JPS58100197A - 音声信号の基本周期抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声信号の基本周期を抽出する基本周期抽出装
置に関し、特に音声信号波形をその基本周期単位で波形
圧縮または波形伸長処理するに際して有用な基本周期抽
出装置を提供するものである。

音声信号の有声音部分はほぼ一定の周期の繰り返し波形
であり、その基本周期の抽出は音声信号処理に極めて有
用である。

従来、音声信号の基本周期あるいは基本周波数は、低域
ろ波回路振幅制限増幅回路および零交叉波発生回路等を
使用して抽出していた。このようにして得られた基本周
期信号の位相は、低減ろ波回路の周波数対相特性の非平
担性のため基本周波数が変ると入力信号に対して変化す
るという欠点があった。

さらに、高調波成分を多く含んだ音声□信号に対して、
基本周波の捧または発の周期を基本周期として抽出する
、いわゆるダブルピッチ現象が発生し易いという欠点が
あった。

本発明は上記欠点のない音声信号の基本周期抽出装置を
提供するものであり、入力音声信号を２値化号に変換し
、順次サンプリングして転送するとともに、２のサンプ
リングデータを一時記憶しておき、この一時記憶データ
と転送データとの相関を検出し、相関の極太値が発生す
るたびにサンプリングデータを記憶するとともに極大値
の発生間隔を音声信号の基本周期として抽出するよう構
成したものである。

さらに、相関の極太値がある一定期間発生しなかった場
合、相関無信号を発生するよう構成しているので、音声
信号の子音部分あるいはわたりの部分の処理に有用であ
る。

次の極大値の検出制御に使用するのでダブルピッチ現象
の発生を極めて少なくすることを可能とする。

さらに、相関無信号の発生後は、相関極大値を少くとも
２つ検出し、それらの最大値に対応した発生間隔を次の
極太値の検出制御に使用するのでダブルピッチ現象の発
生をさらに少なくすることを可能とする。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による音声信号の基本周期抽出装置の一
実施例を示す回路ブロック図である。

第１図において、１は音声信号の入力端子である。２は
２値変換手段であって、抵抗３．ダイオード４お゛よび
演算増幅器６から構成され、入力端子１に供給された音
声信号を極性に対応した１″”　ｏ　”の２値化号に変
換する。６は転送手段であって大入力に２値変換手段２
の出力である２値化号が供給され、ＯＫ大入力クロック
信号ＣＫ１が供給され、この２値化号をクロック信号Ｇ
Ｋ１の周期で順次サンプリング記憶し、転送する。７は
記憶手段であって、転送手段６の出力が供給され、Ｇ入
力に供給されるパルス信号ｓｏム′、または、Ｓ　ＯＮ
’によりラッチする。８は相関検出手段であって、転送
手段６および記憶手段７の対応ビット出力が供給される
複数個の一致検出手段９１〜９Ｎと一致検出手段９．〜
９Ｈの出力がデータ大刀１〜Ｎに供給され、データセレ
クタ入カム〜Ｆにクロック信号ＯＫ７〜ＣＫ２が供給さ
れるデータセレクタ１０と、データセレクタ１ｏの！出
力が一方の入力に供給され、クロック信号ＣＫ８が他方
の入力に供給・されるナンド回路１１と、ナンド回路１
１の出力がクロック入力ＯＫに供給され、クリア入力Ｏ
ＬＨにタイミングパルスＣＬ１２が供給サレルカウンタ
１２により構成されている。相関検出手段８は複数個の
一致検出手段９．〜ｅＮ（７）　ウちの一致出力を発生
している個数に対応した出力すなわち相関出力ＳＫをカ
ウンタ１２のＱ出力に提示する。相関検出手段８には転
送手段６に供給したクロック信号ＣＫ１の上位クロック
ＯＫ２〜ＣＫｓが供給されているので、相関検出手段８
はクロック信号ＣＫ１の周期ごとに相関出力ＳＫを発生
する。

なお、通常の音声信号に対して、転送手段６のサンプリ
ング周期は０．２７７７秒程度が適当であるので、クロ
ック信号ＣＫ１の周波数は６ｋ）ｈとした。

また、相関検出には、音声信号の基本周波数の１周期分
のサンプリングデータを必要とす、るので。

音声信号の最低基本周波数（約８、Ｏｌ’、ｉ　）から
、転送手段６および記憶手段７のビット数を６４とした
。従って、上記相関検出手段８の出力相関値ＳＫの最大
値は６４となり、クロック信号ＧＫ１〜ＣＫ８のうちの
最高周波数を有するクロック信号ＣＫ８の周波数は６４
０１Ｊｈとなる。

