JPH05183522A - 音声・楽音識別回路 - Google Patents

音声・楽音識別回路

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Publication number
JPH05183522A
JPH05183522A JP13592A JP13592A JPH05183522A JP H05183522 A JPH05183522 A JP H05183522A JP 13592 A JP13592 A JP 13592A JP 13592 A JP13592 A JP 13592A JP H05183522 A JPH05183522 A JP H05183522A
Authority
JP
Japan
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signal
value
voice
difference
tone
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP13592A
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English (en)
Inventor
Kenji Horiguchi
健治 堀口
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディジタル化された入力信号から音声信号と
楽音信号とを、高い品質で効率よく識別する。 【構成】 差分絶対値演算手段2は、ある一定区間にお
ける入力信号Xi の現時点の値と前信号の値との差の絶
対値を求める。ビット幅集計手段3は、前記絶対値をビ
ット幅別に正規化集計して集計量を求める。累計算出手
段4は、前記集計値の1ビットからnビットまでを累計
して累計値を求める。判定手段5は、前記累計値と設定
された閾値とを比較して音声信号と楽音信号とを判別す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人間がしゃべる音声信
号と楽器による楽音信号とを識別する音声・楽音識別回
路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。 文献;昭和62年電子情報通信学会情報・システム部門
全国大会講演論文集380 細田等「DCME過負荷保
護用データ識別方式の一検討」P.2−111 従来、前記文献に記載されているように、衛星等を利用
した国際通信の分野で、DSI(data discrimination
algorithm )技術とADPCM(adaptive differentia
l pulse-code modulation )技術を融合したディジタル
回線多重化装置(以下、DCMEという)が注目されて
いる。このDCMEにおいて、伝送路チャネルが過負荷
状態になったとき、伝送路の割り当てビット(通常、4
ビット)を1ビット削減し、通話の締め出しを解消する
手法が用いられているが、ボイスバンドデータ(voiceb
anddata)からなるモデム信号を伝送しているチャネルを
1ビット削減すると、伝送特性が劣化する。そのため、
ADPCMの入力信号がボイスバンドデータかどうかを
識別する必要がある。そこで、前記文献の技術では、D
CME過負荷保護用データ識別アルゴリズムを用い、入
力信号が音声信号か、ボイスバンドデータであるかを識
別するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
音声信号とモデム信号(voicebanddata)を識別する方法
を用いて、音声と楽音を識別するための音声・楽音識別
回路を構成すると、次のような課題があった。
【0004】ここで、楽音(musical tone)とは人間が
しゃべる音声信号と分離できる音をいう。音声信号は、
会話を実現するための意志伝達の手段であって、ある程
度の品質を確保できればよい音である。音声は人間の声
道から発生され、主にホルマントによってスペクトル特
性が与えられる。又、楽音は音楽的に豊かな感じを与え
るものをいい、該楽音は振動が周期的であり、かつ高調
波の振動数が正数比を形成している特徴を有する。これ
らの一例として、図2に音声信号の時系列波形図、図3
に楽音信号の時系列波形図をそれぞれ示す。図3の楽音
信号はオーケストラによる波形図である。図2及び図3
の各波形図の下に描かれた波形図は、上の図の部分拡大
図である。
【0005】このような音声信号と楽音信号とを識別す
る場合、両者の信号の性質が違い過ぎるため、音声信号
と楽音信号とを区別し、音声信号は該音声信号に応じた
帯域の品質を確保して明瞭度及び了解度を向上させ、さ
らに楽音信号は該楽音信号に応じた広い帯域で扱うこと
によって品質の高い効率的な音声・楽音識別回路を提供
することが困難であった。
【0006】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
して、音声信号と楽音信号とを区別し、該音声信号の明
瞭度及び了解度を向上させると共に、品質の高い効率的
な楽音信号を識別することが困難な点について解決した
音声・楽音識別回路を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、ディジタル化された入力信号から音声信
号と楽音信号とを識別する音声・楽音識別回路におい
て、ある一定区間における前記入力信号の現時点の値と
前信号との値の差の絶対値を求める差分絶対値演算手段
と、前記絶対値をビット幅別に正規化集計して集計値を
求めるビット幅集計手段と、前記集計値の1ビットから
