MXPA01004281A - Metodo fundamental para busquedad rapida. - Google Patents

Abstract

Las presente invencion contiene tres metodos para deducir rapidamente la frecuencia fundamental de una forma de onda compleja o senal. Un metodo usa las relaciones entre las frecuencias de armonicas mas altas que incluyen razones de frecuencias, diferencias entre frecuencias, razones de diferencias de frecuencias, y relaciones que provienen del hecho de que las frecuencias de armonicas se modelan por funciones de una variable entera, cuyos valores representan numeros de rango de armonicas. Otro metodo describe las relaciones predichas/modeladas de las armonicas de registros de frecuencias seleccionadas en escalas logaritmicas, registra las frecuencias de parciales detectadas o escalas similares, y mueve las escalas una con respecto a otra buscando una igualacion de las tres armonicas. Cuando se encuentra tal igualdad, posibles numeros de rango de armonica y la frecuencia fundamental implicada pueden extraerse directamente. Cuando las parciales detectadas igualan mas de un conjunto de relaciones de armonicas predichas/modeladas, los algoritmos del primer metodo se usan para seleccionar la fundamental deducida. Aun por otro metodo, se acumulan y organizan las frecuencias armonicas por una pluralidad de fundamentales, para que parciales enlazadas a una fundamental desconocida puedan compararse con ellas y deducirse la fundamental desconocida.

Description

MÉTODO FUNDAMENTAL PARA BÚSQUEDA RÁPIDA ANTECEDENTES Y BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Está invención se refiere a la producción y reproducción de música electrónica y a métodos para modificar analógicos electrónicos de sonido durante el proceso de amplificación y aumento de las señales generadas por una nota, y en general a sistemas que tienen el objetivo de determinar rápidamente la frecuencia fundamental de una onda compuesta que es la suma de las frecuencias múltiples. Hay un límite mínimo irreducible para la duración del tiempo requerido para medir la frecuencia de una señal de onda sinusoidal para una exactitud de tono específico (e.g. a 3 de un semitono) . El tiempo mínimo es inversamente proporcional a la frecuencia de la señal que se procesa. Manteniendo constante la exactitud del tono, la cantidad mínima de tiempo requerido para medir la frecuencia de una onda sinusoidal pura de 82.4 Hz sería 8 veces más grande que el tiempo mínimo requerido para medir la frecuencia de una onda sinusoidal pura de 659.2 Hz . Por lo tanto, es problemático el tiempo de retraso para medir y reproducir las frecuencias fundamentales de notas graves bajas que se producen por instrumentos que no incorporan teclados (u otros medios que revelan la Ref: 128291 frecuencia fundamental conforme suena una nota) . Por ejemplo, cuando las señales de las notas graves bajas se procesan por sintetizadores antes de que se amplifiquen y reproduzcan, resulta comúnmente un tiempo de retraso molesto. Durante toda la patente, se define una parcial o frecuencia parcial como una banda de frecuencia energética definitiva, y se definen armónicas o frecuencias de armónicas como parciales que se generan de acuerdo con un fenómeno basado en una relación de enteros tal como la división de un objeto mecánico, e.g., una cuerda, o de una columna de aire, por un número integral de nodos. Las relaciones entre las frecuencias de armónicas generadas por muchas clases de dispositivos de oscilación/vibración, incluyendo instrumentos musicales, pueden modelarse por una función G(n) tal que fn = f. x G(n) donde fn es la frecuencia de na armónica, fx es la frecuencia fundamental, conocida como la la. armónica, y n es un entero positivo que representa el número de rango de armónica. Ejemplos conocidos de tales funciones son: fn = fx x n; y, fn = f 1 x n x [1 + (n2 - 1) ß] 2. Donde ß es una constante, típicamente 0.004. Existe un conjunto de conocimientos y teoría con respecto a la naturaleza y contenido de armónica de formas de ondas complejas y la relación entre las parciales armónicas producidas por objetos de vibración y por analógicos eléctricos/electrónicos de tales objetos. Ejemplos de textos que contribuyen a este conjunto de conocimientos son 1) The Physics of Musical Instruments, de Fletcher and Rossing, 2) Tuning, Timbre, Spectrum, Scale, de Sethares, y 3) Digital Processing of Speech Signáis, de Rabiner y Schafer. También se incluyen conocimientos y teoría respecto a varias formas para medir/determinar frecuencia, tal como filtros de banda pasante y eliminadores de banda fijos y variables, osciladores, resonadores, transformaciones de Fourier rápidas, etc. Una revisión de este conjunto de conocimientos está contenido en la Enciclopedia Británica. En ejemplos de patentes recientes, que señalan específicamente formas para medir una frecuencia fundamental son: La Patente U.S. 5,780,759 de Szalay describe un método de reconocimiento de tono que usa el intervalo entre cero cruzamientos de un señal como una medida de la duración del período de la señal. La magnitud del gradiente a cero cruzamientos se usan para seleccionar los cero cruzamientos a evaluarse. La Patente U.S. 5,774,836 de Bartkowiak et al. muestra un sistema analizador y codificador de la palabra mejorado para estimar el tono en una forma de onda vocal. El primer método desarrolla un cálculo de correlación, después genera un estimado de la frecuencia fundamental. Después desarrolla la verificación del error para no considerar estimados de tonos AerróneosS. En el proceso, busca para armónicas más altas de la frecuencia fundamental estimada. La Patente U.S. 4,429,609 de arrander muestra un dispositivo y método que desarrolla una conversión A a D, retira bandas de frecuencia fuera del área de interés, y desarrolla análisis usando datos de tiempo de cero cruzamiento para determinar la fundamental. Retrasa una señal de referencia por medio de cantidades sucesivas que corresponden a intervalos entre cero cruzamientos, y correlaciona la señal de retraso con la señal de referencia para determinar la fundamental . La Patente U.S. 5,210,366 de Sykes, Jr . es un sistema y método para detectar, separar y registrar las voces individuales en una composición musical realizada por una pluralidad de instrumentos. La señal en forma de onda eléctrica para la composición musical multi voces se alimenta a una convertidor de señal en forma de onda para convertir la señal en forma de onda a una representación de espectro de frecuencias. La representación de espectro de frecuencias se alimenta a un comparador de espectro de frecuencias donde se compara con representaciones de espectro de frecuencias en estado estacionario predeterminadas para un instrumento musical particular. Al detectar la presencia de una representación de espectro de frecuencias que corresponde a una representación de espectro de frecuencias en estado estacionario predeterminada, la representación de espectro de frecuencias detectada y el crecimiento medido y las representaciones de espectro de frecuencias disminuidas se alimentan a un comparador envolvente en forma de onda y se comparan con envolventes en forma de onda predeterminadas, i.e. representaciones de espectro de frecuencias durante el crecimiento, estado estacionario y propiedades transientes de la representación de espectro de frecuencias detectada se registran y se convierten a una señal en forma de onda eléctrica para salir como datos de música para una voz individual. La Patente U.S. 5,536,902 de Serra et al. es un método y aparato para analizar y sintetizar un sonido extrayendo el control de un parámetro de sonido. Se proporcionan análisis de datos que son indicativos de componentes plurales que integran una forma de onda en sonido original. Los datos para el análisis se analizan para obtener una característica con respecto a un elemento predeterminado, y después los datos indicativos de las características obtenidas se extraen como un parámetro sonido o musical. El tono o frecuencia fundamental se determina por un promedio ponderado de parciales de orden más bajas. La presente invención es un método para determinar armónicas en una onda compuesta que se desarrolla sin conocer o detectar la frecuencia fundamental . El método incluye detección de las frecuencias parciales de orden más alto de la onda compuesta y determinar matemáticamente la relación de armónicas entre las frecuencias parciales más altas. La frecuencia fundamental se deduce de la relación de armónicas determinada de las frecuencias detectadas y números de rango con el cual se acoplan. Esto puede realizarse antes de que pueda medirse la frecuencia fundamental. Donde las ondas compuestas incluyen una pluralidad de conjuntos de armónicas, cada conjunto se verifica a partir de una frecuencia fundamental común diferente, el método se repite para determinar todos los conjuntos de armónicas en la onda compuesta. La presente invención es un método para deducir rápidamente la frecuencia fundamental de una forma o señal de onda compleja usando la relación entre las frecuencias de armónicas más altas. El método incluye seleccionar al menos dos frecuencias candidatas en la señal. Después, se determina si las frecuencias candidatas son un grupo de frecuencias de armónicas legítimas que tienen una relación de armónica. Finalmente, la frecuencia fundamental se deduce de las frecuencias legítimas.

