Слепое разделение сигналов с помощью генетического алгоритма и алгоритма оптимизации пчелиного роя на основе взаимной информации

Автор(и)

  • Самира Маваддати Бабольский технологический университет им. Ноширвани, Іран
  • Ата Эбрахимзадех Бабольский технологический университет им. Ноширвани, Іран

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347011060045

Ключові слова:

слепое разделение источников сигналов, взаимная информация, статистика высших порядков, непрерывный генетический алгоритм, бинарный генетический алгоритм, оптимизация пчелиного роя, BSS, BGA, CGA, PSO, blind source separation

Анотація

Методика слепого разделения источников позволяет слепо разделять смешанные сигналы без какой-либо информации о смешивающей системе. В данной статье использованы два эволюционных алгоритма, генетический алгоритм и алгоритм оптимизации пчелиного роя, для слепого разделения сигналов. В рамках этих методик предлагается новая функция определения соответствия, которая основана на взаимной информации и статистиках высших порядков. Для оценки и сравнения результатов использования этих методов были рассмотрены разделения зашумленного и бесшумного сигналов. Результаты моделирования показывают, что предложенный метод использования функции соответствия обладает быстрой сходимостью, простотой и лучшим отношением сигнал–шум для задач разделения на основании оптимизации пчелиного роя и непрерывного генетического алгоритма по сравнению с бинарным генетическим алгоритмом. Также алгоритм оптимизации пчелиного роя характеризуется более коротким временем выполнения расчетов, чем в случае использования других алгоритмов, при решении задач оптимизации для нескольких источников.

Посилання

Kadou M. A Method of Blind Source Separation for Mixed Voice Separation in Noisy and Reverberating Environment / M. Kadou, K. Arakawa // IEICE Tech. Rep. — 2009. — Vol. 108, No. 461. — Р. 55–59. — (SIS2008–81).

Ding Z. Blind Equalization and Identification / Z. Ding, Y. Li. — M: Marcel Dekker, 2001.

Hyvarinen A. Independent Component Analysis / A. Hyvarinen, et al. — John Wiley & Sons Co, 2001.

Yin H. Blind Source Separation and Genetic Algorithm for Image Restoration / H. Yin, I. Hussain // Advances in Space Technologies, 2006 : International Conference, Issue, Sept. 2006. — P. 167–172.

Cardoso J.F. Blind signal separation: statistical principles / J. F. Cardoso, C.N.R.S, and E.N.S.T. // Proc. IEEE. — 1988. — Vol. 86, No. 10. — P. 2009–2025.

Blind source separation of chaotic laser signals by independent component analysis / M. Kuraya, U. Atsushi, Y. Shigeru, K. Umeno // Optics Express. — 2008. — Vol. 16, No. 2. — P. 725–730.

Shi Z. A fixed–point algorithm for blind source separation with nonlinear autocorrelation / Z. Shi, Z. Jiang, F. Zhou // Journal of Computational and Applied Mathematics. — 2009. — P. 908–915.

LeBlanc J. Speech separation by kurtosis maximization / J. LeBlanc, P. Leon // Proc. IEEE ICASSP. — 1988. — Vol. 2. — P. 1029–1032.

Sun S. Research on blind source separation based on natural gradient algorithm / S. Sun, J. Zheng, D. Wu // Journal of airforceering university (Natural science edition). — 2003. — Vol. 4. — P. 50–54.

Sun S. Zheng Blind source separation of communication signals of different magnitudes / S. Sun, J. Zheng // J. China Inst. Commun. — 2004. — Vol. 25. — P. 132–138.

Tan Y. Wang Nonlinear blind source separation using higher order statistics and a genetic algorithm / Y. Tan, J. Wang // IEEE Trans. Evolut. Comput. — 2001. — Vol. 5, No. 6.

Kai S. Approach to Nonlinear Blind Source Separation Based on Niche Genetic Algorithm / S. Kai, W. Qi, D. Mingli // Proc. of the 6th Int. Conf. on Intelligent Systems Design and Applications. — 2006.

Source Separation Method Based on Diagonalization of Correlation Matrices and Genetic Algorithm / P. Zheng, Y. Liu, L. Tian, Y. Cao // Fifth World Congress. — Vol. 3. — P. 2127–2131.

Signal separation by independent component analysis based on a genetic algorithm / X. Y. Zeng, Y. W. Chen, Z. Nakao, G. Yamashita // 5th International Conference. — 2000. — Vol. 3. — P. 1688–1694.

Wang K. Blind Source Separation Based on Chaotic Immune Genetic Algorithm with High order Cumulate / K. Wang, W. Zhang // IEEE International Conference. — 2006. — P. 139–143.

Yu W. Improved Particle Swarm to Nonlinear Blind Source Separation / W. Yu, L. Zhenxing, L. Chinghai // International Symposium on Microwave, Antenna, Propagation and EMC Technologies for Wireless Communications, Aug. 2007.

Gao Y. A blind source separation algorithm using particle swarm optimization / Y. Gao, S. Xie // Proc. of the IEEE 6th Circuits and Systems Symposium. — 2004. — Vol. 1. — P. 297–300.

Abrard F. Blind partial separation of underdetermineed convolutive mixtures of complex sources based on differential normalized kurtosis / F. Abrard, Y. Deville, J. Thomas // Neurocomputing. — 2008. — P. 2071–2086.

Taoufikib M. Blind separation of any source distributions via high–order statistics / M. Taoufikib, A. Adiba, D. Aboutajdine // Signal Processing. — 2007. — P. 1882–1889.

Nandl A. K. Blind Estimation Using Higher Order Statistics / A. K. Nandl. — Kluwer Academic Pub, 1999.

Sun S. Blind source separation of communication signals of different magnitudes / S. Sun, J. Zheng // J. China Inst. Commun. — 2004. — Vol. 25. — P. 132–138B.

Hyvarinen A. Independent Component Analysis: Algorithms and Applications / A. Hyvarinen, E. Oja // Neural Networks. — 2000. — Vol. 13. — P. 411–430.

##submission.downloads##

Опубліковано

2011-06-05

Як цитувати

Маваддати, С., & Эбрахимзадех, А. (2011). Слепое разделение сигналов с помощью генетического алгоритма и алгоритма оптимизации пчелиного роя на основе взаимной информации. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 54(6), 32–43. https://doi.org/10.20535/S0021347011060045

Номер

Том 54 № 6 (2011)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2014 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.