Podręcznik
3. Ślepa separacja sygnałów
3.3. Struktura rekurencyjna sieci separującej
W rozwiązaniu problemu separacji sygnałów statystycznie niezależnych J. Herault i C. Jutten zaproponowali sieć neuronową liniową ze sprzężeniem zwrotnym, przedstawioną na rys. 9.2.

Sieć zawiera liniowych neuronów, powiązanych ze sobą przez wzajemne sprzężenia zwrotne. Wagi synaptyczne
w rozwiązaniu oryginalnym Heraulta i Juttena są różne od zera tylko przy sprzężeniach wzajemnych (zasada ta została odrzucona przez prof. Cichockiego pozwalając na lepsze działanie systemu). Każdy neuron w sieci generuje sygnał wyjściowy
![]() |
(9.4) |
Przy oznaczeniu przez macierzy mieszającej, przez
macierzy wagowej (obie kwadratowe o tych samych wymiarach)
![]() |
(9.5) |
a przez ,
oraz
wektorów odpowiednio obserwowanych sygnałów
przetworzonych według zależności (9.1), wektora sygnałów źródłowych
oraz wektora sygnałów wyjściowych
sieci, gdzie
![]() ![]() ![]() |
(9.6) |
działanie sieci z rys. 9.2 można opisać równaniem macierzowym
![]() |
(9.7) |
Przy nieznanej macierzy mieszającej i wektorze
oraz założeniu statystycznej niezależności składników wektora
, zadanie sieci sprowadza się do takiego określenia wektora rozwiązania
, które umożliwi odtworzenie sygnałów pierwotnych
tworzących wektor
. Z równania (9.7) wynika, że rozwiązanie takie musi spełniać warunek
![]() |
(9.8) |
Wektor będzie odtwarzał wektor poszukiwanych sygnałów źródłowych
. Odtworzenie to jest możliwe z dokładnością do pewnej, bliżej nieokreślonej skali
, czyli
gdzie
jest macierzą diagonalną,
, przy praktycznie dowolnej kolejności występowania poszczególnych składników
w wektorze
(przy nieznanej postaci składników wektora sygnałów źródłowych nie ma to praktycznie żadnego znaczenia). Stąd podstawowym celem jest rekonstrukcja „kształtu” sygnałów źródłowych. Innymi słowy, poszukiwanym systemem separującym jest taka macierz
, że zachodzi relacja
![]() |
(9.9) |
Można przyjąć, że macierz estymowana jest w rzeczywistości określona jako
oraz
, gdzie
jest macierzą permutacji odpowiedzialnej za przestawienie kolejności składników wynikowych
,
– macierz diagonalna skalująca wartości sygnałów wynikowych,
jest macierzą pseudo-odwrotną do macierzy
.
Rozwiązanie określające wektor spełniający warunek (9.8) jest możliwe do osiągnięcia przy dowolnej liczbie
