JPS62229200A - ピツチ検出器 - Google Patents
ピツチ検出器Info
- Publication number
- JPS62229200A JPS62229200A JP61299895A JP29989586A JPS62229200A JP S62229200 A JPS62229200 A JP S62229200A JP 61299895 A JP61299895 A JP 61299895A JP 29989586 A JP29989586 A JP 29989586A JP S62229200 A JPS62229200 A JP S62229200A
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- JP
- Japan
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- pitch
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、音声の基本ピッチ周波数を求めるピッチ検出
器に関し、特に、音声のスペクトル情報・基本ピッチ周
波数情報等を伝送パラメータとする音声分析合成装置の
ピッチ検出器に関するものである。
器に関し、特に、音声のスペクトル情報・基本ピッチ周
波数情報等を伝送パラメータとする音声分析合成装置の
ピッチ検出器に関するものである。
デジタル伝送系統で音声伝送を行な・う場合に、情＠量
の圧縮または秘話を行なうために、線形予測符号化方式
などのように、音声信号のスペクトル情報・有声無声情
報・基本ピッチ周波数・音声振幅情報等の音声を形成し
ている基本パラメータのみを一定時間毎に抽出し、量子
化伝送し、受信側で再生する方法が知られている。たと
えば、音声信号を“２４００”ビット毎秒のデジタル信
号に帯域圧縮する場合に基本パラメータを抽出する単位
であるフレーム時間を“２０”ミリ秒に設定すると、“
１”フレーム当たりのピント割当ては“４８″ビツトに
なる。
の圧縮または秘話を行なうために、線形予測符号化方式
などのように、音声信号のスペクトル情報・有声無声情
報・基本ピッチ周波数・音声振幅情報等の音声を形成し
ている基本パラメータのみを一定時間毎に抽出し、量子
化伝送し、受信側で再生する方法が知られている。たと
えば、音声信号を“２４００”ビット毎秒のデジタル信
号に帯域圧縮する場合に基本パラメータを抽出する単位
であるフレーム時間を“２０”ミリ秒に設定すると、“
１”フレーム当たりのピント割当ては“４８″ビツトに
なる。
スペクトル情報とは、線形予測符号化方式の場合は予測
係数、偏自己相関方式の場合はパコール係数、また線ス
ペクトル対分析方式の場合はＬＳＰ係数と呼ばれ、音声
の音韻情報をそれぞれ表現したものである。有声無声情
報とは、分析フレームが有音声フレームか無音声フレー
ムかで、音声合成時に音源を還択するために用いる情報
である。
係数、偏自己相関方式の場合はパコール係数、また線ス
ペクトル対分析方式の場合はＬＳＰ係数と呼ばれ、音声
の音韻情報をそれぞれ表現したものである。有声無声情
報とは、分析フレームが有音声フレームか無音声フレー
ムかで、音声合成時に音源を還択するために用いる情報
である。
基本ピッチ周波数とは、有音声フレームに求められる音
声の基本周波数であり、合成時には有声音源のパルス間
隔になる。また振幅情報とは、人力音声の電力を表わす
情報で、通常、人力音声の平均振幅およびスペクトル情
叩抽出時の予測残差振幅の積で示される。
声の基本周波数であり、合成時には有声音源のパルス間
隔になる。また振幅情報とは、人力音声の電力を表わす
情報で、通常、人力音声の平均振幅およびスペクトル情
叩抽出時の予測残差振幅の積で示される。
上述した従来の音声分析合成ＷｉＷに用いられるピッチ
検出器は、入力音声波形または入力音声より逆フィルタ
で求めた残差波形の自己相関関数の最大値または平均振
幅差関数（八ＭＤＦ）の最少値によりピッチを検出して
いた。特に、残差波形を用いる方法は、入力音声のスペ
クトルエンベロープを取り除き、声帯駆動波形のインパ
ルスが第３図（ｂｌに示すように顕著に現れるため、入
力音声波形から直接求める方法に比べ性能が優れている
。
検出器は、入力音声波形または入力音声より逆フィルタ
で求めた残差波形の自己相関関数の最大値または平均振
幅差関数（八ＭＤＦ）の最少値によりピッチを検出して
いた。特に、残差波形を用いる方法は、入力音声のスペ
クトルエンベロープを取り除き、声帯駆動波形のインパ
