JPS63153600A - Pitch extractor - Google Patents

Pitch extractor

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JPS63153600A
JPS63153600A JP61300974A JP30097486A JPS63153600A JP S63153600 A JPS63153600 A JP S63153600A JP 61300974 A JP61300974 A JP 61300974A JP 30097486 A JP30097486 A JP 30097486A JP S63153600 A JPS63153600 A JP S63153600A
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JP
Japan
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integrator
pitch
digital data
converter
value
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JP61300974A
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Japanese (ja)
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JPH0690639B2 (en
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大輔 森
藤井 克芳
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a pitch extraction device for acoustic signals such as various musical tones and voices.

従来の技術 2ベー/゛ 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
やケプヌトラム技術等があるが乗算器を必要としない技
術として積分型ピッチ抽出技術がある(例えば、日本音
響学会・音声研究会資料・資料番号582−ots (
1982−4)P、P。
Conventional technology 2ba/゛In recent years, with the advancement of digital technology, various pitch extraction techniques have been proposed, including a technique for calculating autocorrelation of time waveforms and a cepnutrum technique, but as a technique that does not require a multiplier, There is an integral pitch extraction technique (for example, the Acoustical Society of Japan/Speech Research Group material/material number 582-ots (
1982-4) P, P.

33〜40)。33-40).

以下、図面を参照しながら上述のピッチ抽出装置につハ
て説明する。
The pitch extraction device described above will be explained below with reference to the drawings.

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
。第3図において、1Q1はノ1イパスフィルタ、10
2はローパスフィルタ、103はAD(アナログ・デジ
タル)コンバータ、104は積分器、105は判定部で
ある。
FIG. 3 shows the configuration of a conventional pitch extraction device. In Fig. 3, 1Q1 is a no 1 pass filter, 10
2 is a low-pass filter, 103 is an AD (analog-digital) converter, 104 is an integrator, and 105 is a determination section.

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。
The operation of the pitch extraction device configured as described above will be described below.

マイクロホン等から入力される音声信号はノ・イパスフ
ィルタ101によって直流分を除去された後K、ローパ
スフィルタ102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ェイリ3 ・・−。
An audio signal input from a microphone or the like is passed through a low-pass filter 102 after removing a DC component by a low-pass filter 101, thereby satisfying the sampling theorem.

アジングフィルタリングがなされる。Aging filtering is performed.

次に、ADコンバータ103によってアナログデジタル
変換されてデジタルデータとなる。ADコンバータ10
3から出力されるデジタルデータは、積分器104によ
って積分された後に積分結果を判定部105へ出力する
。判定部105は、積分結果に関して極小値を検出し、
極小値間のサンプル個数をカウントすることによってピ
ッチを算出することとなる。即ち、第4図aに示すよう
な音声信号のデジタルデータつまりADコンバータ10
3の出力は、積分器104によって第4図Cに示すよう
な積分結果に変換される。判定部105は第4図Cの積
分結果に対してA、B、Cで示すような絶対値としての
極小値を検出し、極小値間のサンプル数NA、NB、N
c個をピッチ周期として得ることとなる。なお、ピッチ
周期Ni側をいわゆるピッチf、に変換するには、サン
プリングとして求めることができる。
Next, the data is analog-to-digital converted by the AD converter 103 to become digital data. AD converter 10
The digital data outputted from the unit 3 is integrated by the integrator 104 and then outputs the integration result to the determination unit 105. The determination unit 105 detects a local minimum value regarding the integration result,
The pitch is calculated by counting the number of samples between the minimum values. That is, the digital data of the audio signal as shown in FIG. 4a, that is, the AD converter 10
The output of 3 is converted by the integrator 104 into an integration result as shown in FIG. 4C. The determination unit 105 detects minimum values as absolute values as shown by A, B, and C from the integration result of FIG. 4C, and determines the number of samples NA, NB, and N between the minimum values
c pitch periods are obtained. Note that in order to convert the pitch period Ni side to the so-called pitch f, it can be obtained by sampling.

なお、極小値の検出を容易にする為に、積分器104の
積分結果を移動平均(スムージング)処理した結果を第
4図すに示すが、この移動平均処理結果を判定部105
へ入力するようにすれば高調波成分のピッチ周期検出へ
の影響を除去することができる。
In order to facilitate the detection of local minimum values, the integration results of the integrator 104 are subjected to moving average (smoothing) processing, as shown in FIG.
The influence of harmonic components on pitch period detection can be removed by inputting the signal to pitch period detection.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、ピッチ周期より
も低い周波数成分が存在する為に積分結果が正あるいは
負の方向に発散してしまうという問題点があった。
Problems to be Solved by the Invention However, with the above configuration, there is a problem in that the integration result diverges in the positive or negative direction due to the presence of frequency components lower than the pitch period.

本発明は上記問題点に鑑みて、簡単な構成で積分結果の
発散を防ぐことのできるピッチ抽出装置を提供するもの
である。
In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a pitch extraction device that has a simple configuration and can prevent divergence of integration results.

