人工蜂群搜索策略优化的欠定混合矩阵估计

摘要

欠定盲源分离是盲信号处理领域的难题，其中的混合矩阵估计是决定超完备独立分量分析和欠定盲分离成功与否的关键步骤.为了提高欠定混合矩阵的估计精度，在单源点检测的基础上，提出一种人工蜂群搜索策略优化的线性聚类分析方法.首先，利用短时傅里叶变换将时域中的观测信号变换到时-频域，并做单源点检测以增强信号的线性聚类特性.然后，基于稀疏的时-频信号，通过对蜂群食物源进行矩阵编码使人工蜂群算法与欠定盲分离问题无缝地契合；将随机性与确定性的搜索策略相结合以协调蜂群的多样性与聚类算法的收敛速度；在蜂群的局部搜索中引入Levy飞行策略，进一步探索当前最优解的邻域以提高聚类的精度.最后，采用人工蜂群算法产生线性聚类的直线方向向量估计混合矩阵的列向量.通过对音频信号的仿真实验，结果表明：本文所提出的改进人工蜂群搜索策略不仅可提供有效的线性聚类分析，而且极大地提高了欠定混合矩阵的估计精度.

关键词

欠定盲源分离 / 欠定混合矩阵估计 / 人工蜂群聚类 / 单源点检测 / 搜索策略 / Levy飞行