本公开涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种宽带信号提取方法、装置及电子设备。
背景技术：
目前，已经进入全面化信息时代，随着无线通信、雷达探测等技术的发展，空间电磁环境日趋复杂，干扰信号通常与期望信号在时域上重合，在频域上位于相同的频段，使得传统时域和频域处理方法难以实现期望信号提取，为此，以阵列天线为基础的空域滤波技术迅速崛起，并得到了广泛应用。现阶段，实际应用中空域滤波技术大多采用固定波束形成的方式，该方式具有较强的稳定性，能够在一定程度上抑制干扰和噪声。但它无法充分发挥阵列天线的性能优势，不具备空间感知能力，对于偶发强干扰的抑制能力很差。与之相比，自适应波束形成技术能够根据电磁环境自动调节加权系数，从而有效抑制各类干扰和噪声，实现期望信号的最优输出。但自适应波束形成技术对阵元位置、目标到达角度等信息具有严格的要求，当这些先验信息存在误差时，自适应波束形成器会将期望信号当成干扰进行抑制，导致输出性能急剧下降，这也是导致其实际应用较少的主要原因。因此，如何实现自适应波束形成的稳健性成为了当前研究的热点。
可见，现有的宽带信号提取方法存在针对复杂环境下提取宽带信号稳定性和输出性能较差的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本公开实施例提供一种宽带信号提取方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面，本公开实施例提供了一种宽带信号提取方法，所述方法包括：
接收待提取的初始信号，其中，所述初始信号包含初始期望信号和干扰信号；
利用双线性时频变换将所述初始信号变换到时频域上，得到每个时频点上的空时频分布矩阵；
根据所述空时频分布矩阵计算得到初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合；
利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合估计所述初始期望信号的导向矢量，以及，重构宽带干扰加噪音协方差矩阵；
将所述初始期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵输入到宽带波束形成器，获得对应所述初始信号的初始期望信号对应的宽带期望信号。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述空时频分布矩阵包括无延迟阵列接收信号矢量、取共轭转置和核函数。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据所述空时频分布矩阵计算得到初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合的步骤，包括：
根据所述空时频分布矩阵计算时延矢量；
利用所述时延矢量和所述初始信号，分别计算得到所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述利用所述时延矢量和所述初始信号，分别计算得到所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合的步骤，包括：
将所述时延矢量作为特征，从所述初始信号中提取出与所述初始期望信号相对应的时频点形成对应所述初始期望信号的时频点集合，将从所述初始信号中中提取出所述初始期望信号的时频点集合之后剩余的时频点作为干扰信号和噪音信号的时频点集合；
利用单源自项时频点去除所述初始期望信号的时频点集合和所述干扰信号和噪音信号的时频点集合中的互项点、交互自项点和噪音点，得到所述初始期望信号单源自项点集合与干扰信号单源自项点集合。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述将所述时延矢量作为特征，从所述初始信号中提取出与所述初始期望信号相对应的时频点，作为所述初始期望信号的时频点集合，将剩余时频点作为干扰信号和噪音信号的时频点集合的步骤，包括：
依据预设算法，利用所述时延矢量与所述初始期望信号的预设时延矢量得到计算结果；
将所述计算结果与第一阈值比对，将小于或等于第一阈值的时频点作为所述初始期望信号的时频点集合，将大于第一阈值的时频点作为干扰和噪音信号的时频点集合。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述利用单源自项时频点去除所述初始期望信号的时频点集合和所述干扰信号和噪音信号的时频点集合中的互项点、交互自项点和噪音点，得到所述初始期望信号的单源自项点集合与所述干扰信号的单源自项点集合的步骤，包括：
根据第二阈值和最大特征值，从所述初始期望信号的时频点集合中剔除互项点、交互自项点和噪音点，得到所述期望信号的单源自项点集合，以及，从所述干扰信号和噪音信号的时频点集合中剔除互项点、交互自项点和噪音点，得到所述干扰信号的单源自项点集合。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合估计所述初始期望信号的导向矢量，以及，重构宽带干扰加噪音协方差矩阵的步骤，包括：
将时延矢量作为特征，利用均值聚类方法将所述干扰信号的单源自项点集合划分为每个干扰信号单源自项点的集合；
利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述每个干扰信号单源自项点的集合计算得出所述初始信号在不同频率上的导向矢量，其中，导向矢量包括所述初始期望信号的导向矢量和所述干扰信号的导向矢量；
根据所述干扰信号的导向矢量重构所述宽带干扰加噪音协方差矩阵。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述将所述初始期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵输入到宽带波束形成器，获得对应所述初始信号的初始期望信号对应的宽带期望信号的步骤，包括：
