JPS5876891A - 音声ピツチ抽出方法 - Google Patents
音声ピツチ抽出方法Info
- Publication number
- JPS5876891A JPS5876891A JP17306081A JP17306081A JPS5876891A JP S5876891 A JPS5876891 A JP S5876891A JP 17306081 A JP17306081 A JP 17306081A JP 17306081 A JP17306081 A JP 17306081A JP S5876891 A JPS5876891 A JP S5876891A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- correlation
- pitch
- frequency
- waveform
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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】
本＊ｖＡは、ｆ％波形から有声／−声の判定を行い、有
声音区間と判定されたときは、そのピッチ局ｌＡメるｉ
はその逆数として定義されるピッチ周波数を抽出決定す
る方法の改良に関するものである。とくに信号処理グロ
セサーのような、データメモリの少なり装置でのピッチ
抽出方法の改良に関す４ものである。
声音区間と判定されたときは、そのピッチ局ｌＡメるｉ
はその逆数として定義されるピッチ周波数を抽出決定す
る方法の改良に関するものである。とくに信号処理グロ
セサーのような、データメモリの少なり装置でのピッチ
抽出方法の改良に関す４ものである。
音声波形からその周ｉＩＡ注と周期、ナなわらピッチを
検出する方法としては多くの方法が提案され実施されて
ｉるが原理的に次のように分類される。
検出する方法としては多くの方法が提案され実施されて
ｉるが原理的に次のように分類される。
ｌ） 波形の相関によるもの（相関法）２）波形の差に
よるもの（ＭＤＩ？法）これらのも堰を行う面に周期性
を強調する処理とし七％臓形予測分析による残差波形化
、線形もしくは非線形クリッピングによる低ビツト極性
強調化、などが施されることが多い。
よるもの（ＭＤＩ？法）これらのも堰を行う面に周期性
を強調する処理とし七％臓形予測分析による残差波形化
、線形もしくは非線形クリッピングによる低ビツト極性
強調化、などが施されることが多い。
いずれの方法によっても、ピッチ周ｌＡ分をカバーする
波形もしくは相関値を記憶しておくことが必要であり、
＜のため多くのデータメモリ（Ｒ，ＡＭ）を必要とする
。たとえば、男、ズの声を区別せずにピッチ周期を抽出
したいとなると、男声の最低ピッチ５０Ｈｚから女性の
最高ピッチ５００Ｈｚまでをカバーしなければならず、
波形のサンプリング周波数を８ ｋ ｆ（ｚとすれば、
周期検出のために必要なメモリ量は、 ８Ｘ１０”１５Ｇ−８Ｘ１０”１５００＝１６０−１６
＝１４４すなわら、最低１４４ｇ必要となる。
波形もしくは相関値を記憶しておくことが必要であり、
＜のため多くのデータメモリ（Ｒ，ＡＭ）を必要とする
。たとえば、男、ズの声を区別せずにピッチ周期を抽出
したいとなると、男声の最低ピッチ５０Ｈｚから女性の
最高ピッチ５００Ｈｚまでをカバーしなければならず、
波形のサンプリング周波数を８ ｋ ｆ（ｚとすれば、
周期検出のために必要なメモリ量は、 ８Ｘ１０”１５Ｇ−８Ｘ１０”１５００＝１６０−１６
＝１４４すなわら、最低１４４ｇ必要となる。
こｎは、信号処理プロセサーのように、データメモリが
比較的少ないハードウェアＶζよって音声波形を分析す
る場合、大きな制約となる。
比較的少ないハードウェアＶζよって音声波形を分析す
る場合、大きな制約となる。
これを肩決する方法として、音声信号の周期（ピッチ）
は５００Ｈ２以下の低周波数で必ることを利用して、第
１図に示すように、音声波形を低域ｐ波器１１により低
域成分（たとえば１ｋ）１２以下）のみをとりだし、そ
