JPH05265490A - Pitch period extracting device - Google Patents

Pitch period extracting device

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Publication number
JPH05265490A
JPH05265490A JP4092326A JP9232692A JPH05265490A JP H05265490 A JPH05265490 A JP H05265490A JP 4092326 A JP4092326 A JP 4092326A JP 9232692 A JP9232692 A JP 9232692A JP H05265490 A JPH05265490 A JP H05265490A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pitch period
time difference
tone signal
minimum peak
digital
Prior art date
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Pending
Application number
JP4092326A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Okamoto
誠司 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd filed Critical Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority to JP4092326A priority Critical patent/JPH05265490A/en
Publication of JPH05265490A publication Critical patent/JPH05265490A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the pitch period extracting device which can extract a pitch period at a high speed although the constitution is inexpensive and simple. CONSTITUTION:This device consists of an arithmetic means 12 which extracts a specific period of a digital musical sound signal obtained by sampling an analog musical sound signal at specific time intervals and finds and cumulates differences between digital musical sound signals at a distance of each time difference in the specific section, a minimum peak detecting means 13 which detects a minimum peak position according to values corresponding to the respective time differences cumulated and added by the arithmetic means 12, and a pitch period arithmetic means 14 which calculates the pitch period from information showing the minimum peak position detected by the minimum peak detecting means 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば楽音や音声等か
らピッチ周期を抽出するピッチ周期抽出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pitch period extracting device for extracting a pitch period from, for example, a musical sound or a voice.

【0002】近年、生の楽音又は振動からピッチ周期を
抽出し、デジタル音源に送ったりMIDI信号として外
部装置に出力する機能を有する電子楽器が開発されてい
る。
In recent years, an electronic musical instrument has been developed which has a function of extracting a pitch period from a raw musical sound or vibration and sending it to a digital sound source or outputting it as an MIDI signal to an external device.

【0003】かかる楽音や振動のピッチ周期抽出方法と
しては、自己相関関数を用いた自己相関法が知られてい
るが、該方法では大量の乗算及び加算を行う必要があ
り、ピッチ周期の抽出に時間がかかるので改善が望まれ
ている。
An autocorrelation method using an autocorrelation function is known as a pitch cycle extraction method for such a musical sound or vibration, but in this method, a large amount of multiplication and addition are required, and the pitch cycle is extracted. Since it takes time, improvement is desired.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来、自己相関法においては、入力され
たアナログ楽音波形をデジタル化し、所定の前処理を施
したものを適当な区間で区切り、該区間内で時間差を変
数として各時間差に対する自己相関関数を計算する。そ
して、計算された自己相関関数が最大となるときの時間
差を求め、この時間差をピッチ周期とするとともに、こ
のピッチ周期の逆数をピッチ周波数として検出する。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the auto-correlation method, an input analog musical tone waveform is digitized, and a pre-processed signal is divided into appropriate intervals, and the time difference is used as a variable within the interval to determine the self-timer for each time difference. Compute the correlation function. Then, the time difference when the calculated autocorrelation function becomes maximum is obtained, and this time difference is used as the pitch period, and the reciprocal of this pitch period is detected as the pitch frequency.

【0005】なお、自己相関法を用いたピッチ周波数検
出方法の一例については、例えば特開昭62−2700
00号公報に詳述してある。
An example of the pitch frequency detecting method using the autocorrelation method is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-2700.
This is described in detail in Japanese Patent Publication No. 00.

【0006】ここで、自己相関関数φ(d)は、次式で
与えられる。 上式において、dは時間差、nは分析区間内のサンプル
番号、X(n),X(n+d)は入力波形のサンプル値
(デジタル楽音信号の値)である。
Here, the autocorrelation function φ (d) is given by the following equation. In the above equation, d is a time difference, n is a sample number in the analysis section, and X (n) and X (n + d) are sample values of the input waveform (values of digital musical tone signals).

【0007】自己相関関数φ(d)は、所定区間内のN
個のサンプリングされたデジタル楽音信号X(n)(n
=1、…、N)において、楽音信号X(n)と、当該楽
音信号X(n)に対してサンプル番号をdだけずらした
デジタル楽音信号、換言すれば時間差dのデジタル楽音
信号X(n+d)との累積積和で求められる。
The autocorrelation function φ (d) is N within a predetermined section.
Number of sampled digital tone signals X (n) (n
= 1, ..., N), the musical tone signal X (n) and a digital musical tone signal obtained by shifting the sample number from the musical tone signal X (n) by d, in other words, a digital musical tone signal X (n + d) with a time difference d. ) And the cumulative sum of products.

