一种源信号提取方法、系统和存储介质技术方案

本公开提供一种从选定信号中持续提取目标干扰信号的方法、系统和存储介质。所述方法包括：采集两路或多路输入信号，每路输入信号均含有目标干扰信号；提高所述输入信号的独立性；计算提升所述输入信号的独立性所得的系数矩阵；同步每对或每组输入信号；将同步后的输入信号分离为目标干扰信号和有用信号；智能选择输出信号。

A Source Signal Extraction Method, System and Storage Media

The present disclosure provides a method, system and storage medium for continuously extracting target interference signals from selected signals. The method includes: collecting two or more input signals, each of which contains target interference signals; improving the independence of the input signals; calculating the coefficient matrix obtained by improving the independence of the input signals; synchronizing each pair or group of input signals; separating the synchronized input signals from the target interference signals and useful signals; and intelligently selecting the output signals.

【技术实现步骤摘要】
一种源信号提取方法、系统和存储介质
本公开涉及信号处理
，尤其涉及一种用于从混合信号中提取干扰信号的信号处理技术。
技术介绍
在当前信号处理和大数据领域，观察信号的测量经常会受到无用信号的干扰，因此，如何提高所测观察信号的信噪比是一个巨大挑战。同样的问题也出现在录音(如摄影棚录音、助听器、360音频器)、生物医学应用(如脑电波记录、脑成像)以及遥感(如雷达信号、回声定位)等领域。消除这类干扰信号最常用的方法是利用模拟或数字形式的滤波器。但是，有用信号和干扰信号经常共用一个频段，滤波器很难将它们分离开来。当前分离技术主要是通过选择性调节信号比重的方式来操作听力装置，重点聚焦在如何更有效地计算系数矩阵，或者采用一个方向性麦克风和一个全方向麦克风的组合来增强语音的清晰度，但传统的独立成分分析方法(ICA)无法达到理想的效果，对干扰信号的去除效果不理想，而且破坏了ICA的准确性。因此，当前急需一种能有效地将有用信号和干扰信号分离出来的技术。公开内容针对上述技术存在的问题，本公开创造性地通过对信号做时域同步化处理等方法，在简化步骤的同时解决了信号分离不彻底的技术问题，达到了极高精度的去除干扰信号的效果。本公开的一方面是提供一种从多重信号中去除目标干扰信号的方法，该方法包括：接收一组输入信号，该组输入信号中的每条输入信号既包含有用信号也包含干扰信号；提高所述输入信号的独立性；计算提升所述输入信号的独立性所得的系数矩阵；同步所述输入信号；将同步后的输入信号分离为含有目标干扰信号的频道和不含目标干扰信号的频道；智能选择合适的、不含目标干扰信号的频道作为信号输出。本公开的另一方面是提供一种从多重信号中去除目标干扰信号的系统，该系统包括：一套用于输入两路或多路信号的输入设备；处理器；以及存储计算机可读指令的存储器，当所述处理器执行所述指令时，该处理器可进行：提升所述输入信号的独立性；计算在输入通道提升所述输入信号的独立性所得的系数矩阵；同步所述输入信号；将同步后的输入信号分离为含有目标干扰信号的频道和不含目标干扰信号的频道；智能选择合适的、不含目标干扰信号的频道作为信号输出。另一方面，本公开还提供一种非临时性计算机存储介质，其特征在于，该介质存储有计算机可读指令，当处理器执行该指令时，可实现一种从多重信号中去除目标干扰信号的方法，所述方法包括：接收一组输入信号，该组输入信号中的每条输入信号既包含有用信号也包含干扰信号；提升所述输入信号的独立性；计算提升所述输入信号的独立性所得的系数矩阵；同步所述输入信号；将同步后的输入信号分离为含有目标干扰信号的频道和不含目标干扰信号的频道；智能选择合适的、不含目标干扰信号的频道作为信号输出。本申请能消除或减弱异步化影响，提高信号源提取性能，即便在有用信号和干扰信号的运动过程中，也能通过持续去除干扰信号从而改善目标信号的感知度。附图说明下面将参照附图对本公开的实施方式进行示例而非限制性的描述。附图是示范性的且不受图中表现出来的比例尺的限制。不同附图中相同的或相似的元件采用相同的符号标记。图1是本公开实施例的一种从多重信号中去除目标干扰信号的方法的流程图；图2是本公开实施例的同步化输入信号的操作流程图方法一；图3是本公开实施例的同步化输入信号的操作流程图方法二；图4是本公开实施例的同步化输入信号的操作流程图方法三；图5是本公开实施例的同步化输入信号的操作流程图方法四；图6是本公开的一种用于实现本公开实施例的计算机系统结构示意图；图7为不同声源至不同传感器的位置示意图；图8示两个有一定间隔的传感器的信号延迟。具体实施方式下文将结合附图详细描述本公开的具体实施例。图1是本公开实施例的一种从输入信号中去除目标干扰信号的方法1000的流程图。在步骤100中，首先使用n个信号接收装置接收m个信号源发出的信号，每个信号接收装置接收的混合信号称为该信号接收装置的输入信号。决定每条输入信号(均为m个信号源发出的信号的混合信号)中的一个或多个信号源发出的信号为有用信号，其他为干扰信号。所述信号接收装置可以是传感器或云平台。信号接收装置也可以是输入数据接口，与存储单元相连接，存储单元预先存储有信号数据，输入数据接口从存储单元里接收信号数据。此外，每条输入信号还可以包括多种彼此并不相同的干扰信号。可以理解的是，输入信号中的这些干扰信号也可以是相同的，本公开对此并无特殊限制。例如，在电子监听装置的场景中，电子监听装置通常包含至少两个麦克风，每个麦克风都可用于接收由发声源(有用信号)和环境背景音效(干扰信号)构成的混合信号。由于麦克风通常安放在不同的位置，有用信号和干扰信号被两个或更多的麦克风在相互有间隔的不同位置接收，所以由不同的麦克风接收到的环境背景音效在时域和/或幅度上彼此是有差异的。再比如，在摄影棚录制和/或360音频录制场景中，用两个或更多的麦克风测量音效，由于麦克风通常安放在不同的位置，因此有用信号和干扰信号被两个或更多的麦克风在相互有间隔的不同位置接收，由不同的麦克风接收到的环境背景音在时域和/或幅度上彼此是有差异的。又比如在脑-机接口装置场景中,脑电波设备通常包含至少两个电极，每个电极都可接收包含由脑波源信号和干扰信号构成的混合信号。由于电极通常安放在不同的位置，因此有用信号和干扰噪音被两个或更多的电极在相互有间隔的不同位置接收，由不同的电极接收到的环境噪音在时域和/或幅度上彼此是有差异的。同样的，在水下回波检测场景中，回波接收装置通常包括至少两个传感器，每个传感器都可用于接收来自声源和环境噪音的混合信号。由于传感器通常安放在不同的位置，因此有用信号和干扰信号被两个或更多的传感器在相互有间隔的不同位置接收，由不同的传感器接收到的环境噪音在时域和/或幅度上彼此是有差异的。假设有两个不同的传感器Mi，Mj和多个不同的信号源S1，S2,…Sn,则Mi,Mj所接收到的信号应由如下公式构成，每个不同的信号源以不同的幅度a及不同的时间延迟传播到传感器Mi和Mj。Mi＝a1iS1(t1+τ1i)+a2iS2(t2+τ2i)+…+aniSn(tn+τni)Mj＝a1jS1(t1+τ1j)+a2jS2(t2+τ2j)+…+anjSn(tn+τnj)同理，其他的传感器接收到的信号亦可以相同公式类推。为简化表述，如图7所述，为两个传感器和两个信号源在二维空间内的位置。请注意，该图只为简化解释于二维平面内表述，所有位置可拓展至一维、三维或者更高维度的表述。为了更加简化表述，以声学信号为例，假设S1，S2为两个声源，M1，M2为麦克风。假设声音传播速度为v,同时假设该传感器的采样率为Fs。因此声源到传感器的传播时间可以用如下公式表示：tij＝Fs*dis{Si，Mj}/v(1)在一个随机实施例里，v＝34029cm/s,Fs＝44.1kHZ。理想情况下，声音的能量会随着距离的增加成反比减少，则可用下列公式表示传感器接收到的声音信号：具体到图7所述，该公式表述如下，请注意为了简化表述，该公式已将所有常数项简化为1。由于实际情况中，S1，S2及公式中右边所示的系数矩阵是未知的；公式左半边的M1real和M1real是M1和M2麦克风所接收到的混合信号。下一步，步骤200，分解系数矩阵，将混合信号的一部分还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从多重信号中去除目标干扰信号的方法，其特征在于，该方法包括：接收一组输入信号，该组输入信号中的每条输入信号既包含有用信号也包含干扰信号；提高所述输入信号的独立性；计算提升所述输入信号的独立性所得的系数矩阵；同步所述输入信号；将同步后的输入信号分离为含有目标干扰信号的频道和不含目标干扰信号的频道；智能选择不含目标干扰信号的频道作为信号输出。

