JPH02277100A - 確率的ピッチメーター - Google Patents
確率的ピッチメーターInfo
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- JPH02277100A JPH02277100A JP4598490A JP4598490A JPH02277100A JP H02277100 A JPH02277100 A JP H02277100A JP 4598490 A JP4598490 A JP 4598490A JP 4598490 A JP4598490 A JP 4598490A JP H02277100 A JPH02277100 A JP H02277100A
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- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 53
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- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
- G10L25/90—Pitch determination of speech signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
- G01H3/04—Frequency
- G01H3/08—Analysing frequencies present in complex vibrations, e.g. comparing harmonics present
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- Acoustics & Sound (AREA)
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (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】
(技術分野)
本発明は信号のピッチを決定する方法であって、周波数
の関数としてピッチの確率密度関数を信号から導出し、
引き続いて該確率密度関数からピッチを決定するもの、
ならびにこの方法を実現する装置に関連している。
の関数としてピッチの確率密度関数を信号から導出し、
引き続いて該確率密度関数からピッチを決定するもの、
ならびにこの方法を実現する装置に関連している。
(背景技術)
そのような方法と装置はジエー・エル・ゴールドスタイ
ン(J、 L、 Goldstein)による論文、「
複合信号音のピッチの中心的形成の最適プロセッサ理論
(^n optis+us processor
theory for thecentral
formation of the pit
ch of co+aplextones)」、米
国音響学会雑誌(J、A、S、^、)、第54巻、第6
号、1973年、頁1496−1516から既知である
。
ン(J、 L、 Goldstein)による論文、「
複合信号音のピッチの中心的形成の最適プロセッサ理論
(^n optis+us processor
theory for thecentral
formation of the pit
ch of co+aplextones)」、米
国音響学会雑誌(J、A、S、^、)、第54巻、第6
号、1973年、頁1496−1516から既知である
。
複合信号音(complex tone)から別々のピ
ッチの認識が可能であるという事実が知られている。
ッチの認識が可能であるという事実が知られている。
実験によるとピッチは確率論的にモデル化すべき非決定
論的主観量(non−deterministic、
subjective magnitude)であるこ
とが示されている。正弦波信号音に対して、経験された
ピッチの確率密度関数は単峰形(unimodal )
である。これは1つ以上の最大値が曲線中に見いだされ
ないことを意味している。この確率密度関数は正弦波信
号音の周波数に対応する平均値と特定の標準偏差σを存
するガウス曲線としてモデル化できる。
論的主観量(non−deterministic、
subjective magnitude)であるこ
とが示されている。正弦波信号音に対して、経験された
ピッチの確率密度関数は単峰形(unimodal )
である。これは1つ以上の最大値が曲線中に見いだされ
ないことを意味している。この確率密度関数は正弦波信
号音の周波数に対応する平均値と特定の標準偏差σを存
するガウス曲線としてモデル化できる。
複合信号音に対して状況はさらに複雑化している。全体
として音響(sound)の知覚(合成聴取[5ynt
hetic 1istening] )であるか、ある
いは個別の部分信号音の聴取(解析聴取[analyt
ic 1ia−Leningl )であるかどうかに依
存して、複合信号音の2種類のピッチを知覚できる0合
成聴取の場合に、信号には起こらない周波数に対応する
ピッチを聞くことができる。これらの実効ピッチ(vi
rtual pitch )は多峰形(sultimo
dal)確率密度関数により記述される。もし例えば周
波数1200 II zと1400Hzを有する2つの
正弦波により構成された複合信号音が取られるなら、2
00112のピッチ(基本信号音[basic ton
el )が知覚されるのみならず、173H2と236
Hzのピッチもまた知覚される。この場合、確率密度関
数は3峰形(triaodal)であり、3つの最大値
を有している。この知覚行為はとりわけゴールドスタイ
ンにより前述の彼の論文に提案されたピッチ知覚モデル
により説明されている。
として音響(sound)の知覚(合成聴取[5ynt
