JP2014219481A - 音響解析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】解析区間設定部26は、音響信号s(n)の基本周波数FAに対応するピッチ周期の整数倍に相当する基準長を含む探索範囲内の複数の候補長の各々について、音響信号s(n)の特定点T(k)を中心として当該候補長にわたる候補区間内における調波成分の優勢度を示す調波強度指標を算定し、複数の候補長のうち調波強度指標が最大である候補長を解析長N(k)として特定する。境界特定部28は、音響信号s(n)のうち解析区間設定部26が特定した解析長N(k)に対応する解析区間を解析することで、音響信号s(n)の調波成分が優勢な調波帯域と調波帯域の高域側の非調波帯域との境界である調波境界周波数FC(k)を特定する。
【選択図】図1
Description
数式(2)の記号FSは、音響信号s(n)のサンプリング周波数である。数式(2)から理解される通り、基準長N0(k)は、音響信号s(n)のうち時間軸上の特定点T(k)での基本周波数F0(k)に対応するピッチ周期(1/F0(k))の整数倍に対応した時間長として定義され、当該時間長の区間内に存在するサンプルの個数として表現される。本実施形態では、数式(2)から理解される通り、基準長N0(k)を音響信号s(n)のピッチ周期の2倍(偶数倍)とした場合を例示する。
以上の説明から理解される通り、特定点T(k)を中心とするG個の候補区間C(1)〜C(G)のうち音響信号s(n)の調波成分が非調波成分と比較して優勢である1個の候補区間C(g)が解析長N(k)の解析区間として特定される。図6に矢印で図示されるように、解析長特定部34による解析長N(k)の特定は、基本周波数推定部22が推定した基本周波数FAに対応する基準長N0(k)を調波成分が優勢な解析長N(k)に補正する処理とも換言され得る。
数式(12)の加重値bは所定の整数(例えばb=2)に設定される。前述の通り、累算調波強度Eh(m,j)は第j番目の候補次数の調波成分の低域側に位置する各調波成分の合計強度の指標であり、累算非調波強度Ea(m,j)は第j番目の候補次数の調波成分の高域側に位置する非調波成分の合計強度の指標である。したがって、調波帯域と非調波帯域との境界(調波境界周波数FC(k))に近い調波成分の候補次数に対応する確度p(m,j)ほど大きい数値となる。
代表確度λ(k,j)は、J個の候補次数にわたる合計値(λ(k,1)+λ(k,2)+……+λ(k,J))が1となるように正規化される。したがって、代表確度λ(k,j)は、音響信号s(n)の解析長N(k)にわたる解析区間内のJ個の調波成分のうち第j番目の調波成分が、調波境界周波数FC(k)に近似または合致する調波成分に該当する確度の指標(確率または尤度)として利用される。
数式(17)の記号thB(j-1),hB(j)は、相前後する各特定点T(k)で代表調波次数hB(j-1)から代表調波次数hB(j)に変化する確度(すなわち、調波成分の個数がhB(j-1)個からhB(j)個に変化する遷移確率)を意味する。ただし、相前後する各特定点T(k)の間の調波成分の個数差は所定個(例えば5個)に制限される。また、数式(17)の代表確度λ(k,hB(j))は、代表調波次数hB(j)が調波帯域と非調波帯域との境界に該当する確度(状態確率)を意味する。以上に説明した処理で特定点T(k)毎に算定された調波次数hC(k)が、図7の周波数算定部46による調波境界周波数FC(k)の算定(数式(8))に適用される。
以上の形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は適宜に併合され得る。
Claims (5)
- 音響信号の基本周波数に対応する周期の整数倍に相当する基準長を含む探索範囲内の複数の候補長の各々について、前記音響信号の特定点を中心として当該候補長にわたる候補区間内における調波成分の優勢度を示す調波強度指標を算定する指標算定手段と、
前記複数の候補長のうち前記指標算定手段が候補長毎に算定した調波強度指標に応じて選択した候補長から解析長を特定する解析長特定手段と、
前記音響信号のうち前記解析長特定手段が特定した解析長に対応する解析区間を解析することで、前記音響信号の調波成分が優勢な調波帯域と調波帯域の高域側の非調波帯域との境界である調波境界周波数を特定する境界特定手段と
を具備する音響解析装置。 - 前記解析長特定手段は、前記複数の候補長のうち前記調波強度指標が示す調波成分の優勢度が最大となる候補長を前記解析長として選択する
請求項1の音響解析装置。 - 前記境界特定手段は、
前記音響信号のうち前記解析長特定手段が特定した解析長に対応する解析区間を解析することで、前記調波帯域と前記非調波帯域との境界に対応する調波成分の次数である調波次数を算定する調波次数解析手段と、
前記調波次数解析手段が算定した調波次数と前記音響信号の基本周波数とに応じて前記調波境界周波数を算定する周波数算定手段とを含む
請求項1または請求項2の音響解析装置。 - 前記解析長特定手段が特定した解析長に応じて前記音響信号の基本周波数を補正する周波数補正手段を具備し、
前記周波数算定手段は、前記調波次数解析手段が算定した調波次数と前記周波数補正手段による補正後の基本周波数とに応じて前記調波境界周波数を算定する
請求項3の音響解析装置。 - 前記調波次数解析手段は、前記特定点を包含するように時間軸上の位置を相違させた前記解析長に対応する複数の解析区間の各々について、前記調波帯域と前記非調波帯域との境界に対応する調波成分の次数である暫定調波次数を算定する第1演算手段と、
前記複数の解析区間について前記第1演算手段が算定した複数の暫定調波次数から前記調波次数を算定する第2演算手段とを含む
請求項3または請求項4の音響解析装置。
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