JPH0446400A - ピッチ抽出回路 - Google Patents

ピッチ抽出回路

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JPH0446400A
JPH0446400A JP15386890A JP15386890A JPH0446400A JP H0446400 A JPH0446400 A JP H0446400A JP 15386890 A JP15386890 A JP 15386890A JP 15386890 A JP15386890 A JP 15386890A JP H0446400 A JPH0446400 A JP H0446400A
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JP
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audio data
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JP15386890A
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Inventor
Naomi Nishiyama
西山 直美
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 音声信号中のピッチ周期を抽出する回路に関し、ピッチ
抽出に必要なデータの蓄積用メモリ量を削減し、データ
出力までの遅延時間を短縮できるピッチ抽出回路を提供
することを目的とし、2P(Pは検出可能な最大ピッチ
周期)周期ごとにリセットされて、音声データの入力ご
とにカウントアツプするカウンタと、カウンタのカウン
ト値をアドレスとして入力音声データを蓄積する記憶手
段と、記憶手段において音声データがP個蓄積される時
点を検出してP+1個の音声データ入力時から記憶手段
内における入力音声データを含むそれ以前のP個の音声
データを順次読み出すP検出回路と、記憶手段内におい
て最初に蓄積されたP個の音声データを基準値として読
み出された各音声データとの相関係数の計算を行う相関
計算回路と、相関値が最大値となる入力音声データと基
準値の音声データとの間隔から音声信号のピッチ周期を
検出する相関最大値検出回路とを備えることによって構
成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は音声信号中のピッチ周期を抽出する回路に係り
、特に音声データ圧縮伝送における時間軸圧伸符号化等
において、検出可能最大ピッチ幅のデータ入力後に抽出
を開始するピッチ抽出回路に関するものである。
時間軸圧伸符号化法(TDH3)においては、音声信号
をサンプリングし、音声のピッチ周期ごとの周期性を利
用して、その2〜3周期分を1周期に圧縮して符号化し
て伝送することによって、音声情報を圧縮して、伝送路
の効率的利用を図るようにしている。
従ってこのような場合、音声信号入力からそのピッチ周
期を抽出するピッチ抽出回路が必要となる。
ピッチ抽出回路は、ピッチ抽出に用いるバッファメモリ
数が少なくてすむとともに、ピッチ抽出完了までの時間
が短く、従って時間軸圧伸符号化法に適用した場合、圧
縮データを得るまでの遅延時間が短いものであることが
要望される。
〔従来の技術] ピッチ抽出方式としては種々の方式が知られているが、
以下においては、ピッチ抽出範囲、すなわち抽出する最
大のピッチ幅Pに相当する時間長だけ取り込んだ音声信
号波形との間における入力音声データの相関を計算して
、相関が最大値となるときのこの音声信号波形と入力音
声データとのずれ幅をピッチ周期として決定する方式に
ついて説明する。
この場合における波形の相関は、評価関数によって求め
られる。音声は所定のサンプリング周期でサンプリング
され、ディジタル値に変換されているものとする。以下
、入力音声データをA (i)(i−1,2,3,・・
・・)で表す。
従来のピッチ抽出方式においては、データがA(1)か
ら入力を開始するならば、A(2*P)まで入力を完了
した時点で、A(P+1)からA(2*P)のデータを
基準値として、波形相関の算出を開始するようにしてい
た。
第5図は従来のピッチ抽出回路を示したものであって、
11はアドレスをカウントするカウンタ、12はデュア
ル・ポート・メモリ、13はカウンタ値2Pを検出する
2P検出回路、14は相関の計算を行う相関計算回路、
15は相関の最大値を検出する相関最大値検出回路であ
る。
音声入力は、一定周期でサンプリングされ、ディジタル
データに変換されて入力される。カウンタ11はデータ
の入力ごとにカウントアツプすることによって、デュア
ル・ポート・メモリ12に対する書き込みアドレス(W
−ADR)を発生し、これによって音声データがデュア
ル・ポート・メモリ12に書き込まれる。
一方、2P検出回路13は、カウンタ値が2Pになった
ことを検出して読み出しアドレス(R−ADR)を発生