hetic 1istening] )であるか、ある
いは個別の部分信号音の聴取(解析聴取[analyt
ic 1ia−Leningl )であるかどうかに依
存して、複合信号音の2種類のピッチを知覚できる0合
成聴取の場合に、信号には起こらない周波数に対応する
ピッチを聞くことができる。これらの実効ピッチ(vi
rtual pitch )は多峰形(sultimo
dal)確率密度関数により記述される。もし例えば周
波数1200 II zと1400Hzを有する2つの
正弦波により構成された複合信号音が取られるなら、2
00112のピッチ(基本信号音[basic ton
el )が知覚されるのみならず、173H2と236
Hzのピッチもまた知覚される。この場合、確率密度関
数は3峰形(triaodal)であり、3つの最大値
を有している。この知覚行為はとりわけゴールドスタイ
ンにより前述の彼の論文に提案されたピッチ知覚モデル
により説明されている。
ゴールドスタインのモデルは知覚された実効ピッチの多
峰形確率密度関数を予測する確率論的公式化に基づいて
いる。このモデルにおいて、知覚された信号の各スペク
トル成分はスペクトル成分の周波数に対応する平均値を
有するガウス確率密度関数を有する確率変数により表さ
れる。この確率密度関数の標準偏差はその関数がスペク
トル周波数のみに依存するモデルの自由パラメーター(
free paraaeter )である。ゴールドス
タインのモデルにおいて、複合信号音が表される場合に
サンプルは各ガウス確率密度関数から決定される。
峰形確率密度関数を予測する確率論的公式化に基づいて
いる。このモデルにおいて、知覚された信号の各スペク
トル成分はスペクトル成分の周波数に対応する平均値を
有するガウス確率密度関数を有する確率変数により表さ
れる。この確率密度関数の標準偏差はその関数がスペク
トル周波数のみに依存するモデルの自由パラメーター(
free paraaeter )である。ゴールドス
タインのモデルにおいて、複合信号音が表される場合に
サンプルは各ガウス確率密度関数から決定される。
これらのサンプルによって、パターン認識手段は(欠損
[1ackingl)基本信号音の評価を実行する。
[1ackingl)基本信号音の評価を実行する。
このプロセスは実効ピッチの多峰形確率密度関数となる
。たとえこのモデルが信号の実効ピッチを記述するため
に合理的によく使用できても、それはいくつかの重大な
欠点を有している。例えば、確率密度関数は2つの以上
でない正弦波により構成された信号のみを計算できる。
。たとえこのモデルが信号の実効ピッチを記述するため
に合理的によく使用できても、それはいくつかの重大な
欠点を有している。例えば、確率密度関数は2つの以上
でない正弦波により構成された信号のみを計算できる。
2つ以上の正弦波により構成された信号に対して確率密
度関数はモンテカロルシミュレーションを用いて決定で
きる。もしどのオクターブにピッチが位置しているかが
分かると、このモデルはさらに確率密度関数を決定する
ためにのみ使用できる。
度関数はモンテカロルシミュレーションを用いて決定で
きる。もしどのオクターブにピッチが位置しているかが
分かると、このモデルはさらに確率密度関数を決定する
ためにのみ使用できる。
(発明の開示)
本発明の目的は、複合信号の(実効)ピッチの確率密度
関数を計算でき、かつこの確率密度関数の決定に僅かの
計算時間しか必要としない方法ならびに装置を与えるこ
とである。信号の1つあるいはそれ以上のピッチとそれ
に関連する標準偏差は確率密度関数から導くことができ
る。
関数を計算でき、かつこの確率密度関数の決定に僅かの
計算時間しか必要としない方法ならびに装置を与えるこ
とである。信号の1つあるいはそれ以上のピッチとそれ
に関連する標準偏差は確率密度関数から導くことができ
る。
この目的で、本方法は
(a)特定の時間間隔で位置する信号部分より、該時間
間隔で位置する信号部分から周波数スペクトルが導出さ
れ、該周波数スペクトルは特定の第1周波数間隔の本質
的に等距離な周波数値に位置するサンプルから構成され
、 (b)第2周波数間隔で位置する周波数値fiに対して
確率寄与が決定され、それはfiにおける周波数スペク
トルの周波数成分の存在の結果の大きさであり、 (c)fjにおける周波数スペクトルの少なくとも第2
周波数成分の存在のために、少なくとも第2確率寄与に
、Jを得るようステップ(b)が少なくとも一度繰り返
され、 (d)確率密度Kt、を得るために少なくとも2つの確
率寄与に目、に、jがお互いに乗算され、(e)少な(
とも第2確率密度kf!を得るためにステップ(b)、
(c)および(d)が繰り返され、ここで確率密度に
1i、K1j、に1i、K1j、・・・はそれぞれピッ
チが周波数fi+fi ・・・がそれぞれ起こる相対確
率の測度(measure)であり、確率寄与K1i+
KljI ・・・はそれぞれ周波数fiにおけるピッ
チがそれぞれ1つの周波数成分あるいはf i+fj、
・・・の結果である相対成分の測度であり、(f)この
ようにして得られた確率密度kfi+ Ktt+・・
・から、ピッチの確率密度関数が周波数の関数として導
出され、その確率密度関数からピッチが導出されること
、 を具体化している。
間隔で位置する信号部分から周波数スペクトルが導出さ
れ、該周波数スペクトルは特定の第1周波数間隔の本質
的に等距離な周波数値に位置するサンプルから構成され
、 (b)第2周波数間隔で位置する周波数値fiに対して
確率寄与が決定され、それはfiにおける周波数スペク
トルの周波数成分の存在の結果の大きさであり、 (c)fjにおける周波数スペクトルの少なくとも第2
周波数成分の存在のために、少なくとも第2確率寄与に
、Jを得るようステップ(b)が少なくとも一度繰り返
され、 (d)確率密度Kt、を得るために少なくとも2つの確
率寄与に目、に、jがお互いに乗算され、(e)少な(
