JPH0690076B2 - ピッチ抽出装置 - Google Patents
ピッチ抽出装置Info
- Publication number
- JPH0690076B2 JPH0690076B2 JP63092016A JP9201688A JPH0690076B2 JP H0690076 B2 JPH0690076 B2 JP H0690076B2 JP 63092016 A JP63092016 A JP 63092016A JP 9201688 A JP9201688 A JP 9201688A JP H0690076 B2 JPH0690076 B2 JP H0690076B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- digital data
- pitch
- converter
- control unit
- timing
- Prior art date
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
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ッチ抽出
装置に関するものである。
装置に関するものである。
従来の技術 近年、デジタル技術の進歩に伴ない、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
やケプストラム技術等があるが、演算量の軽減、或は高
速処理を目的とした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。
術が提案されており、時間波形の自己相関を求める技術
やケプストラム技術等があるが、演算量の軽減、或は高
速処理を目的とした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。
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。
て説明する。
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。
る。
第３図において、１はハイパスフィルタ（HPF）、２は
ローパスフィルタ（LPF）、３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、４はA/Dコン
バータ３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、５
は極性反転検出部４から出力された極性反転検出信号に
従ってピッチ周期の計時の開始、或は終了を指示する計
時指示信号を出力する制御部、６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であ
る。
ローパスフィルタ（LPF）、３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、４はA/Dコン
バータ３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、５
は極性反転検出部４から出力された極性反転検出信号に
従ってピッチ周期の計時の開始、或は終了を指示する計
時指示信号を出力する制御部、６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であ
る。
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。
その動作について説明する。
マイクロホン等から入力される音響信号はハイパスフィ
ルタ１によって直流分を除去された後に、ローパスフィ
ルタ２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なされ、A/
Dコンバータ３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。
ルタ１によって直流分を除去された後に、ローパスフィ
ルタ２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なされ、A/
Dコンバータ３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。
次に、極性反転検出部４はA/Dコンバータ３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５へ出力する。制御部５は、極性
反転検出信号に従ってピッチ周期の計時の開始、或は終
了を指示する計時指示信号を計時部６に出力する。
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５へ出力する。制御部５は、極性
反転検出信号に従ってピッチ周期の計時の開始、或は終
了を指示する計時指示信号を計時部６に出力する。
ここで制御部５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６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。
出力されると、計時部６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。
更に計時終了を指示する計時指示信号が制御部５から出
力されると計時部６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５に出力した後、計時
結果をリセットする。以上の操作を極性反転検出部４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。
力されると計時部６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５に出力した後、計時
結果をリセットする。以上の操作を極性反転検出部４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。
尚、ピッチ周期Ni個をいわゆるピッチFi〔Hz〕に変換す
るにはサンプリング周波数Fs〔Hz〕を用いて、 Fi〔Hz〕＝Fs/Ni ……（１） として求めることができる。
るにはサンプリング周波数Fs〔Hz〕を用いて、 Fi〔Hz〕＝Fs/Ni ……（１） として求めることができる。
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かりか、精度を上げる
ためにサンプリング周波数を高くしなければならず、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
う問題があった。
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かりか、精度を上げる
ためにサンプリング周波数を高くしなければならず、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
う問題があった。
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ッチ抽出装置を提供
するものである。
ず、かつ簡単な構成で精度の高いピッチ抽出装置を提供
するものである。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明のピッチ抽出装置
は、帯域制限された音響信号をデジタルデータに変換す
るA/Dコンバータと、A/Dコンバータから出力される前記
デジタルデータのうち少なくとも２つ以上のデータを一
時記憶するメモリ部と、A/Dコンバータから出力される
デジタルデータの極性反転を検出し、制御部にピッチ周
期の計時を指示する計時指示信号を出力する極性反転検
出部と、計時指示信号に従ってピッチ周期の計時を開
始、或は終了し、かつメモリ部から極性反転したデジタ
ルデータを読み出して補間する制御部とから構成され
る。
は、帯域制限された音響信号をデジタルデータに変換す
るA/Dコンバータと、A/Dコンバータから出力される前記
デジタルデータのうち少なくとも２つ以上のデータを一
時記憶するメモリ部と、A/Dコンバータから出力される
デジタルデータの極性反転を検出し、制御部にピッチ周
期の計時を指示する計時指示信号を出力する極性反転検
出部と、計時指示信号に従ってピッチ周期の計時を開
始、或は終了し、かつメモリ部から極性反転したデジタ
ルデータを読み出して補間する制御部とから構成され
る。
作用 この構成によって、帯域制限された音響信号はA/Dコン
バータによってデジタルデータに変換される。A/Dコン
バータから出力されるデジタルデータは順次メモリ部，
制御部，及び極性反転検出部に送出される。
バータによってデジタルデータに変換される。A/Dコン
バータから出力されるデジタルデータは順次メモリ部，
制御部，及び極性反転検出部に送出される。
この時、極性反転検出部は、順次送出されるデジタルデ
ータの極性反転を検出する毎にピッチ周期の計時を指示
する計時指示信号を制御部に出力し、その後、デジタル
データは制御部によってサンプル個数のカウント、即ち
ピッチ周期が計時されると共に、制御部は送出された計
時指示信号に従ってメモリ部から極性反転した少なくと
も２つ以上のデジタルデータを読みだし、零交差点を補
間演算によって算出し、この結果と計時結果との加算時
をピッチ周期として出力する。以上の動作を繰り返すこ
とによって、順次検出されたピッチ周期が制御部から出
力されることとなる。
ータの極性反転を検出する毎にピッチ周期の計時を指示
する計時指示信号を制御部に出力し、その後、デジタル
データは制御部によってサンプル個数のカウント、即ち
ピッチ周期が計時されると共に、制御部は送出された計
時指示信号に従ってメモリ部から極性反転した少なくと
も２つ以上のデジタルデータを読みだし、零交差点を補
間演算によって算出し、この結果と計時結果との加算時
をピッチ周期として出力する。以上の動作を繰り返すこ
とによって、順次検出されたピッチ周期が制御部から出
力されることとなる。
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。
明する。
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る。
ブロック図を示すものである。
第１図において、７はメモリ部、８は制御部である。
尚、１はハイパスフィルタ、２はローパスフィルタ、３
はA/Dコンバータ、４は極性反転検出部で、これらは従
来の構成と同じものである。
尚、１はハイパスフィルタ、２はローパスフィルタ、３
はA/Dコンバータ、４は極性反転検出部で、これらは従
来の構成と同じものである。
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。
その動作について説明する。
まず、ハイパスフィルタ（HPF）１に入力された音響信
号は、ピッチ周波数よりもかなり低域の周波数成分（た
とえば50〔Hz〕以下）を除去する高域通過フィルタリン
グを実施された後に、ローパスフィルタ（LPF）２へ出
