多途环境下的单通道水声信号盲源分离

2012-02-13杨士莪朴胜春

振动与冲击 2012年6期

刘佳，杨士莪，朴胜春

(1.中国科学院声学研究所，北京 100190;2.哈尔滨工程大学水声技术实验室，哈尔滨 150001)

盲源分离(Blind Source Separation-BSS)是指在不知道任何先验知识或者只知道很少量先验知识的情况下，利用观测信号提取或分离各源信号的方法［1-2］。该方法在很多领域都有着广泛的应用前景。在水声信号处理领域也有诸多研究［3-7］，但目前的成果及其应用大都是基于多观测通道。而实际应用中受各种条件制约，有时存在只有单观测通道的情况，此时基于矩阵运算的常规盲源分离算法已不适用，这种极端的欠定情况称为单通道盲源分离。虽然单观测通道给盲源分离算法带来很多弊端，但它仍凭借良好的应用前景得到很多学者的关注。目前在语音、生物医学等应用领域已有一些解决单观测通道的盲源分离方法［8-10］，如Jang的时域基函数法，James的状态空间构建法等，Warner的过采样方法等。然而当前的研究方法多是基于瞬时混叠模型，而水声信号由于信道的影响，存在显著的多途特征，多途的干扰会导致接收信号信噪比降低，波形失真等，严重影响信号分离效果，因而有必要研究多途卷积条件下的单通道盲源分离算法。

文中在现有研究的基础上，通过多途聚焦的方法使多途信号同相叠加，使信号能量得到有效增强，再应用间隔重采样的方法，构造虚拟通道，解决单通道的欠定问题。