En un método, las relaciones entre frecuencias parciales detectadas se comparan con las relaciones comparables que prevalecerían si todos los miembros fueran frecuencias de armónicas legítimas. Las 5 relaciones comparadas incluyen razones de frecuencias, diferencias en frecuencias, razones de las diferencias, y relaciones únicas que resultan del hecho que las frecuencias de armónicas se modelan por una función de una variable que asume solo valores enteros positivos. 0 El valor entero se conoce como el número de rango de armónica. Preferentemente, la función de una variable entera es fn = fx x n x (S)log2n donde S es una constante y típicamente, 1 # S # 1.003 y n es el número de rango de armónica. El valor de S, llamado en lo sucesivo 5 constante aguda, determina el grado en el que las armónicas se vuelven progresivamente más agudas conforme aumenta el valor de n. Otras relaciones que deben mantenerse, si las frecuencias parciales candidatas son armónicas 0 legítimas, se verifican a partir de las características físicas del objeto o instrumento de vibración/oscilación que es la fuente de la señal, i.e., pueden producirse las frecuencias fundamentales más alta y más baja, y puede producirse la frecuencia 5 armónica más alta. Otro método para determinar frecuencias de armónicas legítimas y deducir una frecuencia ^ggg . fundamental incluye comparar el grupo de frecuencias candidatas con una frecuencia fundamental y sus armónicas para encontrar una igualación aceptable. Un método crea una escala muí tipl icadora armónica en la cual se registran los valores de G(n) . Los valores son los multiplicadores de frecuencia fundamentales para cada valor de n, i.e., para cada número de rango de armónica. Después se crea una escala similar donde pueden registrarse los valores de frecuencias parciales candidatas. Después de que un grupo de frecuencias parciales candidatas se ha detectado y registrado en la escala candidata, se comparan las dos escalas, i.e., se mueven una con respecto a la otra para localizar igualaciones aceptables de grupos de frecuencias candidatas con grupos de multiplicadores de armónica. Preferentemente las escalas son logarítmicas. Cuando se encuentra una buena igualación, se determina un conjunto posible de números de rango para el grupo de frecuencias candidatas (o pueden leerse directamente) de la escala del número de rango de armónica. Igualmente puede leerse directamente la frecuencia fundamental implicada asociada con el grupo de frecuencias candidatas parciales legítimas. Es la frecuencia en la escala de frecuencia candidata la que corresponde (líneas superiores) al " 1 " en escala muí t ipl icadora armónica. Si la función G(n) es diferente para diferentes - . i - <s—=-Tp-É? registros de frecuencia, de tal forma que las armónicas en un registro de frecuencia se relacionan en formas que son diferentes de las formas que se relacionan en otros registros de frecuencia, entonces se generan diferentes escalas muí tipl icadoras de armónicas, una por cada uno de los diferentes registros de frecuencia. Las frecuencias parciales se registran en la escala apropiada para el registro de frecuencia en el cual caen y se comparan con la escala muí t ipl icadora de armónica que corresponde al registro de frecuencia. En otro método de igualación, las frecuencias candidatas se comparan con una pluralidad de frecuencias de armónicas medidas detectadas que provienen de una pluralidad de frecuencias fundamentales. Las frecuencias de armónicas detectadas y medidas se organizan preferentemente en un arreglo donde las columnas son los números de rango de armónica y las filas son las frecuencias de armónicas organizadas en orden de frecuencia fundamental. Cuando tres o más parciales detectadas se alinean suficientemente cerca a tres frecuencias de armónicas medidas en una fila del arreglo, se conocen los números de rango de armónica y la fundamental. Ya que las frecuencias de las armónicas más altas pueden determinarse normalmente de forma más rápida que la frecuencia fundamental, y dado que los cálculos para deducir la frecuencia fundamental pueden desarrollarse en muy corto tiempo, las frecuencias fundamentales de las notas graves bajas pueden deducirse bien antes de que puedan medirse. Otras ventajas y características nuevas de la presente invención llegaran a ser evidentes a partir de la siguiente descripción detalla de la invención, cuando se considere en conjunto con los dibujos que la acompañan .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de bloques de un método para deducir la frecuencia fundamental de acuerdo a la presente invención. La Figura 2 es un diagrama de bloques de una implementación específica del método de la Figura 1.

La Figura 3 ilustra una escala logarítmica en donde se exhiben multiplicadores de armónica para las Armónicas 1 a 17, y una escala logarítmica correspondiente en donde se exhiben las frecuencias de cuatro parciales detectadas. La Figura 4 es una ampliación de una porción seleccionada de las escalas de la Figura 3 después de que las escalas se mueven una con respecto a otra para buscar una buena igualación de tres frecuencias candidatas con multiplicadores de armónica. La Figura 5 es una ampliación de una banda de frecuencia estrecha de la Figura 4 que muestra como los bitios de igualación pueden usarse como una medida del grado de igualdad. La Figura 6 es un diagrama de bloques de un sistema que implementa el método de las Figuras 1-4.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Para deducir la frecuencia fundamental, f1# de armónicas más altas, deben filtrarse las frecuencias irregulares y deben determinarse los números de rango de armónica de al menos un grupo de armónica legítimo. Alternativamente, debe determinarse el número de posiciones armónicas no ocupadas (armónicas faltantes) clasificadas por dos armónicas legítimas. El método general, ilustrado en la Figura 1, selecciona frecuencias candidatas. Después, determina si las frecuencias candidatas son frecuencias de armónicas legítimas que tienen la misma frecuencia fundamental subyacente. Finalmente, la frecuencia fundamental se deduce de las frecuencias legítimas.

Definiciones y Notación Las siguientes definiciones y notación se usarán en toda esta patente: fH, fM, fL: Las frecuencias candidatas de un trío de parciales, organizadas en orden descendente de frecuencia .

RH, RM, RL : Los números de rango asociados con fH, fM, fL- FL : La frecuencia fundamental más baja, f que puede producirse por la fuente de la señal. FH : La frecuencia fundamental más alta, f,, que puede producirse por la fuente de la señal . FMñX : La frecuencia armónica más alta que puede producirse por la fuente de la señal.

RELACIONES Y CONDICIONES DE LIMITACIÓN El método usa relaciones entre armónicas más altas, a condiciones que limitan las selecciones, se tienen relaciones de armónicas más altas con la fundamental, y el rango de frecuencias fundamentales posibles. Los ejemplos son: Si fRZ = f 1 x G(RZ) modela la frecuencia de la Rza armónica, y Si fH, fM y fL son frecuencias de armónicas 1 egí imas , y Si RH , RM y RL son los números de rango asociados con fH, fM y fL, entonces deben mantenerse las siguientes relaciones de razón: a) Las razones de frecuencias candidatas detectadas deben ser aproximadamente igual a las razones obtenidas sustituyendo sus números de rango en el modelo de armónicas, i.e., -^ H ) tM . IRH ) rRM t M / ^ L • ^ RM " RL b) Las razones de diferencias entre frecuencias candidatas detectadas deben ser consistentes con las relaciones de diferencias de frecuencias modeladas, i.e., (fH - fM) ) (fM - fL) . (fRH - fRM) ) (fRM - fRL) c) Las frecuencias candidatas parciales fH, fM, fL, que son armónicas candidatas, deben estar en el rango de frecuencias que pueden producirse por la fuente o el instrumento. d) Los números de rango de armónica RH , RM , RL no deben implicar una frecuencia fundamental que está abajo de FL o arriba de FH , el rango de frecuencias fundamentales que pueden producirse por la fuente o instrumento. e) Cuando las razones variables enteras de igualación para obtener posibles tríos de números de rango, por ejemplo, el entero RM en la razón de enteros RH/RM deben ser igual que el entero RM en la razón de enteros RM/RL. Esta relación se usa para unir pares de Número de Rango { RH , RM } y { RM , RL} dentro de tríos posibles {RH, RM, RL} .

Resumen de Métodos Los métodos analizan un grupo de parciales o frecuencias candidatas e investigan si incluyen o no frecuencias irregulares. Preferentemente cada grupo analizado contendrá tres parciales. Si la presencia de una o más frecuencias irregulares no se determina, el grupo se considera que es un grupo de frecuencias de armónicas legítimas. Se determina el número de rango de cada frecuencia armónica, y se deduce la frecuencia fundamental. Cuando se determina la presencia de una o más frecuencias irregulares, se detecta una nueva frecuencia parcial o candidata, se mide y se selecciona, y se aislan y se filtran las frecuencias irregulares. Este proceso continúa hasta que queda un grupo de frecuencias de armónicas legítimas. En el proceso, se determinan y se verifican los números de rango de frecuencias de armónicas legítimas. Después se calcula la frecuencia fundamental por medio de una variedad de métodos. Se hacen ajustes considerando el grado en el que las armónicas varían de fn = f ? x n.

Método I El siguiente es un ejemplo de un método que implementa el diagrama de flujo compacto del método de la Figura 1 para deducir la frecuencia fundamental y se ilustra en la Figura 2. El método prueba un trío de frecuencias parciales candidatas detectadas para determinar si sus miembros consisten solo de frecuencias de armónicas legítimas de la misma frecuencia fundamental. Cuando eso no es cierto, se inducen frecuencias candidatas adicionales y se sustituyen por unas en el trío a la mano hasta que se haya encontrado un trío de armónicas legítimas. Cuando se encuentra tal trío, se determinan los números de rango asociados con cada miembro y se deduce la frecuencia fundamental . El método como se describe aquí ilustra los tipos de operaciones lógicas que se realizarán ya sea directa o indirectamente. La implementación real incorporará simplificaciones, eliminará redundancias, etc., y podría diferir en otras formas de la implementación descrita después. El método se presenta como un conjunto de pasos descritos en términos generales, y en paralelo un ejemplo numérico ilustra los cálculos requeridos para varios pasos .

Definiciones de las Constantes del Instrumento Kx es el número de rango de armónica más alto que se asignará/considerará. El valor de Kx se fija comparando el % de error esperado en la medición de la frecuencia de la Kxa armónica, con el valor de los cocientes de la razón de enteros [ (K + 1) ) K ) [?x ) (K, - 1) ] Un valor predeterminado para K1 se fijará igual a 17 y se revisará para conformar el reconocimiento del instrumento a la mano y el error esperado en las mediciones de frecuencia. K2 es el número esperado máximo de armónicas faltantes entre dos frecuencias de armónicas detectadas adyacentes. El valor predeterminado de K2 se fija igual a 8. K3 es igual a la suma máxima esperada de las armónicas faltantes entre dos armónicas que contienen una armónica de intervención o intermedia, más 1. El valor predeterminado para K3 se fija igual a 12.

Paso 1. Fijar constantes/parámetros para el instrumento o fuentes de la señal . Ejemplo: FM = 300 Hz, FL = 30 Hz, FMAX = 2, 100 Hz, K-L = 17, K2 = 8 , K3 = 12 Por simplicidad y brevedad, la función que describe la relación entre frecuencias de armónicas G(n) se asume que es f x n.

Paso 2. Detectar, medir y seleccionar, por ejemplo, las frecuencias de tres parciales. Las frecuencias se detectan y se miden en el orden en el que se presentan. Por ejemplo tres frecuencias o parciales, que tienen un nivel de energía significativamente arriba del nivel de ruido ambiente, se seleccionan como posibles candidatas de armónicas legítimas. Las frecuencias más altas, y consecuentemente frecuencias de armónicas de orden más alto, se detectan y se miden naturalmente primero. El siguiente ejemplo asume una excepción donde una armónica más baja se detecta antes que una más alta, y se ilustra cómo la excepción que se procesaría. Ejemplo: Ia frecuencia medida = 722 Hz, 2a frecuencia medida = 849 Hz, 3a frecuencia medida = 650 Hz .

Paso 3. Las tres frecuencias candidatas se arreglan en orden de frecuencia y se etiquetan fH, fM, fL. Ejemplo: fH = 849 Hz, fM = 722 Hz, fL = 650 Hz .

