[发明专利]超分辨多音检测估计方法及装置

权利要求书

1.一种超分辨多音信号检测估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对多音信号进行连续均匀采样，得到复矢量；其中，所述多音信号由多个点频信号混合构成；

步骤2：根据所述复矢量的协方差矩阵，计算AR系数；

步骤3：基于所述AR系数，采用MVDR方法，得到多个信号的幅度；

步骤4：从所述多个信号的幅度中，检测出满足幅度门限要求的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复矢量含有加性独立复高斯噪声；所述满足幅度门限要求的信号即为所述多音信号中的点频信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：

在孔径受限和点频信号数量极少条件下，将对所述多音信号进行连续均匀采样，构成一个复矢量；

所述复矢量的协方差矩阵的获取过程为：

采用前后向方法，用所述复矢量估计出信号协方差矩阵。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用前后向方法，用所述复矢量估计出信号协方差矩阵，包括：

将复矢量表示为x＝[x₁,x₂,...,x_N]^T，前向矩阵为：

其中，A_f为前向矩阵，x_i为复矢量的第i个元素，为x_i的共轭，N为复矢量的元素个数；

将前向矩阵重新排列元素，得到后向矩阵：

其中，A_b为后向矩阵，a_f(i,j)为前向矩阵中第i行第j列元素；

计算协方差矩阵：

其中，A为协方差矩阵。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

使用Yule-Walker方程求解AR系数：

其中，a₁、a₂、a₃分别为所求AR系数，A为协方差矩阵，为AR模型输入信号的方差，的值为A^-1[1,0,0,0]^T的第一个元素。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤31：用AR系数计算多个信号的归一化频率；

步骤32：在归一化频率的基础上，采用MVDR方法，分别求解多个信号的幅度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤31包括：

使用AR系数建立方程：

1+a₁x+a₂x²+a₃x³＝0 (5)

用1元3次方程解析解公式直接对方程求解得到的3个根对应的相位即多个信号的归一化频率，模值即为对应的幅度，

其中，φ_k为第k个根的相位，m_k为第k个根的幅度，k＝1,2,3。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤32包括：

采用MVDR算法，在AR处理得到的频率估计基础上减小幅度估计误差，即

其中，p_k为第k个点频信号的幅度估计；

将多个信号中幅度值最大的2个信号确定为待检测信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤4包括：

据实际应用需要设定幅度检测门限λ，将待检测信号中幅度值大于所述幅度检测门限λ的信号作为最终的检测结果。

10.一种超分辨多音检测估计装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于对多音信号进行连续均匀采样，得到复矢量；其中，所述多音信号由多个点频信号混合构成；

计算模块，用于根据所述复矢量的协方差矩阵，计算AR系数；

幅度模块，用于基于所述AR系数，采用MVDR方法，得到多个信号的幅度；

检测模块，用于从所述多个信号的幅度中，检测出满足幅度门限要求的点频信号。