS-POWER SPECTRUM 45 4.3 大小(DILATION)問題與排列(PERMUTATION)問題 47 4.4 針對膨脹與排列問題的演算法 48 4.4.1 簡介膨脹與排列問題的演算法 49 4.4.2 解決膨脹與排列問題的演算法 53 第五章 實驗結果及討論 57 5.1 INSTANTANEOUS MIX之訊號分離 57 【實驗 5.1.1】 音樂訊號與音樂訊號 59 【實驗 5.1.2】 人聲訊號與人聲訊號 63 【實驗 5.1.3】 音樂訊號與人聲訊號 65 【實驗 5.1.4】 資料長度對分離效果的影響 70 5.2 CONVOLUTIVE MIX 71 【實驗 5.2.1】 男聲+女聲 73 【實驗 5.2.2】 男聲+女聲 75 【實驗 5.2.3】 男聲+男聲 77 【實驗 5.2.4】 人聲+音樂 79 第六章 結論 81 參考文獻 83

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