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专利号: 2021101861084
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于机器学习和FFT的盲源分离信源数目并行估计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

S1:接收待估计的信号数据,同时提取m个信号相关特征和对信号进行去噪;

S2:在S1提取的m个信号特征中随机选取t个特征,其中1≤t≤m;对该t个信号特征进行降维;

S3:提取已有环境数据、仿真数据和实际环境数据的特征来训练BP神经网络和判断阈值;

S4:对S2降维后的信号特征进行归一化和变维后输入BP神经网络,训练后的神经网络根据特征进行分类,最后输出类别为估计的信源数目c1;

S5:对S1去噪后的信号进行FFT变换,利用判断阈值来估计信源得到信源数目c2;

S6:通过判断c1和c2值,若c1和c2相等时,即输出该信源数目;若两者不相等,重新估计c1和c2值,直至两者相等,输出。

2.如权利要求1所述的盲源分离信源数目并行估计方法,其特征在于,所述S1具体如下:

S1‑1:提取所述相关信号特征:信号香农熵和指数熵、相位谱香农熵和指数熵、频谱香农熵和指数熵、信号均差香农熵和指数熵、小波能量香农熵和指数熵、功率谱香农熵和指数熵、奇异谱香农熵和指数熵、信号绝对值的方差与均值之比、零中心归一化瞬时幅度的谱密度的最大值、零中心归一化瞬时幅度绝对值的标准偏差、信号绝对值的方差;

S1‑2:利用soft SURE阈值规则对接收信号进行去噪。

3.如权利要求1所述的盲源分离信源数目并行估计方法,其特征在于,所述S2具体如下:

S2‑1:选取信号特征:

在m个信号相关特征中随机选取t个特征作为输入BP神经网络的特征分量;

S2‑2:利用线性判别分析法对上述信号特征进行降维,降维后的样本有更好的分类性能。

4.如权利要求3所述的盲源分离信源数目并行估计方法,其特征在于,线性判别分析法对上述信号特征进行降维的具体步骤为:输入:数据集D={(x1,y1),(x2,y2),...,(xm,ym)},其中任意样本xi为n维向量,yI={C1,C2,...,Ck},k表示共有k类样本;降维到的维度d。

输出:降维后的样本集D'

1)计算类内散度矩阵Sω;

2)计算类间散度矩阵Sb;

‑1

3)计算矩阵Sω Sb;

‑1

4)计算Sω Sb的最大的d个特征值和对应的d个特征向量(ω1,ω2,...,ωd),得到投影矩阵W;

T

5)对样本集中的每一个样本特征xi,转化为新的样本zi=Wxi;

6)得到输出样本集D'={(z1,y1),(z2,y2),...,(zm,ym)}。

5.如权利要求1所述的盲源分离信源数目并行估计方法,其特征在于,所述S3具体如下:

S3‑1:提取已有环境数据、仿真数据和实际环境数据的特征来训练BP神经网络;

S3‑2:提取已有环境数据、仿真数据和实际环境数据的特征来确定判断阈值。

6.如权利要求1所述的盲源分离信源数目并行估计方法,其特征在于,所述S6具体如下:比较比较和c2大小,如果c1=c2,输出信源数目c=c1(或c=c2);如果c1≠c2,则返回S2‑1重新选取信号特征,再利用S4估计信源数目c1,及返回S1‑2对信号再进行去噪,再通过S5得到信源数目c2,重复操作直至c1=c2,输出信源数目。

7.权利要求1所述的方法能够应用于盲源分离中的声信号信源估计。