Ej emplo 4. Se determinan tríos posibles de números de rango para las frecuencias candidatas fH, fM, fL. Los cocientes de las razones fH/fM y fM/fL se comparan con los cocientes de razones de enteros Ia/Ib, cuando Ia e Ib son ambos # Kx , un límite dado. Aquí K? se fija igual a 17 con fines ilustrativos. Cuando el cociente de una razón de frecuencia está suficientemente cerca del cociente de una razón de enteros, la razón de enteros se mantiene como una que representa un par de números de rango posibles para que la razón de frecuencia se iguale. Las razones también podrían ser fH/fL Y fM/rL ° fH/fM y fH/fL o cualquiera de los inversos. Ejemplo: Para fH/fM = 1.176, los cocientes de la razón de enteros más cercanos son 1.1818 = 13/11 y 1.1667 = 7/6 o 14/12. Observar que 26/22 no se considera debido a que 26 > 17. Para fM/fL = 1.111, los .. . ^"-^J cocientes de razón de enteros más cercanos son 1.111 = 10/9 y 1.10 = 11/10. Cuando la frecuencia común de las dos razones son iguales, entonces se forma un posible trío de números de rango { RH , RM , RL}. En este ejemplo, es cuando el denominador de la fracción de enteros fH/fM es igual al numerador de la fracción de enteros fM/fL. Ejemplo: Dado que solo fH/fM = 13/11 y fM/fL = 11/10 conduce al mismo número de rango para fM, el único trío posible en este ejemplo es { RH , RM, RL} = {13, 11, 10}.

Paso 5. Todos los tríos posibles de números de rango se eliminan, lo cual implica una frecuencia fundamental íx fuera del rango definido por FL y FH . Ejemplo: La fundamenta fx es la frecuencia candidata dividida por su número de rango. El único trío posible, {13, 11, 10}, no se filtra debido a que f„ /13 = 65.308, fM /ll = 65.636, y fL/10 = 65.00 todos están dentro del rango definido por FL = 30 y FH = 300.

Paso 6. Se calculan las diferencias DH M = fH - fM y DM L = fH _ fL Y se calcula la razón DH M/DM L. Otras razones de diferencias que podrían haberse usado similarmente son DH L/DM L o DH L/DH M. Ejemplo: DH M = 849 - 722 = 127, DM>L = 722 - 650 = 72, y DH,M/DM?L = 127 / 72 = 1.764. rt ... i i . -•----• Paso 7. El cociente de la razón de diferencias DH M/DF se compara a los cocientes de razones de enteros pequeñas Ic/Id donde Ic < K2 , e Ic + Id < K3. Nota: En todo el ejemplo, el valor de K2 = 8 y K3 = 12. K2 = 8 corresponde a la suposición de que fH y fM difieren por no más de 7 veces la frecuencia fundamental, o los números de rango de armónica RH y RM difieren por no más de 7. Igualmente, K3 = 12 supone que fH y fL diferirán por no más de 11 veces la frecuencia fundamental y los números de rango RH y RL difieren por no más de 11. Una revisión superficial de los datos del campo confirman estas suposiciones. Si se usan las otras razones de diferencias, los valores de K2 y K3 se fijan apropiadamente usando los mismos análisis. Ejemplo: DH M/DH L = 1.764 . 1.75 = 7/4. Esta razón califica al inicio por consideración debido a que 7 < 8 y 7 + 4 < 12.

Paso 8. Se descalifica cualquier razón de diferencias que implica una frecuencia fundamental f < FL . Ejemplo: Aquí la razón de diferencias 7/4 implica que la diferencia entre la frecuencia más alta fH = 849 Hz y la frecuencia más baja fL = 650 Hz, que es igual a 198 Hz, debería ser aproximadamente igual a (7+4) u 11 veces la frecuencia fundamental. Así, la implicación es que £ -. = 199/11 = 18.1, que es menor que FL = 30. Lo mismo es verdadero para DH M/Ic y DM L/Id. Esto solo implica que exista una o más frecuencias irregulares. El paso 9 mostrará que aún otra comparación implica que las frecuencias irregulares están en este trío de frecuencias candidatas.

El paso 9. Cualquier trío de número de rango RH , RM, RL se descalifica si la razón de enteros Ic/Id que iguala la razón de diferencias de frecuencias es inconsistente con las razones de número de rango correspondientes 10 (RH-RM))(RM-RL) . Ejemplo: El único trío de número de rango posible fue {13, 11, 10}. Se filtró debido a que 7/4 ß (13 -11) ) (11 - 10) = 2. 15 Paso 10. a) Si hay inconsistencias no resueltas, ir al paso 11. Ejemplo: La primera vez, antes de que se seleccione una nueva frecuencia y se eliminen frecuencias irregulares, hubieron inconsistencias no 20 resueltas . Todos los tríos de número de rango posibles se filtraron, y la razón de diferencia condujo a una inconsistencia . b) Si no hay inconsistencias no resueltas, y por lo tanto se ha encontrado un trío consistente que es 25 legítimo, ir al Paso 17 para deducir la frecuencia fundamental .

S-<^taBi---g-ÍÍ- -B-e-M-=-t Ejemplo: En este caso, después de que se ha inducido una nueva frecuencia y se ha reemplazado la 2a frecuencia en el trío original, no se encuentran inconsistencias no resueltas como se muestra después.

Paso 11. Se han seleccionado todas las frecuencias que se han medido y detectado? Si no, ir al Paso 12, si sí, ir al Paso 16.

Pasos 12 - 14. Para encontrar un trío de frecuencias candidatas, se usan las tres frecuencias candidatas originales con una o más frecuencias candidatas adicionales para determinar un trío legítimo. Si es la primera vez a través del proceso para un trío, proseguir al Paso 13 para seleccionar una cuarta frecuencia candidata y al Paso 14 para reemplazar una de las frecuencias en el trío. La determinación de un trío legítimo, que consiste de la cuarta frecuencia candidata y dos del trío original de frecuencias candidatas, se procede iniciando en el Paso 3. Si la primera sustitución de la cuarta frecuencia candidata no produce un trío legítimo, el Paso 12 prosigue directamente al Paso 14. Se reemplaza una segunda frecuencia candidata original por la cuarta candidata para formar un nuevo trío. Si esto no produce un trío legítimo, la cuarta candidata se sustituirá por una tercera frecuencia candidata original .

