FastICA语音分离

基于FastICA算法的语音信号分离，以及对分离结果的评价

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%  初始化  %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

clc;clear all;close all;
n=440964;fs=40000;d=8;
%%%%%%%%%%%%%%  读入原始声音，混合，并输出混合声音  %%%%%%%%%%%%%%%%%%

% 读入混合前的原始声音并显示
I1=wavread （‘man.wav‘[1n]）‘;         
I2=wavread （‘dragen.wav‘[1n]）‘;
I3=wavread （‘music.wav‘[1n]）‘;
I4=wavread（‘Eglish.wav‘[1n]）‘;
I5=wavread（‘yu.wav‘[1n]）‘;
I6=wavread（‘L.wav‘[1n]）‘;

figure
subplot（321）plot（I1）title（‘输入声音1‘）
subplot（322）plot（I2）title（‘输入声音2‘）
subplot（323）plot（I3）title（‘输入声音3‘）
subplot（324）plot（I4）title（‘输入声音4‘）
subplot（325）plot（I5）title（‘输入声音5‘）
subplot（326）plot（I6）title（‘输入声音6‘）
hold on
% 将其组成矩阵
S=[I1*2;I2;I3;I4*2;I5;I6];                          % 声音个数即为变量数，图片的像素数即为采样数
                                      % 因此S_all是一个变量个数＊采样个数的矩阵
Sweight=rand（size（S1））;               % 取一随机矩阵，作为信号混合的权矩阵
MixedS=Sweight*S;                      % 得到三个图像的混合信号矩阵

% 将混合矩阵重新排列并输出
figure
subplot（321）plot（MixedS（1:））title（‘混合声音1‘）
subplot（322）plot（MixedS（2:））title（‘混合声音2‘）
subplot（323）plot（MixedS（3:））title（‘混合声音3‘）
subplot（324）plot（MixedS（4:））title（‘混合声音4‘）
subplot（325）plot（MixedS（5:））title（‘混合声音5‘）
subplot（326）plot（MixedS（6:））title（‘混合声音6‘）
hold on
wavwrite（MixedS（2:）fs‘M.wav‘）;
MixedS_bak=MixedS;                         % 将混合后的数据备份，以便在恢复时直接调用
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%  标准化  %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
MixedS_mean=zeros（51）;
for i=1:6
    MixedS_mean（i）=mean（MixedS（i:））;
end                                        % 计算MixedS的均值

for i=1:6
    for j=1:size（MixedS2）
        MixedS（ij）=MixedS（ij）-MixedS_mean（i）;
    end
end

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%  白化  %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

MixedS_cov=cov（MixedS‘）;                    % cov为求协方差的函数
[ED]=eig（MixedS_cov）;                      % 对矩阵的协方差函数进行特征值分解
Q=inv（sqrt（D））*（E）‘;                        % Q为白化矩阵
MixedS_white=Q*MixedS;                      % MixedS_white为白化后的图片矩阵
IsI=cov（MixedS_white‘）;                     % IsI应为单位阵            

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%　FASTICA算法  %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
t0=cputime;
X=MixedS_white;                            % 以下算法将对X进行操作
[VariableNumSampleNum]=size（X）;
numofIC=VariableNum;                       % 在此应用中，独立元个数等于变量个数
B=zeros（numofICVariableNum）;              % 初始化列向量w的寄存矩阵B=[b1  b2  ...   bd]

for r=1:numofIC
    i=1;maxIterationsNum=50;               % 设置最大迭代次数（即对于每个独立分量而言迭代均不超过此次数）
    IterationsNum=0;
    b=rand（numofIC1）-.5;                  % 随机设置b初值
    b=b/norm（b）;                           % 对b标准化 norm（b）:向量元素平方和开根号
    while i<=maxIterationsNum+1
        if i == maxIterationsNum           % 循环结束处理
            fprintf（‘\n第%d分量在%d次迭代内并不收敛。‘ rmaxIterationsNum）;
            break;
        end
        bOld=b;                          
        a2=1;
        u=1;
        t=X‘*b;
        g=t.*exp（-a2*t.^2/2）;
        dg=（1-a2*t.^2）.*exp（-a2*t.^2/2）;
        b=（（1-u）*t‘*

 属性            大小     日期    时间   名称
----------- ---------  ---------- -----  ----
     目录           0  2013-06-06 23:08  Fast ICA\
     文件      881972  2006-05-28 15:32  Fast ICA\dragen.wav
     文件      441240  2013-05-02 18:45  Fast ICA\e.wav
     文件      882456  2013-05-02 18:45  Fast ICA\Eglish.wav
     文件     1764844  2013-05-23 11:11  Fast ICA\gu.wav
     文件       17422  2013-04-29 15:56  Fast ICA\hs_err_pid3272.log
     文件      881972  2013-06-06 21:45  Fast ICA\K.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\K1.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\K2.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\K3.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\K4.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\K5.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\K6.wav
     文件      882444  2013-03-15 23:08  Fast ICA\L.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:50  Fast ICA\M.wav
     文件      881972  2006-05-28 15:31  Fast ICA\man.wav
     文件      881972  2006-05-28 15:32  Fast ICA\music.wav
     文件      882436  2013-05-23 10:59  Fast ICA\qin.wav
     文件        5649  2013-06-06 22:57  Fast ICA\soundOK.m
     文件      881972  2013-06-03 16:23  Fast ICA\V.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\V1.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\V11.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\V2.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\V3.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\V4.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\V5.wav
     文件      881972  2013-11-10 13:51  Fast ICA\V6.wav
     文件      882436  2013-05-23 11:02  Fast ICA\wang.wav
     文件      882456  2013-05-02 18:45  Fast ICA\yu.wav