專利名稱：用于卷積盲源分離的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及音頻信號(hào)處理。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于卷積盲源分離的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在各種實(shí)際應(yīng)用中，卷積混合模型通常用于對(duì)原始的源信號(hào)與傳感器(如麥克風(fēng))捕獲的混合信號(hào)之間的關(guān)系進(jìn)行近似。如果離散傅里葉變換(DFT)的幀尺寸遠(yuǎn)大于信道長(zhǎng)度，則線性卷積可由圓周卷積進(jìn)行近似。然后，能夠用頻域中的乘法表示卷積混合過程Υ(ω , t) = Κω , )Χ(ω , t)(I)
其中，Y(co，t)表示所估計(jì)的源[Y1(G^t),...，YN(co，t)]T，X(co，t)是麥克風(fēng)信號(hào)[^ωα)，···，XN(co，t)T，而W(co，t)(也稱為頻率區(qū)間ω的解混濾波器)表示包含解混濾波器系數(shù)的解混矩陣。例如，在兩入兩出(two-input-two-output, TITO)情況下，通過針對(duì)直接信道假定單位增益，解混矩陣可以表示為
「 I (郵)]W(^M) =
\Ψ21{ω, ) I 」(2)于是，分離出的信號(hào)可表示為Y1 ( ω , t) = X1 ( ω , t) +W12 ( ω , t) X2 ( ω , t)(3)Y2 ( ω , t) = X2 ( ω , t) +W21 ( ω , t) X1 ( ω , t)(4)已提出各種方案來對(duì)解混濾波器進(jìn)行估計(jì)。一類算法通過僅要求非相關(guān)源而不是更強(qiáng)的獨(dú)立性條件來基于二階統(tǒng)計(jì)量(SOS)實(shí)現(xiàn)分離。通過檢查附加的約束(如非平穩(wěn)約束(non-stationary constraint)),可針對(duì)SOS系統(tǒng)獲得充分的分離條件。一種基于SOS的方案是所謂的“自適應(yīng)去相關(guān)濾波器(ADF)構(gòu)想”，其基于傳統(tǒng)的自適應(yīng)噪聲消除(ADC)方案(參見E. Weinstein、M· Feder 及A. V. Oppenheim,“Multi-channel signal separationby decorrelation,，，IEEE Trans. Speech Audio Processing,卷 I,第 405 頁(yè)至第 413 頁(yè)，1993年4月)。還提出了其它的基于SOS的方案，其中，定義了用于評(píng)估分離出的信號(hào)之間的去相關(guān)性的代價(jià)函數(shù)，且通過對(duì)該代價(jià)函數(shù)進(jìn)行梯度下降過程而自適應(yīng)地計(jì)算解混濾波器的系數(shù)的值(參見 Parra L.、Spence C. , “Convolutive blind source separation ofnon-stationary sources，，，IEEE Trans, on Speech and Audio Processing,第 320頁(yè)至第327 頁(yè)，2000 年 5 月)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種進(jìn)行卷積盲源分離的方法。將多個(gè)輸入信號(hào)中的每一個(gè)變換至頻域。通過對(duì)至少依賴于解混濾波器的系數(shù)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行梯度下降過程，計(jì)算對(duì)應(yīng)于各頻率區(qū)間的解混濾波器的系數(shù)的值。在梯度下降過程的每一迭代中，調(diào)整用于計(jì)算解混濾波器的相同系數(shù)的值的梯度項(xiàng)，以改進(jìn)頻率區(qū)間上的梯度項(xiàng)的平滑度。關(guān)于頻率區(qū)間中的每一個(gè)，通過經(jīng)由各個(gè)解混濾波器對(duì)經(jīng)變換的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波而估計(jì)源信號(hào)，其中各個(gè)解混濾波器是用系數(shù)的計(jì)算出的值來配置的。將各個(gè)頻率區(qū)間上的估計(jì)的源信號(hào)變換至?xí)r域。該代價(jià)函數(shù)適合于評(píng)估所估計(jì)的源信號(hào)之間的去相關(guān)性。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種用于進(jìn)行卷積盲源分離的設(shè)備。該設(shè)備包括第一變換器、計(jì)算器、估計(jì)器和第二變換器。第一變換器將多個(gè)輸入信號(hào)中的每一個(gè)變換至頻域。計(jì)算器通過對(duì)至少依賴于解混濾波器的系數(shù)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行梯度下降過程，計(jì)算對(duì)應(yīng)于各頻率區(qū)間的解混濾波器的系數(shù)的值。在梯度下降過程的每一迭代中，調(diào)整用于計(jì)算解混濾波器的相同系數(shù)的值的梯度項(xiàng)，以改進(jìn)頻率區(qū)間上的所述梯度項(xiàng)的平滑度。