１３はピーク検出手段であって、ラッチ回路１４比較回
路１６〜１６．アンドゲート１７〜２ｏおよびフリップ
フロップ（以下ＦＦと略記する）回路２１〜２２から構
成されている。

ラッチ回路１４はＧ入力にタイミングパルスＧ１４が供
給されて、Ｄ入力に供給された相関信５−ＳＫをランチ
する。比較回路１６はその大入力に相関信号ＳＫが供給
され、Ｓ入力に一定値”５０”が供給され、ム〉Ｂすな
わち相関信号ＳＫが６ｏ”よシ大きい時その出力を°′
１”とする。

上記一定値゛６ｏ”は上記相関検出手段８の出力最大相
関値が′６４”であることと、音声信号の相関特性によ
り設定したものであって、転送手段６および記憶手段７
のビット数の増減にはほぼ比例して対応すればよい。比
較回路１６はその大入力にラッチ回路１４の出力ＳＫＤ
が供給され、Ｓ入力に相関信号ＳＫが供給され、ムくＢ
すなわちタイミングパルスＧ１４によりラッチされた相
関値ＳＫＤよりも、新たな相関信号ＳＫが大きい時ムく
Ｂ出力を１”とし、ム〉Ｂすなわち新しい相関値ＳＫよ
りもタイミングパルスＧ１４によりラッチされた相関値
ＳＫＤの方が大きい時ム〉Ｂ出力をパ１′とする。アン
ドゲート１７は比較回路１６のム〉Ｂ出力、比較回路１
６のム〈Ｂ出力。

タイミングパルス五ＧＴＰおよびゲート信号Ｓσが供給
され、これらがすべて１”のとき、そのがゞｔ１”で、
新しい相関値ＳＫがその前の相関値ＳＫＤよりも大きく
かつ６０”よシも大きい時、タイミングパルス五〇ＴＰ
の幅を有するパルスがアンドゲート１７の出力に発生し
、ＦＦ回路２１をセットする。

アンドゲート１８は一方の入力に比較回路１６のム〉Ｂ
出力が供給され、他方の入力にタイミングパルス五ＧＴ
Ｐが供給されているので、新しい相関値ＳＫがその前の
相関値ＳＫＤよりも小のとき、タイミングパルス五ＧＴ
Ｐの幅を有するパルスをその出力に発生する。この出力
パルスとＦＦ回路２１のＱ出力がアンドゲート１９に供
給されているので、ＦＦ回路２１がセントされた後、新
しい相関値ＳＫがその前の相関値ＳＫＤよりも小となっ
た時、タイミングパルス五ＧＴＰに同期してアントゲ−
〜トラ９の出力には相関有信号ＳＯＡ〜 が発生する。この相関有信号８０人はＦＦ回路２２のＳ
入力に供給され、ＦＦ回路２２をセットする。

ＦＦ回路２２のＳ入力にはタイミングパルスＲ２２が供
給されており、ＦＦ回路２２はすぐにリセットされ、そ
のＱ出力はゝ゛０″となる。アンドゲート２ｏにはＦＦ
回路２２のＱ出力Ｑ２２およびラッチ回路１４に供給さ
れたタイミングパルスＧ１４が供給されておシ、その出
力はＦＦ回路２１のＳ入力に供給されている。上記構成
によりピーク検出手段１３は相関検出手段８の相関出力
ＳＫに゛°６σ′以上の相関値を有するピーク発生時点
で相関有信号ＳＯムおよびゲート信号Ｑ２２を発生する
とともにこの時点のラッチ回路１４の出力ＳＫＤすなわ
ち相関ピーク値を出力する。

次に周期検出手段について述べる。２３は周期計測手段
であって、計数回路２４と単一パルス発生回路２６とか
ら構成されている。計数回路２４のＣＩ大入力は転送手
段６に供給されたクロック信号ＯＫ１が共通的に供給さ
れている。計数回路２４のキャリー出力Ｃは単一パルス
発生回路２６に供給されている。単一パルス発生回路２
６はキャリー信号Ｃの立上りエツジでトリガされ単一バ
関無信号ＳＯＮと前記相関有信号ＳＯムはオアゲートを
介して計数回路２４のＣＬＲ入力に供給されるよう構成
されている。上記構成により周期３１測手段２３は相関
有信号ＳＯム発生後のクロック信号ＣＫ１の到来個数を
計数し１時間情報ＴＩＭを発生するとともに、ある一定
時間を経過すると相関無信号ＳＯＮを発生する。

