×
李志宝;Yiu，Ka Fai Cedric先生;戴玉红

具有混响的稀疏波束形成器设计。 （英语） Zbl 1480.94019号

申请。数学。建模 58, 98-110 (2018).
摘要：麦克风阵列波束形成是从被干扰、噪声和混响破坏的观测信号中增强感兴趣信号的最重要技术之一。在设计波束形成器以实现预期性能时，公式中需要控制声音传播的传递函数。一般来说，波束形成器通常在每个麦克风元件后面包含多个长度较长的FIR滤波器，特别是在混响环境中。为了降低复杂度，FIR滤波器中有许多零系数是有利的。在本文中，我们研究了这种稀疏波束形成器的设计问题。我们首先描述了为混响环境开发的传递函数。然后，我们建立了一个用于稀疏波束形成器设计的（L_2-L_p）最小化模型，并引入平滑Barzilai-Borwein（BB）步长梯度法来解决这个问题。实验结果表明，所设计的波束形成器在滤波器系数相当稀疏的情况下取得了相当的性能。

引用于1文件

MSC公司：

94年12月 信号理论（表征、重建、滤波等）
90C26型 非凸规划，全局优化
90 C90 数学规划的应用

关键词：

稀疏波束形成器设计;混响;非凸优化;平滑近似;平滑BB粒度方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{Z.Li}等人，应用。数学。模型58，98--110（2018；Zbl 1480.94019）
全文： 内政部 链接