關(guān)于頻率區(qū)間中的每一個(gè)，估計(jì)器通過經(jīng)由各個(gè)解混濾波器對(duì)經(jīng)變換的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波而估計(jì)源信號(hào)，其中各個(gè)解混濾波器是用系數(shù)的計(jì)算出的值來配置的。第二變換器將各個(gè)頻率區(qū)間上的估計(jì)的源信號(hào)變換至?xí)r域。該代價(jià)函數(shù)適合于評(píng)估所估計(jì)的源信號(hào)之間的去相關(guān)性。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上記錄有計(jì)算機(jī)程序指令。這些指令在被處理器執(zhí)行時(shí)使得該處理器能夠執(zhí)行進(jìn)行卷積盲源分離的方法。根據(jù)該方法， 將多個(gè)輸入信號(hào)中的每一個(gè)變換至頻域。通過對(duì)至少依賴于解混濾波器的系數(shù)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行梯度下降過程，計(jì)算對(duì)應(yīng)于各頻率區(qū)間的解混濾波器的系數(shù)的值。在梯度下降過程的每一迭代中，調(diào)整用于計(jì)算解混濾波器的相同系數(shù)的值的梯度項(xiàng)，以改進(jìn)頻率區(qū)間上的梯度項(xiàng)的平滑度。關(guān)于頻率區(qū)間中的每一個(gè)，通過經(jīng)由各個(gè)解混濾波器對(duì)經(jīng)變換的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波而估計(jì)源信號(hào)，其中各個(gè)解混濾波器是用系數(shù)的計(jì)算出的值來配置的。將各個(gè)頻率區(qū)間上的估計(jì)的源信號(hào)變換至?xí)r域。該代價(jià)函數(shù)適合于評(píng)估所估計(jì)的源信號(hào)之間的去相關(guān)性。


在附圖的各圖中通過示例來圖解本發(fā)明，但這些示例不對(duì)本發(fā)明產(chǎn)生限制，附圖中類似的附圖標(biāo)記表示類似的元件，其中圖I是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于進(jìn)行卷積盲源分離的示例設(shè)備的框圖；圖2是圖示調(diào)整用于計(jì)算系數(shù)的、頻率區(qū)間上的梯度項(xiàng)的示例方法的流程圖；圖3是通過解置換前與解置換后梯度項(xiàng)的量值之間的比較來演示用于改進(jìn)頻率區(qū)間上的梯度項(xiàng)的平滑度的解置換的效果的圖；圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)行卷積盲源分離的示例方法的流程圖；以及圖5是圖示用于實(shí)施本發(fā)明的各個(gè)方面的示例系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖描述本發(fā)明實(shí)施例。應(yīng)注意，為清楚起見，在附圖和描述中省略了關(guān)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知但是與本發(fā)明無關(guān)的組件和過程的陳述和描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的各方面可以被實(shí)施為系統(tǒng)、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各方面可以采取以下形式完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例(包括固件、駐留軟件、微代碼等)或組合軟件部分與硬件部分的實(shí)施例，本文可以一般地稱之為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，本發(fā)明的各方面可以采取體現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上體現(xiàn)有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。
可以使用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任何組合。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以是(但不限于)電的、磁的、光的、電磁的、紅外線的、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、設(shè)備或裝置、或前述各項(xiàng)的任何適當(dāng)?shù)慕M合。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括以下有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式計(jì)算機(jī)磁盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃存)、光纖、便攜式緊湊磁盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、光存儲(chǔ)裝置、磁存儲(chǔ)裝置、或前述各項(xiàng)的任何適當(dāng)?shù)慕M合。