２６は周期記憶手段であって、見分周回路２７と計数回
路２８とラッチ回路２９および３０とデータセレクタ３
１とから構成されている。μ分周回路２７のＧＫ大入力
は周期計測手段２３に供給されたクロック信号ＣＫ１の
４倍の周波数を有するクロック信号ＣＫ３が供給され、
その出力は見分周されて、クロック信号の０．８倍の周
波数を有するクロック信号ＣｊＫＯ８となる。このクロ
ック信号ＣｌＣｏ５は計数回路２８のＧＫ大入力供給さ
れており、計数回路２ＢのＣＬＲ入力には周期計測手段
２３に含まれる計数回路２４のＣＬＲ入力に供給された
信号と同様の信号、相関有信号ＳＯＡ’て相関有信号Ｓ
Ｏムの発生直前には、計数回路２６は計数回路２４の計
数値ＴＩＭの８０％に相当する計数値を有することにな
る。この計数値ＴＩＭ０８はラッチ回路２９および３ｏ
のＳ人力に供給され、それぞれのＧ入力に供給されるラ
ッチ信号によりラッチ回路２９および３０にラッチされ
る。

ランチ回路２９および３０のラッチデ１．−夕はそれぞ
れ周期情報５ＨＰ１および５ＨＰ２としてデータセレク
タ３１のムおよびＳ人力に供給される。

データセレクタ３１は、ＣＴＬ入力が１”のとき五人力
に、ＣＴＬ入力が０”のときＳ人力に供給されたデータ
をそのＹ出力に発生する。このＹ出力すなわち周期情報
ＳＨＰは周期記憶手段２６の出力であり１周期計測手段
２３によシ計測される相関有償−１−ｓ　ｏムの発生周
期の８０％に相当する値を有している。上記周期計測手
段２３と周期記憶手段２６によシ周期検出手段が構成さ
れる。

３２は比較回路であり、その五人力に周期計測手段２３
の時間情報ＴＩＭが供給され、Ｓ人力に上記周期情報Ｓ
ＨＰが供給され、ム〉Ｂすなわち時間情報ＴＩＭが周期
情報ＳＨＰより大きくなればその出力を′１”とする。

ゆえに比較回路３２は相関有信号ＳＯムの発生後の経過
時間がその前の相関有信号８０人との発生間隔の８０％
以りに達すると、その出力を′１”とする。この信号は
ゲート信号ＳＧとしてピーク検出手段１３に含まれるア
ンドゲート１７に供給される。

周期計測手段２３の相関無信号ｓｏｙはＦＦ回路３３の
Ｓ入力にも供給されている。ＦＦ回路３３のＲ入力には
ピーク検出手段１３に含まれるＦＦ回路２２のゲート信
号Ｑ２２とタイミングパルスＣＬ１２（相関検出手段８
に含まれるカウンタ１２のＣＬＲ入力に供給されるタイ
ミングパルスと同じもの）がアントゲ−、ト３４を介し
て供給されているので、ＦＦ回路３３のＱ出力は相関無
信号ＳＯＮの発生時点すなわちある一定時間所定の相関
ピークの発生が無かった時点から１次に所定の相関ピー
クすなわち第１ピークが発生するまでの期間゛ゞ１”と
なる。ＦＦ回路３３のＱ出力と相関有信号ＳＯムはアン
ドゲート３６を介してラッチ信号Ｇ３５を発生する。こ
のラッチ信号Ｇ３６は第１ピーク値をピーク比較手段４
３に含まれるラッチ回路４４にラッチするとともに相関
無信号ＳＯＮ発生時点から第１ピークの発生時点までの
周期情報５ＨＰ１をラッチ回路２９にラッチする。

アンドゲート３６にはＦＦ回路３３のＱ出力と相関有信
号ＳＯムが供給されているので、アンドゲート３６の出
力には、第１ピークに対応した相関有信号ＳＯムを除い
た相関有信号のすべてＳＯＯ１２発生する。

オアゲート３７にはアンドゲート３６の出力と相関無信
号ＳＯΣ；が供給されているのでその出力には第１ピー
クに対応した相関有信号を除いたすべての相関有信号Ｓ
Ｏム′と相関無信号Ｓ　ＯＮ’が発生する。これらの信
号は記憶手段７のＧ入力と計数回路２４および２６のＣ
ＬＲ入力に供給される。