ルスが第３図（ｂｌに示すように顕著に現れるため、入
力音声波形から直接求める方法に比べ性能が優れている
。
第３図（ａ）は原波形であり、第３図（ａｌ、 （ｂ）
の横軸の時間目盛りは１目盛り４ｍｓである。
の横軸の時間目盛りは１目盛り４ｍｓである。
しかしながら、人力音声波形が逆フィルタの利得が非常
に高くなる正弦波のような波形である場合、第４図（ｂ
ｌに示すように残差波形は白色雑音的になり、顕著なイ
ンパルスは見られず、自己相関等の手段を用いてもピッ
チを検出することは困難になるという欠点があった。第
４図（ａｌは原波形であり、第４図（ａ）、 （ｂ）の
横軸の時間目盛りは１目盛り４ｍｓである。
に高くなる正弦波のような波形である場合、第４図（ｂ
ｌに示すように残差波形は白色雑音的になり、顕著なイ
ンパルスは見られず、自己相関等の手段を用いてもピッ
チを検出することは困難になるという欠点があった。第
４図（ａｌは原波形であり、第４図（ａ）、 （ｂ）の
横軸の時間目盛りは１目盛り４ｍｓである。
このような欠点を除去するために本発明は、次数制御さ
れたスペクトル情報を係数とする逆フィルタにより入力
音声の残差を求める残差算出手段と、この残差算出手段
の出力の自己相関係数を求める相関演算手段と、この相
関演算手段の出力の最大値を検出し、これを基に入力音
声のビ・ノチを出力する基本ピッチ算出手段と、入力音
声のスペクトル情報を抽出し、これから求まる平均予測
残差により逆フィルタの次数を制御する制御手段とを設
けるようにしたものである。
れたスペクトル情報を係数とする逆フィルタにより入力
音声の残差を求める残差算出手段と、この残差算出手段
の出力の自己相関係数を求める相関演算手段と、この相
関演算手段の出力の最大値を検出し、これを基に入力音
声のビ・ノチを出力する基本ピッチ算出手段と、入力音
声のスペクトル情報を抽出し、これから求まる平均予測
残差により逆フィルタの次数を制御する制御手段とを設
けるようにしたものである。
また別発明として、音声データを入力し、スペクトル情
報の抽出を行ない、平均予測残差を計算し、この平均予
測残差が予め設定された値より小さくなるまで逐次繰返
し計算を行ない、予め設定された値より小さくなった時
の逐次繰返し計算の回数を出力する制御手段と、前記回
数をパラメータとして音声データに対する逆フィルタ計
算を行ない残差を算出する残差算出手段と、残差の自己
相関係数を求める相関演算手段と、自己相関係数により
音声の基本ピッチを求める基本ピッチ算出手段とを設け
るようにしたものである。
報の抽出を行ない、平均予測残差を計算し、この平均予
測残差が予め設定された値より小さくなるまで逐次繰返
し計算を行ない、予め設定された値より小さくなった時
の逐次繰返し計算の回数を出力する制御手段と、前記回
数をパラメータとして音声データに対する逆フィルタ計
算を行ない残差を算出する残差算出手段と、残差の自己
相関係数を求める相関演算手段と、自己相関係数により
音声の基本ピッチを求める基本ピッチ算出手段とを設け
るようにしたものである。
本発明においては、求められたスペクトルパラメータの
平均予測残差によって、逆フィルタに使用されるスペク
トルパラメータ次数が制限される。
平均予測残差によって、逆フィルタに使用されるスペク
トルパラメータ次数が制限される。
本発明に係わるピッチ検出器の一実施例を第１図に示す
。第１図において、１は音声入力端子、２は入力音声の
スペクトル情報を抽出する抽出手段としてのスペクトル
抽出回路、３は平均予測残差を算出する予測残差算出回
路、４はスペクトル情報から求まる平均予測残差により
逆フィルタの次数を制御する次数制御回路、５は次数制
御されたスペクトル情報を係数とする逆フィルタにより
入力音声の残差を求める残差算出手段としての逆フィル
タ、６は相関演算回路、７は残差の相関関数より入力音
声の基本ピッチを求める基本ピッチ算出手段としての最
大検出回路、８はピッチ出力端子である。
。第１図において、１は音声入力端子、２は入力音声の
スペクトル情報を抽出する抽出手段としてのスペクトル
抽出回路、３は平均予測残差を算出する予測残差算出回
路、４はスペクトル情報から求まる平均予測残差により
逆フィルタの次数を制御する次数制御回路、５は次数制
御されたスペクトル情報を係数とする逆フィルタにより
入力音声の残差を求める残差算出手段としての逆フィル
タ、６は相関演算回路、７は残差の相関関数より入力音
声の基本ピッチを求める基本ピッチ算出手段としての最
大検出回路、８はピッチ出力端子である。
次に、このように構成されたピッチ検出器の動作につい
