本科毕业设计-信息处理课群综合训练与设计

学 号：

课 程 设 计

题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师

信息处理课群综合训练与设计— 语音信号的盲分离

信息工程学院 通信工程 通信1104

周建新

2014 年 6 月 20 日

《信息处理课群综合训练与设计》任务书

学生姓名： 专业班级： 通信1104

指导教师： 周建新 工作单位： 信息工程学院 题 目: 语音信号的盲分离 初始条件：

Matlab软件、信号与系统、通信处理等

要求完成的主要任务:

设计任务

根据盲信号分离原理，用matlab采集两路以上的语音信号，选择合适的混合矩阵生成若干混合信号。选取合适的盲信号分离算法（如独立成分分析ICA等）进行训练学习，求出分离矩阵和分离后的语音信号。

设计要求

（1） 用matlab做出采样之后语音信号的时域和频域波形图

（2） 选择合适的混合矩阵，得到混合信号，并做出其时域波形和频谱图 （3） 采用混合声音信号进行训练学习，求出分离矩阵，编写出相应的确matlab

代码。

（4）用求出的分离矩阵从混合信号中分离出原语音信号，并画出各分离信号的

时域波形和频谱图。 （5）对结果进行对比分析。

参考书：

[1] 马建仓，牛奕龙，陈海洋.盲信号处理. 国防工业出版社, 2006.6 [2] 赵艳.盲源分离与盲信号提取问题研究. 西安理工大学.2004.3 [3] 马建芬.语音信号分离与增强算法的研究.电子工业出版社.2012.3

时间安排：

1、理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料； 2、课程设计时间为2周。

（1）理解相关技术原理，确定技术方案， 时间2天； （2）选择仿真工具，进行仿真设计与分析，时间6天； （3）总结结果，完成课程设计报告，时间2天。

指导教师签名： 2014

系主任（或责任教师）签名：

年 6月10日年 月 日

武汉理工大学《信息处理课群综合训练与设计》报告

目 录

摘 要 .......................................................... I Abstract ....................................................... II 1 绪论 .......................................................... 1 2 盲信号处理BSP ............................................... 2

2.1 盲信号处理 ............................................. 2 2.2 盲分离处理 ............................................ 2 2.3 Matlab语音信号的采集 .................................. 3

2.3.1 语音信号的采集方法 ............................... 3 2.3.2三路语音信号的采集 ................................ 4 2.4盲信号分离的两种算法介绍 ................................ 4

2.4.1 PCA算法原理 ..................................... 4 2.4.2独立分量分析ICA ................................... 5

3 语音信号的分离方案设计 ........................................ 6

3.1 FAST-ICA算法分离 ...................................... 6

3.1.1基于负熵最大的快速ICA ............................. 6 3.2 主分量分析PCA .......................................... 9

3.2.1 主成分分析原理 ................................... 9 3.2.2 PCA算法原理 ..................................... 10 3.3 主分量分析PCA和ICA比较 ............................... 11 4 语音信号的分离方案实现 ...................................... 12

4.1 语音信号的混合 ......................................... 12 4.2 语音信号的分离实现 ..................................... 13

4.2.1 FAST-ICA算法分离 ............................... 13 4.2.2 主分量分析算法分离 ............................. 14 4.2.3 分离语音频谱分析及比较 ......................... 15

5 总结 ........................................................ 18 参考文献 ....................................................... 19 附录1 原始语音Matlab信号频谱程序 ............................. 20 附录2 预处理部分matlab程序 ................................... 21 附录3 算法的matlab程序 ....................................... 23

（1）FAST-ICA算法 ......................................... 23 （2）PCA算法分离 .......................................... 24