すなわち第１ピーク発生時点では記憶手段７は転送手段
６の出力を記憶しないよう構成するとともに、計数回路
２４および２６はクリアされないので第２ピークが発生
するまで引続き計数を続け、相関無信号ＳＯ人が発生し
てから第２ピーク発生までの周期情報を計数することが
できる。

３９はアンドゲートであってＦＦ回路３３のＱ出力Ｑｓ
ｓとタイミングパルスＰ５９とゲート信号Ｑ２２が供給
され、その出力はＦＦ回路４ｏのＳ人力に供給されてい
る。４１はアンドゲートであって、ピーク検出手段１３
に含まれるＦＦ回路２２のＱ出力であるゲート信号Ｑ２
２とタイミングパルスＰ４１が供給され、その出力はＦ
Ｆ回路４０のＣＬＲ入力に供給される。その結果ＦＦ回
路４ｏは第１ピークの発生後、タイミングパルスＰ４１
　に周期してセットされ、続いて発生する相関ピーク（
第２ピーク）発生時点のタイミングパルスＰＳ９に周期
シてリセットされる。すなわち、ＦＦ回路４ｏのＱ出力
Ｑ４０は概略第１ピークの発生時点から第２ピークの発
生時点まで°１”となる。

４２はアンドゲートであって、ＦＦ回路４ｏのＱ出力、
ＦＦ回路２２のＱ出力Ｑ２２およびタイミングパルスＰ
４２が供給されている。その結果、アンドゲート４２の
出力には、ＦＦ回路４０がセットされている時の相関ピ
ークの発生時点では単一パルスは発生しないが、ＦＦ回
路４ｏがリセットされている時の相関ピークの発生時点
に単一パルス０Ｌ４７を発生する。

４３はピーク比較手段であって、ラッチ回路４４と比較
回路４６とアンドゲート４６とＦＦ回路４７とから構成
されている。

ラッチ回路４４には一ラッチ回路１４のラッチ出力ＳＫ
ＤがＳ入力に供給され、第１ピークの発生時点に発生す
るラッチ信号ＧａｓがＧ入力に供給されているので、第
１ピークの相関値をラッチすることになる。比較回路４
６は五人力にランチ回路１４のラッチ出力ＳＫＤが供給
され、Ｓ入力にラッチ回路４４のラッチ出力が供給され
、Ｂ）ムのときその出力を“′１”とする。比較回路４
６０Ｂ〉ム出力と相関有信号ＳＯムとＦＦ回路４０のＱ
出力Ｑ４０がアンドゲート４６に供給され、その出力が
ＦＦ回路４７のＳ入力に供給されているので、ＦＦ回路
４７は第２ピークの発生時点で第２ピークの相関値５Ｋ
Ｄ２より第１ピークの相関５ＫＤ１°′１”とする。Ｆ
Ｆ回路４γのＣＬＲ入力には前記の単一パルスＣＬ４７
が供給されるので、セットされたＦＦ回路４７は第２ピ
ークの次の相関ピークの発生時点でリセットされるよう
構成している。すなわちピーク比較手段４３は相関無信
号ＳＯＮが発生するとその後に発生した第１ピークの相
関値を保持し、第２ピークの発生時点で傭１ピークと第
２ピークの相関値を比較し、第１ピークが大きい時１次
の相関ピークの発生まで出力Ｑ４７をｆ′１”とする。

第１ピークよりも第２ピークの方が大きい時にはＧ４７
は°゛Ｏ”のままである。この出力Ｑ４７は周期記憶手
段２６に含まれるデータセレクタ３１のＣＴＬ入力に供
給される。その結果１周期記憶手段２６は、２つの周期
情報記憶用のラッチ回路２９と３０のうち、相関値の大
きい方に対する周期情報を比較回路３２に供給する。

すなわち、ピーク比較手段４３は周期記憶手段２６に含
まれる２つの周期情報記憶用のラッチ回路２９と３０の
うち、相関値の大きい方に対する周期情報を選択する制
御信号Ｑ４７を出力するために設けである。

６２はクロック発生回路であって、所定のクロック信号
Ｃ１ｌ〜ＣＫＢおよびタイミングパルスＣＬ１２　、Ｇ
１４　、ムＣＴ”　Ｐ＋　Ｒ２２＊　Ｐ５９　　＋　Ｐ
ｄ２およびＰ４２をそれぞれの供給端子４８〜６１に供
給している。