問題点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ンチ抽出装置は、
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、ADコンノ(−タから出力されるデ
ジタルデータを累積加算する積分器と、累積結果が予め
定めた閾値に対してこれ5″− を2回通過する都度積分器をリセットすると共に、各リ
セット間隔をピッチ周期として検知する制御判定部とか
ら構成される。
Means for Solving the Problems To achieve this objective, the pinch extractor of the present invention comprises:
A converting band-limited acoustic signals into digital data
D converter, an integrator that cumulatively adds the digital data output from the AD converter, and resets the integrator each time the cumulative result passes through the predetermined threshold twice. and a control determination section that detects each reset interval as a pitch period.

作  用 本発明はこの構成によって、帯域制限された音響信号が
ADコンバータによってデジタルデータに変換される。
Operation According to the present invention, a band-limited acoustic signal is converted into digital data by an AD converter with this configuration.

ADコンバータから出力されるデジタルデータは順次、
初期値Oにリセットされた積分器によって累積加算され
るとともにその結果は順次出力される。制御判定部は、
予め定められた閾値θに対して、積分器から出力される
累積結果が一旦閾値θを越えた後に再度閾値θ以下にな
るまでの時間間隔を検出し、これをピンチ周期として出
力するとともに、積分器0にリセットする。以上の動作
をくり返すことによって、順次検出されたピッチ周期が
制御判定部から出力されることとなる。
The digital data output from the AD converter is sequentially
The integrator reset to the initial value O performs cumulative addition, and the results are sequentially output. The control determination section is
With respect to a predetermined threshold θ, the time interval from when the cumulative result output from the integrator once exceeds the threshold θ until it falls below the threshold θ again is detected, and this is output as a pinch period, and the integration Reset to device 0. By repeating the above operations, successively detected pitch periods will be output from the control determination section.

実施例 以下1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。
Embodiment One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

6ベー7 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。
6.7 FIG. 1 shows a block diagram of a pitch extraction device in one embodiment of the present invention.

第1図において、1oは積分器、11は制御判定部であ
る。
In FIG. 1, 1o is an integrator, and 11 is a control determination section.

なお、101はバイパスフィルタ、102はローパスフ
ィルタ、103はADコンバータで、これらは従来例の
構成と同じものである。
Note that 101 is a bypass filter, 102 is a low-pass filter, and 103 is an AD converter, which have the same configuration as the conventional example.

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。
The operation of the pitch extraction device configured as described above will be described below.

まず、バイパスフィルタ101に入力された音響信号は
ピッチ周波数よりもかなり低い周波数成分(例えば5 
cHz以下)を除去する高域通過フィルタリングが実施
された後に、ローパスフィルタ102へ入力される。ロ
ーパスフィルタ102に入力された高域通過フィルタリ
ングされた音響信号は、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f8〔H2〕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。なお、本実施例においては、
fc << f 8/ 2なるカットオフ周波数をもつ
低域通7′ 過フィルタリングを実施することにより高域成分の影響
を除去する方が望ましい。
First, the acoustic signal input to the bypass filter 101 contains frequency components considerably lower than the pitch frequency (for example, 5
After high-pass filtering is performed to remove frequencies (below 10 cHz), the signal is input to the low-pass filter 102 . The high-pass filtered acoustic signal input to the low-pass filter 102 is low-pass filtered so as to pass only fs/2 [Hz] or less with respect to the sampling frequency f8 [H2] so as to satisfy the so-called sampling theorem. Filter. In addition, in this example,
It is preferable to remove the influence of the high-frequency components by performing low-pass 7' overfiltering with a cutoff frequency of fc << f 8/2.

バイパスフィルタ1o1及びローパスフィルタ102を
通過した音響信号は、帯域制限された音響信号として、
ADコンバータ103により、f8CHz )のサンプ
リング周波数によってAD変換されたデジタルデータと
なる。ADコンバータ103から出力されるデジタルデ
ータは、積分器10により順次累積加算される。ここで
、積分器1oは初期値零にリセットされているものとす
る。
The acoustic signal that has passed through the bypass filter 1o1 and the low-pass filter 102 is a band-limited acoustic signal.
The data is converted into digital data by the AD converter 103 at a sampling frequency of f8CHz. The digital data output from the AD converter 103 is sequentially cumulatively added by the integrator 10. Here, it is assumed that the integrator 1o has been reset to an initial value of zero.

制御判定部11は、予め定められた閾値θを判定基準値
として保持しておき、積分器1oから出力される累積結
果と比較する。比較した結果、累積結果が初めて閾値θ
を越えたことを検知した後に、累積結果が閾値以下にな
ると同時に積分器1゜をリセットするものとする。他方
において、制御判定部11は、積分器10’ilJセツ
トしてから次にリセットされるまでのデジタルデータ数
を計数し、その計数値をもってピッチ周期検出値として
出力する。
The control determination unit 11 holds a predetermined threshold value θ as a determination reference value, and compares it with the cumulative result output from the integrator 1o. As a result of the comparison, the cumulative result is the threshold value θ
After detecting that the value exceeds the threshold value, the integrator 1° is reset at the same time as the cumulative result becomes less than or equal to the threshold value. On the other hand, the control determination section 11 counts the number of digital data from when the integrator 10'ilJ is set until the next reset, and outputs the counted value as a pitch period detection value.