在本文語(yǔ)境中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是任何含有或存儲(chǔ)供指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用的或與指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置相聯(lián)系的程序的有形介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)可以包括例如在基帶中或作為載波的一部分傳播的、其中帶有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的數(shù)據(jù)信號(hào)。這樣的傳播信號(hào)可以采取任何適當(dāng)?shù)男问?，包括但不限于電磁的、光的或其任何適當(dāng)?shù)慕M合。計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)可以是不同于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的、能夠傳達(dá)、傳播或傳 輸供指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用的或與指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置相聯(lián)系的程序的任何一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的程序代碼可以采用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括但不限于無線、有線、光纜、射頻等等、或上述各項(xiàng)的任何適當(dāng)?shù)慕M合。用于執(zhí)行本發(fā)明各方面的操作的計(jì)算機(jī)程序代碼可以以一種或多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的任何組合來編寫，所述程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，諸如Java、SmalltalKC++之類，還包括常規(guī)的過程式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，諸如“C”程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言或類似的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。程序代碼可以完全地在用戶的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、部分地在用戶的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、作為一個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶的計(jì)算機(jī)上并且部分在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上執(zhí)行。在后一種情形中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過任何種類的網(wǎng)絡(luò)，包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)，連接到用戶的計(jì)算機(jī)，或者，可以(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng))連接到外部計(jì)算機(jī)。以下參照按照本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖來描述本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)當(dāng)理解，流程圖和/或框圖的每個(gè)方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合都可以由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以生產(chǎn)出一種機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行的這些指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的裝置。也可以把這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在能夠指引計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，使得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令產(chǎn)生一個(gè)包括實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的指令的制造品。也可以把計(jì)算機(jī)程序指令加載到計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，導(dǎo)致在計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的過程，使得在計(jì)算機(jī)或其它可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的過程。圖I是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于進(jìn)行卷積盲源分離的示例設(shè)備100的框圖。
