基于深度神经网络的单通道语音增强方法回顾 被引量：18

1

作者 鲍长春 项扬 《信号处理》 CSCD 北大核心 2019年第12期1931-1941,共11页

语音增强是一种试图从噪声中分离出语音的技术,目的是提高语音的质量和可懂度。在过去的几十年里,人们提出了多种类型的语音增强方法,但这些方法在非平稳噪声环境中的表现还未达到最佳程度,因为他们没有充分利用语音和噪声的先验信息。... 语音增强是一种试图从噪声中分离出语音的技术,目的是提高语音的质量和可懂度。在过去的几十年里,人们提出了多种类型的语音增强方法,但这些方法在非平稳噪声环境中的表现还未达到最佳程度,因为他们没有充分利用语音和噪声的先验信息。近年来,随着深度学习的发展,深度神经网络已成为当下实现语音增强的主流方法,在改善语音质量和提升可懂度方面发挥了积极作用。本文从深度神经网络的结构出发,回顾了基于深度学习的单通道语音增强方法。首先,介绍了语音增强的背景;其次,详细描述了四种不同类型神经网络实现语音增强的方法;最后,给出了未来语音增强方法的建议和本文的结论。 展开更多

关键词 语音增强 深度神经网络 深度学习 先验信息 监督学习

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双小行星系统内碎片演化的动力学机制研究

2

作者 高云峰 李志杰 +3 位作者 包长春 呼伦呼 学忠 于洋 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1446-1460,共15页

小行星表面风化层和附近空间碎片环境在撞击作用下会发生改变,部分小天体因此表现出活跃性,这为人类了解行星演化的动力学机制提供了关键线索.针对撞击作用下双小行星系统内碎片演化的动力学机制研究,本文建立了一个考虑具有不规则形状... 小行星表面风化层和附近空间碎片环境在撞击作用下会发生改变,部分小天体因此表现出活跃性,这为人类了解行星演化的动力学机制提供了关键线索.针对撞击作用下双小行星系统内碎片演化的动力学机制研究,本文建立了一个考虑具有不规则形状和非均质内部结构的双小行星的引力以及太阳系多种作用力的碎片演化的动力学模型,用于对碎片进行动力学仿真.在该模型中,本文开发了一个非结构化表面快速碰撞检测技术,用于检测碎片与小行星表面发生的接触碰撞.模型综合考虑了太阳光压力、行星引力、碎片在小行星表面的复杂反弹过程等因素的影响.本文设计了大规模碎片在双小行星系统内演化的仿真实验,分析了直径从0.01 mm到10 m的碎片的演化过程及其动力学机制. 展开更多

关键词 双小行星系统 空间碎片 动力学

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小行星防御卫星的轨道特性对其防御范围的影响研究

3

作者 包长春 李志杰 +1 位作者 高云峰 王经纬 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1461-1472,共12页

近地小行星防御问题研究意义深远,不仅涉及地球生态系统稳定与物种多样性保护,更与人类文明安危直接相关.动能撞击是对近地小行星进行防御的一种有效方案,大部分现有研究主要集中于从地球表面发射防御卫星进行小行星拦截.本文关注天基... 近地小行星防御问题研究意义深远,不仅涉及地球生态系统稳定与物种多样性保护,更与人类文明安危直接相关.动能撞击是对近地小行星进行防御的一种有效方案,大部分现有研究主要集中于从地球表面发射防御卫星进行小行星拦截.本文关注天基防御方案,即在地球高轨道有针对性地部署防御卫星,以对潜在威胁地球的近地小行星实施紧急动能撞击.基于此方案,本文深入探讨不同轨道特性对防御系统的有效防御范围的影响.以防御卫星轨控发动机的最大变轨能力为约束,通过求解二体模型中的Lambert问题,探究卫星轨道的不同半长轴、偏心率和倾角对防御范围的影响.研究结果发现,卫星轨道的有效防御范围会随着半长轴的增大而扩大,偏心率增加则会导致防御范围缩小,而轨道倾角的增大初始会使防御范围减小,随后逐渐增大,并在倾角达到90°时触达最小值.本研究致力于全面理解天基防御系统的性能特点,并提出优化防御卫星轨道配置的有效建议,旨在进一步提高近地小行星紧急防御的整体效能. 展开更多