Si no se ha encontrado el trío legítimo o consistente después de sustituir la cuarta frecuencia candidata por cada una de las frecuencias en el trío original, que se determina como el tercer paso a través del Paso 12, ir al Paso 15. Ejemplo: Dado que hay inconsistencias no resueltas en el trío original {849, 722, 650}, se selecciona una nueva frecuencia. La nueva frecuencia es 602 Hz . El valor 849 se reemplaza por 602 para formar el trío {722, 650, 602} el cual se designa como nuevo trío candidato {fH, fM, fL}. Para fH,/fM, = 1.111, las razones de enteros más cercanas son 10/9, 11/10 y 9/8. Para fM/fL = 1.0797, las razones de enteros más cercanas son 14/13, 13/22, y 15/14. No hay igualación de números de rango. De nuevo, no se encuentra trío consistente. Se reemplaza una frecuencia diferente en el trío original, i.e., 722 se reemplaza por 602 y la frecuencia original 849 se reinserta para formar el trío {849, 650, 602} que se designa como nuevo trío candidato { fH, fM, fL} . Para fH/fM = 1.306, las razones de enteros más cercanas son 13/10, 17/13, y 14/11. Para fM,/fL = 1.0797, las razones de enteros más cercanas son 14/13, 13/12, y 15/14. fH/fM . 17/13 y fM/fL . 13/12 forman un trío de número de rango posible que es {RH, RM, RL} = {17, 13, 12}. (fH - fM) ) (f„ - fL) = 199/48 = 4.146 . 4 (RH - RM) ) (RM - RL) = 4/1 = 4, que es consistente con la razón de diferencias de frecuencias. Tamb i én f H ) RH = 4 9 . 94 , f „ ) RM = 5 0 , f L ) RL = 50.17. Todos son más grandes que FL = 30. Todas las condiciones se satisfacen y por lo tanto R. R. y Ri se asume que son 17, 13 y 12 respectivamente y las frecuencias candidatas 849, 650, 602 se consideran un trío legítimo. La frecuencia fundamental se determina ahora en el Paso 17.

Paso 15. Se seleccionan una quinta y sexta frecuencias candidatas. La cuarta frecuencia se combina con las quinta y sexta frecuencias candidatas para formar un nuevo trío de inicio y el método se ejecutará iniciando con el Paso 3. El Paso 12 se reajustará a cero Pasos a través de el .

Paso 16. Si después de que todas las frecuencias detectadas y medidas se han seleccionado y determinado por el Paso 11 y no se ha encontrado trío consistente o legítimo en los Pasos 7-10, la más baja de todas las frecuencias seleccionadas considerará la fundamental .

Paso 17. Deducir la frecuencia fundamental, por ejemplo, por medio de alguno de los siguientes métodos, en donde G(n) = n, fH? = 849 Hz, fM = 650 Hz, fL = 602 Hz, {RH, RM, RL} = {17, 13, 12}: a) f, = fH/RH b) f, = fM/RM c) f, = fL/RL d) f, = (fH - fM) ) (RH - RM) f) fx = (fH - fL) ) (RH - RJ Ejemplo: Después de que un trío legítimo consistente de frecuencias se encuentra con números de rango asociados se encuentra que es {849, 650, 602} y {17, 13, 12} : a) fx = 849/17 = 49.94 Hz b) í . = 650/13 = 50.00 Hz c) f i = 602/12 = 50.17 Hz d) f 1 = (849 - 650) ) (17 - 13) = 49.75 Hz e) f, = (650 - 602) ) (13 - 12) = 48.00 Hz f) fx = (849 - 602) ) (17 - 12) = 49.4 Hz La fundamental deducida puede establecerse igual a cualquiera de una variedad de promedios compensados de los seis valores calculados. Por ejemplo: El valor promedio de f1# que usa el método de razón de cálculo, e.g., a) directo c) arriba, = 50.04 Hz .

El valor de f1# que considera que el método de diferencia de frecuencias que abarca el número más grande de armónicas, que se da antes por f) , = 49.4. Promediando los valores de í1 calculados por los métodos de razón y el método de diferencias, que abarcan los números más grandes de armónicas, da (50.04 + 49.4) ) 2 = 49.58. Estos tres métodos de formas de promediar deberían producir valores razonables para la frecuencia fundamental deducida. El último se prefiere a menos que/hasta que los datos de campo indiquen un método de formas de promediar mejor. b) Si las armónicas del instrumento a la mano se han modelado por la función fn = fx x n x (S)l092n, donde S>1, un método más preciso para deducir la fundamental sería como sigue: a) f, = (fH ) Sl?92RH) ) RH b) f, = (fM ) Sl092RM) ) RM c) fx = (fL ) S1O92RL) ) RL d) f, = [ (fH ) slog2RH) - (f„ ) sl092RM) ] ) (RH - RJ e) f, = [ (fM ) slD92RM) - (fL ) sl?92RL) ] ) (RM - R f) fx = [ (fH ) S1O92RH) - (fL ) Sl092RJ ] ) (RH - RJ Si la constante bien definida S se- hubiera fijado igual a 1.002, los valores deducidos de la fundamental habrían sido como sigue: a) f 1 = 49.535 Hz b) f ? = 49.63 Hz. c) fx = 49.81 Hz . d) f í = 49.22 Hz. e) f, = 47.51 Hz. El valor promedio de f1# que usa el método de razón de cálculo, e.g., a) directo c) arriba, es igual a 49.66 Hz . El valor de f1# que considera que el método de diferencias de frecuencias que abarca el número más grande de armónicas como se da antes por f ) , es igual a 48.88 Hz . Promediando los valores de fx, calculados por el método de razón y el método de diferencias, que abarcan los números más grandes de armónicas, da (49.66 + 48.88) ) 2 = 49.27. Alguno de estos tres métodos de formas de promediar podrían usarse para deducir la fundamental . Se prefiere el último. Si después de que se completa el Paso 9, quedan dos o más conjuntos consistentes de números de rango, la fundamental f debería recalcularse con cada conjunto de números de rango y la frecuencia más baja obtenida, que es consistente con las condiciones descritas en los Pasos 3 a 9, se selecciona como la frecuencia fundamental deducida f 1 . i > » i < i á ajaaa-a-a-M- La descripción y ejemplos dados previamente asumen frecuencias de armónicas que se modelan por fn = fx x G(n) = f, x n x (S)log2n donde 1 # S # 1.003. La última función, con S que es más cercana a 1, implica que fn/fm será aproximadamente igual a la razón de enteros n/m, que la razón de las diferencias de frecuencias (fh - f ) (fM - fj será aproximadamente igual a una razón de enteros pequeña y que fx - f? = (X - Y) x f , . En el caso general, se aislan tríos de parciales armónicas legítimas y se determinan sus números de rango correspondientes por medio de a) Comparar los cocientes de fH ) fM y fM ) fL a los cocientes de razones G(RH) ) G(R y G ( RJ ) G(RJ respect ivamente . b) Comparar las razones de diferencias de frecuencias (fH f ) (f, con razones de diferencias de funciones [G (R - G ( RJ ] ) [G (Rj -G(RJ ] . c) Comparar las frecuencias fundamentales que se implican por combinaciones posibles de números de rango tanto con la frecuencia fundamental más baja como la frecuencia armónica más alta que pueden producirse por el instrumento a la mano.