利用所述初始期望信号的导向矢量计算出约束矩阵；
根据所述约束矩阵和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵，计算出加权系数；
利用所述加权系数对所述初始信号进行空域滤波，提取出宽带期望信号。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述约束矩阵包括所述初始期望信号在不同频率上的导向矢量。
第二方面，本公开实施例提供了一种宽带信号提取装置，包括：
接收模块，用于接收待提取的初始信号，其中，所述初始信号包含初始期望信号和干扰信号；
变换模块，用于利用双线性时频变换将所述初始信号变换到时频域上，得到每个时频点上的空时频分布矩阵；
计算模块，用于根据所述空时频分布矩阵计算得到初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合；
估计模块，用于利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合估计所述初始期望信号的导向矢量，以及，重构宽带干扰加噪音协方差矩阵；
获取模块，用于将所述初始期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵输入到宽带波束形成器，获得对应所述初始信号的初始期望信号对应的宽带期望信号。
第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的宽带信号提取方法。
本公开实施例中的宽带信号提取方案，包括接收待提取的初始信号，其中，所述初始信号包含初始期望信号和干扰信号；利用双线性时频变换将所述初始信号变换到时频域上，得到每个时频点上的空时频分布矩阵；根据所述空时频分布矩阵计算得到期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合；利用所述期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合估计所述期望信号的导向矢量，以及，重构宽带干扰加噪音协方差矩阵；将所述期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵输入到宽带波束形成器，获得对应所述初始信号的初始期望信号对应的宽带期望信号。通过本公开的方案，提高了复杂环境下提取宽带期望信号的稳定性和输出性能。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本公开实施例提供的一种宽带信号提取方法的流程示意图；
图2为本公开实施例提供的一种宽带波束形成器的结构图；
图3为本公开实施例提供的一种时延矢量估计结果图；
图4为本公开实施例提供的一种空域滤波结果图；
图5为本公开实施例与其他方法输出性能随采样点数的变化图；
图6为本公开实施例与其他算法输出性能随输入信噪比的变化图；
图7为本公开实施例提供的一种宽带信号提取装置的结构示意图；
图8为本公开实施例提供的电子设备示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
本公开实施例提供一种宽带信号提取方法。本实施例提供的宽带信号提取方法可以由一计算装置来执行，该计算装置可以实现为软件，或者实现为软件和硬件的组合，该计算装置可以集成设置在服务器、终端设备等中。
参见图1，本公开实施例提供的一种宽带信号提取方法，包括：
s101，接收待提取的初始信号，其中，所述初始信号包含初始期望信号和干扰信号。
本公开实施例提供的一种宽带信号提取方法，可以应用于电台、住宅等环境中宽带信号的提取过程。
电子设备可以内置有信号接收模块，或者外接有信号接收设备，用于接收待提取的初始信号。其中，所接收的初始信号通常包括对应最终输出需求的初始期望信号以及除了初始期望信号之外的其他干扰信号和噪音信号，宽带信号提取的目的即是从混合的初始信号中提取对应初始期望信号的最终优化信号。信号接收模块或者信号接收设备在接收到所述初始信号后，可以直接发送给处理器进行后续的分析处理操作，也可以将接收到的所述初始信号存储到预定的存储空间内，在需要进行分析处理时再从预定的存储空间内进行调用。
s102，利用双线性时频变换将所述初始信号变换到时频域上，得到每个时频点上的空时频分布矩阵。
电子设备可以先将接收到的初始信号通过双线性时频变换到时频域上，以计算得到每个时频点上的空时频分布矩阵。例如，可以采用如下计算公式来进行空时频域的转换：
上述公式中，
s103，根据所述空时频分布矩阵计算得到初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合。
在计算得到所述空时频分布矩阵之后，可以利用所述空时频分布矩阵将所述初始信号对应的时频点进行分类，得到初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合。
s104，利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合估计所述初始期望信号的导向矢量，以及，重构宽带干扰加噪音协方差矩阵。
根据将所述初始信号对应的时频点分类得到的初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合计算得到所述期望信号的导向矢量和所述干扰信号的导向矢量，再根据得到的干扰信号导向矢量对宽带干扰加噪音协方差矩阵进行重构。
s105，将所述初始期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵输入到宽带波束形成器，获得对应所述初始信号的初始期望信号对应的宽带期望信号。