关键词 小行星防御 动能撞击 防御范围

原文传递

多说话人分离与目标说话人提取的研究现状与展望

4

作者 鲍长春 杨雪 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2024年第5期1044-1061,共18页

语音分离作为语音信号处理领域的前沿技术,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。通常,麦克风拾取的信号包含有多个说话人的语音、噪声和混响。为了提升用户的听觉体验以及后端设备的处理性能,需要对混合信号进行语音分离。语音分离起... 语音分离作为语音信号处理领域的前沿技术,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。通常,麦克风拾取的信号包含有多个说话人的语音、噪声和混响。为了提升用户的听觉体验以及后端设备的处理性能,需要对混合信号进行语音分离。语音分离起源于著名的鸡尾酒会问题,旨在从混合信号中分离出说话人的语音信号。近年来,研究人员提出了大量的语音分离方法,显著提升了分离性能。本文对这些语音分离方法进行了系统的归纳和总结。首先,根据目标说话人的辅助信息利用与否,将语音分离方法分为两大类,即多说话人分离与目标说话人提取;其次,从传统到基于深度学习的角度,分别对多说话人分离和目标说话人提取两类方法进行详细介绍;最后,讨论了当前语音分离领域面临的一些挑战,并对未来的研究方向进行展望。 展开更多

关键词 语音分离 鸡尾酒会问题 多说话人分离 目标说话人提取 深度学习

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小样本下多尺度卷积关系网络的轴承故障诊断方法

5

作者 郝伟 丁昆 +3 位作者 暴长春 贺婷婷 陈仰辉 张楷 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第3期160-168,共9页

尽管工业条件下可获取大量轴承状态监测数据,但其价值密度低且多为正常状态,可利用的不同类型故障数据较少。针对少样本条件下难以实现高准确率轴承故障诊断的问题,提出一种基于多尺度卷积关系网络的轴承故障诊断方法。该方法首先利用... 尽管工业条件下可获取大量轴承状态监测数据,但其价值密度低且多为正常状态,可利用的不同类型故障数据较少。针对少样本条件下难以实现高准确率轴承故障诊断的问题,提出一种基于多尺度卷积关系网络的轴承故障诊断方法。该方法首先利用关系网络建立已标记样本之间的对比关系模型;其次,在网络的第一层利用多个大小不同卷积核提取特征并进行特征融合,以增强模型在数据稀缺的条件下对丰富性和互补性故障特征的提取能力;此外,考虑交叉熵损失函数,以提升模型对不同故障类型中判别性特征的提取能力。在帕德博恩大学轴承数据集下,仅利用50条样本训练模型,所提方法相较于WDCNN、SECNN、孪生网络、原型网络和关系网络对1000条无标记样本的平均测试准确率分别提升33.66%,28.63%,7.62%,7.82%和4.21%。此外,对机车轴承数据集添加SNR为-1 dB的高斯白噪声以模拟强噪声干扰环境,所提方法仅利用20条训练样本对1200条测试样本达到89.83%的较高诊断精度。实验结果显示,在小样本训练条件下,所提方法能够有效提升模型的泛化、抗噪和辨识能力。 展开更多