Método II Un método alternativo para aislar tríos de parciales detectadas, el cual consiste solo de frecuencias de armónicas legítimas que tienen las mismas frecuencias fundamentales subyacentes, para encontrar sus números de rango asociados, y para determinar la frecuencia fundamental implicada por cada uno de tal trío se ilustra en las Figuras 3, 4 y 5. El método marca y etiqueta las frecuencias parciales detectadas en una escala logarítmica e iguala las relaciones entre las parciales a una escala logarítmica similar, que exhibe las relaciones entre las frecuencias de armónicas pronosticadas/modeladas. En lo sucesivo se usa un ejemplo para clarificar los conceptos generales. Se ilustra un método que podría usarse para igualar o encontrar un mejor acceso de las señales recibidas para las características o patrones de frecuencias de armónicas, y solo ilustra los tipos de operaciones lógicas que se usarían. El ejemplo debería considerarse como una incorporación posible y no considerarse como una limitación de la presente invención. Para propósitos de este ejemplo se asume que las armónicas producidas por el instrumento a la mano se modelan por la función fn = f -, x n x (S)l092n, donde n es un entero positivo 1, 2, ... , 17, y S es una constante igual a 1.002. En base a la función, una Escala Muí tipl icadora de Armónica, llamada en lo sucesivo Escala HM, se establece cuando cada marcador de gradiente representa un intervalo que es igual a 1/100 de un semitono o 1/200 de un octavo. La primera marca en la escala representa un multiplicador de armónica 1, i.e., el número que cuando se multiplica por fx da f 1 . Cada marca sucesiva en la escala representa el número multiplicador previo, multiplicado por sí mismo [2 x S]1/1200. Se asume que se usa un montante de bitios, cada una representa un intervalo igual a 1/100 de un semitono. El bitio n° representará al multiplicador [(2 x s) 1/1200] ?n_1) . Los bitios seleccionados a lo largo de la Escala HM representarán multiplicadores de armónica y se etiquetarán con el número de armónica apropiado: fx se representará por el bitio 1, f2 por el bitio 1200, f3 por el bitio 1902, f4 por el bitio 2400, ..., f17 por el bitio 4905. Esta escala se describe en la Figura 3. Se establece otra escala para marcar y etiquetar las frecuencias parciales candidatas conforme se detectan. El marcador de gradiente de inicio, representado por el bitio 1, representará la frecuencia FL; el siguiente por FL x [ ( 2 x S)1 1200]1, el siguiente por FL x[(2 x s)1/1200]2. El n° bitio representará FL x[(2 x s)1/1200]n ? . Esta escala se conoce como la Escala de Frecuencia Parcial Candidata y se llama en lo sucesivo la Escala CPF. Se describe junto con la Escala HM en la Figura 3. Conforme se detectan las parciales sus frecuencias se marcan y se etiquetan en la Escala CPF. Cuando se han detectado, marcado y etiquetado tres así, la Escala CPF se mueve con respecto a la Escala HM , buscando igualarse. Si una igualación de las tres frecuencias candidatas no se encuentra en ningún lado a lo largo de las escalas, se detecta otra frecuencia parcial, marcada y etiquetada y continúa la búsqueda de las tres que se igualan. Cuando miembros de un trío de parciales candidatas se igualan con un conjunto de multiplicadores en la Escala CPF dentro de un límite especificado, entonces se asume que las frecuencias candidatas son frecuencias de armónicas legítimas, sus números de rango igualan los números de rango de sus contrapartes en la Escala CPF. Similarmente, la fundamental implicada puede deducirse directamente. Es la posición de la frecuencia en la CPF que iguala el " 1 " en la Escala HM . La Figura 4 muestra la porción de las escalas en las que las frecuencias candidatas detectadas caen después de que las escalas que se han desviado para revelar un buen alineamiento de las tres frecuencias, i.e., la 40 frecuencia detectada, 421 Hz, combinada con las Ia y 3a frecuencias detectadas, 624 Hz y 467 Hz .

Un método para medir el grado de alineamiento entre una parcial candidata y un multiplicador de armónica es expandir los bitios que marcan las frecuencias parciales candidatas y multiplicadores de armónica en conjuntos de bitios adyacentes múltiples. En este ejemplo, en la Escala HM, 7 bitios se activan en cada lado de cada bitio que marca un multiplicador de armónica. Igualmente, en la Escala CPF, 7 bitios se activan en cada lado de cada bitio que marca una frecuencia parcial candidata. Conforme las escalas se mueven una con respecto a otra, el número de bitios de igualación proporciona una medida del grado de alineamiento. Cuando el número de bitios de igualación en un trío de frecuencia candidatas excede un límite, e.g., 37 fuera de 45 bitios, entonces se considera que el alineamiento de parciales candidatas es aceptable y se designan las frecuencias candidatas como un trío de frecuencias de armónicas legítimas. La Figura 5 ilustra el grado de igualación, e.g., 12 fuera de 15 posibles, entre una frecuencia parcial candidata, i.e., 624 Hz, y el multiplicador de la 12a armónica. Cuando se encuentra un alineamiento o igualación aceptable, los números de rango implicados se usan para probar para inconsistencias no resueltas que usan los Pasos lógicos 6 a 9 del Método 1. Si no se encuentran las inconsistencias no resueltas y la fundamental implicada es más baja que FL o más alta que FH , entonces las escalas se mueven en búsqueda de alineamientos que implican una fundamental más alta o una fundamental más baja respectivamente. Cuando no se encuentran inconsistencias no resueltas y la fundamental implicada cae entre FL y FH , entonces la fundamental implicada fx llega a ser la fundamental deducida . Algunas clases de instrumentos/dispositivos tienen 5 bandas de resonancia y/o registros que producen armónicas que son sistemáticamente más definidas que las de otras bandas de resonancia y/o registros. Similarmente, las armónicas de algunos instrumentos podrían ser sistemáticas y predecibles en algunas 10 bandas de frecuencia y en otras no. En estos casos, el Método II puede usarse como sigue: 1. Aislar las bandas de frecuencia donde S es consistente en toda la banda. 2. Construir una Escala HM que se usa solo por las 15 frecuencias en la banda de frecuencia basada en la S para esa banda. 3. Construir otras Escalas HM para otras bandas de frecuencia donde aplican diferentes valores de S. 4. Cuando se detectan frecuencias, se localizan en 20 la Escala CPF que se construye con el valor apropiado de S para la banda que contiene la frecuencia. 5. Ignorar las frecuencias detectadas que caen en bandas de frecuencias donde no se pronostican las armónicas . 25 6. Buscar para igualar entre patrones multiplicadores de armónica y patrones de frecuencia candidata detectada que usan escalas similares (mismo £§ ^gg jggg valor S Método III Otro método para deducir la frecuencia fundamental 5 involucra la detección y medición o cálculo de frecuencias de armónicas para una pluralidad de frecuencias fundamentales. Las frecuencias se organizan en un arreglo con las frecuencias fundamentales que son las filas y los números de rango de armónica que son 10 las columnas. Cuando se toca una nota con frecuencia fundamental desconocida, las frecuencias de las armónicas más altas, conforme se detectan, se comparan fila por fila con las frecuencias de armónicas exhibidas en el arreglo. Una buena igualación, con tres 15 o más frecuencias en el arreglo o con frecuencias interpoladas de miembros del arreglo, indica un conjunto posible de números de rango y una frecuencia fundamental deducida posible. Cuando un trío de frecuencias detectadas iguala dos o más tríos de 20 frecuencias en el arreglo, y se implican así dos o más frecuencias fundamentales, la frecuencia fundamental deducida se fija igual a la más baja de las frecuencias fundamentales implicadas que es consistente con las notas que pueden producirse por el instrumento a la 25 mano. El arreglo es un ejemplo de solo un método de organización de frecuencias para acceso rápido y podrían usarse otros métodos.

