JPH01263565A - ピッチ抽出装置 - Google Patents
ピッチ抽出装置Info
- Publication number
- JPH01263565A JPH01263565A JP63092016A JP9201688A JPH01263565A JP H01263565 A JPH01263565 A JP H01263565A JP 63092016 A JP63092016 A JP 63092016A JP 9201688 A JP9201688 A JP 9201688A JP H01263565 A JPH01263565 A JP H01263565A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- digital data
- pitch
- polarity
- converter
- timing
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- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
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
術が提案されておシ、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、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。
術が提案されておシ、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、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
。
。
第３図において、１はバイパスフィルタ（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、６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。
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、６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バイパスフィ
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。
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。
ここで制御部６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６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６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シ返すことによりＡ／Ｄコ
ンバータが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６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シ返すことによりＡ／Ｄコ
ンバータが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側をいわゆるピッチＦｉ（Ｈｚ）に
変換するにはサンプリング周波数Ｆ８（Ｈｚ）を用いて
、 Ｆ ｉ （Ｈｚ ）＝Ｆ ｓ／Ｎｉ 、＝、−
（１）として求めることができる。
変換するにはサンプリング周波数Ｆ８（Ｈｚ）を用いて
、 Ｆ ｉ （Ｈｚ ）＝Ｆ ｓ／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
ためには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
ためには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。
課題を解決するだめの手段
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。
、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。
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。
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。以上の動作を繰シ返すこ
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。以上の動作を繰シ返すこ
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は制御部でアル。尚
、１はバイパスフィルタ、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。
、１はバイパスフィルタ、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、ノ・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（ＬＰ
Ｆ）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、Ｆ ｃ （（Ｆ ｓ ／ ２なるカットオ
フ周波数を持つ低域通過フィルタＩＪ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。
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（ＬＰ
Ｆ）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、Ｆ ｃ （（Ｆ ｓ ／ ２なるカットオ
フ周波数を持つ低域通過フィルタＩＪ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。
バイパスフィルタ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（−）のような２つのデジタルデータＹ０１゜Ｙ
ｌｌを読みだし、（２）式に示すように補間式によって
零交差点Ｎ。１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（−）のような２つのデジタルデータＹ０１゜Ｙ
ｌｌを読みだし、（２）式に示すように補間式によって
零交差点Ｎ。１を算出する。
Ｎ０１ ”Ｙｌ １ ／（Ｙｌ １ ” ｌ Ｙｏｌ
１ ） ・・・・・・・・・（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Ｙ。２．Ｙｌ。
１ ） ・・・・・・・・・（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Ｙ。２．Ｙｌ。
を読みだし、（３）式に示すような補間式によって零交
差点Ｎ。２を算出する。
差点Ｎ。２を算出する。
Ｎ ＝ｌＹ ｌ／（Ｙ、２＋１Ｙ０２１） ・・
・・・・（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。
・・・・（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。
尚、ピッチ周期を時間値とした時には、検出値に対して
１／Ｆ８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／Ｆ８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性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性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ノ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。
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ノ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、ピンチ抽出
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・・・・・・バイパスフィルタ、２・・・・・・ロー
パスフィルタ、３・・・・・・Ａ／Ｄ変換部、４・・・
・・・極性反転抽出部、６．８・・・・・・制御部、ｅ
・・・・・・計時部、７・・・・・・メモリ部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｗ＆
申 第２図 ／Ｎ
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・・・・・・バイパスフィルタ、２・・・・・・ロー
パスフィルタ、３・・・・・・Ａ／Ｄ変換部、４・・・
・・・極性反転抽出部、６．８・・・・・・制御部、ｅ
・・・・・・計時部、７・・・・・・メモリ部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｗ＆
申 第２図 ／Ｎ
Claims (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 true JPH01263565A (ja) | 1989-10-20 |
| JPH0690076B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580775B1 (en) | 1998-11-26 | 2003-06-17 | Samsung Electronics Co., Ltd | Method of detecting frequency of digital phase locked loop |
-
1988
- 1988-04-14 JP JP63092016A patent/JPH0690076B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580775B1 (en) | 1998-11-26 | 2003-06-17 | Samsung Electronics Co., Ltd | Method of detecting frequency of digital phase locked loop |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0690076B2 (ja) | 1994-11-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |