针对滚动轴承复合故障信号特征难以分离的问题，提出将双树复小波包变换和独立分量分析（independent component analysis，简称ICA）结合的方法应用到滚动轴承复合故障诊断中。首先，利用双树复小波包变换将复杂的、非平稳的复合故障信号分解为若干不同频带的分量；其次，引入ICA对各个分量所组成的混合信号进行盲源分离，从而尽可能消除频率混叠；最后，对从混合信号中分离出来的独立信号分量进行希尔伯特解调，即可实现对复合故障特征信息的分离和故障识别。试验结果表明，该方法可以有效地分离和提取轴承复合故障的特征频率，验证了方法的可行性和有效性。