【技术特征摘要】
1.一种从多重信号中去除目标干扰信号的方法，其特征在于，该方法包括：接收一组输入信号，该组输入信号中的每条输入信号既包含有用信号也包含干扰信号；提高所述输入信号的独立性；计算提升所述输入信号的独立性所得的系数矩阵；同步所述输入信号；将同步后的输入信号分离为含有目标干扰信号的频道和不含目标干扰信号的频道；智能选择不含目标干扰信号的频道作为信号输出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步所述输入信号的操作包括：检测每条输入信号中的干扰信号片段；对检测到的每两个干扰信号片段进行离散时间卷积运算以获取相对时间延迟；基于所获取的时间延迟，同步所述输入信号；选择被标记为干扰信号的信号优先方向；计算来自优先方向的干扰信号的相对时间延迟；基于预设的时间延迟，同步所述输入信号；选择被标记为干扰信号的所有可能的信号方向；预估一系列时间延迟，记为τ1,τ2,…,τn；基于一系列的时间延迟，同步所述输入信号；选择被标记为有用信号的信号进入方向；确定来自其余方向的干扰信号的时间延迟；基于确定的时间延迟，同步所述干扰信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入信号的同步化可持续升级以便适应信号源的运动状态。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入信号取自于相互间隔的位点。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提高所述输入信号的独立性包括：通过独立成分分析最大化所述输入信号的高斯分布。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测每条输入信号中的干扰信号片段包括：通过模式识别检测每条输入信号中的干扰信号片段。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入信号是由传感器接收的信号。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述输入信号是以下中的一种：音频信号；电信号；图像信号；及射频信号。9.一种从信号中去除目标噪音的系统，其特征在于，其包括：一套用于输入一组输入信号的输入设备；处理器；以及存储计算机可读指令的存储器，当所述处理器执行所述指令时，该处理器可进行：提升所述输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健钢，
申请(专利权)人：音科有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81