【0008】かかる自己相関法を用いてピッチ周期を抽
出するピッチ周期抽出装置は、例えば図6に示すように
構成される。
A pitch period extraction device for extracting a pitch period using the autocorrelation method is constructed as shown in FIG. 6, for example.

【0009】図において、50は楽音信号の入力端子で
あり、例えば図4に示すような波形(ピアノの例)を有
するアナログ楽音信号が入力される。このアナログ楽音
信号はA/D変換器51においてデジタル楽音信号に変
換された後、演算部52に供給される。
In the figure, reference numeral 50 is a musical tone signal input terminal to which an analog musical tone signal having a waveform (example of a piano) as shown in FIG. 4 is inputted. This analog musical tone signal is converted to a digital musical tone signal by the A / D converter 51 and then supplied to the arithmetic unit 52.

【0010】演算部52では、上記(1)式に示される
積和演算を行い、それぞれの時間差dにおける自己相関
関数値を求める。この演算部52で求めた値に基づいて
自己相関関数を描くと、図7に示すような波形が得られ
る。この演算部52での演算結果は、極大ピーク検出部
53に送られる。
The arithmetic unit 52 performs the sum-of-products arithmetic operation shown in the equation (1) to obtain the autocorrelation function value at each time difference d. When an autocorrelation function is drawn based on the value obtained by the calculation unit 52, a waveform as shown in FIG. 7 is obtained. The calculation result of the calculation unit 52 is sent to the maximum peak detection unit 53.

【0011】極大ピーク検出部53では、演算部52か
ら供給される自己相関関数の極大ピーク位置を求め、ピ
ッチ周期演算部54に送出する。ピッチ周期演算部54
では、極大ピーク検出部53から供給される極大ピーク
位置情報に基づき、ピッチ周期(最初の極大ピーク位置
から次の極大ピーク位置までの時間)を算出する。この
ピッチ周期演算部54で算出されたピッチ周期を示す情
報は、出力端子55から出力され、所定の目的に使用さ
れるようになっている。
The maximum peak detecting section 53 obtains the maximum peak position of the autocorrelation function supplied from the calculating section 52 and sends it to the pitch period calculating section 54. Pitch cycle calculator 54
Then, the pitch period (the time from the first maximum peak position to the next maximum peak position) is calculated based on the maximum peak position information supplied from the maximum peak detection unit 53. The information indicating the pitch cycle calculated by the pitch cycle calculator 54 is output from the output terminal 55 and used for a predetermined purpose.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
る従来のピッチ周期抽出装置は、上記(1)式からも明
らかなように、各時間差dについて自己相関関数を演算
する場合、「X(n)×X(n+d)」という乗算を
「N−d」回実行する必要がある。
As is apparent from the above equation (1), the conventional pitch period extracting device having the above-mentioned structure has the function of "X" when calculating the autocorrelation function for each time difference d. The multiplication of (n) × X (n + d) ”needs to be performed“ N−d ”times.

【0013】一般に、乗算に要する時間は、加減算に要
する時間に比して膨大である。したがって、上記自己相
関関数の演算にも多大の時間を必要とし、実時間でピッ
チ周期を検出して所定の目的に使用するアプリケーショ
ンには適していないという問題があった。
Generally, the time required for multiplication is enormous as compared with the time required for addition and subtraction. Therefore, the calculation of the autocorrelation function also requires a lot of time, and there is a problem that it is not suitable for an application in which the pitch period is detected in real time and used for a predetermined purpose.

【0014】かかる問題を解消するためには高速の演算
素子を使用すればよいが、高速の演算素子は高価である
とともに特殊な電源を必要とする等の問題があり、普及
機等には広く適用できない。
In order to solve such a problem, a high-speed arithmetic element may be used. However, the high-speed arithmetic element is expensive and requires a special power source. Not applicable.

