文档介绍：南京邮电大学
硕士学位论文
基于ICA的混合图像盲分离方法研究
姓名:孙路路
申请学位级别:硕士
专业:教育技术学
指导教师:龚建荣
20100301
摘要独立成分分析切藕糯砑际醯男路⒄梗苑歉咚乖葱藕盼Q芯慷韵螅统计独立的假设下,对多路观测混合信号进行盲信号分离,作为盲信号分离的一种有效的方法受到广泛的关注,并在无线通讯、语音信号处理、生物医学信号提取、图像处理等方面获得了成功的应用。本文首先回顾了独立成分分析问题的发展历史、研究现状和实际应用,并对独立成分分析的理论基础进行了简单描述,包括独立成分分析的定义和模型、基本假设、相关的数学理论基础等;介绍和推导了独立成分分析算法的几种典型代价函数和学****算法,并对信息理论框架下的几种代价函数作了统一。然后探讨了诨旌贤枷穹掷胫械挠τ茫芙了惴ㄔ擞迷诨旌贤枷穹掷胫械幕静街瑁⑼ü抡媸笛檠橹ね枷穹掷氲男Ч己茫针对不同的惴ǎ褂没贛木銲砑直鹪谙嗤旌暇卣螅同混合矩阵条件下对比了各算法在混合图像分离中的性能指标和迭代时间:对噪声’晴况下的独立成分分析进行了初步研究,对比了各算法在混有噪声的混合图像的分离中的性能。最终,通过仿真实验对比得出了和惴ㄊ鞘视糜诨旌贤枷穹掷氲挠判闼惴ā关键词:盲源分离,独立成分分析,混合图像南京邮炕鹧妒垦芯可宦畚摘要
.瑃琧篗甅.,琲瓵,瑂,,瑀’琫琲瑃瑃,甋猼瑃..築,,南京邮电大学硕士研究生学位论义猤.
第一章绪论盲源分离问题的提出颕讹如果知道了混合参数涂梢约虻サ赝ü咝苑匠套榍蠼鈙。事实上,我们既不知它们构成的矩阵可逆。因此存在一个以元素O凳木卣骔,使得我们可以用它分离只,如果信号是非高斯的,只需要确定系数沟肶,瑈是统计独立即可。如果信号瑈,峭臣贫懒⒌模敲淳腿衔K堑韧谠夹藕舠,瑂。实际上,褪腔谡庋桓銎毡楹图虻サ募偕瑁豪醋圆煌锢砉痰牟煌藕啪哂型臣假想在一个房间中,有三个人在同时讲话饫锸俊叭笔撬嬉獾模梢允侨我獯于一的数目褂腥雎罂朔纾诜旁诓煌奈恢媒新家簟B罂朔缂锹枷碌娜錾信号可以表示为瑇并渲蠿琗琗硎拘藕欧担瑃是时间变量。每一个记录的声音信号都是三个讲话者所发出的语音信号直鹩肧,瑂表示】的某种加权和。上述情形可以用线性方程的形式表示为:.其中,怯陕罂朔缬虢不罢咧涞木嗬刖龆ǖ牟问H绻颐悄芄唤鼋隼这些记录的信号兰瞥鲈嫉挠镆粜藕臩,琒,那将非常具有实际意义。上述问题被称为鸡尾酒会问题,这里暂时忽略了时延和噪声干扰等一些因素的影响,简化了混合模型。道膊恢5纒,我们要做的就是利用琗和庑┠芄还鄄獾降幕旌闲藕耪出原始信号,这就是所谓的盲源分离口狻=饩稣飧鑫侍獾乃悸肥牵嚎梢岳眯藕哂械耐臣铺匦孕畔⑷ス兰芶和2环良偕杌旌舷凳齛具有足够的差异,使得出源信号:独立性。褪抢眯畔⒌耐臣贫懒⑿岳垂兰芶,这样我们就能从混合信号瑇南京邮电人学硕士研究生学位论文
盲源分离的研究及发展状况信息的情况下,根据输入源信号的统计特性,仅由观测到的混合信号来恢复或分离出源信和独立成分分析的国际性会议,大量的研究人员在盲信号分离技术的理论和应用等方面都题【,然后给出了独立成分分析的甁算法。年首次界定了解决盲源分离问相互统计独立性,将互信息作为对比函数,用高阶统计量的方法近似互信息,给出了一个基于高阶统计量的算法。从此关于独立成分分析的研究工作随之发展起来。年,自适应的盲源分离方法和盲反卷积方法。年,虲忍岢鲇米匀惶荻确法来改进惴ā】,从而避免计算矩阵的逆,提高了算法的收敛速度。大似然估计方法用于求解标准的独立成分分析问题【,并且与基于信息极大化的方法相比妊д呋怪っ髁擞酶红丶ù蠡荚蛞约盎バ畔⒓』荚虻玫降奶荻妊八惴ㄓ牖信息极大化的方法是相同的【刀。可见标准的独立成分分析可以用一个统一的信息论学****准则来实现。利用各种度量统计独立性的准则,得到的算法形式基本类似,因此学者们又开始注重算法解决问题的广度和实际应用效果。珿蚐等学者将基于信息和蟹掷氤鋈鲈夹藕舠,瑂。独立成分分析法原本是为了解决诸如鸡尾酒会一类盲源分离问题而提出的,鸡尾酒会问题是盲源分离问题中最为典型的例子。所谓的“盲”就是指源信号不能被观测以及混合的方式未知,我们对要分离的混合信号没有任何先验知识。盲源分离技术是国际上信号处理与人绲妊Э屏煊虻囊桓鲋匾Q芯咳鹊悖诓恢5涝葱藕藕痛湫诺赖南妊号。盲源分离技术可以应用到很多领域,特别是在生物医学工程、语音处理、雷达与通信系统、地震勘探、地球物理学、图像处理、数据挖掘等领域具有突出的作用。每年国际信号处理和神经网络类的杂志都有大量这方面的文章,近些年来,每年都有关于盲信号分离取得了许多成果。在年举行的神经网络计算会议上,法国学者蚃提出了一个算法【,可以解决两个相互统计独立的源信号混合的盲源分离问题,从而揭开了信号处理领域的新篇章,即盲源分离问题的研究。从此,对于盲源分离问题的研究受到了国内外的广泛重视。