以上の各データの関係を第2図に示す。FIG. 2 shows the relationship between the above data.

なお、ピンチ周期を時間値としたい時には、検出値に対
して1/f6 を乗ずれば良く、又、ピッチ周波数とし
たい時にはf8 を検出値で割れば良い。
Note that if you want to use the pinch period as a time value, you can multiply the detected value by 1/f6, and if you want to use it as a pitch frequency, you can divide f8 by the detected value.

又、以上において、制御判定部11における閾値θとの
比較に関して、累積結果が正の値の時について述べてき
たが、累積結果が負の値の時には絶対値による判定ある
いは閾値θとの大小判定を適宜変更するようにすれば良
い。
Furthermore, in the above, regarding the comparison with the threshold value θ in the control determination unit 11, we have described the case where the cumulative result is a positive value, but when the cumulative result is a negative value, the determination is based on the absolute value or the magnitude determination with respect to the threshold value θ. You just have to change it as appropriate.

以上のように本実施例によれば、制御判定部11がピン
チ周期を検出する都度、積分器1oをリセットするので
、累積結果が正あるいは負の方向に発散することを防ぐ
ことができる。さらに、従来のように極小値あるいは極
太値を判定する為の複雑な判定部を必要とせずに、閾値
θとの比較によとすることにより、滑かな累積結果を得
ることができる。
As described above, according to this embodiment, the integrator 1o is reset each time the control determination unit 11 detects a pinch period, so that it is possible to prevent the cumulative result from diverging in the positive or negative direction. Furthermore, smooth accumulation results can be obtained by comparing with the threshold value θ instead of requiring a complicated determination unit for determining the minimum value or the maximum value as in the conventional case.

9へ−2 発明の効果 本発明は帯域制限された音響信号をADコンバータによ
シ変換したデジタルデータを順次、積分器により累積加
算し、その結果を制御判定部において、予め定めた閾値
θと比較判定することによってピッチ周期を検出すると
同時に、積分器の累積結果を零にリセットするようにし
たので、累積結果が正あるいは負の方向に発散すること
を防ぐことができる。
Go to 9-2 Effects of the Invention The present invention sequentially cumulatively adds digital data obtained by converting a band-limited acoustic signal using an AD converter using an integrator, and then uses the result in a control determination section to set a predetermined threshold value θ. Since the pitch period is detected by comparison and judgment, and at the same time the cumulative result of the integrator is reset to zero, it is possible to prevent the cumulative result from diverging in the positive or negative direction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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図は同ピツチ抽出装置に係る各データの
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、第4図は同各部の信号波形図である。 1o・・・・・・積分器、11・・・・・・制御判定部
、101・・・・・バイパスフィルタ、1o2・・・・
・・ローパスフィルタ、103・・・・・・ADコンバ
ータ、1o4・・・・・積分器、105・・・・・・判
定部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名M 
    塾シー滲か
FIG. 1 is a block diagram of a pitch extraction device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exemplary waveform diagram of each data related to the same pitch extraction device, and FIG. 3 is a block diagram of a conventional pitch extraction device. Figure 4 is a signal waveform diagram of each part. 1o...Integrator, 11...Control determination section, 101...Bypass filter, 1o2...
...Low pass filter, 103...AD converter, 1o4...Integrator, 105...Judgment section. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person M
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Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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ADコンバータから出力される前
記デジタルデータを順次累積加算する積分器と、前記積
分器から出力される累積加算結果と予め定めた閾値とを
比較し、比較結果に対応して前記積分器をリセットする
制御判定部とを備え、前記制御判定部は前記累積加算結
果が前記閾値を2回通過する都度前記積分器にリセット
を指示すると共に、前記各リセット間隔をピッチ周期と
して検知することを特徴とするピッチ抽出装置。
A converting band-limited acoustic signals into digital data
A D converter, an integrator that sequentially cumulatively adds the digital data output from the AD converter, and compares the cumulative addition result output from the integrator with a predetermined threshold, and adds the digital data corresponding to the comparison result. a control determination unit that resets an integrator, and the control determination unit instructs the integrator to reset each time the cumulative addition result passes the threshold twice, and detects each reset interval as a pitch period. A pitch extraction device characterized by:
JP61300974A 1986-12-17 1986-12-17 Pitch extractor Expired - Lifetime JPH0690639B2 (en)

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JP61300974A JPH0690639B2 (en) 1986-12-17 1986-12-17 Pitch extractor

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JP61300974A JPH0690639B2 (en) 1986-12-17 1986-12-17 Pitch extractor

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JPS63153600A true JPS63153600A (en) 1988-06-25
JPH0690639B2 JPH0690639B2 (en) 1994-11-14

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