【0015】この発明は、かかる事情に鑑みてなされた
もので、安価且つ簡単な構成であるにも拘わらず、高速
でピッチ周期を抽出することのできるピッチ周期抽出装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pitch period extraction device capable of extracting a pitch period at a high speed in spite of having an inexpensive and simple structure. To do.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】この発明のピッチ周期抽
出装置は、上記目的を達成するために、図1に原理的に
示すように、アナログ楽音信号を所定の時間間隔でサン
プリングして得られたデジタル楽音信号の所定区間を抽
出し、該所定区間内における各時間差について、該時間
差分だけ離れた位置のデジタル楽音信号同士の差分を順
次求めて累積加算する演算手段12と、該演算手段12
で累積加算された各時間差に対応する値に基づき極小ピ
ーク位置を検出する極小ピーク検出手段13と、該極小
ピーク検出手段13で検出した極小ピーク位置を示す情
報からピッチ周期を演算するピッチ周期演算手段14と
を具備して構成される。
In order to achieve the above object, the pitch period extracting device of the present invention is obtained by sampling an analog tone signal at a predetermined time interval, as shown in principle in FIG. And a calculating means 12 for extracting a predetermined section of the digital musical tone signal, sequentially obtaining and cumulatively adding a difference between digital musical tone signals at positions separated by the time difference for each time difference within the predetermined section, and the calculating means 12.
The minimum peak detecting means 13 for detecting the minimum peak position based on the values corresponding to the respective time differences cumulatively added in the above, and the pitch cycle calculation for calculating the pitch cycle from the information indicating the minimum peak position detected by the minimum peak detecting means 13. And means 14 for configuring.

【0017】さらに具体的には、上記演算手段12は、
dを時間差、nを所定区間内の各デジタル楽音信号に付
されたサンプル番号(n=1,2,…,N)、X(n)
及びX(n+d)をサンプル番号n及びサンプル番号n
+dにおけるデジタル楽音信号の値とした場合に、 で示される演算を行うように構成される。
More specifically, the calculating means 12 is
d is a time difference, n is a sample number (n = 1, 2, ..., N) attached to each digital musical tone signal within a predetermined section, X (n)
And X (n + d) are sample number n and sample number n
If it is the value of the digital tone signal at + d, It is configured to perform the operation indicated by.

【0018】[0018]

【作用】本発明は、与えられたデジタル楽音信号の所定
区間を抽出し、該所定区間内における各時間差につい
て、該時間差分だけ離れた位置のデジタル楽音信号同士
の差分を順次求めて累積加算する演算を行い、換言すれ
ば、上記(1)式に従って各時間差dについて演算を行
い、この演算結果に基づいて極小ピーク位置を検出し、
検出された極小ピーク位置に所定の演算を施してピッチ
周期を抽出するようにしたものである。
According to the present invention, a predetermined section of a given digital musical tone signal is extracted, and for each time difference within the predetermined section, the differences between the digital musical tone signals at positions separated by the time difference are sequentially obtained and cumulatively added. The calculation is performed, in other words, the calculation is performed for each time difference d according to the equation (1), and the minimum peak position is detected based on the calculation result.
The pitch cycle is extracted by performing a predetermined calculation on the detected minimum peak position.

【0019】これにより、上記(1)式からも明らかな
ように、各演算過程において乗算を行う必要がなく、減
算及び加算(累算)だけでピッチ周期を求めることがで
きるので、高速にピッチ周期を抽出することができる。
また、乗算器が不要となるのでハードウエアを削減する
ことができ、安価なピッチ周期抽出装置が実現できる。
Thus, as is clear from the above equation (1), it is not necessary to carry out multiplication in each operation process, and the pitch period can be obtained only by subtraction and addition (accumulation), so that the pitch can be obtained at high speed. The period can be extracted.
Further, since the multiplier is not required, the hardware can be reduced and the inexpensive pitch period extraction device can be realized.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の実施例につき図面を参照しな
がら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図2は、本発明に係るピッチ周期抽出装置
の実施例の要部の構成を概略的に示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the construction of the main part of the embodiment of the pitch period extraction device according to the present invention.

【0022】図において、10は入力端子であり、種々
の楽器で発生された楽音や振動が電気信号に変換されて
供給されるものである。この入力端子10に供給される
楽音信号はアナログ楽音信号である。この入力端子10
から入力されたアナログ楽音信号はA/D変換器11に
供給される。
In the figure, reference numeral 10 is an input terminal for converting musical sounds and vibrations generated by various musical instruments into electric signals and supplying them. The musical tone signal supplied to the input terminal 10 is an analog musical tone signal. This input terminal 10
The analog tone signal input from is supplied to the A / D converter 11.

【0023】A/D変換器11は、入力されたアナログ
楽音信号を所定のサンプリングレートでサンプリング
し、デジタル楽音信号に変換するものである。このA/
D変換器11の出力はメモリ16及び17に供給され
る。
The A / D converter 11 samples the input analog musical tone signal at a predetermined sampling rate and converts it into a digital musical tone signal. This A /
The output of the D converter 11 is supplied to the memories 16 and 17.

