JPH01272979A - Pitch extracting device - Google Patents
Pitch extracting deviceInfo
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- JPH01272979A JPH01272979A JP63103006A JP10300688A JPH01272979A JP H01272979 A JPH01272979 A JP H01272979A JP 63103006 A JP63103006 A JP 63103006A JP 10300688 A JP10300688 A JP 10300688A JP H01272979 A JPH01272979 A JP H01272979A
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- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
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- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、各種楽音及び音声等の音響信号のピ2 /\
−7
ノチ抽出装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention is directed to the transmission of audio signals such as various musical tones and voices.
-7 This relates to the chili extraction device.
従来の技術
近年、デジタル技術の進歩に伴い、各種ピッチ抽出技術
が提案されており、時間波形の自己相関を求める技術や
ケプヌトラム技術等があるが、演算量の軽減、或いは高
速処理を目的としだ技術として極性反転検出によるピッ
チ抽出技術が考えられている。Conventional technology In recent years, with the advancement of digital technology, various pitch extraction techniques have been proposed, including a technique for calculating autocorrelation of time waveforms and a cepnutrum technique. As a technique, a pitch extraction technique using polarity reversal detection is being considered.
以下、図面を参照しながら上述のピッチ抽出装置につい
て説明する。The above-mentioned pitch extraction device will be described below with reference to the drawings.
第3図は従来のピッチ抽出装置の構成を示すものである
。FIG. 3 shows the configuration of a conventional pitch extraction device.
第3図において、9は音響信号入力端子、10はバイパ
スフィルタ、11はローパスフィルタ、12はアナログ
の音響信号をデジタルデータに変換するA/Dコンバー
タ、13はA/Dコンバータ12から出力されるデジタ
ルデータの極性反転を検出して極性反転検出信号を出力
する極性反転検出部、14は極性反転検出部13から出
力された極性反転検出信号に従ってピンチ周期の計時の
3 ′\−・
開始、或いは終了を指示する計時指示信号を出力する制
御部、15は計時指示信号に従ってデジタルデータのピ
ッチ周期を計時する計時部、16は出力端子である。In FIG. 3, 9 is an audio signal input terminal, 10 is a bypass filter, 11 is a low-pass filter, 12 is an A/D converter that converts an analog audio signal into digital data, and 13 is an output from the A/D converter 12. A polarity reversal detection section 14 detects polarity reversal of digital data and outputs a polarity reversal detection signal, and a polarity reversal detection section 14 starts counting the pinch period according to the polarity reversal detection signal output from the polarity reversal detection section 13, or A control section outputs a timing instruction signal instructing the end, 15 is a timekeeping section that measures the pitch period of digital data in accordance with the timing instruction signal, and 16 is an output terminal.
以上のように構成されたピッチ抽出装置について、以下
その動作について説明する。The operation of the pitch extraction device configured as described above will be described below.
マイクロホン等から音響信号入力端子9に入力される音
響信号はバイパスフィルタ1Qによって直流分を除去さ
れた後に、ローパスフィルタ11を通過することによっ
てサンプリング定理を満足するアンチエイリアジングフ
ィルタリングが為され、A/Dコンバータ12によって
順次アナログデジタル変換されてデジタルデータとなる
。An acoustic signal input from a microphone or the like to the acoustic signal input terminal 9 has its direct current component removed by a bypass filter 1Q, and then passes through a low-pass filter 11 to undergo anti-aliasing filtering that satisfies the sampling theorem. The data is sequentially converted from analog to digital by the D converter 12 to become digital data.
次に、極性反転検出部13はA/Dコンバータ12から
順次出力されるデジタルデータの極性反転を検出した後
、極性反転検出信号を制御部14へ出力する。制御部1
4は、極性反転検出信号に従ってピッチ周期の計時の開
始、或いは終了を指示する計時指示信号を計時部16に
出力する。ここで制御部14から計時開始を指示する計
時指示信号が出力されると計時部16はデジタルデータ
のサンプル個数のカウント、即ちピッチ周期の計時を開
始する。Next, the polarity reversal detection section 13 detects the polarity reversal of the digital data sequentially output from the A/D converter 12, and then outputs a polarity reversal detection signal to the control section 14. Control part 1
4 outputs a timing instruction signal to the timing section 16 to instruct the start or end of timing of the pitch period according to the polarity reversal detection signal. Here, when the control unit 14 outputs a time measurement instruction signal instructing the start of time measurement, the time measurement unit 16 starts counting the number of samples of digital data, that is, starts timing the pitch period.