-J-At-^M-M-l-Ml Los Métodos I , II y III anteriores pueden usarse para aislar y editar parciales irregulares. Por ejemplo, dada una pista monofónica de música, después de que todas las parciales se han detectado durante un 5 período de tiempo, cuando la fundamental deducida permanece constante, estos métodos podrían usarse para identificar todas las parciales que no son miembros legítimos del conjunto de armónicas generadas por la fundamental dada. La información podría usarse, por 10 ejemplo, a) para editar sonidos extraños de la pista de música; o b) para analizar las anomalías para determinar su fuente . Normalmente tres o más frecuencias de armónicas legítimas se requerirán ya sea por el Método I , II o 15 111/ aunque en algunos casos especiales solo dos serán suficientes. Para deducir la frecuencia fundamental de dos armónicas de orden superior, deben prevalecer las siguientes condiciones: a) Debe conocerse que las frecuencias parciales irregulares que no representan 20 armónicas legítimas son tan raras que puede ignorarse la posibilidad; y b) La razón de las dos frecuencias debe ser tal que se establezcan únicamente los números de rango de las dos frecuencias. Por ejemplo, se supone que las dos frecuencias son 434 Hz y 404 Hz . El 25 cociente de la razón de estas frecuencias cae entre 14/13 y 15/14. Si FL = 30 Hz, entonces los números de rango se establecen únicamente como 14 y 13, ya que 434 i^¡^MMtt r><M¡mi¡ ¿¿»-¿_¿___^__^__¿_i_. itnffií ) 15 = 28.9 el cual es menor que 30 y por lo tanto se descalifica. La diferencia de las dos frecuencias candidatas es 30, la cual es aceptable ya que no es menor que FL . También, la razón (FH - F ) (RH - RJ = 30 la cual nuevamente no es menor que FL . La función fn = f 1 x n x (S)log2n se usa para modelar armónicas que son progresivamente más definidas conforme aumenta n. S es una constante definida, se fija típicamente entre 1 y 1.003 y n es un entero positivo 1,2, 3, ..., T, donde T es típicamente igual a 17. Con esta función, el valor de S determina el grado de la definición. Las armónicas que lo modelan son consonantes, en la misma forma las armónicas son consonantes cuando fn = n x f 1 . I.e., si fn y fm son las na y ma armónicas de una nota, entonces T-n/ T-m donde k es un entero positivo. Un sistema que implementa el método se muestra en la Figura 6. Una etapa de procesamiento recibe o capta la señal desde la fuente. Podría incluir una captación para montante en un instrumento musical. El procesamiento también condiciona la señal. Esto podría incluir normalizar la amplitud de la señal de entrada, y frecuencia y/o banda de frecuencia limitante. Después una etapa de detección de frecuencia aisla bandas de frecuencia con bastante energía para estar significativamente arriba del ruido ambiental y de la definición apropiada. La etapa fundamental de búsqueda rápida realiza los análisis de las frecuencias candidatas y deduce la fundamental. La etapa de post procesamiento usa información generada por la etapa fundamental de búsqueda rápida para procesar la señal de entrada. Esto podría incluir amplificación, modificación y otro proceso de manipulación de señal . El presente método ha descrito usar la relación entre frecuencias de armónicas para deducir la fundamental. La determinación de la relación de la armónica y su rango solo, sin deducir la fundamental, también es de valor. La frecuencia fundamental podría no presentarse en la forma de onda. Las armónicas más altas podrían usarse para encontrar otras armónicas sin deducir la fundamental. Así, el post procesamiento usará las presentes armónicas identificadas. Aunque la presente invención se ha descrito con respecto a notas producidas por voces de canto o instrumentos musicales, podría incluir otras fuentes de una onda compleja que tiene una frecuencia fundamental y armónicas más altas. Estas podrían incluir, por ejemplo, una voz parlante, maquinaria compleja u otros elementos que vibran mecánicamente. Aunque la presente invención se ha descrito e ilustrado en detalle, se entenderá claramente que la misma es solo a forma de ilustración y ejemplo, y no se ISfi-JÜtU. ; ....i-i _.i ..s,,., -rt. tomará a modo de limitación. El espíritu y alcance de la presente invención se limitará solo por los términos de las reivindicaciones anexadas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (5)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se 5 reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un método para deducir una frecuencia fundamental a partir de las armónicas presentes en una 10 señal, el método se caracteriza porque comprende: seleccionar al menos dos frecuencias candidatas en la señal ; determinar si las frecuencias candidatas son un grupo de frecuencias de armónicas legitimas que tienen 15 una relación armónica; y deducir la frecuencia fundamental a partir de frecuencias legitimas.

2. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la determinación de frecuencias 20 legitimas incluye el uso de una o más de las razones de las frecuencias candidatas, diferencia de las frecuencias candidatas y razones de la frecuencia candidato, con la diferencia.

3. Un método de conformidad con la reivindicación 25 2, caracterizado porque incluye determinar si las razones son iguales a una razón de modelo armónico fn = f -, x G (n) , donde fx es una frecuencia fundamental y a ^-sa^^ /jái á ^ n es un número de rango de la frecuencia candidata.

4. - Un método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque G(n) = n x (S)l092n, donde S es una constante.