とも第2確率密度kf!を得るためにステップ(b)、
(c)および(d)が繰り返され、ここで確率密度に
1i、K1j、に1i、K1j、・・・はそれぞれピッ
チが周波数fi+fi ・・・がそれぞれ起こる相対確
率の測度(measure)であり、確率寄与K1i+
KljI ・・・はそれぞれ周波数fiにおけるピッ
チがそれぞれ1つの周波数成分あるいはf i+fj、
・・・の結果である相対成分の測度であり、(f)この
ようにして得られた確率密度kfi+ Ktt+・・
・から、ピッチの確率密度関数が周波数の関数として導
出され、その確率密度関数からピッチが導出されること
、 を具体化している。
本発明は実効ピッチの確率密度関数が信号のスペクトル
成分の確率論的表現に基づいて直接決定できると言う概
念に基づいている。これはむしろ強固(robust)
かつ高速な方法を与えている。このことは従前の技術よ
りも計算時間が少ないことを意味している。
成分の確率論的表現に基づいて直接決定できると言う概
念に基づいている。これはむしろ強固(robust)
かつ高速な方法を与えている。このことは従前の技術よ
りも計算時間が少ないことを意味している。
本方法は、確率寄与K1iを決定するために、確率密度
関数G(fifi、 σゑ)が導出され、これは周波
数f長に位置する平均値と標準偏差σiを有し、この確
率密度関数は周波数f!を有する信号音の人間知覚(h
uman perception)の表現であり、ここ
でこの確率密度関数c(r、r、、 σ五)から第2
確率密度関数Cx a’ (f 、、 f =/ n
、6 +n)が導出され、これは平均値f 1 / n
と標準偏差σiを有し、nは整数であり、[1/nはf
iに最も近いように選ばれ、K目は本質的にG、’ (
r++[1/n、 σ五。)に等しく取られているこ
とを具体化している。従って本方法は信号のスペクトル
成分の分調波(subharsonics )を使用し
、これらの分調波の確率論的表現は確率寄与(prob
abil 1tycontribution)を得るた
めに使用される。
関数G(fifi、 σゑ)が導出され、これは周波
数f長に位置する平均値と標準偏差σiを有し、この確
率密度関数は周波数f!を有する信号音の人間知覚(h
uman perception)の表現であり、ここ
でこの確率密度関数c(r、r、、 σ五)から第2
確率密度関数Cx a’ (f 、、 f =/ n
、6 +n)が導出され、これは平均値f 1 / n
と標準偏差σiを有し、nは整数であり、[1/nはf
iに最も近いように選ばれ、K目は本質的にG、’ (
r++[1/n、 σ五。)に等しく取られているこ
とを具体化している。従って本方法は信号のスペクトル
成分の分調波(subharsonics )を使用し
、これらの分調波の確率論的表現は確率寄与(prob
abil 1tycontribution)を得るた
めに使用される。
信号を受信する入力端子を具える本方法を具体化する装
置は、 入力端子が時間間隔をもって位置された信号部分の周波
数スペクトルを得るよう配設された周波数解析ユニット
の入力に連結され、 周波数解析ユニットの出力は確率寄与K l!+ K
lj+・・・Kgi+ Kgハ・・・を決定しかつ乗
算ユニットの入力に連結された出力に確率寄与を転送す
るよう配設されたユニットの入力に連結され、 各確率寄与に目、に、j、・・・とに2□+ K!J+
・・・から確率密度K t l + K f t *
・・・をそれぞれ計算するよう乗算ユニットが配設さ
れ、該確率密度に1i、K1j、に、。
置は、 入力端子が時間間隔をもって位置された信号部分の周波
数スペクトルを得るよう配設された周波数解析ユニット
の入力に連結され、 周波数解析ユニットの出力は確率寄与K l!+ K
lj+・・・Kgi+ Kgハ・・・を決定しかつ乗
算ユニットの入力に連結された出力に確率寄与を転送す
るよう配設されたユニットの入力に連結され、 各確率寄与に目、に、j、・・・とに2□+ K!J+
・・・から確率密度K t l + K f t *
・・・をそれぞれ計算するよう乗算ユニットが配設さ
れ、該確率密度に1i、K1j、に、。
・・・は出力に転送され、
この出力が確率密度KtI+ Ktzから得られた確率
密度関数pdrからピッチを決定するピッチ決定手段の
入力に連結されること、 を具体化している。
密度関数pdrからピッチを決定するピッチ決定手段の
入力に連結されること、 を具体化している。
添付図面に基づきかつ記述を参照して本発明をさらに説
明する。
明する。
(実施例)
第1図は時間に対してプロットされた信号を示している
。これはスピーチ信号に関連しているが必須ではない。
。これはスピーチ信号に関連しているが必須ではない。
信号はまた例えば音楽信号であってもよい。と言うのは
音楽信号によるピッチ知覚を有することができるからで
ある。特定の時間間隔Tに位置している信号はサンプル
されかつディジタル化され、引き続いてサンプルされか
つディジタル化された信号例えばディジタルフーリエ変
換あるいは高速フーリエ変換のようなフーリエ変換を受
ける。
音楽信号によるピッチ知覚を有することができるからで
ある。特定の時間間隔Tに位置している信号はサンプル
されかつディジタル化され、引き続いてサンプルされか
つディジタル化された信号例えばディジタルフーリエ変
換あるいは高速フーリエ変換のようなフーリエ変換を受
ける。
第2図はフーリエ変換から得られた周波数スペクトルA
(f)を示している。事実、周波数スペクトルは連続曲
線ではないが、しかしそれは周波数値m・Δfの周波数
サンプルにより構成され、ここでΔf=l/Tであり、
かつmは1からMまで変化し、Mは例えば512あるい
は1024に等しい。
(f)を示している。事実、周波数スペクトルは連続曲
線ではないが、しかしそれは周波数値m・Δfの周波数
サンプルにより構成され、ここでΔf=l/Tであり、