の出力をＢｋＨｚより低い周波数（九とえば２ｋｌ（Ｚ
）を有するクロックで掛算器１２によりリサンプリング
レ、その出力の相関値を相関演算６１３ Ｋより計算し
て周期性を検出する。この結果、サングリイブ周波数が
１／４となっているから、メモリ量も前記１４４語の１
／４、ナなわら３６語でよいことになるが、このままで
は周期検出の精度かもとの１／４に劣化しているので、
相関のピーク値の真の存在位置をピーク位置推定演算器
１゛４により推定して求める。この演算ａ１４による推
定演算は第２図に示すように、リサンプリング相関出力
のピーク１直Ａｏを与える点１０１前後３点（ｒ−１，
τ、τ十ｌ）の値を直りＣ２次１ｆｔｌ線で推定する演
算でおる（特願昭５５−１５８２９９号参照）。
は５００Ｈ２以下の低周波数で必ることを利用して、第
１図に示すように、音声波形を低域ｐ波器１１により低
域成分（たとえば１ｋ）１２以下）のみをとりだし、そ
の出力をＢｋＨｚより低い周波数（九とえば２ｋｌ（Ｚ
）を有するクロックで掛算器１２によりリサンプリング
レ、その出力の相関値を相関演算６１３ Ｋより計算し
て周期性を検出する。この結果、サングリイブ周波数が
１／４となっているから、メモリ量も前記１４４語の１
／４、ナなわら３６語でよいことになるが、このままで
は周期検出の精度かもとの１／４に劣化しているので、
相関のピーク値の真の存在位置をピーク位置推定演算器
１゛４により推定して求める。この演算ａ１４による推
定演算は第２図に示すように、リサンプリング相関出力
のピーク１直Ａｏを与える点１０１前後３点（ｒ−１，
τ、τ十ｌ）の値を直りＣ２次１ｆｔｌ線で推定する演
算でおる（特願昭５５−１５８２９９号参照）。
上記従来手法によって、多数の音声データを分析し、ピ
ッチ抽出を行った結果、必ずしも十分ではなく、抽出結
果にまま誤りがめることがＳ認された。本発明は、この
誤りの原因をとり除き、より確実でη頼のおけるピッチ
抽出方法を提供することを目的とする。
ッチ抽出を行った結果、必ずしも十分ではなく、抽出結
果にまま誤りがめることがＳ認された。本発明は、この
誤りの原因をとり除き、より確実でη頼のおけるピッチ
抽出方法を提供することを目的とする。
上記従来手法の誤りの主原因は、低域Ｐ波によって高周
波鵠のホルマント構造を除去し、ピッチ抽出の誤りの原
因を除去できたと考え、低域Ｆ波出力の相関から直接ピ
ッチ周期を検出しようとしたことにある。たしかに低域
−波によって高次のホルマント（声とえば第２ホルマン
ト以上）は除くことができるが、低次の、ことに第１ホ
ルマ／トを除くことはできない。第１ホルマントは２０
０Ｈ２〜１，０００１−ＩＺの間に伴伍しており、その
形番を低域Ｐ波のみによっては除去することはできない
Ｏ そこで不発明ではまず低域ｐ波出力が第１ホルマント１
個の与をきひものと仮足し、この低域ｐ波出力に３〜４
次の線形予測分析を行ってホルマントの逆フィルタｔＳ
成し、低域Ｐ波出力をこの逆フィルタに通すことによっ
て残差化し、残差相関からピッチｔ−抽出するようにし
九点に特微力；おる。
波鵠のホルマント構造を除去し、ピッチ抽出の誤りの原
因を除去できたと考え、低域Ｆ波出力の相関から直接ピ
ッチ周期を検出しようとしたことにある。たしかに低域
−波によって高次のホルマント（声とえば第２ホルマン
ト以上）は除くことができるが、低次の、ことに第１ホ
ルマ／トを除くことはできない。第１ホルマントは２０
０Ｈ２〜１，０００１−ＩＺの間に伴伍しており、その
形番を低域Ｐ波のみによっては除去することはできない
Ｏ そこで不発明ではまず低域ｐ波出力が第１ホルマント１
個の与をきひものと仮足し、この低域ｐ波出力に３〜４
次の線形予測分析を行ってホルマントの逆フィルタｔＳ
成し、低域Ｐ波出力をこの逆フィルタに通すことによっ
て残差化し、残差相関からピッチｔ−抽出するようにし
九点に特微力；おる。
不方法によれば、低域Ｐ波出力（低次のｆｆＪ！琳な線
形予測分析を行うて残差化することによって。
形予測分析を行うて残差化することによって。
第１ホルマントの影響を取り除き、確実なピッチ抽出が
可能となる。
