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针对传统盲源分离算法大多存在收敛速度慢、分离精度低的缺点，提出了一种改进的分段盲源分离算法。将整个信号分离过程分为快速分离和精细分离两个阶段。在快速分离阶段，采用基于粒子群优化（PSO）的分离算法，通过较少的迭代次数实现信号较好的初步分离；在精细分离阶段，通过选择适当的学习速率，进一步提高信号的分离精度。通过数值仿真及试验分析，将改进的分段盲源分离算法与现有的分离性能较好的基于人工蜂群（ABC）的分离算法进行了对比分析。结果表明，改进的分段盲源分离算法具有更优异的分离速度、分离精度和稳定性。