关键词 轴承故障诊断 小样本 关系网络 多尺度卷积网络

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基于激光雷达增强的无人机视觉SLAM地图构建方法的研究

6

作者 包长春 陈帅 谭俊杰 《科学技术创新》 2024年第16期34-37,共4页

同时定位与建图(SLAM)技术已广泛应用于各类自主移动平台中,根据使用的传感器类型主要分为使用视觉传感器的SLAM方案和使用激光雷达的SLAM方案。视觉SLAM的建图效果较为依赖环境中的光照条件,所以视觉SLAM在室外环境及动态环境的建图效... 同时定位与建图(SLAM)技术已广泛应用于各类自主移动平台中,根据使用的传感器类型主要分为使用视觉传感器的SLAM方案和使用激光雷达的SLAM方案。视觉SLAM的建图效果较为依赖环境中的光照条件,所以视觉SLAM在室外环境及动态环境的建图效果较好。为了使无人机能够随时自主感知周围环境的变化,利用各个传感器之间冗余和互补的特性来获取更加丰富的环境信息,可以更准确的检测出飞行环境中的障碍物,设计一种单线激光雷达与相机组合检测的SLAM方法。首先对相机数据进行预处理,然后标定出相机与激光雷达传感器的外参矩阵,使用Cartographer算法,利用相机在环境中进行定位,并用激光雷达对障碍物进行检测。通过搭建Gazebo仿真环境验证所提出的检测方法的可行性与有效性,仿真实验结果表明该方法能够提升环境障碍物检测的准确性。 展开更多

关键词 SLAM 深度相机 激光雷达 障碍物检测

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基于改进A^(*)算法的物流无人机航迹规划研究 被引量：1

7

作者 陈继伟 包长春 赵子恒 《软件导刊》 2023年第11期123-128,共6页

针对A*算法在无人机物流配送环境下,路径规划存在地图庞大导致运算内存消耗大、计算时间长等问题,提出一种改进A*算法。该方法包括融入跳点搜索算法搜索策略、设计起点搜索方法、改进算法启发函数,通过构建不同尺寸的地图对A*算法、跳... 针对A*算法在无人机物流配送环境下,路径规划存在地图庞大导致运算内存消耗大、计算时间长等问题,提出一种改进A*算法。该方法包括融入跳点搜索算法搜索策略、设计起点搜索方法、改进算法启发函数,通过构建不同尺寸的地图对A*算法、跳点搜索算法、改进A*算法进行仿真分析。结果表明,改进A*算法保持了A*算法的最优路径,搜索时间相较于A*算法平均减少90%,相较于跳点搜索算法平均减少55%,证实了改进A*算法的高效性和可行性。 展开更多

关键词 物流配送 路径规划 A^(*)算法 跳点搜索算法 最优路径

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基于改进A^(*)算法的无人机路径规划研究

8

作者 贾彬 包长春 蒋金成 《信息与电脑》 2023年第19期71-75,共5页

针对传统A^(*)算法在无人机路径规划中存在的搜索效率低、贴近障碍物飞行和冗余节点和转折点较多的问题,提出一种改进的A^(*)算法。首先,引入地图尺寸与障碍物率两个参数的比值作为权重因子来改进启发式函数,提高搜索效率;其次,加入防... 针对传统A^(*)算法在无人机路径规划中存在的搜索效率低、贴近障碍物飞行和冗余节点和转折点较多的问题,提出一种改进的A^(*)算法。首先,引入地图尺寸与障碍物率两个参数的比值作为权重因子来改进启发式函数,提高搜索效率;其次,加入防碰撞策略,使无人机与障碍物始终保持一定的安全距离,提高路径的安全性;最后,采用冗余节点优化策略优化路径,减少转折点,使规划的路径更平滑。仿真结果表明,在相同尺寸栅格地图中,与传统A^(*)算法相比,改进后的A^(*)算法搜索效率、安全性均有提高,冗余节点数下降,路径更优。 展开更多

关键词 无人机 路径规划 A^(*)算法 启发式函数

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CRH380A动车组制动系统检修工艺研究

9

作者 暴长春 郝伟 《中国科技纵横》 2023年第5期62-64,共3页

CRH380A动车组是当前国家最为常见的高速动车组之一,想要保证动车组安全、高效地运营,必须要对制动系统提高重视,全面落实维修保障工作。基于此,本文从CRH380A动车组制动系统检修工作发展现状入手,明确故障问题,并且提出针对性的检修工... CRH380A动车组是当前国家最为常见的高速动车组之一,想要保证动车组安全、高效地运营,必须要对制动系统提高重视,全面落实维修保障工作。基于此,本文从CRH380A动车组制动系统检修工作发展现状入手,明确故障问题,并且提出针对性的检修工艺,明确检修关键性要点,全面分析检修工作开展效果。 展开更多