宽带波束形成器是将接收的所述初始信号进行空域滤波的一种装置，如图2所示。
利用宽带波束形成器，通过上述步骤得到的所述初始期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵计算得到的加权系数，特点是能够无需延迟补偿进行空域滤波。利用所述宽带波束形成器对所述初始信号进行空域滤波，得到宽带期望信号。
上述本公开实施例提供的宽带信号提取方法，针对于复杂电磁信号环境下，将接收信号分类，分别得出初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合，然后利用两类集合准确估计出初始期望信号导向矢量、重构干扰加噪音协方差矩阵，通过无需延迟补偿的宽带波束形成器稳定高效地提取宽带期望信号。提高了提取宽带信号的稳定性和输出性能。
在上述本公开实施例的基础上，s103步骤所述的，根据所述空时频分布矩阵计算得到初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合的步骤，还可以包括：
根据所述空时频分布矩阵计算时延矢量；
利用所述时延矢量和所述初始信号，分别计算得到所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合。
进一步的，所述利用所述时延矢量和所述初始信号，分别计算得到所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合的步骤，还可以包括：
将所述时延矢量作为特征，从所述初始信号中提取出与初始期望信号相对应的时频点形成对应所述初始期望信号的时频点集合，将从所述初始信号中中提取出所述初始期望信号的时频点集合之后剩余的时频点作为干扰信号和噪音信号的时频点集合；
利用单源自项时频点去除所述初始期望信号的时频点集合和所述干扰信号和噪音信号的时频点集合中的互项点、交互自项点和噪音点，得到所述初始期望信号单源自项点集合与干扰信号单源自项点集合。
进一步的，所述将所述时延矢量作为特征，从所述初始信号中提取出与所述初始期望信号相对应的时频点，作为所述初始期望信号的时频点集合，将剩余时频点作为干扰信号和噪音信号的时频点集合的步骤，还可以包括：
依据预设算法，利用所述时延矢量与所述初始期待信号的预设时延矢量得到计算结果；
将所述计算结果与第一阈值比对，将小于或等于第一阈值的时频点作为所述初始期望信号的时频点集合，将大于第一阈值的时频点作为干扰和噪音信号的时频点集合。
在具体计算过程中，与所述初始期望相关的时频点满足：
其中
在本公开实施例的另一种具体实施方式中，所述利用单源自项时频点去除所述初始期望信号的时频点集合和所述干扰信号和噪音信号的时频点集合中的互项点、交互自项点和噪音点，得到所述初始期望信号的单源自项点集合与所述干扰信号的单源自项点集合的步骤，包括：
根据第二阈值和最大特征值，从所述初始期望信号的时频点集合中剔除互项点、交互自项点和噪音点，得到所述期望信号的单源自项点集合，以及，从所述干扰信号和噪音信号的时频点集合中剔除互项点、交互自项点和噪音点，得到所述干扰信号的单源自项点集合。
例如，根据空时频分布矩阵计算每个时频点上的延迟矢量，再将每个时频点上的延迟矢量作为特征提取出初始期望信号相对应的时频点，定义为初始期望信号的时频点集合，提取完初始期望信号相对应的时频点之后剩余的时频点定义为干扰信号和噪音信号的时频点集合。再依据预设算法，利用所述时延矢量与期待信号的预设时延矢量得到计算结果，算法公式可以表示为：
其中
其中，λ0(t,f),λ1(t,f),l,λm-1(t,f)为dx％x％(t,f)的m个特征值，λmax(t,f)为最大特征值。ε2是一个常数阀值，通常0.8≤ε2<1。根据第二阈值和最大特征值，将所述初始期望信号的时频点集合和所述干扰信号和噪音信号的时频点集合中的互项点、交互自项点和噪音点剔除，得到所述初始期望信号的时频点集合作为所述初始期望信号单源自项点集合，以及，得到所述干扰信号和噪音信号的时频点集合作为所述干扰信号单源自项点集合。
在上述本公开实施例的基础上，s104步骤所述的，所述利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合估计所述初始期望信号的导向矢量，以及，重构宽带干扰加噪音协方差矩阵的步骤，还可以包括：
将时延矢量作为特征，利用均值聚类方法将所述干扰信号的单源自项点集合划分为每个干扰信号单源自项点的集合；
利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述每个干扰信号单源自项点的集合计算得出所述初始信号在不同频率上的导向矢量，其中，导向矢量包括所述初始期望信号的导向矢量和干扰信号的导向矢量；
根据所述干扰信号的导向矢量重构所述宽带干扰加噪音协方差矩阵。
例如，利用k-均值聚类方法将所述干扰信号单源自项点集合里的时频点分为k-1类ω1,ω2,l,ωk-1，定义为每个干扰信号的单源自项点集合。根据每个干扰信号的单源自项点集合计算出所述初始信号在不同频率上的导向矢量，其中，导向矢量包括所述初始期望信号的导向矢量和所述干扰信号的导向矢量，公式可以表示为：
其中
根据计算出的所述干扰信号的导向矢量和所述初始信号的协方差矩阵的最小特征值得出干扰加噪音协方差矩阵重构的表达式为：
在上述本公开实施例的基础上，s105步骤所述的，所述将所述期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵输入到宽带波束形成器，获得对应所述初始信号的初始期望信号对应的宽带期望信号的步骤，包括：
利用所述初始期望信号的导向矢量计算出约束矩阵；
根据所述约束矩阵和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵，计算出加权系数；
