[发明专利]基于Hilbert变换的欠定声音信号分离方法及装置

权利要求书

1.一种基于Hilbert变换的欠定声音信号分离方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：对采集的混合声音信号进行去噪预处理；

步骤二：将经过步骤一预处理后的声音信号进行Hilbert变换；

步骤三：对经过步骤二变换后的信号进行微分处理，并将经过微分处理后得到的信号与采集的混合声音信号进行合成，形成非欠定声音信号；

步骤四：根据步骤三得到的非欠定声音信号确定源声音信号数目；

步骤五：根据步骤四得到的源声音信号数目将非欠定声音信号转换为适定信号；

步骤六：对步骤五中得到的适定信号进行独立分量分析。

2.根据权利要求1所述的基于Hilbert变换的欠定声音信号分离方法，其特征在于：在步骤一中采用小波变换的方法去除采集的声音信号的噪声。

3.根据权利要求2所述的基于Hilbert变换的欠定声音信号分离方法，其特征在于：所述小波变换的方法包括以下步骤：

步骤一：对信号进行小波分解，选择小波类型并确定分解层次n；

步骤二：对小波分解的高频系数进行门限阈值量化处理；

步骤三：根据小波分解的第n层低频系数和经过量化后1至n层高频系数进行小波重构。

4.根据权利要求3所述的基于Hilbert变换的欠定声音信号分离方法，其特征在于：通过MATLAB实现信号去噪，小波函数选sym8，分解层次取3～5层，阈值tptr设置：固定阈值形式和启发式阈值形式，阈值sorh设置：软门限阈值处理方式。

5.根据权利要求1所述的基于Hilbert变换的欠定声音信号分离方法，其特征在于：步骤四具体包括非欠定声音信号协方差矩阵的求解和奇异值分解两部分。

6.一种基于Hilbert变换的欠定声音信号分离装置，其特征在于：包括声音信号采集装置、源信号重构和分离装置、分离信号输出装置；

声音信号采集装置用于对混合声音信号进行采集，并将采集到的信号传送至源信号重构和分离装置；

源信号重构和分离装置用于对采集的混合声音信号进行重构处理，将欠定声音信号转换为适定声音信号并进行分离；

分离信号输出装置用于将经过源信号重构和分离装置分离的声音信号进行输出。

7.根据权利要求6所述的基于Hilbert变换的欠定声音信号分离装置，其特征在于：所述声音信号采集装置采用理音多通道振动数据采集器SA-02进行多通道声音信号采集，将采集到的源声音信号保存为*.wav格式文件，然后通过MATLAB程序语言wavread读入，形成数字信号。

8.根据权利要求6所述的基于Hilbert变换的欠定声音信号分离装置，其特征在于：所述源信号重构和分离装置包括噪声处理模块、Hilbert变换模块、信号微分及合成模块、源信号数目确定模块和独立分量分析模块；

噪声处理模块对采集的混合声音信号进行去噪处理；

Hilbert变换模块对经过去噪处理后的声音信号进行Hilbert变换；

信号微分及合成模块对经过Hilbert变换后的声音信号进行微分处理，再将微分处理后的声音信号与采集的混合声音信号合成为非欠定声音信号；

信号数目确定模块用于根据非欠定声音信号确定源声音信号数目，并根据得到的源声音信号数目将非欠定采集声音信号转换为适定信号；

独立分量分析模块对适定信号进行独立分量分析，分离出源声音信号。