可能となる。
欠に低サンプリング周波数によるピッチ抽出精度の劣化
に対しては、＠記従来手法による真のピーク値の補關処
理金そのま＼適用したのでは７２２ピーク慣出のエラー
かめるから本発明では、まず相関波形を内挿演ｇｖｃよ
りて相関し、その相関され足相関波形のピークを検出す
ることによってピッチを検出する改良法ｔ−ｆ！に案す
るものである。本改良法の処理のＩＪＫ理を４３図に示
す。
に対しては、＠記従来手法による真のピーク値の補關処
理金そのま＼適用したのでは７２２ピーク慣出のエラー
かめるから本発明では、まず相関波形を内挿演ｇｖｃよ
りて相関し、その相関され足相関波形のピークを検出す
ることによってピッチを検出する改良法ｔ−ｆ！に案す
るものである。本改良法の処理のＩＪＫ理を４３図に示
す。
４１図の４律と同様に低域Ｆａ、器１１の出力を掛算器
１２により所定のクロックでリサンプリングした後、リ
サンプリング信号を低次線形予１１１分析器３２を通し
て逆フィルタ３３１／ｃより残差波形３４を抽出する。
１２により所定のクロックでリサンプリングした後、リ
サンプリング信号を低次線形予１１１分析器３２を通し
て逆フィルタ３３１／ｃより残差波形３４を抽出する。
相関演、ｉ１．器１３＜より残差波形３４の４１１関波
形３５をｉｔ算してこｎを相関波形内挿補ｒｉ４器３６
に入力し、内挿補間さｎｆｃ相関波形３７よりピーク位
置推定演算器１４によってピッチ３８を抽出する。
形３５をｉｔ算してこｎを相関波形内挿補ｒｉ４器３６
に入力し、内挿補間さｎｆｃ相関波形３７よりピーク位
置推定演算器１４によってピッチ３８を抽出する。
以ド、不発明を実施例を参照して詳細に説明する。ｓ４
図は本発明の方法ＶＣよるピッチ抽出装置の実施例のブ
ロック図を示す。
図は本発明の方法ＶＣよるピッチ抽出装置の実施例のブ
ロック図を示す。
音声波形ｌは低域ｐ波器２によって、たとえば１ｋＨｚ
以Ｆに低域Ｐ波さｎ、その出力３は％掛でリサンプリン
グさｎる。こ＼ではｄ声涙形１がすでにサンプリングさ
れている離数的な信号であると考えたので、これをリサ
ンプリングとｄ′）′ｆｃが、低域Ｐ波出力３までがｆ
ナログ的に処理されているとすれば、これをサンプリン
グと言う。
以Ｆに低域Ｐ波さｎ、その出力３は％掛でリサンプリン
グさｎる。こ＼ではｄ声涙形１がすでにサンプリングさ
れている離数的な信号であると考えたので、これをリサ
ンプリングとｄ′）′ｆｃが、低域Ｐ波出力３までがｆ
ナログ的に処理されているとすれば、これをサンプリン
グと言う。
リサンプリング出力６から、相関演算器７によってめる
区間（フレーム区間とい＼、通常２０〜３０ミリ秒にと
る）にわたっての相関出力１１（ｖｔ）、ｉ＝Ｑ〜θ１
．８が計算さＣる。θ、、８は、検出ｒべき最長ピッチ
周期τ１．８と、次段の線形予測分析の次ａｐとから０
ｍ ａ ｘ ” ｒｍ ＊ ｘ ＋ｐとして求められる
。
区間（フレーム区間とい＼、通常２０〜３０ミリ秒にと
る）にわたっての相関出力１１（ｖｔ）、ｉ＝Ｑ〜θ１
．８が計算さＣる。θ、、８は、検出ｒべき最長ピッチ
周期τ１．８と、次段の線形予測分析の次ａｐとから０
ｍ ａ ｘ ” ｒｍ ＊ ｘ ＋ｐとして求められる
。
九とえば、τ、、、＝４０． ｐ＝３のとき、θｗａｇ
＝４０＋３＝４３で６−る。
＝４０＋３＝４３で６−る。
この相関出力８のうちで低次ＯＯ欠より２次までの成分
（ｖｔｌ ｒ ’ ＝０〜ｐから、低次線形予−１ｊ分
析器９によって２次の線形予測分析が行わｎ、ｄ形予測
係数（αｌ ） ｌ ’ ” Ｕ ””’ｐが求めらル
、この（α量）から逆スペクトル係畝１０ｃ（ＡＩＬ
１＝０１１１・・・ｐ」が求められる。
（ｖｔｌ ｒ ’ ＝０〜ｐから、低次線形予−１ｊ分
析器９によって２次の線形予測分析が行わｎ、ｄ形予測
係数（αｌ ） ｌ ’ ” Ｕ ””’ｐが求めらル
、この（α量）から逆スペクトル係畝１０ｃ（ＡＩＬ
１＝０１１１・・・ｐ」が求められる。
（Ｖ、）から（α−）を求める方法は、すでに線形予測
分析手法として公知でろり、原理的には次の線形ｐ元１
次方程式を解くことに帰着する。