如圖I所示，設(shè)備100包括變換器101、計(jì)算器102、估計(jì)器103和變換器104。聲源110-1至110-N分別發(fā)出聲信號(hào)S1至SN。通過相應(yīng)卷積信道120，聲信號(hào)S1至Sn的混合信號(hào)分別由麥克風(fēng)130-1至120-N來捕獲。將捕獲到的信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)S1至Snο變換器101將數(shù)字信號(hào)S1至sN分別變換到頻域。例如，針對(duì)每個(gè)數(shù)字信號(hào)Si，變換器101可以獲得對(duì)應(yīng)于從t到t+T的時(shí)間周期的幀，并將該幀變換到頻域。因此，獲得信號(hào) χ(ω，t),其中 χ(ω，t) = χ(ω，t) , . . . , ΧΝ(ω，t)]T 且 ω 表示頻率區(qū)間 CJ1 至 ωΜ 中的任意一個(gè)。通過以這種方式重復(fù)，針對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)Si,變換器101可以將一系列幀變換到頻域中。關(guān)于對(duì)應(yīng)于各個(gè)頻率區(qū)間O1至ωΜ的解混濾波器W(G^t)至W(coM，t)中的每個(gè)解混濾波器W (ω k，t)，計(jì)算器102通過對(duì)至少依賴于解混濾波器W (ω k，t)的系數(shù)Wij (ω，t)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行梯度下降過程而計(jì)算解混濾波器W(cok，t)的系數(shù)Wij(G^t)的值Wij(G)k,t)。·為了進(jìn)行卷積源分離，利用非平穩(wěn)約束。根據(jù)非平穩(wěn)約束，能夠采用代價(jià)函數(shù)f(W( ，t))評(píng)估所估計(jì)的源信號(hào)Yi(C^t) e Y(co，t)之間的去相關(guān)性。如果所估計(jì)的源信號(hào)中的每一個(gè)都包括較少的混合成分，則代價(jià)函數(shù)f(W( ，t))接近最小值。通過梯度下降過程，能夠使得代價(jià)函數(shù)f(W( ，t))以迭代的方式接近最小值。梯度下降過程基于這樣的觀察如果函數(shù)f (W( ，t))在點(diǎn)W(G)，t0)附近有定義并且可微，則當(dāng)在w(co，t0)處沿f(w(co，t))的負(fù)梯度方向-y/(灰G))進(jìn)行梯度下降過程時(shí)，其下降最快。結(jié)果，如果針對(duì)μ >0，μ是一個(gè)足夠小的數(shù)(也稱為步長(zhǎng))，砂"(以μνβ^￥(ω, &))，則 f (W( ω，tQ))彡 f (W( ω，ti))。在下文中，juy/{w(co, O)項(xiàng)也稱為梯度項(xiàng)，其為步長(zhǎng)μ與梯度之積。利用該觀察，能夠從f (W( ω , t))的局部最小值的推測(cè)W( ω , t0)開始，并考慮序列W( ω , t0) , W( ω , tj),W (ω，t2)，…，使得 W{co, 4+1)= W(CO, Q- μη^Λn 彡 0。能夠獲得 f (W (ω，t0))彡f(W(co，tl))彡f(W(co，t2))彡...，因此該過程有希望收斂至希望的局部最小值。例如，通過互功率譜獲得頻域中的二階統(tǒng)計(jì)量，Ryy(co，t) = Ε[Υ(ω，t)YH(co，t)]= W(co，t) Rxx(G)，t)WH(co，t)(5)其中E[ ·]表示統(tǒng)計(jì)期望，ff( , t)是非對(duì)角線元素為系數(shù)且對(duì)角線元素假定為單位增益的矩陣，且Rxx( ，t)是麥克風(fēng)信號(hào)的互功率譜。例如，在TITO情況下，R ( ,0= σ (八 J3 ( Α(ο)
_·^χ2χ (ω,0 ^χ2χ2其中，Rxixj(ω,t)= Xi(ω,t)X*(ω,t)。目標(biāo)是最小化該矩陣上非對(duì)角線上的互功率，例如通過最小化代價(jià)函數(shù)J = ZlUiy")-\ (郵)|(7)
,ω其中，Ay(co，t)是源的互功率譜的估計(jì)的對(duì)角線分量。在這種情況下，其關(guān)于實(shí)部和虛部的梯度通過形式上關(guān)于共軛量W*( ，t)求偏導(dǎo)數(shù)而獲得。因此，時(shí)間t處的梯度為
權(quán)利要求
