JPH0481197B2 - - Google Patents
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- JPH0481197B2 JPH0481197B2 JP58069469A JP6946983A JPH0481197B2 JP H0481197 B2 JPH0481197 B2 JP H0481197B2 JP 58069469 A JP58069469 A JP 58069469A JP 6946983 A JP6946983 A JP 6946983A JP H0481197 B2 JPH0481197 B2 JP H0481197B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明はピツチ調整装置に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a pitch adjustment device.
音声や楽音等の波形をサンプリングし(サンプ
リング周期をTsとする)、AD変換して得られた
デイジタル信号(時間に関して離散的なサンプル
値列)を再生する際にピツチ(音の高さ)を変え
て出力したい場合がある。最も簡単な方法はサン
プリング時とは異なるサンプリング周期(Ts″と
する)ごとにDA変換するのであるが、システム
のサンプリング周期を固定しておきたい場合には
不適当である。このような場合にはデイジタル信
号処理によつてピツチを調整する必要がある。そ
れには、あたかも別のサンプリング周期(Ts′と
する)ごとにサンプリングされたようなデイジタ
ル信号を生成し、これをTsなるサンプリング周
期ごとに出力すればよい。 Pitch (sound pitch) is used when reproducing the digital signal (a sequence of sample values that are discrete with respect to time) obtained by sampling the waveform of voice or musical tone (sampling period is T s ) and performing AD conversion. There are cases where you want to change the output. The simplest method is to perform DA conversion at each sampling period (denoted as T s ″), which is different from the sampling time, but this is not appropriate when you want to keep the sampling period of the system fixed.In such cases To do this, it is necessary to adjust the pitch by digital signal processing.To do this, a digital signal is generated as if it were sampled at a different sampling period (T s ), and then the pitch is It is sufficient to output it every cycle.
従来このような信号を求める手段として直線補
間を利用したものがある。即ち時間に関して離散
的なサンプル値間が直線的に変化しているような
時間的に連続な信号を仮定して、これをTs′なる
周期でサンプリングしたようなサンプル値を生成
するものである。この従来例では演算量が少な
く、ピツチの変化幅をほぼ連続的に選べるという
長所があるが、誤差が大きく、原波形のスペクト
ル包絡の形状によつては、ピツチの変化幅が数パ
ーセント以内であつても音質がかなり劣化すると
いう欠点があつた。 Conventionally, there is a method using linear interpolation as a means for obtaining such a signal. In other words, assuming a temporally continuous signal in which discrete sample values vary linearly with respect to time, sample values are generated by sampling this signal with a period of T s ′. . This conventional example has the advantage that the amount of calculation is small and the range of pitch change can be selected almost continuously, but the error is large and depending on the shape of the spectrum envelope of the original waveform, the range of pitch change may be within a few percent. However, the drawback was that the sound quality deteriorated considerably.
他の従来例の一つに、直線ではなく、次式で与
えられる関数によつて補間するものも知られてい
る。 Another known conventional example is one in which interpolation is performed not by a straight line but by a function given by the following equation.
h(t)=sin(πt/Ts)/πt/Ts) (1)
ここにTsは前記のサンプリング周期である。
この従来例では補間すべき原波形のサンプル値
(x(nTs)とx(n+1)Ts)とする)の間の1
サンプル(y(kTs′)とする)を次式によつて求
めている。 h(t)=sin(πt/ Ts )/πt/ Ts ) (1) Here, Ts is the sampling period described above.
In this conventional example, 1 between the sample values of the original waveform to be interpolated (x(nT s ) and x(n+1)T s ))
The sample (denoted as y(kT s ')) is obtained using the following equation.
y(kTs′)=L2
〓
〓l=-L 1
k(hTs′−(n+l)Ts)+x((n+l)Ts)
(2)
この従来例では誤差を少なくするためにはy
(kTs′)を1サンプル求めるために、原波形の多
くのサンプル値を用いなければならず多くの演算
を必要とするという欠点があつた。又、ピツチの
変化幅を連続的にするためには、h(t)の値をその
つど計算しなければならないために更に多くの演
算を必要とするという欠点もあつた。 y(kT s ′)= L2 〓 〓 l=-L 1 k(hT s ′−(n+l)T s )+x((n+l)T s )
(2) In this conventional example, in order to reduce the error, y
In order to obtain one sample of (kTs'), many sample values of the original waveform must be used and many calculations are required. In addition, in order to make the range of change in pitch continuous, the value of h(t) must be calculated each time, which has the disadvantage that more calculations are required.
第3の従来例として、デイジタルフイルタを用
いるものがある。これは原波形のサンプル値間に
値がゼロであるサンプル値をM−1サンプルずつ
補間し(その結果、サンプリング周期はTs/M
になる)、このサンプル値列をデイジタルローパ
スフイルタに入力してその出力をLサンプルごと
にとり出すものである。その結果、サンプリング
周期はTs×L/Mになる。この従来例では急岐
な遮断特性を有するフイルタを用いれば音質劣化
は防げるが、ピツチの変化幅を数パーセント以内
にするためにはL,Mを数10〜100程度にしなけ
ればならず、多くの演算を必要とするという欠点
があつた。 A third conventional example uses a digital filter. This interpolates sample values whose value is zero between the sample values of the original waveform by M-1 samples (as a result, the sampling period is T s /M
), this sample value sequence is input to a digital low-pass filter, and its output is taken out every L samples. As a result, the sampling period becomes T s ×L/M. In this conventional example, sound quality deterioration can be prevented by using a filter with abrupt cutoff characteristics, but in order to keep the pitch change range within a few percent, L and M must be set to several tens to 100. The disadvantage was that it required several calculations.