参考文献：

[1] Elko，G.W.，免提通信用麦克风阵列系统，语音通信。，20, 3-4, 229-240 (1996)
[2] 费舍尔，S。；Simmer，K.U.，用于噪声环境中语音采集的波束成形麦克风阵列，语音通信。，20, 3-4, 215-227 (1996)
[3] Brandstein，M。；Ward，D.，《麦克风阵列：信号处理技术与应用》（2001年），Springer Verlag:Springer Verlag Berlin
[4] Benesty，J。；陈，J。；Huang，Y.，麦克风阵列信号处理（2008），施普林格出版社：柏林施普林格
[5] Chen，K.S。；Yun，X.H。；何振生。；Han，C.L.，使用改进的实数遗传算法合成稀疏平面阵列，IEEE Trans。天线传播。，55, 4, 1067-1073 (2007)
[6] Oliveri，G。；马萨，A.，最大稀疏非均匀线性阵列模式合成的贝叶斯压缩采样，IEEE Trans。天线传播。，59, 2, 467-481 (2011) ·Zbl 1369.78488号
[7] 艾隆，D。；Gil-Pita，R。；Utrilla-Manso，M。；Rose Zurere，M.，优化车辆语音采集麦克风阵列配置的进化算法，Eng.Appl。Artif公司。英特尔。，34, 2, 37-44 (2014)
[8] 冯志刚。；Yiu，K.F.C。；Nordholm，S.，近场宽带波束形成器中麦克风阵列的布局设计，IEEE Trans。信号处理。，60, 3, 1195-1204 (2012) ·Zbl 1393.94031号
[9] 李，Z.B。；Yiu，K.F.C。；Feng，Z.G.，一种用于麦克风阵列布局设计的遗传算法混合下降法，应用。软计算。，13, 3, 1486-1490 (2013)
[10] Li，Z.B。；Yiu，K.F.C.，混响环境中的波束形成器配置设计，工程应用。Artif公司。英特尔。，47, 81-87 (2016)
[11] Nordholm，S。；雷博克，V。；Teo，K.L。；Nordebo，S.，Chebyshev近场宽带波束形成器设计优化，IEEE Trans。电路系统。二、 45、1、141-143（1998）
[12] 刘，B。；梁，Y。；Teo，K。；Sreeram，V.，麦克风阵列的Minimax滤波器，IEEE Trans。电路系统。二、 46、12、1522-1525（1999）
[13] Yiu，K.F.C。；杨晓强。；Nordholm，S。；Teo，K.L.，通过多维半无限线性规划技术设计近场宽带波束形成器，IEEE Trans。语音音频处理。，11, 6, 725-732 (2003)
[14] 李，Z.B。；Yiu，K.F.C.，最小平方室内波束形成器设计，太平洋。J.Optim。，9, 4, 697-707 (2013) ·Zbl 1322.94033号
[15] 李，Z.B。；Yiu，K.F.C。；Nordholm，S.，《室内混响波束形成器设计》，IEEE trans。音频、语音、语言处理。，22, 8, 1225-1235 (2014)
[16] Li，Z.B。；Yiu，K.F.C.先生。；Chan，Y.H。；Leung，R.C.，一种新型室内障碍物波束形成器设计方法，Pac。J.Optim。，12, 2, 233-243 (2016) ·Zbl 1358.94030号
[17] Baran，T。；魏，D。；Oppenheim，A.V.，稀疏滤波器设计的线性规划算法，IEEE Trans。信号。工艺。，58, 3, 1605-1617 (2010) ·Zbl 1392.94084号
[18] 福卡特，S。；Rauhut，H.，《压缩传感数学导论》（2013），Birkhäuser：Birkhäuser巴塞尔·Zbl 1315.94002号
[19] 洪，M。；Sun，R。；Baligh，H。；Luo，Z.Q.，异构网络中部分协调传输的联合基站集群和波束形成器设计，IEEE J.Sel。公共区域。，31, 2, 226-240 (2013)
[20] 赵，J。；Quek，T.Q。；Lei，Z.，有限回程数据传输的协调多点传输，IEEE Trans。无线通信。，12, 6, 2762-2775 (2013)
[21] O.梅哈纳。；西迪罗普洛斯，N。；Giannakis，G.，联合组播波束形成和天线选择，IEEE Trans。信号处理。，61, 10, 2660-2674 (2013) ·Zbl 1393.94858号
[22] 李，B。；大坝，H.H。；Cantoni，A。；Teo，K.L.，通过正则化双加速梯度法为多用户mimo系统设计的一阶最优零频波束形成器，IEEE Commun。莱特。，19, 2, 195-198 (2015)
[23] 李，B。；吴振中。；大坝，H.H。；Cantoni，A。；Teo，K.L.，通过正则化双重分解方法为多用户mimo系统设计并行低复杂度零频波束形成器，IEEE Trans。信号处理。，63, 16, 4179-4190 (2015) ·Zbl 1394.94878号
[24] 范，J。；Li，R.，通过非冲突惩罚似然进行变量选择及其预言性质，J.Amer。《法律总汇》第96、456、1348-1360页（2001年）·Zbl 1073.62547号
[25] Chartrand，R.，通过非凸最小化对稀疏信号进行精确重建，IEEE信号处理。莱特。，14, 10, 707-710 (2007)
[26] 黄，J。；霍洛维茨，J.L。；Ma，S.，稀疏高维回归模型中桥估计量的渐近性质，Ann.Stat.，36，4，587-613（2008）·Zbl 1133.62048号
[27] Chartrand，R。；Yin，W.，压缩传感的迭代加权算法，IEEE声学、语音和信号处理国际会议论文集，3869-3872（2008）
[28] Chen，X.，非光滑非凸极小化的平滑方法，数学。程序。，134, 1, 71-99 (2012) ·Zbl 1266.90145号
[29] 卞，W。；Chen，X.，非Lipschitz优化的平滑二次正则化方法的最坏情况复杂性，SIAM J.Optim。，23, 3, 1718-1741 (2013) ·Zbl 1282.90175号
[30] 卞，W。；陈，X。；Ye，Y.，非Lipschitz和非凸极小化内点算法的复杂性分析，数学。程序。，149, 1-2, 301-327 (2015) ·Zbl 1318.90075号
[31] Rockafellar，R.T。；Wets，R.J.B.，变分分析（1998），施普林格：柏林施普林格出版社·Zbl 0888.49001号
[32] Nesterov，Y.，非光滑函数的平滑最小化，数学。程序。，103, 1, 127-152 (2005) ·Zbl 1079.90102号
[33] 陈，X。；徐，F。；Ye，Y.，（l_2-l_p）极小化解中非零项的下界理论，SIAM J.Sci。计算。，32, 5, 2832-2852 (2010) ·Zbl 1242.90174号
[34] Ge，D。；蒋，X。；Ye，Y.Y.，关于l_p最小化复杂性的注记，数学。程序。，129, 2, 285-299 (2011) ·Zbl 1226.90076号
[35] 陈，X。；Ge，D。；王，Z。；Ye，Y.，无约束极小化的复杂性，数学。程序。，143, 1-2, 371-383 (2014) ·Zbl 1285.90039号
[36] 陈，C。；Mangasarian，O.L.，非线性和混合互补问题的一类光滑函数，计算。优化。申请。，5, 2, 97-138 (1996) ·Zbl 0859.90112号
[37] Huang，Y.K。；Liu，H.W.，用于约束非Lipschitz优化的平滑投影Barzilai-Borwein方法，计算。优化。申请。，65, 3, 671-698 (2016) ·Zbl 1357.90117号
[38] 艾伦，J。；Berkley，D.，高效模拟小房间声学的图像方法，J.Acoust。《美国社会》，65、4、943-950（1979）
[39] Lehmann，E.A。；Johansson，A.M.，《室内脉冲响应有效图像源模拟的漫反射模型》，IEEE Trans。音频语音语言处理。，18, 1429-1439 (2010)
[40] Fletcher，R.，《实用优化方法》（1987），威利出版社：威利纽约·兹比尔0905.65002
[41] Hettich，R。；Kortanek，K.，《半无限规划：理论、方法和应用》，SIAM Rev.，35，3，380-429（1993）·Zbl 0784.90090号
[42] Reemsten，R。；Górner，S.，《半无限规划的数值方法：一项调查》（1998年），Kluwer学术：Kluwer-学术波士顿
[43] Teo，K.L。；杨晓强。；Jennings，L.S.，函数不等式约束优化的计算离散化算法，Ann.Oper。研究，98，1-4，215-234（2000）·Zbl 0990.90116号
[44] Clarke，F.H.，《优化与非光滑分析》（1983），John Wiley:John Wiley纽约·Zbl 0582.49001号
[45] 坎迪斯，E。；Tao，T.，线性规划解码，IEEE Trans。通知。理论，51，12，4203-4215（2005）·Zbl 1264.94121号
[46] Chartrand，R。；Staneva，V.，受限等距特性和非凸压缩传感，逆问题。，24, 3, 1-14 (2008) ·Zbl 1143.94004号
[47] 陈，X。；齐，L.，非光滑方程的参数化牛顿法和拟牛顿法，计算。优化。申请。，3, 2, 157-179 (1994) ·Zbl 0821.65029号
[48] 法奇尼，F。；姜浩。；齐，L.，平衡约束数学程序的平滑方法，数学。程序。，85, 1, 107-134 (1999) ·兹比尔0959.65079
[49] 福岛，M。；Luo，Z.Q。；Tseng，P.，二阶互补问题的平滑函数，SIAM J.Optim。，12, 2, 436-460 (2002) ·Zbl 0995.90094号
[50] Nocedal，J。；Wright，S.J.，数值优化（2006），Springer:Springer New York·Zbl 1104.65059号
[51] 卞，W。；Chen，X.，约束非Lipschitz优化的平滑神经网络及其应用，IEEE Trans。神经网络。学习。系统。，23, 3, 399-411 (2012)
[52] 齐，L。；Ling，C。；汤，X。；Zhou，G.，半无限规划的平滑投影牛顿型算法，计算。优化。申请。，42, 1, 1-30 (2009) ·Zbl 1153.90556号
[53] Raydan，M.，大规模无约束极小化问题的Barzilai和Borwein梯度法，SIAM J.Optim。，7, 1, 26-33 (1997) ·Zbl 0898.90119号
[54] 伯金，E.G。；马丁内斯，J.M。；Raydan，M.，凸集上的非单调谱投影梯度法，SIAM J.Optim。，10, 4, 1196-1211 (2000) ·Zbl 1047.90077号
[55] Figueiredo，文学硕士。；诺瓦克，R.D。；Wright，S.J.，《稀疏重建的梯度投影：压缩传感和其他反问题的应用》，IEEE J.Sel。顶部。信号处理。，1, 4, 586-597 (2007)
[56] 赖特，S.J。；诺瓦克，R.D。；Figueiredo，M.A.，可分离近似稀疏重建，IEEE信号处理。莱特。，57, 7, 2479-2493 (2009) ·Zbl 1391.94442号
[57] Barzilai，J。；Borwein，J.M.，两点步长梯度法，IMA J.Numer。分析。，8, 1, 141-148 (1988) ·Zbl 0638.65055号
[58] 格里波，L。；Sciandrone，M.，Barzilai-Borwein梯度法的非单调全球化技术，Comp。优化。申请。，143-169年2月23日（2002年）·Zbl 1028.90061号
[59] Dai，Y.H。；袁建勇。；袁永新，无约束优化的改进两点步长梯度法，Comp。优化。申请。，22, 1, 103-109 (2002) ·Zbl 1008.90056号
[60] Dai，Y.H。；Fletcher，R.，大型箱约束二次规划的投影Barzilai-Borwein方法，Numer。数学。，100, 1, 21-47 (2005) ·Zbl 1068.65073号
[61] Kuttruff，H.，《房间声学》（2000），Spon出版社：Spon出版社伦敦
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不声称其完整性或完全匹配。