かつmは1からMまで変化し、Mは例えば512あるい
は1024に等しい。
事実Mは信号s (t)がサンプルされる速度f。
に依存し、すなわち
M−T/2 f。
である。
第3a図において、周波数値fiは第2周波数ゾーンT
Gに位置するように取られている。周波数ゾーンTGは
信号の周波数スペクトルA(f)が決定される周波数ゾ
ーンに位置する必要はない。確率・寄与K11が決定さ
れる。確率寄与の概念の意味は以下に説明されよう、確
率寄与K1iはスペクトルA(f)の周波数fiにおけ
る周波数成分の存在の結果である。もしfiが周波数ス
ペクトルA(f)の周波数範囲に位置するなら、fiは
スペクトル中の周波数成分m・Δfの1つと一致する必
要はない。
Gに位置するように取られている。周波数ゾーンTGは
信号の周波数スペクトルA(f)が決定される周波数ゾ
ーンに位置する必要はない。確率・寄与K11が決定さ
れる。確率寄与の概念の意味は以下に説明されよう、確
率寄与K1iはスペクトルA(f)の周波数fiにおけ
る周波数成分の存在の結果である。もしfiが周波数ス
ペクトルA(f)の周波数範囲に位置するなら、fiは
スペクトル中の周波数成分m・Δfの1つと一致する必
要はない。
K1iが決定される態様もまた以下に説明されよう、確
率寄与KBは同じ周波数fiについて決定されよう。こ
の確率寄与はスペクトルA(f)の周波数fjにおける
周波数成分の存在の結果である。これは第3b図に表さ
れている。K l jの決定はK1iの決定と同じ態様
で実行される。(以下に注意)。
率寄与KBは同じ周波数fiについて決定されよう。こ
の確率寄与はスペクトルA(f)の周波数fjにおける
周波数成分の存在の結果である。これは第3b図に表さ
れている。K l jの決定はK1iの決定と同じ態様
で実行される。(以下に注意)。
周波数fiの確率寄与の決定は周波数スペクトルA(f
)に位置している(示されていない)−第3および多分
もっと多い周波数成分子お、fi、・・・を考慮に入れ
て継続できる。
)に位置している(示されていない)−第3および多分
もっと多い周波数成分子お、fi、・・・を考慮に入れ
て継続できる。
確率寄与の重要性は以下に説明されよう。確率寄与K
1it Kljl ・・・は周波数r、におけるピッチ
がそれぞれ周波数r、、rj・・・における周波数成分
の結果である相対確率の測度であると考慮できる。
1it Kljl ・・・は周波数r、におけるピッチ
がそれぞれ周波数r、、rj・・・における周波数成分
の結果である相対確率の測度であると考慮できる。
実例により、2つの確率寄与K I i * K 1
1以上が決定されず、かつに目=0.2およびに1=0
.1であると仮定しよう、これは周波数r1におけるピ
ッチがfiにおける周波数成分の結果である確率は、周
波数f1におけるピッチがfJにおける周波数成分の結
果である確率より2倍大きいことを意味している。
1以上が決定されず、かつに目=0.2およびに1=0
.1であると仮定しよう、これは周波数r1におけるピ
ッチがfiにおける周波数成分の結果である確率は、周
波数f1におけるピッチがfJにおける周波数成分の結
果である確率より2倍大きいことを意味している。
周波数成分子、、fiはスペクトルA(f)の連続周波
数成分である必要はない。代案として大きい振幅を有す
る周波数スペクトルからのそれらの周波数成分のみを含
むことが可能である。と言うのは、大きい振幅を有する
周波数成分が周波数f1に位置するピッチの確率寄与に
最も影響することが仮定できるからである。
数成分である必要はない。代案として大きい振幅を有す
る周波数スペクトルからのそれらの周波数成分のみを含
むことが可能である。と言うのは、大きい振幅を有する
周波数成分が周波数f1に位置するピッチの確率寄与に
最も影響することが仮定できるからである。
確率寄与K1iとKIjはお互いに乗算され、そして、
もしより多くの確率寄与K lkl KILが決定され
るなら(あるいはまだ決定されないなら)K、、。
もしより多くの確率寄与K lkl KILが決定され
るなら(あるいはまだ決定されないなら)K、、。
KILにより乗算される等々である。
得られた積Kfiは確率密度と名付けられる。確率密度
の概念の暗示的意味(connotation)は以下
に説明されよう。
の概念の暗示的意味(connotation)は以下
に説明されよう。
上述の手順は第2周波数ゾーンTGに位置する第2周波
数f2で繰り返され、確率寄与に!Aが決定されよう。
数f2で繰り返され、確率寄与に!Aが決定されよう。
確率寄与)(itは再びスペクトルA (f)のfiに
おける周波数成分の存在の結果である。
おける周波数成分の存在の結果である。
これは第3c図に表されている。−層の説明が以下のよ
うに続けられる。第2確率寄与に2jと同様に、そして
多分より多くの確率寄与K 、に、 K、、。
うに続けられる。第2確率寄与に2jと同様に、そして
多分より多くの確率寄与K 、に、 K、、。
・・・等さえも決定されよう。
さて再び確率寄与が積(確率密度’)Kttを得るため
にお互いに乗算される。周波数f2の確率寄与を決定す
るために、同じ周波数fi、fJ・・・等が周波数fi
の確率寄与を決定するために使用されたものとして取ら
れることが好ましい。しかし、これも厳密に必要ではな
い。
にお互いに乗算される。周波数f2の確率寄与を決定す
るために、同じ周波数fi、fJ・・・等が周波数fi
の確率寄与を決定するために使用されたものとして取ら
れることが好ましい。しかし、これも厳密に必要ではな
い。
この手順は確率密度Kf3+ Kt<を得るために間
隔TGで位置した周波数f3+f4+・・・でさらに繰
り返すことができる。
隔TGで位置した周波数f3+f4+・・・でさらに繰
り返すことができる。
確率密度の重要性は以下に説明されよう。確率密度Kf
i+ Kf!+ ・・・は各周波数fi、fiでピッ
