JPS6084600A - ピツチ抽出装置 - Google Patents

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】 （技術分野） この発明は、線形予測分析、偏自己相関（ＰＡＲＣＯＲ
）分析、ホルマント分析、ＬＳＰ分析方式などに於ける
ピッチ抽出装置に関するもので、例えば、実時間での分
析のように入力信号のパワーが変動するもののピッチ抽
出技術に有効な技術に関するものである。

〔背景技術〕

例えば、従来の偏自己相関分析においては、コロナ社か
ら１９７８年７月１５日に発行されたｒ音声１中田和男
著、又は電気通信学会論文誌Ａ。

５３−Ａ　（１９７０）ＰＰ、３５〜４２０ｒ統計的手
法による音声スペクトル密度とホルマント周波数の推定
１板倉文忠、斎藤収三著等において残差相関法を用いた
ピッチ情報の抽出法が公知である。

従来のピッチ抽出装置にあっては、自己相関と残差相関
とを使用するため、高い演算精度が必要となり（入力ビ
ツト数の２倍以上）、そのため、例えば、■日立製作所
によって開発さている商品　゛名’ＨＤ６１８１０Ｊの
ような高速信号処理を行う専用の半導体集積回路装置が
必要になるという欠点がある。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、簡単な回路構成によって実時間での
ピッチ抽出を行うことのできるピッチ抽出装置を提供す
ることにある。

この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、入力音声信号を一定のサンプリング周波数に
よって２値信号に変換し、この２値信号により構成され
たビット列の中から特定の並びのビットパターンを選び
出して、それぞれのビットパターンの論理積から相関を
めて音声信号の最大ピーク値を検出するものである。

〔実施例〕

第１図には、この発明の一実施例のブロック図が示され
ている。

音声信号は、増幅回路Ａによって増幅され、特に制限さ
れないが、ローパスフィルタＬＰによって不必要な高周
波数成分の除去が行われる。このローパスフィルタＬＰ
は、例えば、５００Ｈｚ以下の低域周波数を通すような
伝達特性に設定されている。

上記ローパスフィルタＬＰの出力信号は、サンプリング
クロックφによって動作するサンプリング回路Ｓにより
一定のスレッショルド電圧に対して上記出力信号がハイ
レベルの時は論理“１″とし、ロウレベルの時は論理１
０″のような２値信号に変換される。特に制限されない
が、上記サンプリングクロックφの周波数は、１０ＫＨ
ｚのような比較的高い周波数に設定されている。

このようにサンプリング回路Ｓによって形成された１０
ＫＨｚのビット列の信号は、特に制限されないが、マイ
クロコンピユー１ｐｃＯＭＫ一旦取り込まれ、図示しな
い内蔵のＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ）に格
納される。

上記格納されたビット列の中からその並び変えを行い、
論理積を採ることによって、上記音声信号のピーク値が
得られるタイミング（サンプリングタイミング）をめる
ことによってピッチを算出するものである。このような
動作は、次の動作説明によって明らかになるであろう。

第２図には、この実施例によるピッチ抽出動作を説明す
る概略波形図が示されている。

音声信号Ｖｉｎは、同図に一点鎖線で示したロジックス
レッシ四ルド電圧ＶＴによってハイレベル／ロウレベル
の判定に従った２値信号にされる。

この２値信号は、サンプリングクロックφの周波数に従
った高周波数のビット列Ｓ１としてマイクロコンピュー
タμＣＯＭに取り込まれ、一旦ＲＡＭに格納される。そ
して、上記格納されたビット列Ｓ１の中から所定の数の
サンプリングクロックだけずらした２値信号Ｓ２を形成
して、これをＲＡＭに格納する。以下、例示的に示され
た２値信号Ｓ３，３４のように互いにずらしたビット列
を形成して、上記同様にＲＡＭに次々に格納する。

次に、これらのビット列、例えば３１と８２の論理積を
とり、論理“１”であるビットの数を数えることによっ
てビット列の相関をめることができる。このことを数式
によって表すと、次式（１）の通りである。

ｙｌ−ΣＸｉ・Ｘｌ−Ｊ　・−−・（１）ここで、上記
（１）式の演算は、ｌ−１からｎ−ｊまで行われる。

なお、特に制限されないが、上記（１）式の乗算は、２
値信号を扱うものであるので、論理積を採ることによっ
て実行できるものである。そして、この論理積は、８ビ
ツトのマイクロコンピュータでは、１度に８回の乗算処
理を行うことができる。そして、８ビツトの乗算出力の
小計は、特に制限されないが、ＲＯＭにより機械的にめ
るのが高速処理を行う上で便利である。

（効　果） （１）音声信号を一旦２値信号のビット列に変換して、
ずらしたビット列との論理積（乗算）を行うことによっ
て、音声信号のピーク値が現れるタイミングを検出でき
る。したがって、上記タイミング間隔からピッチ抽出を
行うことができるという効果が得られる。

（２）音声信号を２値信号に変換して処理するものであ
るので、その乗算として単に論理積を採ることによって
実行することができる。これによって、アンド（ＡＮＤ
）ゲート回路のような簡単な回路により高速処理を行う
ことができるという効果が得られる。特に、８ビツトの
マイクロコンピュータを利用した場合に弊よ、ＡＮＤ命
令によって１度に８回もの乗算が行えるから、大量のデ
ータ処理を高速に行うことができるという効果が得られ
る。

ちなみに、本願発明者の試算によれば、ｒ６８００１系
のマイクロコンピュータを２ＭＩ（ｚで動作させた場合
には、２０ｍおきにピッチを抽出することができるもの
となる。

（３）上記演算処理装置としてマイクロコンビエータを
用いる場合は、特別な高速データ処理装置が不要となっ
て、システムの大幅な低コスト化を図ることができると
いう効果が得られる。

（４）上記（１）ないしく３）によって、高速処理を行
うことができるから、簡単な構成によって実時間でのピ
ッチ抽出を行うことができるという効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき呉
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない０例えば、上記ローパス
フィルタは、特に必要とされるものでな（省略するもの
であってもよい、また、上記２値化されたピント列信号
の並び変えや、乗算処理（論理積）は、マイクロコンピ
ュータを用いることが便利であるが、それぞれ特定の回
路により構成するものであってもよい。

〔利用分野〕

この発明は、音声信号のピンチ抽出装置として広く利用
することができるものであり、例えば、音声分析装置の
偽、音声ｍ織装置、ディジタル電話等にも適用すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すブロー・り図、 第２図は、その動作を説明するための概略波形図である
。 Ａ・・増福回路、ＬＰ・・ローパスフィルタ、Ｓ・・サ
ンプリング回路、μＣＯＭ・・マイクロコンピュータ 第　１　図 し 第　２　図 Ｊ″ｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定のサンプリング周波数によって、音声信号を２
   値信号に変換する回路と、この２値信号により構成され
   たビット列の中から特定の並びのビットパターンを選び
   出して、それぞれのビットパターンの論理積から一定の
   相関をめて最大ピーク値を検出する回路とを含むことを
   特徴とするピンチ抽出装置。 ２、上記２値信号により構成されたビット列の中から特
   定のビットパターンの抽出及び論理積演算を行う回路は
   、マイクロコンピュータによって構成されるものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のピッチ抽
   出装置。 ３、上記音声信号は、実時間のものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１又は第２項項記載のピッチ抽出
   装置。