[发明专利]一种基于字典分类的音频匹配追踪装置及其追踪方法

权利要求书

1.一种基于字典分类的音频匹配追踪装置，其特征在于，包括信号分解单元和信号重构单元，信号分解单元包括字典建立模块、信号分类模块、权值比较模块、残差计算模块和阈值控制模块，信号重构单元包括重构系数提取模块和信号合成模块。

2.一种如权利要求1所述的基于字典分类的音频匹配追踪装置的追踪方法，其特征在于，包括信号分解方法和信号重构方法；所述信号分解方法的具体步骤如下：

步骤一，根据不同处理信号类型选择对应的稀疏字典；

步骤二，判断待处理信号的类型，根据其类型选择与之相适应的稀疏字典，对原始信号进行分类预处理，计算其与步骤一中所建立的稀疏字典的匹配度；

步骤三，将步骤二中得出的稀疏字典记为D，为求各字典中各原子在待处理信号上的权重系数，将稀疏字典中的原子依次与待处理信号做内积，计算内积绝对值的最大值；

步骤四，由步骤三可得待处理信号在字典中最大原子处的分量，则此次迭代后信号残差为信号与该分量的矢量差值，同时在稀疏系数矢量中记录更新的稀疏系数；

步骤五，匹配追踪算法处理信号是通过累计迭代，将原始信号表示成权重与对应原子相乘的叠加与残差之和，当信号残差减少至一定值时可以终止迭代，该一定值可由迭代次数和信噪比共同决定；

所述信号重构方法的具体步骤如下：

步骤一，从稀疏系数码流中提取重构信号要使用到的原子权重、原子标号和所用字典类型标号；

步骤二，根据字典类型标号确定编码时采用稀疏字典类型，将步骤一中所得原子权重与其对应稀疏字典中的原子做乘积，并依次累加，得输出信号为此次匹配追踪算法最终对原始信号的拟合信号。

3.根据权利要求2所述的基于字典分类的音频匹配追踪装置的追踪方法，其特征在于，信号分解方法中步骤二计算待处理信号与步骤一中所建立的稀疏字典的匹配度的具体计算步骤如下：计算待处理信号对应的频域值，将待处理信号的时域值与频域值分别归一化后划分成j个长度为a的小段(a≤N/2)，再计算各小段的能量值，a个连续样本的能量值可近似计算式如下：分别计算时频域能量的和的两倍，并比较其大小，

4.根据权利要求2所述的基于字典分类的音频匹配追踪装置的追踪方法，其特征在于，信号分解方法中步骤三所述的内积绝对值最大值的计算公式为：i_opt∈[1,M]为字典中原子标号，为各原子与S的内积值，为字典中原子在S上的最大权重系数。

5.根据权利要求2所述的基于字典分类的音频匹配追踪装置的追踪方法，其特征在于，信号分解方法中步骤五中所述的信噪比简化计算公式为：S为稀疏表示处理前的原始信号幅度值，S′为此次稀疏表示恢复后的信号幅度值。