5. - Un método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque G(n) = n. 6.- Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la determinación de las frecuencias legitimas incluye determinar si una razón de las frecuencias candidatas es substancialmente igual a una razón de números de rango de armónica aceptables. 7.- Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la determinación las frecuencias legitimas incluye determinar números de rango de armónica aceptable para las frecuencias candidatas . 8.- Un método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque los números de rango de armónica aceptable se determinados como una función de la fuente de la señal . 9.- Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye seleccionar 3 frecuencias candidatas en la señal y determinar las frecuencias de armónicas legitimas que incluye usar una o más de las razones de las frecuencias candidatas, diferencias de las frecuencias candidatas y razones de diferencia de las frecuencias candidatas. 10.- Un método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque incluye determinar 3 números de rango de armónicas aceptables para las frecuencias candidato a partir de las razones de las 3 frecuencias candidatas. 11.- Un método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque incluye determinar razones de enteros los cuales son substancialmente iguales a las razones de las frecuencias candidatas y que determinan los números de rango de armónicas para cada frecuencia candidata a partir de una igualdad de un número de las razones enteras de una de las frecuencias candidata con las otras 2 frecuencias candidatas. 12. - El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque incluye determinar los números de rango de armónicas para las frecuencias candidatas; y determinar si la razón de diferencia es igual a la razón de diferencia de los números de rango. 13. - Un método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque incluye determinar una razón de enteros las cuales son substancialmente iguales a la razón de diferencia; y determinar si los enteros de la razón están en una rango predeterminado. 14.- Un método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque incluye determinar si los enteros de la razón están cada uno por debajo de un primer valor y las sumas de los enteros están por debajo de un segundo valor. 15.- Un método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque incluye seleccionar una cuarta frecuencia candidata en la señal si las primeras tres señales candidatas no están determinadas para ser un grupo de frecuencias legitimas y determinar si la cuarta frecuencia candidata y dos de las tres primeras frecuencias de candidatas tienen un grupo de frecuencias legitimas que tienen una relación armónica. 16.- Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la determinación de frecuencias legitimas incluye comparar las frecuencias candidatas a una frecuencia fundamental y su armónica más alta para hallar al menos una igualdad aceptable . 17.- Un método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque una escala armónica es creada por las armónicas, una escala candidata es creada por las frecuencias candidatas y, la escala candidata y la escala armónica se mueven en relación una a la otra para hallar al menos una igualdad aceptable. -fe . ^ *>.a^_¿--¿?_? 18.- Un método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la escala candidata y la escala de armónica son escalas logarítmicas de la misma base. 19.- Un método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque incluye crear una pluralidad de escalas de armónicas y la correspondiente escala candidata de diferentes relaciones de armónicas. 20.- Un método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque incluye almacenar una pluralidad de grupos de frecuencias de armónicas con sus números de rango y comparar las frecuencias candidatas con el grupo de frecuencias de armónicas para determinar al menos una igualdad aceptable . 21.- Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la determinación de frecuencias legitimas incluye: crear una escala logarítmica de armónica para un grupo de armónicas; crear una escala logarítmica de candidato para las frecuencias candidatas de la misma base a la escala de armónica; y mover la escala de candidata y la escala de armónica en relación una a la otra para hallar al menos una marca aceptable. 22.- Un método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque incluye 4 determinar el número de rango de las frecuencias candidatas a partir de la igualddad de la escala de candidata a la escala de armónica, y usar los números de rango para determinar un grupo de frecuencias legi t imas . 23.- Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye determinar el número de rangos de las frecuencias legitimas; y donde la frecuencia fundamental es deducida usando una o más de las frecuencias legitimas que son divididas por su número de rango y diferencias de las frecuencias legitimas que son divididas por diferencias de sus números de rango. 24.- Un método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la frecuencia fundamental se deduce usando un peso ponderado de los cocientes . 25.- Un método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la frecuencia fundamental es deducida por la división de las frecuencias legitimas por (S)l092n, donde n es el número de rango y S es una constante. 26.- Un método para determinar una frecuencia fundamental a partir de la armónica presente en una señal, el método se caracteriza porque comprende: seleccionar al menos dos frecuencias candidatas en la señal ; y deducir la frecuencia fundamental a partir de la razón, diferencia y número de rango de armónica de las frecuencias candidatas. 27.- Un método para determinar un conjunto de frecuencias parciales en una señal las cuales son frecuencias de armónicas legitimas de una frecuencia fundamental común, el método se caracteriza porque comprende : seleccionar al menos dos frecuencias candidatas en la señal ; comparar las relaciones de las frecuencias candidatas con las relaciones modeladas correspondientes de las frecuencias de armónicas; determinar un número de rango de armónica para cada frecuencia de candidata; y deducir la frecuencia fundamental común a partir de las frecuencias de candidatas y los números de rango . 28.- Un método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la relación modelada es fn = f 1 x n x (S)l092n, donde n es el rango de número, fx es una frecuencia fundamental y S es una constante . 29.- Un método para determinar un conjunto de frecuencias parciales en una señal las cuales son frecuencias de armónicas legitimas de una frecuencia fundamental común, el método se caracteriza porque « ... -a - ~M*a ííí¡ comprende : seleccionar al menos dos frecuencias de candidato en la señal ; hacer las frecuencias candidatas en una escala logarítmica de candidata; y comparar las frecuencias candidatas en la escala logarítmica de candidata a una escala logarítmica de armónica las cuales incluyen una relación de armónica modelada de frecuencias de armónicas para determinar si las frecuencias candidatas son frecuencias de armónicas legitimas de una frecuencia fundamental común. 30.- Un método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque incluye determinar números de rango de armónica para las frecuencias candidatas y la frecuencia fundamental común de las frecuencias candidatas a partir de la comparación . 31.- Un método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la relación modelada es fn = f x n x (S)lo92n, donde n es el número de rango, fx es una frecuencia fundamental y S es una constante . 32.- Un método para determinar un conjunto de frecuencias parciales en una señal las cuales son frecuencias de armónicas legitimas de una frecuencia fundamental común, el método se caracteriza porque comprende : seleccionar al menos dos frecuencias candidatas en la señal ; comparar las frecuencias candidatas a una pluralidad de grupos de frecuencias de armónica para hallar igualdades aceptables; y seleccionar la menor frecuencia fundamental deducida a partir de las igualdades de la escala aceptable como las frecuencias de armónicas legitimas de una frecuencia fundamental común. 33.- Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye almacenar el método como instrucciones en un proceso de señal digital . RESUMEN DE LA INVENCIÓN Las presente invención contiene tres métodos para deducir rápidamente la frecuencia fundamental de una forma de onda compleja o señal. Un método usa las relaciones entre las frecuencias de armónicas más altas que incluyen razones de frecuencias, diferencias entre frecuencias, razones de diferencias de frecuencias, y relaciones que provienen del hecho de que las frecuencias de armónicas se modelan por funciones de una variable entera, cuyos valores representan números de rango de armónicas. Otro método describe las relaciones predichas/modeladas de las armónicas de registros de frecuencias seleccionadas en escalas logarítmicas, registra las frecuencias de parciales detectadas o escalas similares, y mueve las escalas una con respecto a otra buscando una igualación de las tres armónicas. Cuando se encuentra tal igualdad, posibles números de rango de armónica y la frecuencia fundamental implicada pueden extraerse directamente. Cuando las parciales detectadas igualan más de un conjunto de relaciones de armónicas predichas/modeladas, los algoritmos del primer método se usan para seleccionar la fundamental deducida. Aún por otro método, se acumulan y organizan las frecuencias armónicas por una pluralidad de fundamentales, para que parciales enlazadas a una < «.j ?? fundamental desconocida puedan compararse con ellas y deducirse la fundamental desconocida.