利用所述加权系数对所述初始信号进行空域滤波，提取出宽带期望信号。
可选的，所述约束矩阵包括所述初始期望信号在不同频率上的导向矢量。
例如，根据所述期望信号的导向矢量计算出约束矩阵
根据所述加权系数对所述初始信号进行空域滤波，提取并增强所述初始期待信号，以及抑制干扰信号和噪音，最终输出宽带期望信号。
在上述的计算过程中，如图3所示，可以在角度误差阵元位置误差条件下准确地估计出信号的时延矢量，利用估计的时延矢量进行构造期望信号导向矢量和干扰加噪声协方差矩阵，进而得到最终的加权矢量对所述初始信号进行空域滤波，其空域滤波结果的波束形成图如图4所示，它可在期望信号方向上形成主瓣，在干扰方向上形成零陷，说明波束形成器可以有效地增强期望信号并抑制干扰信号，从而实现对宽带期望信号的提取。进一步的，图5和图6给出了本公开实施例与其他算法的性能对比，可以看出本专利的方法输出信干噪比始终接近最优值，且在少量快拍数下即可获得较高的输出信干噪比，性能优于其他算法。
与上面的方法实施例相对应，参见图7，本公开实施例还提供了一种宽带信号提取装置70，包括：
接收模块701，用于接收待提取的初始信号，其中，所述初始信号包含初始期望信号和干扰信号；
变换模块702，用于利用双线性时频变换将所述初始信号变换到时频域上，得到每个时频点上的空时频分布矩阵；
计算模块703，用于根据所述空时频分布矩阵计算得到初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合；
估计模块704，用于利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合估计所述初始期望信号的导向矢量，以及，重构宽带干扰加噪音协方差矩阵；
获取模块705，用于将所述初始期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵输入到宽带波束形成器，获得对应所述初始信号的初始期望信号对应的宽带期望信号。
图7所示装置可以对应的执行上述方法实施例中的内容，本实施例未详细描述的部分，参照上述方法实施例中记载的内容，在此不再赘述。
参见图8，本公开实施例还提供了一种电子设备80，该电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述方法实施例中的宽带信号提取方法。
本公开实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述方法实施例中的宽带信号提取方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，该计算机程序包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使该计算机执行前述方法实施例中的的宽带信号提取方法。
下面参考图8，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备80的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、pda(个人数字助理)、pad(平板电脑)、pmp(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字tv、台式计算机等等的固定终端。图8示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，电子设备80可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)801，其可以根据存储在只读存储器(rom)802中的程序或者从存储装置808加载到随机访问存储器(ram)803中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram803中，还存储有电子设备80操作所需的各种程序和数据。处理装置801、rom802以及ram803通过总线804彼此相连。输入/输出(i/o)接口805也连接至总线804。
通常，以下装置可以连接至i/o接口805：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置806；包括例如液晶显示器(lcd)、扬声器、振动器等的输出装置807；包括例如磁带、硬盘等的存储装置808；以及通信装置809。通信装置809可以允许电子设备80与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种装置的电子设备80，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置809从网络上被下载和安装，或者从存储装置808被安装，或者从rom802被安装。在该计算机程序被处理装置801执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、rf(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备可以执行上述方法实施例的相关步骤。
或者，上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备可以执行上述方法实施例的相关步骤。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，第一获取单元还可以被描述为“获取至少两个网际协议地址的单元”。
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
1.一种宽带信号提取方法，其特征在于，所述方法包括：
接收待提取的初始信号，其中，所述初始信号包含初始期望信号和干扰信号；