して、それまでにデュアル・ポート・メモリ12に蓄積
された、連続するP個のデータを基準値として読み出す
以後、データ入力ごとに読み出しアドレス(R−ADR
)を発生して、デュアル・ポート・メモリ12から、最
初に入力されたデータから順次1個ずつずれた、連続す
るP個ずつのデータを比較値として読み出して、相関計
算回路14に入力する。
これと同時に2P検出回路13から相関計算回路14に
指示が与えられることによって、相関計算回路14では
、読み出された基準値と比較値とによって相関の計算を
開始する。
相関計算回路14における相関の計算が終了すると、相
関最大値検出回路工5は、波形相関が最大となる比較値
の位置を検出し、これと基準値とのずれからピッチ幅り
を抽出する。
このような処理が2P周期ごとに繰り返して行われ、処
理終了時、カウンタ11はリセットされて、最初から処
理を開始する。
第6図は、従来方式におけるピッチの抽出を説明するも
のである。
図中、↓はデータの入力を示し、■は波形相関計算開始
と相関関数F (B、C,)の計算、■は相関関数F 
(B、C,)の計算、■は相関関数F(B、c、)の計
算、■は相関関数F (B、  Ci)の計算、■は相
関関数F (B、  CP−z)の計算、■は相関関数
F CB、  CP−1)の計算、■は相間関数F (
B、C,)の計算とピッチ抽出を示している。
第6図に示すように、Bで示す音声データ群A(P+1
) z、’−’−’、  C3 A(1) A (2) 〜A(2*P)を基準値とし、C,、CCいで示す各音
声データ群 〜A (P) 〜A(P+1) A(i)〜A(i+P−1) A (P)〜A (2*P+1) を比較値として、音声データ群Bと音声データ群Cr 
 (i=1,2.  ・・・、p)とによって波形相関
をとる。そして、音声データ群Bと音声データ群C正と
の波形相関関数をF (B、C,) としたとき、相関
間数F (B、C,)が最大値をとるiをピッチ周期と
して抽出する。
ここで波形相関関数F (B、C,)は、F (B、 
 Ci ) とする。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のピッチ抽出回路では、例えば1つの評価関数の計
算に1サンプリング周期の時間を要するとすると、全評
価値の計算完了までには、P個のデータ入力のバッファ
リングが必要となる。
従って、第6図に示されるように、最初のデータ入力(
A(1))から、ピッチ抽出までには、(3*P)個の
データ入力の時間が必要となり、それだけのデータを蓄
積するためのバッファも必要であった。
本発明はこのような従来技術の課題を解決しようとする
ものであって、ピンチ抽出回路において、ピッチ抽出に
必要なデータを蓄積するためのメモリ量を削減し、デー
タ出力までの遅延時間を短縮することができるピッチ抽
出回路を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は第1図にその原理的構成を示すように、2P(
Pは検出可能な最大ピッチ周期)周期ごとにリセットさ
れるカウンタ1によって、音声データの入力ごとにカウ
ントアツプし、記憶手段2によって、カウンタIのカラ
ントイ直をアドレスとして人力音声データを蓄積し、P
検出回路3によって、記憶手段2において音声データが
8個蓄積される時点を検出してP+1個の音声データ入
力時から記憶手段2内における入力音声データを含むそ
れ以前のP個の音声データを順次読み出し、相関計算回
路4によって、記憶手段2内において最初に蓄積された
P個の音声データを基準値として読み出された各音声デ
ータとの相関係数の計算を行い、相関最大値検出回路5
によって、相関値が最大値となる入力音声データと基準
値の音声データとの間隔から音声信号のピッチ周期を検
出するものである。
さらに本発明は、この場合、記憶手段2が、音声データ
の書き込みと読み出しを同時に行い得るデュアル・ポー
ト・メモリ6からなるものである。
また本発明は、記憶手段2が、シングル・ポート・メモ
リ7と、P+1個の音声入力時から音声データの入力ご
とにシングル・ポート・メモリ7に対する音声データの
書き込みと読み出しとを交互に行うセレクタ8とからな
るものである。
〔作用〕
2P周期ごとにリセットされるカウンタを音声データの
入力ごとにカウントアツプし、このカウント値をアドレ
スとして入力音声データを記憶手段に蓄積し、記憶手段
において音声データがP個蓄積される時点を検出してP
+1個の音声データ入力時から記憶手段内における入力
音声データを含むそれ以前のP個の音声データを比較値
として順次読み出し、記憶手段内において最初に蓄積さ
れたP個の音声データを基準値として比較値の各音声デ
ータとの相関係数の計算を行い、相関値が最大値となる
比較値の入力音声データと基準値の音声データとの間隔
から音声信号のピッチ周期を検出する。
この場合、記憶手段は、音声データの書き込みと読み出
しを同時に行い得るデュアル・ポート・メモリであって
もよい。
また記憶手段は、シングル・ポート・メモリと、P+1
個の音声入力時から音声データの入力ごとにシングル・
ポート・メモリに対する音声データの書き込みと読み出
しとを交互に行うセレクタとからなるものであってもよ
い。
第2図は本発明の詳細な説明するものである。
図中、↓はデータの入力を示し、■は波形相関計算開始
と相関関数F(b、ci)の計算、■は相関関数F(b
、c、)の計算、■は相関関数F(b、ci−+)の計
算、■は相間関数F(b、c2−1)の計算、■は相関
関数F(b、cm2)の計算、■は相関関数F (b、
  Ca−1)の計算、■は相関関数F (b、cい)
の計算とピッチ抽出を示している。
第2図に示すように、bで示す音声データ群A(1)〜
A(P)を基準値とし、CI、C2,’−’+  C4
+ ’−”+  CDで示す各音声データ群A(2)〜
A (p+1) A(3)〜A (P+2) A(i−1)〜A(P+1) A(P+1)〜A(2*P) を比較値として、音声データ群すと音声データ群Ci 
 (i=1.2.  ・・・、p)とによって波形相関
をとる。そして、音声データ群すと音声データ群C8と
の波形相関関数をF(b、c、)としたとき、相関間数
F (b、c、)が最大値をとるiをピッチ周期として
抽出する。
本発明のピッチ抽出回路では、最初A(1)〜A (P
)のデータを入力したのち、A(P+1)〜A(2*P
)のデータ入力時に、最初入力されたデータを基準値と
して、1データ入力ごとに波形相関を1つずつ計算する
ようにして、データA(2*P)の入力が完了したとき
、ピンチが抽出されるようにしている。
従って、ピンチ抽出に必要な時間が(2*P)時間に短
縮されるとともに、使用するバッファ量も削減される。
〔実施例〕
第3図は本発明の一実施例を示したものであって、第5
図におけると同じものを同じ番号で示し、16はカウン
タ値Pを検出するP検出回路である。
音声入力は、一定周期でサンプリングされ、ディジタル
データに変換されて入力される。カウンタ11はデータ
の入力ごとにカウントアツプすることによって、デュア
ル・ポート・メモリ12に対する書き込みアドレス(W
−ADR)を発生し、これによって音声データがデュア
ル・ポート・メモリ12に書き込まれる。
一方、P検出回路16は、カウンタ値がPになったこと
を検出して読み出しアドレス(R−ADR)を発生して
、それまでにデュアル・ポート・メモリ12に蓄積され
た、連続するP個のデータを基準値として読み出す。
以後、データ入力ごとに読み出しアドレス(R−ADR
)を発生して、デュアル・ポート・メモリ12から、最
初に入力されたデータから順次1個ずつずれた、連続す
るP個ずつのデータを比較値として読み出して、相関計
算回路14に入力する。
これと同時に、P検出回路16から相関計算回路14に
指示が与えられることによって、相関計算回路14では
、読み出された基準値と比較値とによって相関の計算を
開始する。
相関計算回路14における相関の計算が終了すると、相
関最大値検出回路15は、波形相関が最大となる比較値
の位置を検出し、これと基準値とのずれからピッチ幅り
を抽出する。
このような処理が2P周期ごとに繰り返して行われ、処
理終了時、カウンタ11はリセットされて、最初から処
理を開始する。
第4図は本発明の他の実施例を示したものであって、第
3図におけると同じものを同じ番号で示し、17は読み
出しくR)と書き込み(W)のアドレスを切り替えるセ
レクタ、18はシングル・ポート・メモリである。
第4図の実施例においては、セレクタ17は、カウンタ
11で発生する書き込みアドレス(WADR)と、P検
出回路16が、カウンタ11の値がPになったことを検
出したのちに発生する、読み出しアドレス(R−ADR
)とを、入力データごとに交互に切り替えて出力する。
これによってディジタル化された音声データが、サンプ
リング周期でシングル・ポート・メモリ18に書き込ま
れるとともに、P周期以前にシングル・ポートメモリ1
8に書き込まれた音声データが、順次読み出されて比較
値として相関計算回路14に入力される。これによって
相関回路14では、P検出回路16が、カウンタ11の
値がPになったことを検出したときシングル・ポート・
メモリ18から読み出されたデータを基準値として、比
較値との間で、順次、相関の計算を行う。
相関計算回路14における相関の計算が終了すると、相
関最大値検出回路15は、波形相関が最大となる比較値
の位置を検出してピッチ幅りを抽出する。
このような処理が2P周期ごとに繰り返して行われ、処
理終了時、カウンタ11はリセットされて、最初から処
理を開始する。
このような構成が可能なのは、データのサンプリング周
期に比べてメモリの書き込み、読み出しの時間が十分短
ければ、サンプリングデータの入力周期間隔内でアドレ
スを切り替えて、相関のためのデータを読み出すことが
できるためである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、ピッチ抽出回路に
おいて、ピッチ抽出に使用するバッファメモリ数の削減
が可能になるとともに、ピッチ抽出までの時間が短縮さ
れるので、時間軸圧伸符号化法等に適用して音声データ
を圧縮する際に、圧縮データを得るまでの遅延時間を短
縮することができるようになり、従って音声多重化装置
の性能向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理的構成を示す図、第2図は本発明
の詳細な説明する図、第3図は本発明の一実施例を示す
図、第4図は本発明の他の実施例を示す図、第5図は従
来のピッチ抽出回路を示す図、第6図は従来方式におけ
るピッチ抽出を説明する図である。 1はカウンタ、2は記憶手段、3はP検出回路、4は相
関計算回路、5は相関最大値検出回路である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2P(Pは検出可能な最大ピッチ周期)周期ごと
    にリセットされて、音声データの入力ごとにカウントア
    ップするカウンタ(1)と、 該カウンタ(1)のカウント値をアドレスとして入力音
    声データを蓄積する記憶手段(2)と、該記憶手段(2
    )において音声データがP個蓄積される時点を検出して
    P+1個の音声データ入力時から該記憶手段(2)内に
    おける入力音声データを含むそれ以前のP個の音声デー
    タを順次読み出すP検出回路(3)と、 前記記憶手段(2)内において最初に蓄積されたP個の
    音声データを基準値として前記読み出された各音声デー
    タとの相関係数の計算を行う相関計算回路(4)と、 該相関値が最大値となる入力音声データと前記基準値の
    音声データとの間隔から音声信号のピッチ周期を検出す
    る相関最大値検出回路(5)とを備えたことを特徴とす
    るピッチ抽出回路。
  2. (2)前記記憶手段(2)が、音声データの書き込みと
    読み出しを同時に行い得るデュアル・ポート・メモリ(
    6)からなることを特徴とする請求項第1項記載のピッ
    チ抽出回路。
  3. (3)前記記憶手段(2)が、シングル・ポート・メモ
    リ(7)と、前記P+1個の音声入力時から音声データ
    の入力ごとに該シングル・ポート・メモリ(7)に対す
    る音声データの書き込みと読み出しとを交互に行うセレ
    クタ(8)とからなることを特徴とする請求項第1項記
    載のピッチ抽出回路。
JP15386890A 1990-06-14 1990-06-14 ピッチ抽出回路 Pending JPH0446400A (ja)

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JP15386890A JPH0446400A (ja) 1990-06-14 1990-06-14 ピッチ抽出回路

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JP15386890A JPH0446400A (ja) 1990-06-14 1990-06-14 ピッチ抽出回路

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JPH0446400A true JPH0446400A (ja) 1992-02-17

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ID=15571864

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JP15386890A Pending JPH0446400A (ja) 1990-06-14 1990-06-14 ピッチ抽出回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994026036A1 (en) * 1993-05-04 1994-11-10 Motorola Inc. Apparatus and method for substantially eliminating noise in an audible output signal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994026036A1 (en) * 1993-05-04 1994-11-10 Motorola Inc. Apparatus and method for substantially eliminating noise in an audible output signal
US5678221A (en) * 1993-05-04 1997-10-14 Motorola, Inc. Apparatus and method for substantially eliminating noise in an audible output signal

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