更に計時終了を指示する計時指示信号が制御部14から
出力されると計時部16はそれまでのサンプル個数、即
ち計時結果をピッチ周期として制御部14に出力した後
、計時結果をリセットする。Furthermore, when a timing instruction signal instructing the end of timing is output from the control unit 14, the timing unit 16 outputs the number of samples up to that point, that is, the timing result, to the control unit 14 as a pitch period, and then resets the timing result.
以上の操作を極性反転検出部13の極性反転検出信号に
従って繰り返すことによりA/Dコンバータ12から順
次出力されるデジタルデータのピッチ周期を得ることと
なる。By repeating the above operations according to the polarity reversal detection signal from the polarity reversal detection section 13, the pitch period of the digital data sequentially output from the A/D converter 12 is obtained.
尚、ピッチ周期Ni側をいわゆるピッチF1(Hz:)
に変換するにはサンプリング周波数Fs[Hz 〕を用
いて、
Fi [)!’、zl = Fs /Ni
−(1)として求めることができる。In addition, the pitch period Ni side is the so-called pitch F1 (Hz:)
To convert to Fi [)!, use the sampling frequency Fs [Hz]. ', zl = Fs /Ni
−(1).
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような構成では、(1)式から明
らかなように、サンプリング周波数によって得られるピ
ッチ周期の精度が変わってしまうばが5 ・\−1
りか、精度を上げるためにはサンプリング周波数を高く
し々ければならず、従って高速な演算処理が必要となり
高価な装置になるという問題点があった。Problem to be Solved by the Invention However, with the above configuration, as is clear from equation (1), the accuracy of the pitch period obtained changes depending on the sampling frequency. In order to increase the sampling frequency, the sampling frequency must be kept high, which requires high-speed arithmetic processing, resulting in an expensive device.
本発明は上記問題点に鑑みて、高速演算処理を必要とせ
ず、かつ簡単な構成で精度の高いピンチ抽出装置を提供
するものである。In view of the above problems, the present invention provides a pinch extraction device that does not require high-speed arithmetic processing, has a simple configuration, and has high accuracy.
課題を解決するだめの手段
この目的を達成するために、本発明のピッチ抽出装置は
、音響信号を2値化する2値化手段と、2値化手段で2
値化された音声信号の周期を計時する計時手段と、計時
手段により計時された計時値を順次記憶するとともに、
少なくとも二つ以上の計時値を記憶することができる記
憶手段と、計時手段により計時された計時値と記憶手段
に記憶した計時値を順次比較し二つの計時値の比が定め
られた値の範囲内にある場合一致信号を出力する比較手
段と、比較手段により比較された前記記憶手段に記憶さ
れた計時値を累積加算する加算手段とよりなり、比較手
段からの一致信号により加算6 ・\−。Means for Solving the Problem In order to achieve this object, the pitch extraction device of the present invention includes a binarization means for binarizing an acoustic signal, and a binarization means for binarizing an acoustic signal.
A clock means for clocking the period of the digitized audio signal, and sequentially storing the time values counted by the clock means,
A storage means capable of storing at least two or more timed values, and a range of values in which the timed value measured by the timed means and the timed value stored in the storage means are sequentially compared and the ratio of the two timed values is determined. Comparison means outputs a coincidence signal when the comparison means compares the time values stored in the storage means, and addition means accumulates the time values stored in the storage means compared by the comparison means. .
手段から計数値の累積加算結果を得るように構成されて
いる。The device is configured to obtain a cumulative addition result of the count value from the means.
作用
本発明は、上記した構成により、入力の音響信号は2値
化手段によりデジタル信号に変換され、計時手段により
周期を計時される。計時結果である計時値は記憶手段に
記憶されると共に過去の計時結果と比較手段により比較
される。ここで過去の計時結果とほぼ同等の結果が有れ
ば比較の対象となった過去の計時値の累積加算値は入力
の音響信号のピッチ周期に対応した値となっており、こ
れが加算器の出力ランチにラッチされると共に出力され
る。Effects of the present invention With the above-described configuration, an input acoustic signal is converted into a digital signal by the binarization means, and the period is timed by the timer means. The time value, which is the time measurement result, is stored in the storage means and is compared with the past time measurement result by the comparison means. Here, if there is a result that is almost the same as the past time measurement result, the cumulative addition value of the past time measurement value that is the subject of comparison is a value that corresponds to the pitch period of the input acoustic signal, and this is the value of the adder. It is latched to the output launch and output.
実施例
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例におけるピッチ抽出装置の
ブロック図を示すものであり、第2図は第1図に示すブ
ロック図の動作波形である。FIG. 1 shows a block diagram of a pitch extraction device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows operational waveforms of the block diagram shown in FIG.
第1図において、1は音響信号入力端子、2は7 パ\
−7
音響信号を2値化する2値化手段、3は2値化手段2の
出力により制御され出力に出力ラッチ(図示せず)を持
つ計時手段、4は計時手段3の出力である計時値を記憶
する記憶手段、5は計時手段3の出力及び記憶手段4か
ら読み出された計時値を比較し、両計時値の比が定めら
れた範囲内であるとき一致信号を出力する比較手段、6
は記憶手段4から読み出される計時値を累積加算する出
力ラッチ付き(図示せず)加算手段、7はクロック信号
発生手段、8は出力端子である。In Figure 1, 1 is an audio signal input terminal, 2 is a 7-pin
-7 Binarization means for binarizing the acoustic signal; 3 is a timekeeping means that is controlled by the output of the binarization means 2 and has an output latch (not shown); 4 is a timekeeping means that is the output of the timekeeping means 3; A storage means for storing the value, and a comparison means 5 for comparing the output of the timer 3 and the time value read out from the storage means 4, and outputting a coincidence signal when the ratio of both time values is within a predetermined range. ,6
Reference numeral 4 indicates an adding means (not shown) with an output latch that cumulatively adds the time value read from the storage means 4, 7 is a clock signal generating means, and 8 is an output terminal.
音響信号入力端子1に第2図(a)に示す音響信号が入
力されると、2値化手段2の出力信号は第2図(b)に
示す波形になる。計時手段3はクロック信号発生手段7
から供給されるクロック信号により計時を行い、2値化
手段2の出力信号の波形の立ち上がりで計時結果である
計時値Tnを出力ランチにラッチすると共に、計時結果
をリセットし次周期の計時を始める。第2図(Q)に計
時手段3の出力ラッチの信号を示す。記憶手段4は2値
化手段2の出力信号の波形の立ち上がりで計時値Tnを
記憶した後、第2図(d)に示すように計時値Tn−+
から順次過去の計時値を読み出す。この過去の計時値T
n−1、Tn−2・・”” Tn−mは順次比較手段ら
によって計時値Tnと比較され、両計時値の比が定めら
れた範囲内であるとき、第2図(e)に示す一致信号を
出力すると共に記憶手段4は計時値読み出しを停止する
。また加算手段6は、第2図(0に示すように、記憶手
段4から読み出される過去の計時値Tn−1,Tn−2
・・・・・Tn−□を累積加算し、比較手段5の一致信
号出力により累積加算結果を出力ラッチにランチする。When the acoustic signal shown in FIG. 2(a) is input to the acoustic signal input terminal 1, the output signal of the binarization means 2 has the waveform shown in FIG. 2(b). The clocking means 3 is a clock signal generating means 7
Timing is performed using a clock signal supplied from the binarizing means 2, and at the rising edge of the waveform of the output signal of the binarization means 2, the clock value Tn, which is the timing result, is latched to the output launch, and the timing result is reset and the next period of timing starts. . FIG. 2 (Q) shows the output latch signal of the clock means 3. The storage means 4 stores the time value Tn at the rising edge of the waveform of the output signal of the binarization means 2, and then stores the time value Tn-+ as shown in FIG. 2(d).
Read past time values sequentially from . This past time value T
n-1, Tn-2..."" Tn-m is sequentially compared with the timed value Tn by the comparison means, and when the ratio of both timed values is within a predetermined range, the result shown in FIG. 2(e) is obtained. At the same time as outputting the coincidence signal, the storage means 4 stops reading out the time value. Further, the addition means 6 includes past time values Tn-1, Tn-2 read out from the storage means 4, as shown in FIG. 2 (0).
. . . Tn-□ is cumulatively added, and the cumulative addition result is launched into the output latch when the comparison means 5 outputs a match signal.
加算手段6の出力ランチの出力信号を第2図(g)に示
す。The output signal of the output lunch of the adding means 6 is shown in FIG. 2(g).
加算手段6の出力ラッチの出力P。は音響信号のピッチ
周期に対応した信号であり、クロック信号GKとの関係
は
であり、ピンチ周期を高精度で求めようとするならばク
ロック信号の周波数を高くすればよいことがわかる。Output P of the output latch of the adding means 6. is a signal corresponding to the pitch period of the acoustic signal, and its relationship with the clock signal GK is as follows.It can be seen that if the pinch period is to be determined with high precision, the frequency of the clock signal should be increased.
9 ・\−7
壕だ、第2図(a) 、 (b) 、 <g)から、ピ
ッチ周期はTo+T、 、 T、 +T2. T2+
T3−−であることから、音響信号の高調波によるピッ
チの誤抽出を防止することが出来る。9 ・\−7 It's a trench. From Figure 2 (a), (b), and <g), the pitch period is To+T, , T, +T2. T2+
Since T3--, it is possible to prevent incorrect pitch extraction due to harmonics of the acoustic signal.