力される。ローパスフィルタ２に入力された高域通過フ
ィルタリング後の音響信号は、いわゆるサンプリング定
理を満足するようにサンプリング周波数Fs〔Hz〕に対し
てFs/2〔Hz〕以下しか通過させないように低域通過フィ
ルタリングをする。尚、本実施例においては、Fc＜＜Fs
/2なるカットオフ周波数を持つ低域通過フィルタリング
を実施することにより、高域周波数成分の影響を除去す
る方が望ましい。
号は、ピッチ周波数よりもかなり低域の周波数成分（た
とえば50〔Hz〕以下）を除去する高域通過フィルタリン
グを実施された後に、ローパスフィルタ（LPF）２へ出
力される。ローパスフィルタ２に入力された高域通過フ
ィルタリング後の音響信号は、いわゆるサンプリング定
理を満足するようにサンプリング周波数Fs〔Hz〕に対し
てFs/2〔Hz〕以下しか通過させないように低域通過フィ
ルタリングをする。尚、本実施例においては、Fc＜＜Fs
/2なるカットオフ周波数を持つ低域通過フィルタリング
を実施することにより、高域周波数成分の影響を除去す
る方が望ましい。
ハイパスフィルタ１及びローパスフィルタ２を通過した
音響信号は、帯域制限された音響信号として、A/Dコン
バータ３によりFs〔Hz〕のサンプリング周波数によって
A/D変換されたデジタルデータとなる。A/Dコンバータ３
から出力されるデジタルデータは極性反転検出部4,メモ
リ部７及び制御部８に順次出力される。
音響信号は、帯域制限された音響信号として、A/Dコン
バータ３によりFs〔Hz〕のサンプリング周波数によって
A/D変換されたデジタルデータとなる。A/Dコンバータ３
から出力されるデジタルデータは極性反転検出部4,メモ
リ部７及び制御部８に順次出力される。
次に、極性反転検出部４は、順次入力されるデジタルデ
ータの極性の反転を検出すると制御部８にピッチ周期の
計時を指示する計時指示信号を送出する。この時制御部
８は、仮に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既に開始していなければ、順次
入力されるデジタルデータのサンプル個数のカウントを
開始すると共に、メモリ部７から極性反転した、例えば
第２図（ａ）のような２つのデジタルデータY01,Y11を
読みだし、（２）式に示すように補間式によって零交差
点N01を算出する。
ータの極性の反転を検出すると制御部８にピッチ周期の
計時を指示する計時指示信号を送出する。この時制御部
８は、仮に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既に開始していなければ、順次
入力されるデジタルデータのサンプル個数のカウントを
開始すると共に、メモリ部７から極性反転した、例えば
第２図（ａ）のような２つのデジタルデータY01,Y11を
読みだし、（２）式に示すように補間式によって零交差
点N01を算出する。
N01＝Y11/（Y11＋|Y01|） ……（２） 或はピッチ周期の計時を既に開始していれば、デジタル
データのカウントを終了し、かつメモリ部７から極性反
転した、例えば第２図（ｂ）の様な２つのデジタルデー
タY02,Y12を読みだし、（３）式に示すような補間式に
よって零交差点N02を算出する。
データのカウントを終了し、かつメモリ部７から極性反
転した、例えば第２図（ｂ）の様な２つのデジタルデー
タY02,Y12を読みだし、（３）式に示すような補間式に
よって零交差点N02を算出する。
N02＝|Y02|/（Y12＋|Y02|） ……（３） 更に、制御部８はカウントを終了すると、そのカウント
値、即ち第２図（ｃ）に示すようなサンプル個数N,N01,
及びN02をそれぞれ加算した後、カウント値を零にリセ
ットすると共に加算結果をピッチ周期として出力する。
値、即ち第２図（ｃ）に示すようなサンプル個数N,N01,
及びN02をそれぞれ加算した後、カウント値を零にリセ
ットすると共に加算結果をピッチ周期として出力する。
尚、ピッチ周期を時間値とした時には、検出値に対して
1/Fsを乗ずれば良く、又、ピッチ周波数としたい時には
Fsを検出値で割れば良い。
1/Fsを乗ずれば良く、又、ピッチ周波数としたい時には
Fsを検出値で割れば良い。
又、以上において、制御部８における補間式に関して、
（２）式、即ちデジタルデータが正の値から負の値に極
性反転するときを計時開始として述べてきたが、デジタ
ルデータが正から負への極正反転する時を計時開始とし
ても同様の効果が得られることは言うまでもない。更
に、本実施例では極性反転する２つのデジタルデータの
零交差点を直線補間によって得たが、曲線補間等の関数
近似でも構わない。
（２）式、即ちデジタルデータが正の値から負の値に極
性反転するときを計時開始として述べてきたが、デジタ
ルデータが正から負への極正反転する時を計時開始とし
ても同様の効果が得られることは言うまでもない。更
に、本実施例では極性反転する２つのデジタルデータの
零交差点を直線補間によって得たが、曲線補間等の関数
近似でも構わない。
以上のように本実施例によれば、制御部８によって極性
反転する２つのデジタルデータを用いて零交差点を算出
するようにしたのでサンプリング周波数によって抽出精
度にばらつきを生じさせることなく精度の高いピッチを
抽出することができる。
反転する２つのデジタルデータを用いて零交差点を算出
するようにしたのでサンプリング周波数によって抽出精
度にばらつきを生じさせることなく精度の高いピッチを
抽出することができる。
発明の効果 本発明は、帯域制限された音響信号をA/Dコンバータに
より変換したデジタルデータの極性反転を極性反転検出