本発明の目的は、比較的少ない演算量で実現で
き、誤差の影響による音質劣化が少なく、かつピ
ツチの変化幅をほぼ連続的に選べるピツチ調整装
置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pitch adjustment device that can be realized with a relatively small amount of calculations, has little deterioration in sound quality due to the influence of errors, and can select pitch change range almost continuously.
本発明は、第一の周期でサンプリングされた波
形のサンプル値間を補間することによつて、第二
の周期毎のサンプル値を生成し、該サンプル値を
第一の周期で出力することによりピツチを変化さ
せる型のピツチ調整装置において、原波形のサン
プル値間に値がゼロであるサンプル値を補間して
サンプリング周期を整数分の1に短くする手段
と、その出力のサンプル値列をフイルタリングす
るデイジタルローパスフイルタと、前記デイジタ
ルローパスフイルタの出力サンプル値のうち、第
二の周期毎の時刻の前後のサンプル値間を直線補
間して新たなサンプル値を生成し、第一の周期で
出力する手段とから構成されることを特徴とす
る。 The present invention generates a sample value for each second period by interpolating between the sample values of the waveform sampled in the first period, and outputs the sample value in the first period. In a pitch adjustment device of the type that changes the pitch, there is a means for shortening the sampling period to one integer by interpolating a sample value of zero between the sample values of the original waveform, and a filter for the output sample value sequence. Among the output sample values of the digital low-pass filter and the digital low-pass filter, a new sample value is generated by linear interpolation between the sample values before and after the time in each second cycle, and is output in the first cycle. It is characterized by comprising means for.
本発明によれば、演算量は少なく、かつピツチ
の変化幅をほぼ連続的に選べると同時に、誤差に
よる音質劣化も低減できるという効果がある。 According to the present invention, the amount of calculation is small, the range of change in pitch can be selected almost continuously, and at the same time, deterioration in sound quality due to errors can be reduced.
次に、図面を用いて本発明の一実施例を説明す
る。 Next, one embodiment of the present invention will be described using the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
あり、第2図は入出力、および処理途中の信号の
一例の図である。 FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram of an example of input/output and signals during processing.
まず、入力端子107から入力された原波形の
サンプル値である入力信号は入力バツフア101
に蓄えられる。サンプリング周期がTsである入
力信号の例を第2図aに示す。制御回路106か
ら制御信号伝送路A114を介して送られる制御
信号に従つて、前記入力信号は前記入力バツフア
101からゼロ補間器102に入力信号伝送路1
10を介して逐次転送される。 First, an input signal, which is a sample value of the original waveform inputted from the input terminal 107, is sent to the input buffer 101.
is stored in An example of an input signal whose sampling period is Ts is shown in FIG. 2a. According to the control signal sent from the control circuit 106 via the control signal transmission line A114, the input signal is transferred from the input buffer 101 to the zero interpolator 102 through the input signal transmission line 1.
10.
前記ゼロ補間器102では前記制御回路106
から制御信号伝送路B115を介して送られる制
御信号に従つて、前記入力バツフア101から送
られた入力信号のサンプル値間に値がゼロである
サンプル値がM−1サンプル挿入され、その結果
サンプリング周期が1/M倍になつた信号がゼロ
補間信号伝送路111を通つてデイジタルローパ
スフイルタ103に送られる。第2図bに第2図
aに例示した入力信号に値がゼロのサンプルが挿
入された信号の例を示す。この例はM=2の場合
であるが、一般にはMの値が大きいほぼ誤差の影
響は低減される。 In the zero interpolator 102, the control circuit 106
According to the control signal sent from the input buffer 101 via the control signal transmission line B115, M-1 sample values having a value of zero are inserted between the sample values of the input signal sent from the input buffer 101, and as a result, the sampling The signal whose period has been multiplied by 1/M is sent to the digital low-pass filter 103 through the zero interpolation signal transmission line 111. FIG. 2b shows an example of a signal in which a sample having a value of zero is inserted into the input signal illustrated in FIG. 2a. Although this example is for M=2, generally the influence of errors is reduced as the value of M is large.
デイジタルローパスフイルタ103は前記制御
回路106から制御信号伝送路C116を介して
送られる制御信号に従つて、前記ゼロ補間器10
2から送られる信号をフイルタリングし、その結
果の信号をフイルタ出力伝送路112を介して直
線補間器104に送る。第2図cにデイジタルロ
ーパスフイルタの出力信号の例を示す。 The digital low-pass filter 103 filters the zero interpolator 10 according to a control signal sent from the control circuit 106 via the control signal transmission path C116.