チが起こる相対確率の測度を考慮しよう。例えば2つの
確率密度Kfi+ Kt2のみが決定され、かつKr+
=0.02とKrg=0.01であると仮定しよう。こ
の意味は周波数fiでピッチが起こる確率が周波数f2
でピッチが起こる確率より2倍大きいことである。
i+ Kf!+ ・・・は各周波数fi、fiでピッ
チが起こる相対確率の測度を考慮しよう。例えば2つの
確率密度Kfi+ Kt2のみが決定され、かつKr+
=0.02とKrg=0.01であると仮定しよう。こ
の意味は周波数fiでピッチが起こる確率が周波数f2
でピッチが起こる確率より2倍大きいことである。
この文脈でこれまで述べられたステップの順序は必要な
場合に変化できることを認めるべきである。代案として
、いくつかのステップを多少並列に遂行することが可能
である。
場合に変化できることを認めるべきである。代案として
、いくつかのステップを多少並列に遂行することが可能
である。
例えば、まず最初に確率寄与K l i * K I
j + ・・・K1i、K1j、に□、・・・等が決定
でき、これに引き続いて確率密度に1i、K1j、に、
2等が決定できる。確率寄与に□、に1i、K1j、・
・・等の決定を処理する前に、まず確率密度に、1を計
算しその後で確率寄与K 1it K17が決定される
ことも等しく可能であることは言うまでもない。
j + ・・・K1i、K1j、に□、・・・等が決定
でき、これに引き続いて確率密度に1i、K1j、に、
2等が決定できる。確率寄与に□、に1i、K1j、・
・・等の決定を処理する前に、まず確率密度に、1を計
算しその後で確率寄与K 1it K17が決定される
ことも等しく可能であることは言うまでもない。
すべての積Kt++ Ktz* Ktz* −等は第4
a図に示すように周波数に対してプロットできる。その
ようにすると、得られた曲線の下の面(surface
)を1に正規化した後、周波数の関数としてピッチの確
率密度関数pdfが得られるであろう。このピッチはこ
の確率密度関数pdfから導くことができる0例えば曲
線の絶対最大値が決定できる。この最大値が起こる周波
数は信号のピッチfiを考慮できる。規定された面O1
は周波数f1が信号のピッチである確率をまた考慮でき
る。
a図に示すように周波数に対してプロットできる。その
ようにすると、得られた曲線の下の面(surface
)を1に正規化した後、周波数の関数としてピッチの確
率密度関数pdfが得られるであろう。このピッチはこ
の確率密度関数pdfから導くことができる0例えば曲
線の絶対最大値が決定できる。この最大値が起こる周波
数は信号のピッチfiを考慮できる。規定された面O1
は周波数f1が信号のピッチである確率をまた考慮でき
る。
別の確率は曲線の隣接する相対最小値の各対の間に位置
するpdf曲線の下の面o、、01 o、を決定するこ
とである(第4a図を見よ)。最大面はそこで決定でき
る。最小値の対応ペアーの間に位置する最大値が起こる
周波数はピッチとして取ることができる。この面は見い
だされた周波数が信号のピッチである確率に対応するで
あろう。
するpdf曲線の下の面o、、01 o、を決定するこ
とである(第4a図を見よ)。最大面はそこで決定でき
る。最小値の対応ペアーの間に位置する最大値が起こる
周波数はピッチとして取ることができる。この面は見い
だされた周波数が信号のピッチである確率に対応するで
あろう。
引き続いて、新しい信号が含まれ、かつこれまで述べら
れた手順はこの新しい信号の全体で繰り返される。この
ような態様で時間の関数としての信号のピッチ変化が決
定できる。
れた手順はこの新しい信号の全体で繰り返される。この
ような態様で時間の関数としての信号のピッチ変化が決
定できる。
第4b図は確率密度関数pdfの可能な別の結果を示し
ている。この図で曲線中に周波数f ttとfLzに位
置する2つの明確なピークが存在することは明らかであ
る。これは信号がこれらの周波数fitとrtzで2つ
のピッチを有することを意味できる。
ている。この図で曲線中に周波数f ttとfLzに位
置する2つの明確なピークが存在することは明らかであ
る。これは信号がこれらの周波数fitとrtzで2つ
のピッチを有することを意味できる。
確率寄与に目の決定がさらに説明されよう。確率寄与K
l iを決定するために(第3a図を見よ)周波数r
1におけるスペクトル成分の確率論的表現を仮定する。
l iを決定するために(第3a図を見よ)周波数r
1におけるスペクトル成分の確率論的表現を仮定する。
これはガウス曲線G(fifi。
σi)によって第3a図に示されている。これらのガウ
ス曲線については文献から知られており、前述のゴール
ドスタインによる刊行物を見られたい。平均値は周波数
fiに位置している。そのようなガウス曲線に属する標
準偏差σiは例えばビー・シー・ジェー・ムアー(B、
C,J、 Moore)の「短期間信号音の周波数蓋開
(Frequency difference 1iI
lens for 5hort duration t
ones ) 、1、JASA 第54巻、1973
年、頁610−619で十分議論されている。
ス曲線については文献から知られており、前述のゴール
ドスタインによる刊行物を見られたい。平均値は周波数
fiに位置している。そのようなガウス曲線に属する標
準偏差σiは例えばビー・シー・ジェー・ムアー(B、
C,J、 Moore)の「短期間信号音の周波数蓋開
(Frequency difference 1iI
lens for 5hort duration t
ones ) 、1、JASA 第54巻、1973
年、頁610−619で十分議論されている。
ガウス曲線G(fifi、 σ、)に基づいて曲線G
FI (fifi/n、 σin)が決定される。こ
の目的で、「ゑの低調波が決定されそれはrlに最も近
い、これは周波数fi/nであり、nは整数である。