nビットまでを累計して累計値を求める累計算出手段
と、前記累計値と設定された閾値とを比較して音声信号
又は楽音信号を判別する判定手段とを、備えている。
【0008】
【作用】本発明によれば、以上のように音声・楽音識別
回路を構成したので、ディジタル化された信号が入力さ
れると、差分絶対値演算手段では、ある一定区間におけ
る信号の現時点の値と前信号との値の差の絶対値を求め
てビット幅集計手段へ送る。ビット幅集計手段では、絶
対値をビット幅別に正規化集計して集計値を求め、累計
算出手段へ送る。累計算出手段は、集計値の1ビットか
らnビットまでを累計して累計値を求める。判定手段で
は、累計値と閾値とを比較し、例えば累計値が閾値より
も大きいとき音声信号と判定し、小さいときに楽音信号
と判定する。従って、前記課題を解決できるのである。
【0009】
【実施例】まず、本実施例の音声・楽音識別回路を説明
する前に、本実施例の原理を説明する。音声信号及び楽
音信号は一般に相関が強く、この相関を利用して種々の
符号化方式が実現されている。図4(a),(b)及び
図5(a)〜(c)は、音声信号と楽音信号の差分を求
め、ヒストグラムを求めた音声信号特性図及び楽音信号
特性図である。図4(a)は女性の音声特性、図4
(b)は男性の音声信号特性、図5(a)はトランペッ
トの特性、図5(b)はピアノの特性、及び図5(c)
はオーケストラの特性である。この図4及び図5におい
て、横軸は音声信号あるいは楽音信号の変化差分の正規
化した変化ビット幅のビット数であり、縦軸は発生の頻
度を示す発生率である。
【0010】図4及び図5から明らかなように、音声で
は4ビットまでの信号変化が全体の60%に渡ってい
る。一方、楽音信号であるトランペット、ピアノ及びオ
ーケストラでは、4ビットまでの発生頻度が2〜30%
であり、全体的にビットの変化幅が広くなっている。こ
のデータを基に、ビット変化の発生頻度に判定レベルを
設けることにより、音声信号と楽音信号とを判別するこ
とができる。このような原理に基づき構成された本実施
例の音声・楽音識別回路の構成例を図1に示す。図1
は、本発明の実施例を示す音声・楽音識別回路の機能ブ
ロック図である。この音声・楽音識別回路は、集積回路
を用いた個別回路、あるいはディジタル・シグナル・プ
ロセッサ(DSP)等を用いたプログラム制御等により
構成されるもので、ディジタル化された入力信号Xi
ある一定区間読取る読取り手段1を有し、その出力側に
は、読取られた入力信号Xi の現時点の値と前信号との
値の差の絶対値を求める差分絶対値演算手段2が接続さ
れている。演算手段2の出力側には、その演算手段2で
求めた絶対値をビット幅別に正規化集計して集計値を求
めるビット幅集計手段3が接続されている。ビット幅集
計手段3は、カウンタ等で構成され、その出力側には、
該ビット幅集計手段3で求めた集計値の1ビットからn
ビットまでを累計して累計値を求める累計算出手段4が
接続され、さらにその出力側に、判定手段5が接続され
ている。判定手段5は、累計算出手段4で求めた累計値
と決められた閾値とを比較し、例えば累計値が閾値より
大きいとき音声信号、小さいとき楽音信号と判定する機
能を有している。
【0011】次に、図6及び図7を参照しつつ、図1の
動作を説明する。図6は図1の動作フローチャート、及
び図7は図6中の差分集計ルーチンのフローチャートで
あり、PAD記法で記述されている。図6及び図7中の
S1〜S6,S21〜S23は、各処理ステップを表
す。
【0012】図6において、図1の音声・楽音識別回路
の動作が開始すると、ステップS1において、ビット幅
集計手段3内のカウンタの値、即ち累算変数DF0〜D
F13を0に初期設定する。ステップS1でカウンタの
初期設定をした後、ステップS2で、一定区間(1〜
N)における信号の前信号との値の差の絶対値を取るた
め、信号の差分を集計する図7の差分集計ルーチンを実
行する。
【0013】図7の差分集計ルーチンでは、ステップS
21において、読取り手段1により、ディジタル化され
た入力信号Xi から1サンプル分xを読取り、ステップ
S22へ進む。ステップS22では、差分絶対値演算手
段2により、入力信号Xi の現時点の値xと前信号の値
0 の差の絶対値d=|x−x0 |を求め、x0 =xと
設定した後、ステップS23へ進む。ステップS23は
ビットの区分の判定部であり、ビット幅集計手段3によ
り、差分の絶対値dとビット判定値(例えば、213〜2
0 )とを比較することにより、その比較結果に基づき、
各累算変数DF0〜DF13を順次+1していく。その
ため、累算変数DF0〜DF13には、正規化した変化
差分の発生量が記録されることになる。
【0014】図6のステップS2では、図7の差分集計
ルーチンをコールし、その部分で一定区間N回コールす
る。一定区間Nは時間を表す予め定めた常数である。図
7の差分集計ルーチンでは、ステップS21〜S23を
N回繰り返し、絶対値dをビット幅別に正規化集計して
集計値を求めた後、図6のステップS3へ進む。
【0015】ステップS3では、累計算出手段4によ
り、ステップS2で求めた累算変数DF0〜DF13の
集計値を基に、その集計値の1ビットからnビット(例
えば、DF0〜DF4)までを累計し、データ総数Nで
正規化して変数SXに格納する。その後、ステップS4
では、判定手段5により、ステップS3で求めた変数S
Xと閾値THとの比較を行い、変数SXが閾値THより
大きいとき、ステップS5で音声信号と判定し、それ以
外のときステップS6で楽音信号と判定し、音声・楽音
識別処理を終了する。閾値THの値として、例えば0.
6等を用いることができる。又、変数SXの判定として
は、閾値THの値より小さいとき、楽音信号と判定する
ことも可能である。
【0016】以上のように、本実施例では、差分絶対値
演算手段2で、一定区間(1〜N)における入力信号X
i の前信号との値の差の絶対値dを求め、その絶対値d
をビット幅集計手段3でビット幅別に集計し、その集計
値の1ビットからnビットまでを累計算出手段4で累算
した後、判定手段5で、累算値と閾値THとを比較し、
累算値が閾値THより大きいとき音声信号と判定するよ
うにしているので、音声信号と楽音信号を明確に検出で
きる。そのため、音声信号は音声信号に応じた帯域の品
質を確保する処理により、明瞭度及び了解度を向上で
き、楽音信号は楽音信号に応じた広い帯域で扱うことに
より、品質の高い、効率的な識別処理が可能となる。さ
らに、演算量も少なくてよいため、回路規模を小さくで
きる。
【0017】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば、ビット幅集計手段3の処理内容を、図7のステ
ップS23以外の処理内容に変更したり、累計算出手段
4の処理内容を、図6のステップS3以外の処理内容に
変更する等、種々の変形が可能である。
【0018】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ある一定区間における信号の現時点の値と前信号
の値との差の絶対値を求め、その絶対値をビット幅別に
正規化集計し、該集計値のnビット累計と設定された閾
値とを比較することにより、音声信号と楽音信号とを判
別するようにしている。そのため、音声信号と楽音信号
とを明確に区別し、音声信号は音声信号に応じた帯域の
品質を確保することによって明瞭度及び了解度が向上
し、さらに楽音信号は楽音信号に応じた広い帯域で扱う
ことによって品質の高い効率的な識別処理が可能とな
る。
【0019】さらに、識別処理を短時間で行うことがで
きると共に、演算量も少なくてよいため、回路規模の小
型化が可能となる。従って、ディジタル信号で音声信号
及び楽音信号を処理する種々の信号処理装置等に適用で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す音声・楽音識別回路の機
能ブロック図である。
【図2】音声信号の時系列波形図である。
【図3】楽音信号の時系列波形図である。
【図4】音声信号の特性図である。
【図5】楽音信号の特性図である。
【図6】図1の動作フローチャートである。
【図7】図6中の差分集計ルーチンのフローチャートで
ある。
【符号の説明】
1 読取り手段 2 差分絶対値演算手段 3 ビット幅集計手段 4 累計算出手段 5 判定手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル化された入力信号から音声信
    号と楽音信号とを識別する音声・楽音識別回路におい
    て、 ある一定区間における前記入力信号の現時点の値と前信
    号との値の差の絶対値を求める差分絶対値演算手段と、 前記絶対値をビット幅別に正規化集計して集計値を求め
    るビット幅集計手段と、 前記集計値の1ビットからnビットまでを累計して累計
    値を求める累計算出手段と、 前記累計値と設定された閾値とを比較して音声信号又は
    楽音信号を判別する判定手段とを、 備えたことを特徴とする音声・楽音識別回路。
JP13592A 1992-01-06 1992-01-06 音声・楽音識別回路 Withdrawn JPH05183522A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13592A JPH05183522A (ja) 1992-01-06 1992-01-06 音声・楽音識別回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP13592A JPH05183522A (ja) 1992-01-06 1992-01-06 音声・楽音識別回路

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JPH05183522A true JPH05183522A (ja) 1993-07-23

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ID=11465591

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13592A Withdrawn JPH05183522A (ja) 1992-01-06 1992-01-06 音声・楽音識別回路

Country Status (1)

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JP (1) JPH05183522A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100517567B1 (ko) * 1997-07-09 2005-12-14 소니 가부시끼 가이샤 신호식별장치,코드북절환장치,신호식별방법및코드북절환방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100517567B1 (ko) * 1997-07-09 2005-12-14 소니 가부시끼 가이샤 신호식별장치,코드북절환장치,신호식별방법및코드북절환방법

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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990408