クロック発生回路６２の発生するクロック信号ＯＫ１〜
ＣＫ８およびタイミングパルスのタイミング図を第２図
に示す。

また６３は遅延手段であり、入力端子１に供給された音
声信号を所定時間遅延し、音声信号の出力端子６４に供
給する。

次に上記構成による音声信号の基本周期抽出装置の動作
を説明する。

第１図の入力端子１に音声種゛号が供給されると２値変
換手段２は音声信号の極性に対応して、′１′”　”ｏ
”の２値化号を出力する。この２値化号は転送手段６に
供給され、クロック信号ＣＫ１の周期ごとにサンプリン
グされ、転送手段６に記憶され、さらに転送される。転
送手段６の出力信号は相関検出手段８に供給されるとと
もに、記憶手段７に供給されている。転送手段らと記憶
手段７のビット数Ｎを６４とすると相関検出手段８は第
２図（ｈ）に示したクロック信号ＣＫ１０゛０”の区間
で転送手段６の出力と記憶手段７の出力との相関値を計
数し、その値ＳＫを出力する。この相関値ＳＫはピーク
検出手段１３に供給されクロック信号ＣＫ１の１周期前
の第２図（ｊ）に示すタイミングパルスＧ１４によりラ
ッチ回路１４にランチされている相関値ＳＫＤと比較さ
れ、ピーク検出が実行される。入力端子１に供給された
音声信号が母音部分であれば、その波形はほぼくり返し
波形である。したがって相関検出手段８の出力相関値は
転送手段６の出力を記憶手段７に記憶した時刻から入力
音声信号の基本周期に対応した時間経過後に極大値を示
す。ピーク検出手段１３はこの極大値の発生を検出し、
第２図（ｉ）に示すタイミングパルスムＧＴＰに周期し
た相関有信号ＳＯム（同図（ｐ）に示す）を発生する。

ＦＦ回路２２はこの相関有信号ＳＯムによってセクトさ
れるが同図（０）に示すタイミングパルスＲ２２によっ
てリセットされるので同図（ｇ）に示す期間゛１”とな
るゲート信号Ｑ２２を発生する。

ＦＦ回路３３のＲ入力１２は上記ゲート信号Ｑ２２が発
生すると第２図（ｎ）に示すタイミングパルスＣＬ１２
の発生時点でリセットパルスが供給されるので、相関有
信号ＳＯムが発生している音声部分の期間ＦＦ回路３３
は常にリセットされている。

従って上記相関有信号ＳＯムはアンドゲート３６および
オアゲート３７を介して記憶手段７めＧ入力に供給され
る。その結果、記憶手段７は相関値ＳＫのピーク発生時
点の転送手段６の出力を記憶する。さらに、音声信号の
基本周期に対応した時間が経過すると、相関ピークが検
出され、相関有信号ＳＯムが発生し、記憶手段７の記憶
データが書き替えられる。このようにして入力音声信号
の定常波形部分に対してその基本周期ごとに相関有信号
ＳＯムが発生する。この相関有信号ＳＯムはアンドゲー
ト３６およびオアゲート３７を介してとして抽出される
。

上記相関有信号ＳＯムは周期記憶手段２６に含まれるラ
ッチ回路３０のＧ入力にも供給され、ラッチ回路３ｏは
、相関有信号の発生間隔の８０％に相当する周期情報Ｔ
ＩＭＯ８をラッチする。ラッチ回路３０のラッチデータ
すなわち周期情報５ＨＰ２はデータセレクタ３１を介し
て比較回路３２０Ｂ入力に供給される。

一方周期計測手段２３により計測される相関有信号ＳＯ
ムの発生後の時間情報ＴＩＭが比較回路３２の五人力に
供給されている。比較回路３２はム〉Ｂのときその出力
を°°１″とする。すなわち上記時間情報ＴＩＭがその
前の相関有信号ＳＯＡの発生間隔の８０％以上に達する
とゲート信号ＳＧを′°１”とし、ピーク検出手段１３
のピーク検出の実行を可能とする。

従って、２次また゛は３次高調波成分が多く、基本周期
の’Ｉ２または狛で比較的大きな相関値のピークの発生
するような音声信号でもダブルピッチ現象の発生を阻止
することができる。

次に所定の相関極大値がある一定時間発生しなかった場
合の動作を第３図のタイミング図とともに説明する。

第３図（イ）の実線は入力音声信号を示す。相関検出手
段８はこの入力音声信号に対してクロック信号ＣＫ１の
周期ごとに点線で示す相関値ＳＫを発生する。ピーク検
出手段１３は相関、４ピーク検出レベル°”５０”を越
えた相関値が発生した後、その前の相関値ＳＫＤよシも
低い相関値ＳＫが供給されると相関有信号ＳＯム（同図
（ロ）に示す）を発生する。

