龚晓峰^1,,,
毛蕾¹,
林秋华¹,
徐友根²,
刘志文²
1.大连理工大学信息与通信工程学院 ??大连 ??116024
2.北京理工大学信息与电子学院 ??北京 ??100081
基金项目:国家自然科学基金面上项目(61671106, 61871067)，国家自然科学基金重点项目(61331019)

详细信息

作者简介:龚晓峰：男，1981年生，副教授，研究方向为盲信号处理、阵列信号处理
毛蕾：女，1991年生，硕士生，研究方向为盲信号处理
林秋华：女，1970年生，教授，研究方向为盲信号处理及其应用
徐友根：男，1975年生，教授，研究方向为阵列信号处理及其应用
刘志文：男，1962年生，教授，研究方向为数字信号与图像处理及应用，嵌入式系统开发及应用，生物医学信息获取与处理

通讯作者:龚晓峰　xfgong@dlut.edu.cn

中图分类号:TN911.7

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出版历程

收稿日期:2018-05-03
修回日期:2018-10-11
网络出版日期:2018-10-31
刊出日期:2019-03-01

Joint Blind Source Separation Based on Joint Diagonalization of Fourth-order Cumulant Tensors

Xiaofeng GONG^1,,,
Lei MAO¹,
Qiuhua LIN¹,
Yougen XU²,
Zhiwen LIU²
1. School of Information and Communication Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
2. School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
Funds:The National Natural Science Foundation of China (61671106, 61871067, 61331019)


摘要
摘要:该文提出一种基于四阶累积量张量联合对角化的联合盲源分离(J-BSS)算法。首先通过计算4阶互累积量将多数据集信号的J-BSS问题转化为4阶张量联合对角化问题。接下来，基于雅可比连续旋转将张量联合对角化这类非线性优化问题，转化为一系列可获取闭式解的简单子优化问题，并通过交替迭代对多数据集混合矩阵进行更新，进而实现J-BSS。实验结果表明，所提算法具有良好的收敛性能，较之现有的同类型BSS及J-BSS算法具有更高的精度。此外，该算法在分离实际胎儿心电信号方面也表现出良好的性能。
关键词:联合盲源分离/
联合张量对角化/
4阶累积量
Abstract:A new Joint Blind Source Separation (J-BSS) algorithm is proposed based on joint diagonalization of fourth-order cumulant tensors. This algorithm constructs first a set of fourth-order tensors by computing the fourth-order cross cumulant of the multiset signals. Then, based on the Jacobian successive rotation strategy, the highly nonlinear optimization problem of joint tensor diagonalization is transformed into a series of simple sub-optimization problems, each admitting a closed form solution. The multiset mixing matrices are hence updated via alternating iterations, which diagonalize jointly the data tensors. Simulation results show that the proposed algorithm has nice convergence pattern and higher accuracy than existing BSS and J-BSS algorithms of a similar type. In addition, the algorithm works well in a real-world application to fetal ECG separation.
Key words:Joint Blind Source Separation (J-BSS)/
Joint Tensor Diagonalization (JTD)/
Fourth-order cumulant



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