关键词 动车组 制动系统 检修工艺 运行安全

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基于非负矩阵分解的语音增强方法综述 被引量：2

10

作者 鲍长春 白志刚 《信号处理》 CSCD 北大核心 2020年第6期791-803,共13页

语音增强在语音信号处理领域举足轻重,其目的在于减少背景噪声对语音信号的影响。然而,如何从极度非平稳噪声环境下有效地分离出目标语音仍然是一个具有挑战性的问题。基于非负矩阵分解(Nonnegative matrix factorization, NMF)的语音... 语音增强在语音信号处理领域举足轻重,其目的在于减少背景噪声对语音信号的影响。然而,如何从极度非平稳噪声环境下有效地分离出目标语音仍然是一个具有挑战性的问题。基于非负矩阵分解(Nonnegative matrix factorization, NMF)的语音增强算法利用非负的语音和噪声基矩阵来建模语音和噪声的频谱子空间,是目前一种先进的对抑制非平稳噪声非常有效的技术。本文首先详细地介绍了非负矩阵分解理论,包括非负矩阵分解模型,代价函数(Cost function)的定义以及常用的乘法更新准则(Multiplicative update rules)。然后,本文详细地介绍了基于非负矩阵分解的语音增强方法的基本原理,包括训练阶段和增强阶段的具体过程,并进行了实验,此外,还利用一个基于非负矩阵分解的语音重构实验验证了语音基矩阵对语音频谱的建模能力。最后,本文总结了传统的基于非负矩阵分解的算法的不足,并对一些现有的基于非负矩阵分解的算法分别做了一个简单的概述,包括其创新点和优缺点,并对比分析了几种具有代表性的方法。本文从历史的角度展示了基于非负矩阵分解的语音增强方法的不断发展。 展开更多

关键词 语音增强 非负矩阵分解 非平稳噪声 稀疏性 深度神经网络 半监督方法

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基于多增益参数的Ambisonic三维声像重建方法 被引量：2

11

作者 朱蓉 鲍长春 +1 位作者 步兵 贾懋珅 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第15期244-249,共6页

针对固定扬声器增益参数不能同时最优地实现全部方向声像重建的问题,提出一种基于多增益的Ambisonic三维(Three-dimensional,3D)声像重建方法。该方法将空间连续的声源方位进行空间格点量化(Spatial Localization Quantization Point,SL... 针对固定扬声器增益参数不能同时最优地实现全部方向声像重建的问题,提出一种基于多增益的Ambisonic三维(Three-dimensional,3D)声像重建方法。该方法将空间连续的声源方位进行空间格点量化(Spatial Localization Quantization Point,SLQP),根据量化方位所匹配的增益参数进行声像的重建。将所提方法应用于Auro-10扬声器配置中,客观测试结果表明,该方法重建声像定位质量优于传统固定增益参数方法。 展开更多

关键词 空间环绕声系统 声像定位 空间格点量化 奥洛配置-10

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仿真程序设计在计算海洋声学课程理论教学中的应用 被引量：1

12

作者 马树青 张振慧 +1 位作者 包长春 王一博 《中国教育技术装备》 2018年第12期33-35,共3页

计算海洋声学课程中理论教学内容丰富,对理论教学方法提出较高的要求。结合近年来在课程教学过程中的一些思考,总结采用结合仿真程序设计的实践化理论讲授方法,通过设计仿真案例引导教学、理论推导与程序对应的流程梳理、仿真环节中的... 计算海洋声学课程中理论教学内容丰富,对理论教学方法提出较高的要求。结合近年来在课程教学过程中的一些思考,总结采用结合仿真程序设计的实践化理论讲授方法,通过设计仿真案例引导教学、理论推导与程序对应的流程梳理、仿真环节中的研讨式教学等方面的探索,为提升该课程理论教学质量提供思路,也可对理论相关课程的教学方法提供参考。 展开更多

关键词 计算海洋声学 理论教学 仿真程序设计 MATLAB 研讨式教学

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基于MRO系统管理的大铁路客车检修业务应用研究

13

作者 暴长春 孙会志 《中国科技纵横》 2022年第5期60-62,共3页

本文从面对的现实问题与设计需要简单概述大铁路客车检修业务,进一步分析该业务的MR0系统架构设计,重点分析此系统的管理项目设计,包含构型管理、故障异常、检修方案、监测与诊断等,并分析此系统在检修业务中的管理应用。

关键词 大铁路客车 MR0系统 检修业务 管理项目

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新时期动车组管理信息化现状及发展研究

14

作者 郭宗鹏 曹艺 +2 位作者 曹炳欣 暴长春 冯巍 《信息与电脑》 2021年第2期206-208,共3页

本文首先介绍了新时期动车组管理信息化的现状,进而阐述了管理信息化的功能与当前获取的效益,并提出了相关的措施,如提升信息技术的创新能力、开设智能动车段、改进技术信息方案、提高综合治理水平、延展业务服务领域及优化新型管理方式... 本文首先介绍了新时期动车组管理信息化的现状,进而阐述了管理信息化的功能与当前获取的效益,并提出了相关的措施,如提升信息技术的创新能力、开设智能动车段、改进技术信息方案、提高综合治理水平、延展业务服务领域及优化新型管理方式,有利于促进动车领域的长远发展。 展开更多

关键词 新时期动车组 管理信息化 业务服务领域 智能动车段

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基于权重的AHP判断矩阵一致性调整方法 被引量：3

15

作者 耿正霖 吴佳妮 +1 位作者 程兴华 包长春 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期179-186,共8页

传统的判断矩阵调整方法计算得到的权重不能最大限度地保留原始判断矩阵的信息。为此,提出一种基于权重的判断矩阵调整方法。该方法根据权重的性质,构造完全一致矩阵,利用AdaGrad最速下降法对矩阵进行拟合,使该矩阵相对于原始判断矩阵... 传统的判断矩阵调整方法计算得到的权重不能最大限度地保留原始判断矩阵的信息。为此,提出一种基于权重的判断矩阵调整方法。该方法根据权重的性质,构造完全一致矩阵,利用AdaGrad最速下降法对矩阵进行拟合,使该矩阵相对于原始判断矩阵的总改变量最小,以其对应的权重作为矩阵的计算结果。数值计算结果表明,该方法相比于其他方法,权重对原始判断信息的保留度更高,且不需要反复进行矩阵一致性检验。 展开更多

关键词 层次分析法 判断矩阵 一致性调整 AdaGrad

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融合哈里斯鹰与蚁群算法的机器人路径规划

16

作者 李鹏飞 包长春 《智能计算机与应用》 2024年第1期134-139,共6页

针对传统蚁群算法在静态环境进行路径规划时存在初始信息素匮乏,收敛速度慢,搜索不全面的问题,提出了一种融合哈里斯鹰与蚁群算法的路径规划算法。基于栅格法对机器人工作地图进行建模,使用哈里斯鹰算法对蚁群算法中初始参数信息素因子... 针对传统蚁群算法在静态环境进行路径规划时存在初始信息素匮乏,收敛速度慢,搜索不全面的问题,提出了一种融合哈里斯鹰与蚁群算法的路径规划算法。基于栅格法对机器人工作地图进行建模,使用哈里斯鹰算法对蚁群算法中初始参数信息素因子和启发函数因子进行训练,并利用经哈里斯鹰算法优化过的蚁群算法对路径进行搜索,改进信息素更新公式并设定信息素浓度阈值,增加了融合算法的全局搜索能力及收敛速度。仿真实验结果表明,融合算法相较于其它算法在最终解精度、转弯次数等方面有一定的优势,验证了该算法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 路径规划 蚁群优化算法 哈里斯鹰优化算法 信息素浓度 参数优化