【0024】メモリ16及び17は、A/D変換器11
から供給されるデジタル楽音信号を、所定区間分だけ記
憶するものである。このメモリ16及び17には、それ
ぞれ、後述するカウンタ18及びアドレス制御回路19
で生成されたアドレスが供給され、読出/書込みの制御
がなされるようになっている。このメモリ16及び17
から読み出されたデジタル楽音信号データは演算回路1
2に供給される。
The memories 16 and 17 are the A / D converter 11
The digital tone signal supplied from the device is stored only for a predetermined section. The memories 16 and 17 respectively include a counter 18 and an address control circuit 19 described later.
The address generated in step 1 is supplied and read / write control is performed. This memory 16 and 17
The digital tone signal data read from the arithmetic circuit 1
2 is supplied.

【0025】演算回路12は、上記メモリ16の出力と
メモリ17の出力との間で減算を施して差を求め、この
差の絶対値(以下、「差分値」という)を内部に備えた
アキュムレータ(図示しない)に累積加算するものであ
る。この演算回路12のアキュムレータに記憶された内
容は、1つの時間差dに対する演算が終了した時点で極
小ピーク検出部13に送出される。
The arithmetic circuit 12 obtains a difference by subtracting the output of the memory 16 and the output of the memory 17, and an accumulator internally provided with an absolute value of this difference (hereinafter referred to as "difference value"). (Not shown) is cumulatively added. The contents stored in the accumulator of the arithmetic circuit 12 are sent to the minimum peak detector 13 when the arithmetic operation for one time difference d is completed.

【0026】極小ピーク検出部13は、演算回路12か
ら送られてきた各時間差dに対応する差分値を累積加算
した値を記憶するとともに、これらの値を調べて極小ピ
ーク位置を検出するものである。この極小ピーク検出部
13で検出された極小ピーク位置を示すデータは、ピッ
チ周期演算部14に供給される。
The minimum peak detection section 13 stores the values obtained by cumulatively adding the difference values corresponding to the respective time differences d sent from the arithmetic circuit 12, and checks these values to detect the minimum peak position. is there. The data indicating the minimum peak position detected by the minimum peak detector 13 is supplied to the pitch cycle calculator 14.

【0027】ピッチ周期演算部14は、極小ピーク検出
部13から送られてくる極小ピーク位置を示すデータに
基づき所定の演算を行ってピッチ周期を求めるものであ
る。即ち、所定の極小ピーク位置と次の極小ピーク位置
との間の時間を算出し、これをピッチ周期データとす
る。このピッチ周期演算部14で算出されたピッチ周期
データは出力端子15に出力される。この出力端子15
から出力されるピッチ周期データが所定の目的に使用さ
れることになる。
The pitch period calculation unit 14 calculates the pitch period by performing a predetermined calculation based on the data indicating the minimum peak position sent from the minimum peak detection unit 13. That is, the time between a predetermined minimum peak position and the next minimum peak position is calculated and used as pitch cycle data. The pitch cycle data calculated by the pitch cycle calculator 14 is output to the output terminal 15. This output terminal 15
The pitch period data output from the device will be used for a predetermined purpose.

【0028】また、18はカウンタであり、メモリ16
に与えるアドレス、及びアドレス制御回路19を介して
メモリ17に与える各アドレスを生成するものである。
このカウンタ18のリセットパルス及びカウントクロッ
クは、後述する制御回路20から与えられる。
Reference numeral 18 denotes a counter, which is a memory 16
To the memory 17 and each address to be supplied to the memory 17 via the address control circuit 19.
The reset pulse and the count clock of the counter 18 are given from the control circuit 20 described later.

【0029】アドレス制御回路19は、当該ピッチ周期
抽出装置が、メモリへの書込みモードにあるときは、カ
ウンタ18の出力をそのまま通過させてメモリ17に供
給する。一方、メモリからの読出モードにあるときは、
カウンタ18が出力するデータに、制御回路20が出力
する制御信号SIG1を加算してメモリ17に供給する
ものである。ここで、制御信号SIG1は、時間差dを
示す信号である。
The address control circuit 19 passes the output of the counter 18 as it is and supplies it to the memory 17 when the pitch period extraction device is in the memory write mode. On the other hand, when in the read mode from the memory,
The control signal SIG1 output from the control circuit 20 is added to the data output from the counter 18, and the result is supplied to the memory 17. Here, the control signal SIG1 is a signal indicating the time difference d.

【0030】制御回路20は、上述したように、カウン
タ18にリセットパルスやカウントクロックを供給し、
また、アドレス制御回路19に制御信号SIG1を供給
する。上記カウントクロックは、A/D変換器11の変
換速度に同期して出力されるように構成される。
As described above, the control circuit 20 supplies the reset pulse and the count clock to the counter 18,
Further, the control signal SIG1 is supplied to the address control circuit 19. The count clock is configured to be output in synchronization with the conversion speed of the A / D converter 11.

【0031】さらに、制御回路20は、演算回路12に
対し減算及び累積加算を実行するタイミングを指示する
パルスを供給し、また、極小ピーク検出部13に対し極
小ピーク位置を検出するタイミングを指示するパルスを
供給し、さらに、ピッチ周期演算部14に対しピッチ周
期の演算を開始するタイミングを指示するルスを供給す
る。
Further, the control circuit 20 supplies the arithmetic circuit 12 with a pulse for instructing the timing of executing the subtraction and the cumulative addition, and also instructs the minimum peak detector 13 of the timing for detecting the minimum peak position. The pulse is supplied, and further, the pitch period calculation unit 14 is supplied with a rule for instructing the timing for starting the calculation of the pitch period.

【0032】次に、上記の構成において、本実施例の動
作につき説明する。
Next, the operation of the present embodiment having the above structure will be described.

【0033】本発明は、基本的には、演算回路12にお
ける演算を、下記(1)式で示す関数S(d)に従って
行うことにより各時間差dに対する関数値を求め、これ
らを極小ピーク位置の検出に使用するものである。
In the present invention, basically, the operation circuit 12 performs the operation according to the function S (d) shown in the following equation (1) to obtain the function value for each time difference d, and these are calculated as the minimum peak position. It is used for detection.

【0034】上式において、dは時間差、nは抽出され
た所定区間内の各デジタル楽音信号に付されたサンプル
番号(n=1,2,…,N)、X(n)及びX(n+
d)はそれぞれサンプル番号n及びサンプル番号n+d
におけるデジタル楽音信号の値である。
In the above equation, d is a time difference, n is a sample number (n = 1, 2, ..., N), X (n) and X (n +) assigned to each digital musical tone signal in the extracted predetermined section.
d) is sample number n and sample number n + d, respectively
Is the value of the digital tone signal in.

【0035】上記関数S(d)は、所定区間内の「N−
d」個のデジタル楽音信号X(n)と、当該デジタル楽
音信号X(n)に対してサンプル番号をdだけずらした
位置の「N−d」個のデジタル楽音信号、換言すれば時
間差dのデジタル楽音信号X(n+d)との差分値の累
積加算値で求められる。
The above function S (d) is "N-
"d" number of digital musical tone signals X (n) and "Nd" number of digital musical tone signals at a position where the sample number is shifted by d with respect to the digital musical tone signal X (n), in other words, the time difference d. It is obtained by the cumulative addition value of the difference value from the digital tone signal X (n + d).

【0036】次に、図3のフローチャートを参照しなが
ら、本実施例の動作につき詳細に説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

【0037】先ず、関数S(d)の演算に先立って、メ
モリ16、17にデジタル楽音信号データを記憶する処
理が行われる。
First, prior to the calculation of the function S (d), a process of storing the digital tone signal data in the memories 16 and 17 is performed.

【0038】即ち、入力端子10から、例えば図4に示
すようなアナログ楽音信号(図ではピアノの波形の例を
示している)が入力されると、該アナログ楽音信号は、
A/D変換器11において所定のサンプリングレートで
サンプリングされ、デジタル楽音信号に変換される。
That is, when an analog musical tone signal as shown in FIG. 4 (an example of a piano waveform is shown) is input from the input terminal 10, the analog musical tone signal is
The A / D converter 11 samples at a predetermined sampling rate and converts it into a digital tone signal.

【0039】このA/D変換器11で変換されたデジタ
ル楽音信号はメモリ16及び17に供給される。この
際、制御回路20は、カウンタ18にリセットパルスを
供給して該カウンタ18の内容をクリアした後、カウン
トクロックの供給を開始する。このカウンタ18の出力
は、書込みアドレスとしてメモリ16に供給される。
The digital tone signal converted by the A / D converter 11 is supplied to the memories 16 and 17. At this time, the control circuit 20 supplies a reset pulse to the counter 18 to clear the contents of the counter 18, and then starts supplying the count clock. The output of the counter 18 is supplied to the memory 16 as a write address.

【0040】一方、制御回路20は、アドレス制御回路
19に対し、カウンタ18の出力をそのまま通過させる
べき制御信号(例えば、制御信号SIG1をゼロとして
出力することにより実現される)を与える。これによ
り、カウンタ18の出力は、アドレス制御回路19をそ
のまま通過し、書込みアドレスとしてメモリ17に供給
される。
On the other hand, the control circuit 20 gives the address control circuit 19 a control signal (for example, which is realized by outputting the control signal SIG1 as zero) which should pass the output of the counter 18 as it is. As a result, the output of the counter 18 passes through the address control circuit 19 as it is and is supplied to the memory 17 as a write address.

【0041】即ち、メモリ16、17にデータを書き込
む際は、同じアドレスがメモリ16及び17に供給され
る。したがって、メモリ16とメモリ17には同じデジ
タル楽音信号データが記憶されることになる。
That is, when writing data to the memories 16 and 17, the same address is supplied to the memories 16 and 17. Therefore, the same digital tone signal data is stored in the memory 16 and the memory 17.

【0042】かかる書込み動作は、A/D変換器11の
変換速度に同期してインクリメントされるカウンタ18
の出力(アドレス)毎に行われる。また、カウンタ18
がカウントする最大値は、上記(1)式に示す「N」の
値で規定される。したがって、メモリ16及び17に
は、ゼロ番地から少なくとも「N」番地までに、順次同
じデジタル楽音信号データが記憶されることになる。
The writing operation is performed by the counter 18 which is incremented in synchronization with the conversion speed of the A / D converter 11.
Is performed for each output (address). In addition, the counter 18
The maximum value counted by is defined by the value of “N” shown in the above equation (1). Therefore, the same digital musical tone signal data is sequentially stored in the memories 16 and 17 from the address 0 to at least the address "N".

【0043】このようにして、メモリ16、17に所定
量のデジタル楽音信号データが記憶されると、先ず、時
間差dをゼロに初期化する(ステップS10)。この時
間差dの初期化は、制御回路20からアドレス制御回路
19に与える制御信号SIG1をゼロに初期化すること
に等しい。
When a predetermined amount of digital tone signal data is stored in the memories 16 and 17 in this way, first, the time difference d is initialized to zero (step S10). The initialization of the time difference d is equivalent to the initialization of the control signal SIG1 given from the control circuit 20 to the address control circuit 19 to zero.

【0044】次いで、上記(1)式に示した関数の演算
が実行される(ステップS11)。したがって、最初
は、メモリ16とメモリ17の同一番地から2つのデジ
タル楽音信号データが読み出されて演算回路12に与え
られることにより、該演算回路12において減算され、
さらに絶対値がとられて、制御回路20からのタイミン
グパルスに応じて内部に設けられたアキュムレータに累
積加算される。
Next, the operation of the function shown in the above equation (1) is executed (step S11). Therefore, first, two digital musical tone signal data are read from the same address of the memory 16 and the memory 17 and given to the arithmetic circuit 12, so that the arithmetic circuit 12 subtracts them.
Further, the absolute value is taken and cumulatively added to the accumulator provided inside according to the timing pulse from the control circuit 20.

【0045】この減算及び累積加算は、サンプル番号値
n=1、2、…、N−dの「N−d」個について行われ
る。そして、「N−d」個のデータに対する演算が終了
すると、その演算結果を関数値として極小ピーク検出部
13に送出する。極小ピーク検出部13では、送られて
きた関数値を一時記憶する。
This subtraction and cumulative addition are performed for "Nd" number of sample number values n = 1, 2, ..., Nd. Then, when the calculation on “Nd” pieces of data is completed, the calculation result is sent to the minimum peak detection unit 13 as a function value. The minimum peak detector 13 temporarily stores the received function value.

【0046】次いで、時間差dが時間差最大値dmax
り大きくなったか否かが調べられる(ステップS1
2)。ここで、時間差最大値dmax は、関数の演算を行
う範囲を規定する値であり、検出すべき周波数帯域や求
められる精度に応じて任意に定められるものである。
Then, it is checked whether or not the time difference d is larger than the time difference maximum value d max (step S1).
2). Here, the maximum time difference value d max is a value that defines the range in which the function is calculated, and is arbitrarily determined according to the frequency band to be detected and the required accuracy.

【0047】このステップS12で、時間差dが時間差
最大値dmax より大きくないことが判断されると、時間
差dをインクリメントし(ステップS13)、その後、
ステップS11に戻る。これにより、制御回路20から
アドレス制御回路19に与える制御信号SIG1が
「1」にされる。
When it is determined in step S12 that the time difference d is not larger than the time difference maximum value d max , the time difference d is incremented (step S13), and thereafter,
It returns to step S11. As a result, the control signal SIG1 supplied from the control circuit 20 to the address control circuit 19 is set to "1".

