稀疏正交联合约束多通道非负矩阵分解声信号分离算法

作者：章雯; 张君; 王璐; 赵静; 鲍明^*; 许耀华^*

来源：声学学报(中文版), 2023, 48(01): 249-263.

DOI：10.15949/j.cnki.0371-0025.2023.01.025

• 非负矩阵分解
• 多通道
• 分离算法
• 声信号

针对复杂环境下多通道声信号分离问题,提出稀疏正交联合约束多通道非负矩阵分解声信号分离方法。首先设计基于多通道扩展坂仓斋藤(Itakura-Saito,IS)散度的稀疏正交联合约束项构造代价函数,给出信号稀疏和信号正交约束辅助函数,实现代价函数最小化求解。然后通过迭代更新规则设计,得到稀疏正交优化的多通道非负矩阵分解基矩阵和系数矩阵,讨论了稀疏正交约束对基矩阵和系数矩阵稀疏性与连续性影响。最后基于多通道信号空间特性,进行了非负矩阵分解基聚类以获得多通道非负矩阵分解声信号的分离结果。双通道音频数据与四通道声学目标分离实验数据测试表明,对音频数据,所提算法在性能指标信号失真比(SDR)上提高了0.84 dB,对于直升机声源数据,所提算法在SDR上提高了4.53 dB。

• 单位
  西北工业大学; 安徽大学; 中国科学院声学研究所