利用双线性时频变换将所述初始信号变换到时频域上，得到每个时频点上的空时频分布矩阵；
根据所述空时频分布矩阵计算得到初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合；
利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合估计所述初始期望信号的导向矢量，以及，重构宽带干扰加噪音协方差矩阵；
将所述初始期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵输入到宽带波束形成器，获得对应所述初始信号的初始期望信号对应的宽带期望信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空时频分布矩阵包括无延迟阵列接收信号矢量、取共轭转置和核函数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述空时频分布矩阵计算得到初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合的步骤，包括：
根据所述空时频分布矩阵计算时延矢量；
利用所述时延矢量和所述初始信号，分别计算得到所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述时延矢量和所述初始信号，分别计算得到所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合的步骤，包括：
将所述时延矢量作为特征，从所述初始信号中提取出与所述初始期望信号相对应的时频点形成对应所述初始期望信号的时频点集合，将从所述初始信号中中提取出所述初始期望信号的时频点集合之后剩余的时频点作为干扰信号和噪音信号的时频点集合；
利用单源自项时频点去除所述初始期望信号的时频点集合和所述干扰信号和噪音信号的时频点集合中的互项点、交互自项点和噪音点，得到所述初始期望信号的单源自项点集合与所述干扰信号的单源自项点集合。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述时延矢量作为特征，从所述初始信号中提取出与所述初始期望信号相对应的时频点，作为所述初始期望信号的时频点集合，将剩余时频点作为干扰信号和噪音信号的时频点集合的步骤，包括：
依据预设算法，利用所述时延矢量与所述初始期望信号的预设时延矢量得到计算结果；
将所述计算结果与第一阈值比对，将小于或等于第一阈值的时频点作为所述初始期望信号的时频点集合，将大于第一阈值的时频点作为干扰和噪音信号的时频点集合。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用单源自项时频点去除所述初始期望信号的时频点集合和所述干扰信号和噪音信号的时频点集合中的互项点、交互自项点和噪音点，得到所述初始期望信号单源自项点集合与干扰信号单源自项点集合的步骤，包括：
根据第二阈值和最大特征值，从所述初始期望信号的时频点集合中剔除互项点、交互自项点和噪音点，得到所述期望信号的单源自项点集合，以及，从所述干扰信号和噪音信号的时频点集合中剔除互项点、交互自项点和噪音点，得到所述干扰信号的单源自项点集合。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合估计所述初始期望信号的导向矢量，以及，重构宽带干扰加噪音协方差矩阵的步骤，包括：
将时延矢量作为特征，利用均值聚类方法将所述干扰信号的单源自项点集合划分为每个干扰信号单源自项点的集合；
利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述每个干扰信号单源自项点的集合计算得出所述初始信号在不同频率上的导向矢量，其中，导向矢量包括所述初始期望信号的导向矢量和所述干扰信号的导向矢量；
根据所述干扰信号的导向矢量重构所述宽带干扰加噪音协方差矩阵。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述初始期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵输入到宽带波束形成器，获得对应所述初始信号的初始期望信号对应的宽带期望信号的步骤，包括：
利用所述初始期望信号的导向矢量计算出约束矩阵；
根据所述约束矩阵和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵，计算出加权系数；
利用所述加权系数对所述初始信号进行空域滤波，提取出宽带期望信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述约束矩阵包括所述初始期望信号在不同频率上的导向矢量。
10.一种宽带信号提取装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收待提取的初始信号，其中，所述初始信号包含初始期望信号和干扰信号；
变换模块，用于利用双线性时频变换将所述初始信号变换到时频域上，得到每个时频点上的空时频分布矩阵；
计算模块，用于根据所述空时频分布矩阵计算得到初始期望信号的单源自项点集合和干扰信号的单源自项点集合；
估计模块，用于利用所述初始期望信号的单源自项点集合和所述干扰信号的单源自项点集合估计所述初始期望信号的导向矢量，以及，重构宽带干扰加噪音协方差矩阵；
获取模块，用于将所述初始期望信号的导向矢量和所述宽带干扰加噪声协方差矩阵输入到宽带波束形成器，获得对应所述初始信号的初始期望信号对应的宽带期望信号。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述权利要求1-9中任一项所述的宽带信号提取方法。
技术总结