【0048】したがって、2回目のステップS11にお
ける関数の演算においては、メモリ16は「0」番地か
ら、メモリ17は「1」番地からデジタル楽音信号デー
タの読み出しが開始され、時間差d=1の関数値が算出
されることになる。
Therefore, in the calculation of the function in the second step S11, the reading of the digital tone signal data is started from the address "0" in the memory 16 and from the address "1" in the memory 17, and the function with the time difference d = 1. The value will be calculated.

【0049】以下、同様にして、ステップS11〜S1
3の繰り返し実行により、各時間差dに対する関数値が
算出され、極小ピーク検出部13内部に記憶される。こ
のようにして算出された各時間差dに対する関数値を図
示すると、図5に示すような波形となる。
Thereafter, similarly, steps S11 to S1 are performed.
The function value for each time difference d is calculated by repeating the operation 3 and stored in the minimum peak detection unit 13. When the function value for each time difference d calculated in this way is illustrated, the waveform is as shown in FIG.

【0050】上記繰り返し実行の過程において、ステッ
プS12で、時間差dが時間差最大値dmax より大きく
なったことが判断されると、極小ピーク検出処理が行わ
れる(ステップS14)。
When it is determined in step S12 that the time difference d is larger than the time difference maximum value d max in the above-described repeated execution process, the minimum peak detection process is performed (step S14).

【0051】即ち、制御回路20が極小ピーク検出部1
3に対し、極小ピーク位置検出を行うべきことを指示す
るタイミングパルスを与えることにより、極小ピーク検
出部13は、記憶されている各時間差dに対する関数値
を調べ、その中から極小値を検出する。そして、該検出
された極小値に対応する時間差dを、ピッチ周期演算部
14に送出する。
That is, the control circuit 20 controls the minimum peak detector 1
By giving a timing pulse instructing that the minimum peak position should be detected to 3, the minimum peak detection unit 13 checks the stored function value for each time difference d, and detects the minimum value from among them. . Then, the time difference d corresponding to the detected minimum value is sent to the pitch cycle calculator 14.

【0052】次いで、ピッチ周期演算が行われる(ステ
ップS15)。即ち、極小ピーク検出部13から受け取
った極小ピーク位置情データ(時間差d)に基づき、例
えば図5に示すように、最初の極小ピーク位置と次の極
小ピーク位置との時間を算出し、これをピッチ周期とし
て抽出する。ここで抽出されたピッチ周期は、出力端子
15から出力され、所定のアプリケーションに使用され
る。
Next, the pitch cycle calculation is performed (step S15). That is, based on the minimum peak position information (time difference d) received from the minimum peak detection unit 13, the time between the first minimum peak position and the next minimum peak position is calculated as shown in FIG. Extract as pitch period. The pitch period extracted here is output from the output terminal 15 and used for a predetermined application.

【0053】以上のように、上記実施例によれば、与え
られたデジタル楽音信号の所定区間を抽出し、該所定区
間内における各時間差dについて、該時間差分dだけ離
れた位置のデジタル楽音信号同士の差分を順次求めて累
積加算する演算を行い、換言すれば、上記(1)式に従
って各時間差dについて演算を行い、この演算結果に基
づいて極小ピーク位置を検出し、検出された極小ピーク
位置に所定の演算を施してピッチ周期を抽出するように
している。
As described above, according to the above-described embodiment, the predetermined section of the given digital tone signal is extracted, and the digital tone signal at the position separated by the time difference d for each time difference d in the predetermined section. The difference between the two is sequentially obtained and cumulative addition is performed. In other words, each time difference d is calculated according to the above equation (1), the minimum peak position is detected based on this calculation result, and the detected minimum peak is calculated. A predetermined calculation is performed on the position to extract the pitch period.

【0054】これにより、上記(1)式からも明らかな
ように、乗算を行う必要がなく、減算及び加算(累積加
算)だけでピッチ周期を求めることができるので、高速
にピッチ周期を抽出することができるとともに、乗算器
を必要としないのでハードウエアの削減ができ、安価な
ピッチ周期抽出装置を実現できる。
Thus, as is clear from the above equation (1), it is not necessary to perform multiplication, and the pitch cycle can be obtained only by subtraction and addition (cumulative addition), so that the pitch cycle can be extracted at high speed. In addition, since a multiplier is not required, the hardware can be reduced and an inexpensive pitch period extraction device can be realized.

【0055】かかる構成によれば、高速にピッチ周期を
算出するアプリケーション、例えばシンセサイザギタ
ー、ボコーダ、デジタルピッチチューナー等に適用して
良好な効果が得られる。
According to this structure, a good effect can be obtained by being applied to an application for calculating a pitch period at high speed, for example, a synthesizer guitar, a vocoder, a digital pitch tuner or the like.