発明の効果
本発明によれば、入力の音響信号は2値化手段によりデ
ジタル信号に変換され、計時手段により周期を計時され
る。計時結果である計時値は記憶手段に記憶されると共
に過去の計時結果と比較手段により比較される。ここで
過去の計時結果とほぼ同等の結果が有れば比較の対象と
なった過去の計時値の累積加算値は入力の音響信号のピ
ッチ周期に対応した値となっており、これが加算器の出
力ラッチにラッチされると共に出力されることから、筒
部な構成で精度の高いピッチ抽出が行えると共に音響信
号の高調波あるいは雑音によるピッチの抽出誤りを防止
することが出来る。Effects of the Invention According to the present invention, the input acoustic signal is converted into a digital signal by the binarization means, and the period is timed by the timer means. The time value, which is the time measurement result, is stored in the storage means and is compared with the past time measurement result by the comparison means. Here, if there is a result that is almost the same as the past time measurement result, the cumulative addition value of the past time measurement value that is the subject of comparison is a value that corresponds to the pitch period of the input acoustic signal, and this is the value of the adder. Since it is latched to the output latch and output, it is possible to perform highly accurate pitch extraction with a cylindrical structure, and to prevent errors in pitch extraction due to harmonics of the acoustic signal or noise.
また、ピンチ抽出精度を上げるため高速に演算処理をす
る必要がなく安価なハードウェアでの実現が可能となる
。In addition, there is no need to perform high-speed calculation processing to improve pinch extraction accuracy, making it possible to implement the method using inexpensive hardware.
107、−2107, -2
第1図は本発明の一実施例におけるピッチ抽出装置のブ
ロック図、第2図は本発明の一実施例に係る各データの
例示的波形図、第3図は従来のピッチ抽出装置のブロッ
ク図である。
1 音響信号入力端子、2・・・2値化手段、3・・
計時手段、4・・ 記憶手段、5・・比較手段、6
加算手段、了・・・クロック信号発生手段、8・・・
・・・出力端子、9・ ・音響信号入力端子、10・・
バイパスフィルタ、11 ・・ローパスフィルタ、12
・・・・・A/Dコンバータ、13・・ 極性反転検出
部、14・・ 制御部、15 ・・計時部、16・・・
・出力端子。FIG. 1 is a block diagram of a pitch extraction device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exemplary waveform diagram of each data according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a conventional pitch extraction device. It is. 1 acoustic signal input terminal, 2... binarization means, 3...
Timekeeping means, 4... Storage means, 5... Comparison means, 6
Adding means, end... Clock signal generating means, 8...
...output terminal, 9. -acoustic signal input terminal, 10.
Bypass filter, 11...Low pass filter, 12
...A/D converter, 13... Polarity reversal detection section, 14... Control section, 15... Time measurement section, 16...
・Output terminal.
Claims (1)
2値化された音声信号の周期を計時する計時手段と、前
記計時手段により計時された計時値を順次記憶するとと
もに、少なくとも2つ以上の計時値を記憶することがで
きる記憶手段と、前記計時手段により計時された計時値
と前記記憶手段に記憶した計時値を順次比較し、2つの
計時値の比が定められた値の範囲内にある場合一致信号
を出力する比較手段と、前記比較手段により比較された
前記記憶手段に記憶された計時値を累積加算する加算手
段とを具備し、前記比較手段からの一致信号により加算
手段から計数値の累積加算結果を得ることを特徴とする
ピッチ抽出装置。A binarizing means for binarizing the audio signal, a clocking means for counting the period of the audio signal binarized by the binarizing means, and sequentially storing the time values measured by the clocking means, A storage means capable of storing at least two or more timed values, and a timed value measured by the timed means and a timed value stored in the storage means are sequentially compared, and a ratio of the two timed values is determined. Comparing means for outputting a coincidence signal when the values are within a range, and addition means for cumulatively adding the timed values stored in the storage means compared by the comparison means, the coincidence signal from the comparison means is provided. A pitch extracting device characterized in that a cumulative addition result of count values is obtained from an adding means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63103006A JPH0690077B2 (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Pitch extractor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63103006A JPH0690077B2 (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Pitch extractor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01272979A true JPH01272979A (en) | 1989-10-31 |
JPH0690077B2 JPH0690077B2 (en) | 1994-11-14 |
Family
ID=14342574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63103006A Expired - Lifetime JPH0690077B2 (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Pitch extractor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0690077B2 (en) |
-
1988
- 1988-04-26 JP JP63103006A patent/JPH0690077B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0690077B2 (en) | 1994-11-14 |
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