周期計測手段２３は相関有信号ＳＯムが所定時間発生し
なかったので、同図（ハ）に示すように、時刻ｔｏにお
いて、相関無信号Ｓｏｌを発生している。この相関無信
号Ｓｏｌはオアゲート３７を介して同図←）に示す相関
無信号Ｓ　ＯＮ’となり出力端子３８に供給され、音声
信号の基本周期信号として抽出される。

上記相関無信号ｉＳ　ＯＮ’は記憶手段７にも供給され
、転送手段６の出力を記憶手段７に記憶させる。

一方、上記相関無信号ＳＯＮはラッチ回路２９および３
０をクリアして比較回路３２のＢ入力を０”とする。従
ってゲート信号ＳＧは同図に）に示すように周期計測手
段２３にクロック信号ＣＫ１が一個供給されるとすぐに
′１”となる。すなわち相関無信号ＳＯＮの発生後、ピ
ーク検出手段１３はすぐにピーク検出が可能となる。

さらに、上記相関無信号ＳＯＮはＦＦ回路３３に供給さ
れ、同図（ホ）に示すようにＦＦ回路３３をセットする
。ＦＦ回路３３がセットされた後、時刻ｔ１　　におい
て同図（ロ）に示すように第１回目の相関有信号ＳＯム
１が発生している。この第１回１１の相関有信号Ｓｏｌ
、はアンドゲート３６を介して同図（へ）に示すように
ラッチ信号Ｇ３５を発生し、第１ピークに対応した相関
値ＳＫＤ、をラッチ回路４４に記憶するとともに、上記
相関無信号ＳＯＮ発生時刻ｔｏ　から第１ピーク発生時
刻ｔ１　　までのカウント数である周期情報５ＨＰ１を
ラッチ回路２９に記憶する。上記第１ピークの発生に伴
いゲート信号Ｑ２２が同図（ト）に示すようにパ１”と
なり、第２図（ｍ）に示すタイミングパルスＰ３９に周
期してＦＦ回路４ｏがセットされ同図（イ）に示すよう
にＱａ。

は１”となる。そのおと第２図（ｎ）に示すタイミング
パルスＣＬ１２に周期してＦＦ回路３３は同図（ホ）に
示すようにリセ′ットされる。ＦＦ回路４０は第２ピー
クが発生するまでセントされたまま放置される。そして
第２ピークが時刻ｔ２に発生すると、相関信号ＳＯム２
によって、第２ピークに対応した周期情報Ｓ　ＨＰ２す
なわち時刻ｔｏから時刻ｔ２までのカウント数がラッチ
回路３０に記憶される。

また、上記相関有信号５ＯＮ２０発生時刻に第２ピーク
に対応した相関ピーク値８　Ｋ　Ｄ２が比較回路４６の
五人力に供給されている。比較回路４６は第１および第
２ピークに対応した相関値Ｓ　Ｋ　Ｄ、および８　Ｋ　
Ｄ２を比較し、Ｓ　Ｋ　Ｄｌの方が大きい時のみその出
力を“１″とし、アンドゲート４７を介してｎ回路４７
を同図（す）に点線で示すようにセットする。

この場合Ｓ　Ｋ　Ｄ２の方が大きいのでＦＦ回路４７は
セントされない。ＦＦ回路４７のＱ出力Ｑ４７は周供給
される。その結果データセレクタ３１は上記第１．第２
の大きい方のピーク値に対応した周ルｊ情報を比較回路
３２に供給し、その情報、この場合は５ＨＰ２が次のピ
ーク検出の制御に利用される。このとき、周期計測手段
２３は相関有信号ｓ　ｏ　ｈ４によってクリアされるの
でその出力である時間情報ＴＬＭは０”となり、比較回
路３２０ム〉Ｂ出力すなわちゲート信号ＳＧは同図に）
に示すように０″となる。さらに上記第２ピークの発生
したときＦＦ回路４ｏは第２図（１）に示すタイミング
パルスＰ４＋に周期して第３図（ト）に示すようにリセ
ットされる。

なお、上記相関有信号ＳＯム２は相関値ＳＫＤ、とＳ　
Ｋ　Ｄ２の大小関係に関わらず同図側）に示すように音
声信夛の基本周期信号として抽出されるとともに記憶手
段７に供給され、記憶手段７の記憶データを更新する。