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利用阵列协方差矩阵稀疏性的到达角估计方法 被引量：4

17

作者 邱伟 包长春 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期37-45,共9页

为了解决传统基于阵列协方差矩阵稀疏性到达角估计方法计算复杂度高的问题,提出基于直接二维稀疏重构思想的高效到达角估计方法。该方法利用阵列输出数据的协方差矩阵构造二维稀疏表示模型,对协方差矩阵进行特征值分解以实现噪声功率估... 为了解决传统基于阵列协方差矩阵稀疏性到达角估计方法计算复杂度高的问题,提出基于直接二维稀疏重构思想的高效到达角估计方法。该方法利用阵列输出数据的协方差矩阵构造二维稀疏表示模型,对协方差矩阵进行特征值分解以实现噪声功率估计,从而降低噪声对到达角估计的影响。在求解稀疏表示模型时,直接对该二维稀疏重构问题进行求解,避免了矩阵矢量化操作。仿真实验结果表明,该方法运行效率大大提高,并且在低快拍数、低信噪比和稀疏阵元等条件下估计性能优于传统方法。 展开更多

关键词 到达角估计 协方差矩阵 稀疏表示 二维稀疏重构

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基于RICCATI方程的导弹落角约束制导律 被引量：1

18

作者 赵子恒 李鹏飞 包长春 《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》 2022年第3期241-246,共6页

研究导弹对地面目标的末制导问题,综合考虑脱靶量、攻击时间与冲击角约束要求,提出了一种具备落角约束的最优终端制导设计。通过建立弹-目相对运动模型,将导弹俯仰平面模型线性化,并根据线性二次型最优控制的Riccati方程得出最优制导律... 研究导弹对地面目标的末制导问题,综合考虑脱靶量、攻击时间与冲击角约束要求,提出了一种具备落角约束的最优终端制导设计。通过建立弹-目相对运动模型,将导弹俯仰平面模型线性化,并根据线性二次型最优控制的Riccati方程得出最优制导律的一般表达式,将此制导律与一种比例制导律仿真对比,在相同约束条件下验证设计方法的有效性。 展开更多

关键词 最优控制 导弹落角约束 线性二次型 比例导引

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基于改进纯比例制导的末端导引律研究

19

作者 赵子恒 包长春 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第S01期206-210,共5页

为实现导弹武器在约束条件下精确打靶,对导弹末制导律进行研究。考虑到一般比例制导方法不能满足先进的制导要求,对纯比例导引法进行改进,建立弹-目一体化模型分析末制导阶段角度变化关系,根据相关条件约束等增加控制项,分别设计了具有... 为实现导弹武器在约束条件下精确打靶,对导弹末制导律进行研究。考虑到一般比例制导方法不能满足先进的制导要求,对纯比例导引法进行改进,建立弹-目一体化模型分析末制导阶段角度变化关系,根据相关条件约束等增加控制项,分别设计了具有重力补偿项与具有落角约束的比例制导律;验证了综合脱靶量、法向负载、攻击时间等条件下的制导性能。 展开更多

关键词 导弹 比例制导 重力补偿 落角约束 脱靶量

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利用概率混合模型的理想比率掩蔽多声源分离方法 被引量：1

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作者 贾怡恬 杨淇善 +2 位作者 贾懋珅 许文杰 鲍长春 《信号处理》 CSCD 北大核心 2021年第10期1806-1815,共10页

针对基于时频掩蔽的分离方法在多声源场景下的分离效果不佳的问题,论文提出一种利用概率混合模型的理想比率掩蔽多声源分离方法。首先,利用冯·米塞斯分布对时频点处方位角估计进行拟合以及拉普拉斯分布对归一化声压梯度信号向量进... 针对基于时频掩蔽的分离方法在多声源场景下的分离效果不佳的问题,论文提出一种利用概率混合模型的理想比率掩蔽多声源分离方法。首先,利用冯·米塞斯分布对时频点处方位角估计进行拟合以及拉普拉斯分布对归一化声压梯度信号向量进行拟合,由此建立概率混合模型。其次,利用期望最大化算法对模型参数进行求解,估计各声源对应的理想比率掩蔽。最后,利用估计出的理想比率掩蔽,从麦克风采集信号中分离得到各声源信号。实验结果表明,与现有基于时频掩蔽的多声源分离方法相比,论文所提方法在欠定场景下具有更好的分离效果。 展开更多

关键词 理想比率掩蔽 多声源分离 概率混合模型

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