1.一種進(jìn)行卷積盲源分離的方法，包括 將多個(gè)輸入信號(hào)中的每一個(gè)變換至頻域； 通過對(duì)至少依賴于解混濾波器的系數(shù)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行梯度下降過程，計(jì)算對(duì)應(yīng)于各頻率區(qū)間的所述解混濾波器的所述系數(shù)的值，其中在所述梯度下降過程的每一迭代中，調(diào)整用于計(jì)算所述解混濾波器的相同系數(shù)的值的梯度項(xiàng)，以改進(jìn)所述頻率區(qū)間上的所述梯度項(xiàng)的平滑度； 關(guān)于所述頻率區(qū)間中的每一個(gè)，通過經(jīng)由各個(gè)解混濾波器對(duì)所述經(jīng)變換的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波而估計(jì)源信號(hào)，所述各個(gè)解混濾波器是用所述系數(shù)的計(jì)算出的值來配置的；以及將各個(gè)頻率區(qū)間上的所估計(jì)的源信號(hào)變換至?xí)r域， 其中所述代價(jià)函數(shù)適合于評(píng)估所述估計(jì)的源信號(hào)之間的去相關(guān)性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述多個(gè)輸入信號(hào)的數(shù)目為2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中關(guān)于所述頻率區(qū)間中的每一個(gè)，根據(jù)以下方法之一計(jì)算當(dāng)前迭代中使用的梯度項(xiàng) ▽w12 =禮\職2\ + W12X2MlW^1 + 狀 + W12X2Xi)Y2X^. Vw2i = μ2((^21χ1χ*1 + X2X^W21X1XX2 + X2X；Wt\) F1X1*): VWl2 =+ Z2JQ). Vir2i = μ2(Υ2Υι(ΧιΧ + H2K)): 以及▽w12 = βι ((Ji + W12X2)Y). V2i = μ2((Χ2 +W21X1) ΥΓ). 其中， μ工和μ 2為步長(zhǎng)函數(shù)，為用于計(jì)算系數(shù)W12的值的梯度項(xiàng)，VwsiS用于計(jì)算系數(shù)W21的值的梯度項(xiàng)， X1和X2分別為前次迭代中的經(jīng)變換的輸入信號(hào)，Y1為所述前次迭代中估計(jì)為X1-W12X2的源信號(hào)，Y2為所述前次迭代中估計(jì)為Xfw21X1的源信號(hào)，且*表示復(fù)共軛。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中關(guān)于所述頻率區(qū)間中的每一個(gè)，將當(dāng)前迭代中使用的梯度項(xiàng)計(jì)算為V1 = Ii1F1F2*,V2 = M2Y2Y1* ■· 其中， μ工和μ 2為步長(zhǎng)函數(shù)， h為用于計(jì)算系數(shù)W12的值的梯度項(xiàng)夕:為用于計(jì)算系數(shù)W21的值的梯度項(xiàng)， Y1為前次迭代中估計(jì)為Xfw12X2的源信號(hào),Y2為所述前次迭代中估計(jì)為Xfw21X1的源信號(hào)，且*表不復(fù)共軛。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中關(guān)于所述頻率區(qū)間中的每一個(gè)，所述值的所述計(jì)算包括 確定所述解混濾波器是否處于發(fā)散狀態(tài)； 如果所述解混濾波器處于所述發(fā)散狀態(tài)，則采用前次迭代中計(jì)算的梯度項(xiàng)作為當(dāng)前迭代中使用的梯度項(xiàng)；以及 如果所述解混濾波器未處于所述發(fā)散狀態(tài)，則計(jì)算當(dāng)前迭代中使用的梯度項(xiàng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述調(diào)整包括 關(guān)于所述系數(shù)中的每一個(gè)，將用于計(jì)算所述系數(shù)的、所述頻率區(qū)間上的所述梯度項(xiàng)變換為長(zhǎng)度T的時(shí)域?yàn)V波器； 對(duì)該時(shí)域?yàn)V波器的位于超過第一閾值的時(shí)間索引處的系數(shù)進(jìn)行去加重，所述第一閾值小于所述長(zhǎng)度T ;以及 通過長(zhǎng)度T的變換而將該時(shí)域?yàn)V波器的系數(shù)從時(shí)域變換至頻域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述系數(shù)的所述去加重包括，將所述位于超過所述第一閾值的時(shí)間索引處的系數(shù)歸零，或者相對(duì)于該時(shí)域?yàn)V波器的不位于超過所述第一閾值的時(shí)間索引處的系數(shù)，減小所述位于超過所述第一閾值的時(shí)間索引處的系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中根據(jù)處于發(fā)散狀態(tài)的所述解混濾波器的比例而在所述梯度下降過程的至少一個(gè)迭代中調(diào)整所述第一閾值，其中所述比例越高，所述第一閾值越小。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中根據(jù)所述平滑度而在所述梯度下降過程的至少一個(gè)迭代中調(diào)整所述第一閾值，其中如果所述平滑度等于或高于第二閾值，則增加所述第一閾值，而如果所述平滑度低于所述第二閾值，則降低所述第一閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中通過計(jì)算相鄰頻率區(qū)間之間的梯度項(xiàng)的相關(guān)性且然后將所述相關(guān)性進(jìn)行平均而評(píng)估所述平滑度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第二閾值等于或大于O.5。