それから、時間が軽過し１周期計測手段２３０時間情＠
Ｔ　Ｉ　Ｍｆなわち計数回路２４の計数値が上記周期情
Ｓ　ＨＰ２すなわち時刻ｔｏから時刻ｔ２までの計数回
路２８の計数値よりも大きくなった時刻ｔ３において、
第３図に）に示すようにゲート信号ＳＧが°°１”とな
り、ピーク検出手段１３はピーク検出の実行が可能とな
る。時刻ｔｚ’において、相関ピーク検出レベル゛”５
０”を越えた相関のピークが発生しているが、上記ゲー
ト信号ＳＧが”　ｏ　”のためこのピークは検出されな
い。

そして、上記ゲート信号ＳＧが′°１■となった後の時
刻ｔ４で所定の相関ピークが発生し、同図（ロ）に示す
ように、相関有信号ＳＯム３が発生している。

この相関有信号ＳＯム３はアンドゲート３６およびオア
ゲート３７を介して出力端子３８に供給され、音声信号
の基本周期信号として抽出される。

なお、第２ピークの相関値５ＫＤ２が第１ピークの相関
値Ｓ　Ｋ　Ｄ、よりも太きかった場合にセクトされるＦ
Ｆ回路４７は、ＦＦ回路４ｏがリセットされた後に発生
したピーク検出時に第２図（ｋ）に示したタイミングパ
ルスＰ４２に周期して供給される単一パルスＣＬ４７に
よってリセットされるまで第３図（１刀の点線で示すよ
うにパ１”であるＱａ７をデータセレクタ３１のＣＴＬ
入力に供給する。従ってデータセレクタ３１は第１ピー
クに対応した周期情報５ＨＰ１を比較回路３２に供給す
ることができる。

時刻ｔ４に発生した相関有信号ＳＯム３はラッチ回路３
０に供給される。その結果時刻ｔ２から時刻ｔ４までの
計数回路２８のカウント数である周期情報ＴＩＭＯ８が
ラッチ回路３０にラッチされ、次のピーク検出の制御に
利用される。上記相関有信号ＳＯム３は′上記相関有信
号ＳＯム２と同様音声信号の基本周期信号として抽出さ
れる。

なお１本装置は時刻ｔ４の時点から、先に説明した定常
波形部分の音声信号に対する動作六同様の動作となる。

このようにして、相関のピークが一定時間発生しなかっ
た場合、相関無信号ＳＯＮを発生し、記憶手段７の記憶
データを書き換えるとともに、周期情報をクリアして、
その後のピーク検出の実行を可能とする。さらに相関無
信号Ｓｏｌの発生後は、相関の極大値を２つ求めるとと
もに、対応した周期情報を記憶しておき、極太献の大き
い方に対応した周期情報を次のピーク検出の制御に使用
することができる。その結果、２次または３次高調波成
分の多い音声信号であってもダブルピッチ現象の発生を
抑制することができる。

第４図は上記構成により抽出した音声信号の基本周期信
号と入力音声信号との時間関係を示す。

基本周期信号のうち相関有信号ＳＯム′は記憶手段７に
音声信号の定常波形部分が記憶されてから発生し、音声
信号のわたりの部分および子音部分では相関無信号Ｓ　
ＯＮ’が発生する。

従って第４図（ｂ）に示すように、子音部分から定常波
形部分に移行する音声信号（＆）に対し、定常波形が６
波程到達した時刻ｔ７に初めて相関有信号ＳＯム′１が
発生している。この相関有信号ＳＯλ′１は記憶手段７
に記憶している時刻ｔ１から時刻ｔ５までの音声信号と
、時刻ｔ７よｌＴｏ時間（時刻ｔ１から時刻ｔ５までの
時間をＴｏとする）前の時刻ｔ２から時刻ｔ７までの音
声信号の相関値が大きく、極太値を示したため抽出され
たものであり１時刻ｔ５から時刻ｔ７までの時間は音声
信号の１基本周期となっている。一方時刻ｔ１から時刻
ｔ２までの時間も同様であるから、上記相関有信号ＳＯ
ム１は時刻ｔ２に発生させても良い。同様に相関有信号
８０人；、５ｏｈ５・・・・・・も、その発生時刻ｔｓ
　、　ｔ９・・・・・・よりもＴｏ待時間前時刻ｔｓ　
、　ｔｓ・・・・・・に発生させても良い。さらに。