分析手法として公知でろり、原理的には次の線形ｐ元１
次方程式を解くことに帰着する。
次ソし、α、＝１
ｐ＝３ （３次分析）のときは
を屏けばよい。
（α＋ ｌ ＋ ’ ＝０−ｐが求まると、その系列の
相関係数として逆スペクトル係数（Ａｔｌが矢のように
して求められる（ｐ＝３の場合）。
相関係数として逆スペクトル係数（Ａｔｌが矢のように
して求められる（ｐ＝３の場合）。
人。＝１＋α１＋α！十α３
ＡＨ＝ａ１＋”１（Ｘｚ＋”ｌ ”ｓ
Ａ、 ＝α、十α１α。
Ａ、＝α。
逆スペクトル係ａ１０（（Ａ＋）、ｉ＝０〜ｐＪ と入
力波形の相ｙＡ係畝１１（ｔＶ口、ｉ＝０〜θｍａｘ３
カｓＪ こ＼で、１＝ＡＪ、 ■−１：Ｖ、とする。
力波形の相ｙＡ係畝１１（ｔＶ口、ｉ＝０〜θｍａｘ３
カｓＪ こ＼で、１＝ＡＪ、 ■−１：Ｖ、とする。
この相関波形１３は時間軸のサンプリングが０、５ ミ
ＩＪ秒間ｐ４ （２ｋ ）（ｚサンプリングに対応）と
祖くなりておシ、このままピーク１直を検出−ｒると、
ピッチ周波数との関係で誤りとなることがめる。
ＩＪ秒間ｐ４ （２ｋ ）（ｚサンプリングに対応）と
祖くなりておシ、このままピーク１直を検出−ｒると、
ピッチ周波数との関係で誤りとなることがめる。
そこで、残差相関波形１３を、内挿補間演算器１４Ｉｃ
よって、たとえば４倍精度（もとの信号の９ ｋ ｌ（
ｚサンプリングに対応）で補間じ、補間された相関波形
１５から、ピーク検出器１６によってそのピーク位置′
ｆｒ：検出し、そのンくれ時間かりピッチ周期ま几はそ
の逆数としＣピッチ周波数を検出する。
よって、たとえば４倍精度（もとの信号の９ ｋ ｌ（
ｚサンプリングに対応）で補間じ、補間された相関波形
１５から、ピーク検出器１６によってそのピーク位置′
ｆｒ：検出し、そのンくれ時間かりピッチ周期ま几はそ
の逆数としＣピッチ周波数を検出する。
なお内挿補間演算器１４で行う゛べき演算は次のような
ものでめる。
ものでめる。
ナングリング定理にもとづく内挿公式によればである。
したがってｔとして、１／４Ｔ、１／２’ｒ 。
３／４ ’ｉ’をとり、３点内挿しｃ８ｋｌ（Ｚサンプ
リングに補間する。ｎとしては４程度とればよく、上式
から係数′にめらかしめ計算して＆さ１前後９点（過去
５点、−未来４点）〃島ら内挿演算すｎばよい。
リングに補間する。ｎとしては４程度とればよく、上式
から係数′にめらかしめ計算して＆さ１前後９点（過去
５点、−未来４点）〃島ら内挿演算すｎばよい。
本発明を用いてピッチ抽出金おこなった結果の一列を第
５図に示す。第５図（ａ）は男声、第５図（Ｃ）は女声
にンける本発明の原理による低域残差相関波形で少り、
■で示す正しい位置（原波形から人間が祝祭にＬって求
めた直との比砿による）にご第５図（ｂ）と第５図（ｄ
）はぞれぞへ第５図（Ｃ）に対応する４盆の低域Ｐ波出
力の直接の相関波形であり、ホルマント周波数の影響は
明らかで６Ｌ％の位置に誤ったピークが検出されている
（男声の揚曾、倍ピツチ、女声の場曾、半ピツチである
）。
５図に示す。第５図（ａ）は男声、第５図（Ｃ）は女声
にンける本発明の原理による低域残差相関波形で少り、
■で示す正しい位置（原波形から人間が祝祭にＬって求
めた直との比砿による）にご第５図（ｂ）と第５図（ｄ
）はぞれぞへ第５図（Ｃ）に対応する４盆の低域Ｐ波出
力の直接の相関波形であり、ホルマント周波数の影響は
明らかで６Ｌ％の位置に誤ったピークが検出されている
（男声の揚曾、倍ピツチ、女声の場曾、半ピツチである
）。
以上説明し九ととく本＠明によれば、少ないデータメモ
リ量で正確で信頼度の高いピッチ抽出を実現することが
できる。その−例を第５図に示す。
リ量で正確で信頼度の高いピッチ抽出を実現することが
できる。その−例を第５図に示す。
第１図は従来の方法によるピッチ抽出装置のブロック図
、第２図は相関波形のピーク値とその位置を推定する原
理ｔ−説明する図、第３図は本＃３明の方法によるピッ
チ抽出装置の原理図、第４図は本発明の一実施例のブロ
ック図、第５図は本発明によりピッチ抽出を２こなった
結果の一例を示す図である。 １４・・・ピーク位１１！定演算器。 代理人 弁理士 薄田利幸。 眉 ｊ 図 ＋Ｚ 第２図