FI (fifi/n、 σin)が決定される。こ
の目的で、「ゑの低調波が決定されそれはrlに最も近
い、これは周波数fi/nであり、nは整数である。
数値例としてf r = 1200Hzとf + =
145Hzと仮定されている。145)1zに最も近い
低調波は周波数150Hzを有している。これは120
0/ 8が150Hz と言う理由でn=8を意味して
いる。
145Hzと仮定されている。145)1zに最も近い
低調波は周波数150Hzを有している。これは120
0/ 8が150Hz と言う理由でn=8を意味して
いる。
曲線G、(fifi/n、 σiR)は再び低調波周
波数fi/nに等しい平均値と標準偏差σ、7を有する
ガウス曲線であり、この標準偏差はσ 五、= σ 五
/ (n ) α α ≦1 のように決定でき、これはモデルの自由パラメーターで
あり、その結果、モデルは音響心理学的データ(psy
choacoustic data)に適合できる。ガ
ウス曲線G7の下の面は1に等しい。ガウス曲!t!A
Gl。
波数fi/nに等しい平均値と標準偏差σ、7を有する
ガウス曲線であり、この標準偏差はσ 五、= σ 五
/ (n ) α α ≦1 のように決定でき、これはモデルの自由パラメーターで
あり、その結果、モデルは音響心理学的データ(psy
choacoustic data)に適合できる。ガ
ウス曲線G7の下の面は1に等しい。ガウス曲!t!A
Gl。
はファクター(β)7によりスケールされ、ここでβ≦
1であり、かつ自由パラメーターあるいは言い換えれば Gn′′=(β)7・G7 である。
1であり、かつ自由パラメーターあるいは言い換えれば Gn′′=(β)7・G7 である。
確率寄与K1iはそのために曲線G2.%’(fif。
/ n 、 61jから導かれ、K1.はG、’ (
fi、f。
fi、f。
/n、σ五、)に等しい。基礎として取られたガウス曲
線Gは振幅ファクターH(A (fi) )により予備
スケール(pre−scale)できる。事実この振幅
ファクターはどの程度確率寄与に1.がfiにおける周
波数成分の振幅に依存しているかを示している。別の確
率寄与が同様に導ける。
線Gは振幅ファクターH(A (fi) )により予備
スケール(pre−scale)できる。事実この振幅
ファクターはどの程度確率寄与に1.がfiにおける周
波数成分の振幅に依存しているかを示している。別の確
率寄与が同様に導ける。
第5図はここでG M’ (f 、 f !/ n
、’ tn)と規定されたガウス曲線On’ (f 、
f i/ n 、 a i、、)の別の確率を示
している。f0以下そしてfb以上の周波数に対して、
ガウス曲線はここで破線によって示されている。ガウス
曲線は特定のしきい値りより小さい。これらの周波数の
確率寄与に、。
、’ tn)と規定されたガウス曲線On’ (f 、
f i/ n 、 a i、、)の別の確率を示
している。f0以下そしてfb以上の周波数に対して、
ガウス曲線はここで破線によって示されている。ガウス
曲線は特定のしきい値りより小さい。これらの周波数の
確率寄与に、。
を決定するために、ガウス寄与G finはしきい値り
に等しいと仮定されている。このように5、もしfiの
位置が第5図に示されたようなら、K1iはDに等しい
であろう。しきい値はモデルの自由パラメーターである
。
に等しいと仮定されている。このように5、もしfiの
位置が第5図に示されたようなら、K1iはDに等しい
であろう。しきい値はモデルの自由パラメーターである
。
第6図はこの方法を具体化する装置を示している。第1
図の信号s (t)は入力端子1に印加される。この端
子はユニット3の入力2に連結されている。ユニット3
は時間間隔Tに位置している信号部分s (t)からの
サンプルを導(。出力4を通してサンプルはアナログ対
ディジタル変換器6の入力5に印加され、ここでサンプ
ルはディジタル化される。ディジタル化されたサンプル
は出カフを通して周波数解析ユニット9の入力8に印加
される。解析ユニット9は周波数スペクトルA(f)を
決定する(第2図と比較)。出力10を通してこの周波
数スペクトルは第2ユニッ1−12に印加される。ユニ
ット12において、確率寄与K I i *K l j
r ・・・K !i+ K!j+ ・・・が決定さ
れる(第3図と比較)。確率密度関数pdfを得るため
に出力13を通してこれらの確率寄与は乗算ユニット1
5の入力14に印加され、乗算ユニット15で確率寄与
はお互いに乗算される(第4図と比較)。
図の信号s (t)は入力端子1に印加される。この端
子はユニット3の入力2に連結されている。ユニット3
は時間間隔Tに位置している信号部分s (t)からの
サンプルを導(。出力4を通してサンプルはアナログ対
ディジタル変換器6の入力5に印加され、ここでサンプ
ルはディジタル化される。ディジタル化されたサンプル
は出カフを通して周波数解析ユニット9の入力8に印加
される。解析ユニット9は周波数スペクトルA(f)を
決定する(第2図と比較)。出力10を通してこの周波
数スペクトルは第2ユニッ1−12に印加される。ユニ
ット12において、確率寄与K I i *K l j
r ・・・K !i+ K!j+ ・・・が決定さ
れる(第3図と比較)。確率密度関数pdfを得るため
に出力13を通してこれらの確率寄与は乗算ユニット1
5の入力14に印加され、乗算ユニット15で確率寄与
はお互いに乗算される(第4図と比較)。
この確率密度関数pdfは出力16を通してピッチ決定
手段18の入力17に印加され、ここでピッチ【、は確
率密度関数pdfから導かれる。出力19を通してこの
ピッチはこの装置の出力端子20に印加される。
手段18の入力17に印加され、ここでピッチ【、は確
率密度関数pdfから導かれる。出力19を通してこの
ピッチはこの装置の出力端子20に印加される。
装置で連続時間間隔の信号を処理することにより、出力
端子20において信号のピッチは時間の関数として展開
されよう。
端子20において信号のピッチは時間の関数として展開
されよう。
本発明は図面を参照してここに記載されたものに限定さ
れないことを述べるべきである。同様に本発明はこの発
明に関連しない項目について議論された実施例とは異な
る典型的実施例にも適用できる。
れないことを述べるべきである。同様に本発明はこの発
明に関連しない項目について議論された実施例とは異な
る典型的実施例にも適用できる。
第1図は時間間隔毎の信号を時間に対してプロットした
ものを示し、 第2図は信号の周波数スペクトルを示し、第3図は確率
寄与K1iの計算を示し、第4図は周波数に対してプロ
ットされたピッチの確率密度関数pdfの2つの実例を
示し、第5図は第2確率密度関数の別の実例を示し、第
6図は本方法を具体化する装置を示している。 l・・・入力端子 2・・・入力 3・・・ユニット 4・・・出力 5・・・入力 6・・・アナログ対ディジタル変換器 7・・・出力 8・・・入力 9・・・周波数解析ユニット 10・・・出力 11・・・入力 12・・・ユニット 13・・・出力 14・・・入力 15・・・乗算ユニット 16・・・出力 17・・・入力 18・・・ピッチ決定手段 19・・・出力 20・・・出力端子
ものを示し、 第2図は信号の周波数スペクトルを示し、第3図は確率
寄与K1iの計算を示し、第4図は周波数に対してプロ
ットされたピッチの確率密度関数pdfの2つの実例を
示し、第5図は第2確率密度関数の別の実例を示し、第
6図は本方法を具体化する装置を示している。 l・・・入力端子 2・・・入力 3・・・ユニット 4・・・出力 5・・・入力 6・・・アナログ対ディジタル変換器 7・・・出力 8・・・入力 9・・・周波数解析ユニット 10・・・出力 11・・・入力 12・・・ユニット 13・・・出力 14・・・入力 15・・・乗算ユニット 16・・・出力 17・・・入力 18・・・ピッチ決定手段 19・・・出力 20・・・出力端子
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、信号のピッチを決定する方法であって、周波数の関
数としてピッチの確率密度関数を信号から導出し、引き
続いて該確率密度関数からピッチを決定するものにおい
て、 (a)特定の時間間隔で位置する信号部分より、該時間
間隔で位置する信号部分から周波数スペクトルが導出さ
れ、該周波数スペクトルは特定の第1周波数間隔の本質
的に等距離な周波数値に位置するサンプルから構成され
、 (b)第2周波数間隔で位置する周波数値f_1に対し
て確率寄与K_1_iが決定され、それはf_iにおけ
る周波数スペクトルの周波数成分の存在の結果の大きさ
であり、 (c)f_jにおける周波数スペクトルの少なくとも第
2周波数成分の存在のために、少なくとも第2確率寄与
K_1_jを得るようステップ(b)が少なくとも一度
繰り返され、 (d)確率密度K_f_1を得るために少なくともも2
つの確率寄与K_1_i、K_1_jがお互いに乗算さ
れ、 (e)少なくとも第2確率密度K_f_2を得るために
ステップ(b)、(c)および(d)が繰り返され、こ
こで確率密度K_f_1、K_f_2、・・・はそれぞ
れピッチが周波数f_1、f_2、・・・でそれぞれ起
こる相対確率の測度であり、確 率寄与K_1_i、K_1_j、・・・はそれぞれ周波
数f_iにおけるピッチがそれぞれ1つの周波数成 分あるいはf_i、f_j、・・・の結果である相対成
分の測度であり、 (f)このようにして得られた確率密度k_f_1、K
_f_2、・・・から、ピッチの確率密度関数が周波数
の関数として導出され、その確率密度関数からピッチが
導出されること、 を特徴とする方法。 2、確率寄与K_1_iを決定するために、確率密度関
数G(f、f_i、σ_i)が導出され、これは周波数
f_iに位置する平均値と標準偏差σ_iを有し、この
確率密度関数は周波数f_iを有する信号音の人間知覚
の表現であり、ここでこの確率密度関数G(f、f_i
、σ_i)から第2確率密度関数G_n′(f、f_i
/n、σ_i_n)が導出され、これは平均値f_i/
nと標準偏差σ_i_nを有し、nは整数であり、f_
i/nはf_1に最も近いように選ばれ、K_1_iは
本質的にG_n′(f_1、f_i/n、σ_i_n)
に等しく取られていることを特徴とする請求項1に記載
の方法。 3、第2確率密度関数Gn′(f、f_i/n、σ_i
_n)が特定しきい値より小さい周波数に対して、第2
確率密度関数G_n′がこのしきい値に等しいと仮定さ
れていることを特徴とする請求項2に記載の方法。 4、確率密度関数が単一最大値により分離された相対的
最小値を有する周波数値のペアーの間でピッチの確率密
度関数の下にある面の寸法が毎回決定され、かつここで
対応面が最大であるこの最大値における周波数が信号の
ピッチとして取られることを特徴とする請求項1から3
のいずれか1つに記載の方法。 5、信号を受信する入力端子であって、該入力端子が時
間間隔をもって位置された信号部分の周波数スペクトル
を実現するよう配設された周波数解析ユニットの入力に
連結されたものを具える請求項1から4のいずれか1つ
に記載の方法を具体化する装置において、 該装置がさらに確率寄与K_1_i、K_1_j、・・
・K_2_i、K_2_j、・・・を決定し、かつ確率
寄与を出力に適用する確率寄与決定手段を具え、該出力
は乗算手段の入力に連結され、ここで確率寄与K_1_
i、K_1_jとK_2_i、K_2_jから確率密度
K_f_1、K_f_2、・・・をそれぞれ計算するよ
う乗算手段が配設され、該確率密度K_f_1、K_f
_2は出力に適用され、 この出力が確率密度K_f_1、K_f_2より得られ
た確率密度関数pdfからピッチを決定するピッチ決定