【0056】なお、上記実施例では、楽音信号データを
記憶するメモリとして、2つのメモリ16及び17を用
いたが、2ポートメモリを使用することにより1つのメ
モリで構成することも可能である。この場合、ハードウ
エアを節減したピッチ周期抽出装置を構成できるという
利点がある。
In the above embodiment, the two memories 16 and 17 are used as the memories for storing the tone signal data, but it is also possible to use one memory by using the two-port memory. In this case, there is an advantage that it is possible to configure a pitch period extraction device with reduced hardware.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
安価且つ簡単な構成であるにも拘わらず、高速でピッチ
周期を抽出することのできるピッチ周期抽出装置を提供
することができる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a pitch period extraction device capable of extracting a pitch period at a high speed, although it has a cheap and simple structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のピッチ周期抽出装置の原理を説明する
ための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a pitch period extraction device of the present invention.

【図2】本発明のピッチ周期抽出装置の実施例の構成を
概略的に示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of an embodiment of a pitch period extraction device of the present invention.

【図3】本発明の実施例の動作を説明するためのフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of the embodiment of the present invention.

【図4】本発明及び従来のピッチ周期抽出装置に入力さ
れるアナログ楽音信号の波形の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a waveform of an analog musical tone signal input to the pitch period extracting apparatus of the present invention and the conventional one.

【図5】本発明の実施例における関数を用いて算出され
た各時間差に対する関数値を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a function value for each time difference calculated using a function in the example of the present invention.

【図6】従来の自己相関関数を用いてピッチ周期を抽出
するピッチ周期抽出装置の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a pitch period extraction device that extracts a pitch period using a conventional autocorrelation function.

【図7】従来の自己相関関数を用いてピッチ周期を抽出
するピッチ周期抽出装置における各時間差に対する自己
相関関数値を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an autocorrelation function value for each time difference in a pitch period extraction device that extracts a pitch period using a conventional autocorrelation function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 入力端子 11 A/D変換器 12 演算手段(演算回路) 13 極小ピーク検出手段(極小ピーク検出部) 14 ピッチ周期演算手段(ピッチ周期演算部) 15 出力端子 16、17 メモリ 18 カウンタ 19 アドレス制御回路 20 制御回路 10 Input Terminals 11 A / D Converter 12 Arithmetic Means (Arithmetic Circuits) 13 Minimal Peak Detecting Means (Minimum Peak Detecting Units) 14 Pitch Cycle Calculating Means (Pitch Cycle Calculating Units) 15 Output Terminals 16, 17 Memory 18 Counter 19 Address Control Circuit 20 Control circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アナログ楽音信号を所定の時間間隔でサ
ンプリングして得られたデジタル楽音信号の所定区間を
抽出し、該所定区間内における各時間差について、該時
間差分だけ離れた位置のデジタル楽音信号同士の差分を
順次求めて累積加算する演算手段と、 該演算手段で累積加算された各時間差に対応する値に基
づき極小ピーク位置を検出する極小ピーク検出手段と、 該極小ピーク検出手段で検出した極小ピーク位置を示す
情報からピッチ周期を演算するピッチ周期演算手段とを
具備したことを特徴とするピッチ周期抽出装置。
1. A digital musical tone signal at a position separated by the time difference with respect to each time difference in the digital musical tone signal obtained by sampling an analog musical tone signal at a predetermined time interval. An arithmetic means for sequentially obtaining differences between them and cumulatively adding them, a minimal peak detecting means for detecting a minimal peak position based on a value corresponding to each time difference cumulatively added by the computing means, and a minimal peak detecting means A pitch period extracting device comprising: a pitch period calculating means for calculating a pitch period from information indicating a minimum peak position.
【請求項2】 前記演算手段は、dを時間差、nを所定
区間内の各デジタル楽音信号に付されたサンプル番号
(n=1,2,…,N)、X(n)及びX(n+d)を
サンプル番号n及びサンプル番号n+dにおけるデジタ
ル楽音信号の値とした場合に、下記(1)式の演算を行
うことを特徴とする請求項1記載のピッチ周期抽出装
置。
2. The calculating means is a sample number (n = 1, 2, ..., N), X (n) and X (n + d) assigned to each digital tone signal in a predetermined section, where d is a time difference and n is a predetermined section. 2. The pitch period extraction device according to claim 1, wherein the calculation of the following formula (1) is performed when) is the value of the digital tone signal at sample number n and sample number n + d.
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