The signal sent from 2 is filtered, and the resulting signal is sent to linear interpolator 104 via filter output transmission line 112. FIG. 2c shows an example of the output signal of the digital low-pass filter.
直線補間器104は前記制御回路106から制
御信号伝送路D117を介して送られる制御信号
に従つて、Ts′なる周期ごとのサンプル値を、前
記デイジタルローパスフイルタ103から送られ
た信号のサンプル間を直線補間して求め、結果の
信号を直線補間信号伝送路113を介して出力バ
ツフア105に送る。この直線補間器104に前
記制御回路106から送られる制御信号は、前記
デイジタルローパスフイルタ103の出力信号を
受け取ることを指示する情報と直線補間を行なう
時刻を指示する情報とからなる。後者の情報は前
記制御回路106が、調整率入力端子109から
入力された調整率αと系のサンプリング周期Ts
とからTs′=α・TsとしてTs′を算出して生成す
る。直線補間のようすを第2図cに、結果の信号
を第2図dに示す。 In accordance with the control signal sent from the control circuit 106 via the control signal transmission line D117, the linear interpolator 104 divides the sample value for each period T s ' between the samples of the signal sent from the digital low-pass filter 103. is obtained by linear interpolation, and the resulting signal is sent to the output buffer 105 via the linear interpolation signal transmission line 113. The control signal sent from the control circuit 106 to the linear interpolator 104 consists of information instructing to receive the output signal of the digital low-pass filter 103 and information instructing the time at which linear interpolation is to be performed. The latter information is obtained by the control circuit 106 based on the adjustment rate α input from the adjustment rate input terminal 109 and the sampling period Ts of the system.
From this, T s ′ is calculated and generated as T s ′ =α·T s . The linear interpolation is shown in Figure 2c, and the resulting signal is shown in Figure 2d.
出力バツフア105は前記直線補間器104か
ら送られる信号を蓄え、前記制御回路106から
制御信号伝送路E118を介して送られる制御信
号に従つて前記信号をサンプリング周期Tsごと
に出力端子108に出力する。出力端子から出力
される信号を第2図eに示す。 The output buffer 105 stores the signal sent from the linear interpolator 104, and outputs the signal to the output terminal 108 at every sampling period Ts according to the control signal sent from the control circuit 106 via the control signal transmission path E118. . The signal output from the output terminal is shown in FIG. 2e.
なお、直線補間を行なうところは実施例ではサ
ンプリング周期Ts′に対応するところのみについ
て補間しているが全てについて直線補間しても良
い。しかし、この場合はその分の処理量は増加す
ることになる。 Note that although linear interpolation is performed only for the portion corresponding to the sampling period T s ' in the embodiment, linear interpolation may be performed for all portions. However, in this case, the amount of processing will increase accordingly.
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図a〜eは入力、出力信号、ならびに処理途
中の信号の一例を示す図である。
図において、101は入力バツフア、102は
ゼロ補間器、103はデイジタルローパスフイル
タ、104は直線補間器、105は出力バツフ
ア、106は制御回路、107は入力端子、10
8は出力端子、109は調整率入力端子、をそれ
ぞれ示す。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
FIGS. 2a to 2e are diagrams showing examples of input signals, output signals, and signals in the middle of processing. In the figure, 101 is an input buffer, 102 is a zero interpolator, 103 is a digital low-pass filter, 104 is a linear interpolator, 105 is an output buffer, 106 is a control circuit, 107 is an input terminal, 10
Reference numeral 8 indicates an output terminal, and reference numeral 109 indicates an adjustment rate input terminal.
Claims (1)
プル値間を補間することによつて、第二の周期毎
のサンプル値を生成し、該サンプル値を第一の周
期で出力することによりピツチを変化させる型の
ピツチ調整装置において、原波形のサンプル値間
に値がゼロであるサンプル値を補間してサンプリ
ング周期を整数分の1に短くする手段と、その出
力のサンプル値列をフイルタリングするデイジタ
ルローパスフイルタと、前記デイジタルローパス
フイルタの出力サンプル値のうち、第二の周期毎
の時刻の前後のサンプル値間を直線補間して新た
なサンプル値を生成し、第一の周期で出力する手
段とから構成されることを特徴とするピツチ調整
装置。1 By interpolating between the sample values of the waveform sampled in the first cycle, a sample value is generated for each second cycle, and the pitch is changed by outputting the sample value in the first cycle. A pitch adjustment device of the type shown in FIG. a low-pass filter; and means for generating a new sample value by linear interpolation between the sample values before and after the time in each second cycle among the output sample values of the digital low-pass filter, and outputting the new sample value in the first cycle. A pitch adjustment device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58069469A JPS59195284A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Pitch adjustor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58069469A JPS59195284A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Pitch adjustor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59195284A JPS59195284A (en) | 1984-11-06 |
JPH0481197B2 true JPH0481197B2 (en) | 1992-12-22 |
Family
ID=13403554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58069469A Granted JPS59195284A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Pitch adjustor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59195284A (en) |
-
1983
- 1983-04-20 JP JP58069469A patent/JPS59195284A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59195284A (en) | 1984-11-06 |
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