部によって検出し、出力する計時指示信号に同期して順
次入力されるデジタルデータのサンプル個数を制御部に
よってカウントしてピッチの概周期を求めると共に、概
周期の両端における極性反転した少なくとも２つ以上の
デジタルデータをメモリから読みだし、零交差点を補間
演算によってそれぞれ算出し、それらの結果と概周期と
を加算した結果をピッチ周期として出力するようにした
ので、サンプリング周波数によって抽出精度にばらつき
を生じさせることなくピッチを得ることができる。
より変換したデジタルデータの極性反転を極性反転検出
部によって検出し、出力する計時指示信号に同期して順
次入力されるデジタルデータのサンプル個数を制御部に
よってカウントしてピッチの概周期を求めると共に、概
周期の両端における極性反転した少なくとも２つ以上の
デジタルデータをメモリから読みだし、零交差点を補間
演算によってそれぞれ算出し、それらの結果と概周期と
を加算した結果をピッチ周期として出力するようにした
ので、サンプリング周波数によって抽出精度にばらつき
を生じさせることなくピッチを得ることができる。
又、サンプル点間の零交差点を求めるため、ピッチ抽出
精度を上げるために、従来のような高いサンプリング周
波数を必要としないため、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。
精度を上げるために、従来のような高いサンプリング周
波数を必要としないため、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。
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……ハイパスフィルタ、２……ローパスフィルタ、３
……A/D変換部、４……極性反転抽出部、5,8……制御
部、６……計時部、７……メモリ部。
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……ハイパスフィルタ、２……ローパスフィルタ、３
……A/D変換部、４……極性反転抽出部、5,8……制御
部、６……計時部、７……メモリ部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 雅浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 品田 裕子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】帯域制限された音響信号をデジタルデータ
に変換するA/Dコンバータと、前記A/Dコンバータから出
力される前記デジタルデータのうち少なくとも２つ以上
のデータを一時記憶するメモリ部と、前記A/Dコンバー
タから出力される前記デジタルデータの極性反転を検出
し、ピッチ周期の計時を指示する計時指示信号を出力す
る極性反転検出部と、前記計時指示信号に従ってピッチ
周期の計時を開始、或は終了し、かつ前記メモリ部から
デジタルデータを読み出して少なくとも２つのディジタ
ルデータを補間する制御部とから成り、前記制御部は前
記デジタルデータのサンプル個数を計数して求めたピッ
チの概周期と前記メモリ部から読み出した少なくとも２
つ以上のデータを補間して求めた端数ピッチを加算する
ことを特徴とするピッチ抽出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63092016A JPH0690076B2 (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | ピッチ抽出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63092016A JPH0690076B2 (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | ピッチ抽出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01263565A JPH01263565A (ja) | 1989-10-20 |
| JPH0690076B2 true JPH0690076B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=14042731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63092016A Expired - Fee Related JPH0690076B2 (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | ピッチ抽出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690076B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100318842B1 (ko) | 1998-11-26 | 2002-04-22 | 윤종용 | 디지털위상제어루프에서의주파수검출방법 |
-
1988
- 1988-04-14 JP JP63092016A patent/JPH0690076B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01263565A (ja) | 1989-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |