1.一種沖擊噪聲下的自適應(yīng)聯(lián)合濾波方法,其特征在于,包括以下步驟:
101、提取環(huán)境中沖擊噪聲的近似稀疏性,獲取稀疏時(shí)變信號(hào)xt和沖擊噪聲nt,接受信號(hào)yt由如下線性系統(tǒng)構(gòu)成:yt=Htxt+nt,其中t表示時(shí)間下標(biāo),Ht是觀測(cè)矩陣,通過在傳統(tǒng)算法代價(jià)函數(shù)的基礎(chǔ)上增加對(duì)nt和xt的促進(jìn)稀疏因子l1范數(shù),得到基于改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)LMS的信號(hào)/噪聲聯(lián)合正規(guī)化模型如下:
式中η和λ表示規(guī)則化常數(shù);
102、為了得到待估計(jì)參數(shù)xt和nt的聯(lián)合更新公式,用θ(t)=||yt-Htxt-nt||1+η||xt||1+λ||nt||1,利用最陡下降法分別對(duì)xt和nt求偏導(dǎo)得:
式中μ1和μ2表示步長(zhǎng),用于控制算法的收斂速度,表示t時(shí)刻信號(hào)矢量,表示t-1時(shí)刻信號(hào)矢量;表示t-1時(shí)刻噪聲矢量,表示t時(shí)刻噪聲矢量。l1范數(shù)的子梯度為
sgn(·)表示符號(hào)函數(shù),采用迭代算法求得待估計(jì)量xt的更新公式可表示為
上式中τ1=μ1η,同樣采用迭代算法求得估計(jì)量nt更新公式如下
上式中τ2=μ2λ,對(duì)xt與nt的更新公式進(jìn)行聯(lián)合迭代,估計(jì)信號(hào)和噪聲的最優(yōu)解,完成自適應(yīng)聯(lián)合濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擊噪聲下的自適應(yīng)聯(lián)合濾波方法,其特征在于,所述步驟102的采用迭代算法求得待估計(jì)量xt的更新公式和估計(jì)量nt更新公式的算法具體如下:
a)、初始化待估計(jì)的稀疏信號(hào)xt=0和沖擊噪聲nt=0,設(shè)置參數(shù)Ht,μ1,μ2,λ,η;
b)、估計(jì)瞬時(shí)誤差
c)、對(duì)信號(hào)xt進(jìn)行更新迭代
d)、估計(jì)瞬時(shí)誤差
e)、對(duì)信號(hào)nt進(jìn)行更新迭代
f)、迭代上述b)至e)步直到滿足迭代終止條件e1(t)<σ,e2(t)<σ得到最優(yōu)解xoptimum和noptimum。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擊噪聲下的自適應(yīng)聯(lián)合濾波方法,其特征在于,所述迭代算法同時(shí)利用了信號(hào)與噪聲的稀疏特性,完成了噪聲抑制和有用信號(hào)恢復(fù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擊噪聲下的自適應(yīng)聯(lián)合濾波方法,其特征在于,所述基于改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)LMS的信號(hào)/噪聲聯(lián)合正規(guī)化模型采用了沖擊噪聲的以下特征:沖擊噪聲不但具備一般稀疏特性,而且還表現(xiàn)為組稀疏特性,即信號(hào)在時(shí)間域中其大部分樣本值為零的同時(shí),非零樣本值成組/簇出現(xiàn)這一特征。
n的l1,2范數(shù)定義如下:
l1,2表示l1,2范數(shù),Ik表示組稀疏信號(hào)的分組;
其中為整個(gè)索引集I={0,1,2,…,N-1}的組的劃分,且滿足如下條件:
nIk是n的一個(gè)下標(biāo)為Ik的子矢量,當(dāng)每個(gè)分組僅僅包含一個(gè)樣本值的時(shí)候,即|I1|=|I2|=|I3|=...=|IK|=1,||n||1,2簡(jiǎn)化為l1范數(shù)||n||1。