相関無信号Ｓ　ＯＮ’もそれぞれＴｏ待時間前発生させ
ると新しい基本周期抽出信号は同図（ｃ）に示すように
なる。この新しい基本周期抽出信号のうち相関有信号Ｓ
Ｏム１．ＳＯム２・・・・・・は、音声信号（ａ）の定
常波形の１波目から発生している。

しかしながら、例えば相関有信号を相関極太値の発生時
刻よりＴｏ待時間前発生させることはできない。第１図
に示した遅延手段６３は人力音声１，１号を７０時間遅
延させ、音声信号と基本周期抽出１１１号との時間関係
を、相対的に第４図に示した音声信号（ＩＬ）と基本周
期信号信号（Ｃ）のようにするためのものである。

従って１例えば基本周期信号出力端子３８に発生する基
本周期抽出信号によって、音声信号出力端子６４に供給
される遅延手段６３により遅延された音声信号を、その
基本周期単位で波形圧縮または波形伸長処理する場合、
定常波形部分の最初の方から１波ごとに処理することが
できる。

なお、実施例では相関無信号の発生後、２つの相関極太
値を求め、極太値の大きい方に対応した周期情報を次の
ピーク検出の制御に使用する方法を示したが、２つ以上
、例えば３つの極太値を求め、・それらの最大値に対す
る周期情報を次のピーク検出制御に使用することも可能
である。

さらに、入力音声信号は′０″と１″のディジタル信号
たとえば２値に変換して相関を求めたが、入力音声信号
のレベルの正規化の後２値以上の多（へに変換して相関
を求めることも可能である。

以上のように本発明による音声信号の基本周期抽出装置
は、ディジタル変換手段により入力音声信号をディジタ
ル信号、に変換し、転送手段によシ順次サンプリングし
て転送するとともに、このすおき、この一時記憶データ
と転送データとの相関を相関検出手段により検出し、あ
る所定値以上の相関の極太値の発生をピーク検出手段に
より検出し、上記極太値が発生するたびに、上記記憶手
段の記憶゛データを更新するとともに、極大値の発生間
隔を音声信号の基本周期として抽出することができる。

従って基本周期抽出に際し、周波数対位相特性の非平担
持性を有する低減ろ波器等を用いていないので音声信号
の周波数が憂化しても抽出した基本周期信号の位相が音
声信号に対して変化しないという特徴を有する。

さらに本発明に゛よれば、基本周期の抽出の一方で同じ
入力音声信号を遅延手段により遅延させるため、遅延手
段の出力である遅延された音声信号の定常波形部分の開
始時点で、上記極太値の発生の検出による音声信号の基
本周期を同時に得ることが可能となり、この基本周期を
単位として行なう波形圧縮や波形伸張などの処理等に応
用したときに正確な処理を行なうことができるものであ
る。

第１図は本発明による音−信号の基本周期抽出装置の一
実施例を示す回路ブロック図、第２図は本装置に用いら
れるクロック信号およびタイミングパルスのタイミング
図および本装置の要部の一動作例を示すタイミング図、
第３図、第４図は本装置の一動作例を示すタイミング図
である。

２・・・・・・２値変換手段、６・・・・・・転送手段
、７・・・・・・記憶手段、８・・・・・・相関検出手
段、１３・・・・・・ピーク検出手段、２３・・・・・
・周期計測手段、２６・・・・・・周期記憶手段、４３
・・・・・・ピーク比較手段、６２・・・・・・クロッ
ク発生回路、６３・・・・・・遅延手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　遅延手段、ディジタル変換手段、転送手段。 記憶手段、相関検出手段およびピーク検出手段を具備し
   、上記遅延手段にょル入カ音声信号を遅延するとともＫ
   、上記ディジタル変換手段により入力音声信号をディジ
   タル信号に変換し。 上記転送手段により上記ディジタル信号を順次サンプリ
   ングして転送し、上記相関検出手段によシ上記転送手段
   の出方と上記記憶手段の出力の相関を検出し、上記ピー
   ク検出手段により上記相関の極大値の発生を検出し、十
   侶昏央悟畢→−→→→ｉ、上記極大値が発生するたびに
   相関有信号を発生し、上記転送手段の出方を上記記憶手
   段に記憶するとともに、上記相関有信号を上記遅延手段
   により遅延した音声信号の基本周期信号として抽出する
   ことを特徴とする音声信号の基本周期抽出装置。 （９）相関検出手段は転送手段の出力および記憶手段の
   出力のそれぞれ対応ビットの出力信号の一致または不一
   致を検出する一致検出手段と、−数構出手段の一致出力
   の総和を検出する演算回路より構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の音声信号の基本周
   期抽出装置。