、第２図は相関波形のピーク値とその位置を推定する原
理ｔ−説明する図、第３図は本＃３明の方法によるピッ
チ抽出装置の原理図、第４図は本発明の一実施例のブロ
ック図、第５図は本発明によりピッチ抽出を２こなった
結果の一例を示す図である。 １４・・・ピーク位１１！定演算器。 代理人 弁理士 薄田利幸。 眉 ｊ 図 ＋Ｚ 第２図
Claims (1)
- 低域Ｐ波された音声波形を所定の周波数でサンプリング
し、サンプリング値の相関を１１−真し、相関のピーク
位置の推定＋１から音声ピッチを求める音声ピッチ抽出
方法において、低域ＰｔＩＬされた音声波形にたいして
低次の線形予測′分析をおこない残差波形化し、１ｇ＊
残差波形よ９式２１相関を計算し、該残差相関にたいし
て内挿補間演算をお１こな９、補間さｒｔ九残差相関の
ピーク値からピッチ周期を求めることを４＃憾とする音
声ピッチ抽出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17306081A JPS5876891A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 音声ピツチ抽出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17306081A JPS5876891A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 音声ピツチ抽出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5876891A true JPS5876891A (ja) | 1983-05-10 |
Family
ID=15953466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17306081A Pending JPS5876891A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 音声ピツチ抽出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5876891A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194499A (ja) * | 1984-02-22 | 1985-10-02 | エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン | 音声分析方式 |
| JPS62203199A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | 富士通株式会社 | ピツチ周期抽出方式 |
| JP2013238894A (ja) * | 1999-04-19 | 2013-11-28 | At & T Corp | フレーム消去隠蔽を実行するための装置 |
-
1981
- 1981-10-30 JP JP17306081A patent/JPS5876891A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194499A (ja) * | 1984-02-22 | 1985-10-02 | エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン | 音声分析方式 |
| JPS62203199A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | 富士通株式会社 | ピツチ周期抽出方式 |
| JP2013238894A (ja) * | 1999-04-19 | 2013-11-28 | At & T Corp | フレーム消去隠蔽を実行するための装置 |
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