手段の入力に連結されること、 を特徴とする装置。 6、確率密度関数G(f、f_i、σ_i)を導き、か
つこの確率密度関数から第2確率密度関数G_n′(f
、f_i/n、σ_i_n)を導くよう第2ユニットが
配設され、かつ第2ユニットが本質的にG_n′(f_
1、f_i/n、σ_i_n)に等しいK_1_iを導
くよう配設されていることを特徴とする請求項2あるい
は3に記載の方法を具体化する請求項5に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8900520 | 1989-03-03 | ||
| NL8900520A NL8900520A (nl) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | Probabilistische toonhoogtemeter. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02277100A true JPH02277100A (ja) | 1990-11-13 |
| JP3030382B2 JP3030382B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=19854235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4598490A Expired - Fee Related JP3030382B2 (ja) | 1989-03-03 | 1990-02-28 | 確率的ピッチメーター |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0386820B1 (ja) |
| JP (1) | JP3030382B2 (ja) |
| DE (1) | DE69001627T2 (ja) |
| NL (1) | NL8900520A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101740013A (zh) * | 2008-11-21 | 2010-06-16 | 索尼株式会社 | 信息处理设备、声音分析方法和程序 |
| CN101740010B (zh) | 2008-11-21 | 2012-12-26 | 索尼株式会社 | 信息处理设备和声音分析方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0972779A (ja) * | 1995-09-04 | 1997-03-18 | Pioneer Electron Corp | 音声波形のピッチ検出装置 |
| JP3112654B2 (ja) * | 1997-01-14 | 2000-11-27 | 株式会社エイ・ティ・アール人間情報通信研究所 | 信号分析方法 |
| CN115798502B (zh) * | 2023-01-29 | 2023-04-25 | 深圳市深羽电子科技有限公司 | 一种用于蓝牙耳机的音频去噪方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4004096A (en) * | 1975-02-18 | 1977-01-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Process for extracting pitch information |
| NL177950C (nl) * | 1978-12-14 | 1986-07-16 | Philips Nv | Spraakanalysesysteem voor het bepalen van de toonhoogte in menselijke spraak. |
-
1989
- 1989-03-03 NL NL8900520A patent/NL8900520A/nl not_active Application Discontinuation
-
1990
- 1990-02-26 EP EP19900200440 patent/EP0386820B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-26 DE DE1990601627 patent/DE69001627T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-28 JP JP4598490A patent/JP3030382B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101740013A (zh) * | 2008-11-21 | 2010-06-16 | 索尼株式会社 | 信息处理设备、声音分析方法和程序 |
| CN101740013B (zh) | 2008-11-21 | 2012-12-26 | 索尼株式会社 | 信息处理设备和声音分析方法 |
| CN101740010B (zh) | 2008-11-21 | 2012-12-26 | 索尼株式会社 | 信息处理设备和声音分析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0386820A1 (en) | 1990-09-12 |
| NL8900520A (nl) | 1990-10-01 |
| EP0386820B1 (en) | 1993-05-19 |
| JP3030382B2 (ja) | 2000-04-10 |
| DE69001627D1 (de) | 1993-06-24 |
| DE69001627T2 (de) | 1993-12-09 |
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