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中根據(jù)所述估計(jì)的源信號(hào)的頻譜一致性而在所述梯度下降過程的至少一個(gè)迭代中調(diào)整所述第一閾值，其中如果所述一致性等于或高于第三閾值，則增加所述第一閾值，而如果所述一致性低于所述第三閾值，則降低所述第一閾值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中通過計(jì)算相鄰頻率區(qū)間之間的所述估計(jì)的源信號(hào)的相關(guān)性并將所述相關(guān)性進(jìn)行平均而評(píng)估所述一致性。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第三閾值等于或大于O.5。
15.根據(jù)權(quán)利要求5或8所述的方法，其中如果所述解混濾波器的輸出對(duì)輸入的功率比大于第四閾值，則確定所述解混濾波器的所述發(fā)散狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第四閾值等于或小于I。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中通過選擇各置換中使歐氏距離最小化或使相鄰頻率區(qū)間之間的梯度項(xiàng)的相關(guān)性最大化的置換而調(diào)整所述梯度項(xiàng)。
18.一種用于進(jìn)行卷積盲源分離的設(shè)備，包括 第一變換器，其將多個(gè)輸入信號(hào)中的每一個(gè)變換至頻域； 計(jì)算器，其通過對(duì)至少依賴于解混濾波器的系數(shù)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行梯度下降過程，計(jì)算對(duì)應(yīng)于各頻率區(qū)間的所述解混濾波器的所述系數(shù)的值，其中在所述梯度下降過程的每一迭代中，調(diào)整用于計(jì)算所述解混濾波器的相同系數(shù)的值的梯度項(xiàng)，以改進(jìn)所述頻率區(qū)間上的所述梯度項(xiàng)的平滑度； 估計(jì)器，其關(guān)于所述頻率區(qū)間中的每一個(gè)，通過經(jīng)由各個(gè)解混濾波器對(duì)所述經(jīng)變換的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波而估計(jì)源信號(hào)，所述各個(gè)解混濾波器是用所述系數(shù)的計(jì)算出的值來配置的；以及 第二變換器，其將各個(gè)頻率區(qū)間上的所估計(jì)的源信號(hào)變換至?xí)r域， 其中所述代價(jià)函數(shù)適合于評(píng)估所述估計(jì)的源信號(hào)之間的去相關(guān)性。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)輸入信號(hào)的數(shù)目為2。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算器配置為，關(guān)于所述頻率區(qū)間中的每一個(gè)，根據(jù)以下方法之一計(jì)算當(dāng)前迭代中使用的梯度項(xiàng)
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算器配置為，關(guān)于所述頻率區(qū)間中的每一個(gè)，將當(dāng)前迭代中使用的梯度項(xiàng)計(jì)算為
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算器進(jìn)一步配置為，關(guān)于所述頻率區(qū)間中的每一個(gè)，確定所述解混濾波器是否處于發(fā)散狀態(tài)，如果所述解混濾波器處于所述發(fā)散狀態(tài)，則采用前次迭代中計(jì)算的梯度項(xiàng)作為當(dāng)前迭代中使用的梯度項(xiàng)，以及如果所述解混濾波器未處于所述發(fā)散狀態(tài)，則計(jì)算當(dāng)前迭代中使用的梯度項(xiàng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算器配置為，關(guān)于所述系數(shù)中的每一個(gè)，將用于計(jì)算所述系數(shù)的、所述頻率區(qū)間上的所述梯度項(xiàng)變換為長(zhǎng)度T的時(shí)域?yàn)V波器，對(duì)該時(shí)域?yàn)V波器的位于超過第一閾值的時(shí)間索引處的系數(shù)進(jìn)行去加重，所述第一閾值小于所述長(zhǎng)度T ;以及通過長(zhǎng)度T的變換而將該時(shí)域?yàn)V波器的系數(shù)從時(shí)域變換至頻域。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述系數(shù)的所述去加重包括，將所述位于超過所述第一閾值的時(shí)間索引處的系數(shù)歸零，或者相對(duì)于該時(shí)域?yàn)V波器的不位于超過所述第一閾值的時(shí)間索引處的系數(shù)，減小所述位于超過所述第一閾值的時(shí)間索引處的系數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算器進(jìn)一步配置為根據(jù)處于發(fā)散狀態(tài)的所述解混濾波器的比例而在所述梯度下降過程的至少一個(gè)迭代中調(diào)整所述第一閾值，其中所述比例越高，所述第一閾值越小。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算器進(jìn)一步配置為根據(jù)所述平滑度而在所述梯度下降過程的至少一個(gè)迭代中調(diào)整所述第一閾值，其中如果所述平滑度等于或高于第二閾值，則增加所述第一閾值，而如果所述平滑度低于所述第二閾值，則降低所述第一閾值。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中通過計(jì)算相鄰頻率區(qū)間之間的梯度項(xiàng)的相關(guān)性且然后將所述相關(guān)性進(jìn)行平均而評(píng)估所述平滑度。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中所述第二閾值等于或大于O.5。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算器進(jìn)一步配置為根據(jù)所述估計(jì)的源信號(hào)的頻譜一致性而在所述梯度下降過程的至少一個(gè)迭代中調(diào)整所述第一閾值，其中如果所述一致性等于或高于第三閾值，則增加所述第一閾值，而如果所述一致性低于所述第三閾值，則降低所述第一閾值。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其中通過計(jì)算相鄰頻率區(qū)間之間的所述估計(jì)的源信號(hào)的相關(guān)性并將所述相關(guān)性進(jìn)行平均而評(píng)估所述一致性。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中所述第三閾值等于或大于O.5。
32.根據(jù)權(quán)利要求22或25所述的設(shè)備，其中如果所述解混濾波器的輸出對(duì)輸入的功率比大于第四閾值，則確定所述解混濾波器的所述發(fā)散狀態(tài)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述第四閾值等于或小于I。
34.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算器進(jìn)一步配置為通過選擇各置換中使歐氏距離最小化或使相鄰頻率區(qū)間之間的梯度項(xiàng)的相關(guān)性最大化的置換而調(diào)整所述梯度項(xiàng)。
35.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上記錄有計(jì)算機(jī)程序指令，所述指令在被處理器執(zhí)行時(shí)使得該處理器能夠執(zhí)行基于二階統(tǒng)計(jì)量的卷積盲源分離的方法，所述方法包括 將多個(gè)輸入信號(hào)中的每一個(gè)變換至頻域； 通過對(duì)至少依賴于解混濾波器的系數(shù)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行梯度下降過程，計(jì)算對(duì)應(yīng)于各頻率區(qū)間的所述解混濾波器的所述系數(shù)的值，其中在所述梯度下降過程的每一迭代中，調(diào)整用于計(jì)算所述解混濾波器的相同系數(shù)的值的梯度項(xiàng)，以改進(jìn)所述頻率區(qū)間上的所述梯度項(xiàng)的平滑度； 關(guān)于所述頻率區(qū)間中的每一個(gè)，通過經(jīng)由各個(gè)解混濾波器對(duì)所述經(jīng)變換的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波而估計(jì)源信號(hào)，所述各個(gè)解混濾波器是用所述系數(shù)的計(jì)算出的值來配置的；以及 將各個(gè)頻率區(qū)間上的所估計(jì)的源信號(hào)變換至?xí)r域， 其中所述代價(jià)函數(shù)適合于評(píng)估所述估計(jì)的源信號(hào)之間的去相關(guān)性。
全文摘要
描述了用于卷積盲源分離的方法和設(shè)備。將多個(gè)輸入信號(hào)中的每一個(gè)變換至頻域中。通過對(duì)至少依賴于解混濾波器的系數(shù)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行梯度下降過程，計(jì)算對(duì)應(yīng)于頻率區(qū)間的解混濾波器的系數(shù)的值。在梯度下降過程的每一迭代中，調(diào)整用于計(jì)算解混濾波器的相同系數(shù)的值的梯度項(xiàng)，以改進(jìn)頻率區(qū)間上的梯度項(xiàng)的平滑度。關(guān)于頻率區(qū)間中的每一個(gè)，通過經(jīng)由各個(gè)解混濾波器對(duì)經(jīng)變換的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波而估計(jì)源信號(hào)，其中各個(gè)解混濾波器是用系數(shù)的計(jì)算出的值來配置的。將各個(gè)頻率區(qū)間上的估計(jì)的源信號(hào)變換至?xí)r域。該代價(jià)函數(shù)適合于評(píng)估所估計(jì)的源信號(hào)之間的去相關(guān)性。
文檔編號(hào)G10L21/028GK102903368SQ201110226040
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者孫學(xué)京 申請(qǐng)人:杜比實(shí)驗(yàn)室特許公司