て説明する。音声入力端子１より入力された音声は、パ
コール分析器のようなスペクトル抽出回路２に入力され
る。予測残差算出回路３において、スペクトルパラメー
タよりこのパラメータ群の持つ平均予測残差が計算され
、次数制御回路４の制御入力信号となる。次数制御回路
４において、制御入力信号である平均予測残差が小さい
場合、逆フィルタの利得が大きくなるため、スペクトル
パラメータの次数は小さくなるように制御される。逆フ
ィルタ５においては、次数制限されたスペクトルパラメ
ータを係数とする逆フィルタにより残差が求められる。
て説明する。音声入力端子１より入力された音声は、パ
コール分析器のようなスペクトル抽出回路２に入力され
る。予測残差算出回路３において、スペクトルパラメー
タよりこのパラメータ群の持つ平均予測残差が計算され
、次数制御回路４の制御入力信号となる。次数制御回路
４において、制御入力信号である平均予測残差が小さい
場合、逆フィルタの利得が大きくなるため、スペクトル
パラメータの次数は小さくなるように制御される。逆フ
ィルタ５においては、次数制限されたスペクトルパラメ
ータを係数とする逆フィルタにより残差が求められる。
相関演算回路６において残差の自己相関演算を行なった
後、最大検出回路７においてピッチ決定が行なわれる。
後、最大検出回路７においてピッチ決定が行なわれる。
求められた基本ピッチ周波数はピッチ出力端子８より出
力される。
力される。
第２図は第１図に示すピッチ検出器をマイクロプロセッ
サで実施した実施例のフローチャートである。上記マイ
クロプロセッサの動作を第２図を用いて説明する。まず
ステップ１１において、音声データｘ（０）、・・・、
ｘ （Ｎ−１）がマイクロプロセッサに入力される
。入力データｘＯ）、・・・。
サで実施した実施例のフローチャートである。上記マイ
クロプロセッサの動作を第２図を用いて説明する。まず
ステップ１１において、音声データｘ（０）、・・・、
ｘ （Ｎ−１）がマイクロプロセッサに入力される
。入力データｘＯ）、・・・。
ｘ （Ｎ−１）を用い、ダービン（Ｄｕｒｂｉｎ）法に
よってパコール係数の計算が行なわれる。すなわちステ
ップ１２において自己相関関数（Ｒ，、・・・、Ｒ４）
が求められる。以下ステップ１３〜ステツプ１９から成
る一連の計算をインデックスｎの値を逐次増加しながら
繰返し演算を行ない、各回毎に平均予測残差Ｅ７を算出
する。
よってパコール係数の計算が行なわれる。すなわちステ
ップ１２において自己相関関数（Ｒ，、・・・、Ｒ４）
が求められる。以下ステップ１３〜ステツプ１９から成
る一連の計算をインデックスｎの値を逐次増加しながら
繰返し演算を行ない、各回毎に平均予測残差Ｅ７を算出
する。
ステップ１６において平均予測残差Ｅ７とＥ。ずなわち
Ｒ８との比Ｅ、、／Ｅｏが、予めゼロと１の間の値たと
えば０．１に設定される閾値Ｅｔｈと比較され、ＥＩ、
／Ｅ、がＥ、ｈより小さいならばループを出て、ステッ
プ２０の計算へ移行する。Ｅ、、／ＥｏがＥｔｈより小
さくならないときはステップ１７でｎ−Ｐのときにルー
プから出てステップ２０へ移行する。ステップ２０にお
いては、ステップ１６あるいはステップ１７から出たと
きのｎの値を最大次数Ｐ７とする。
Ｒ８との比Ｅ、、／Ｅｏが、予めゼロと１の間の値たと
えば０．１に設定される閾値Ｅｔｈと比較され、ＥＩ、
／Ｅ、がＥ、ｈより小さいならばループを出て、ステッ
プ２０の計算へ移行する。Ｅ、、／ＥｏがＥｔｈより小
さくならないときはステップ１７でｎ−Ｐのときにルー
プから出てステップ２０へ移行する。ステップ２０にお
いては、ステップ１６あるいはステップ１７から出たと
きのｎの値を最大次数Ｐ７とする。
上記ステップ１２〜ステツプ２０までの一連の動作によ
り第１図のスペクトル抽出回路２．予測残差算出回路３
および次数制御回路４の行なう動作を１つの処理で行な
う。
り第１図のスペクトル抽出回路２．予測残差算出回路３
および次数制御回路４の行なう動作を１つの処理で行な
う。
次にステップ２１において、上記のＰｆｉをパラメータ
として入力データｘ （１１、・・・、 ｘ（Ｎ−１
）に対する逆フィルタ計算を行ない、残差ｙ１ｍ）（１
≦ｍ≦Ｎ−１）を算出する。この機能は第１図の逆フィ
ルタ５の機能に対応する。
として入力データｘ （１１、・・・、 ｘ（Ｎ−１
）に対する逆フィルタ計算を行ない、残差ｙ１ｍ）（１
≦ｍ≦Ｎ−１）を算出する。この機能は第１図の逆フィ
ルタ５の機能に対応する。
次にステップ２２において、ｙ（ｍ）の自己相関計算を
行ない、相関係数ｒ、（１≦ｉ≦ｉ ｍ１ｘ）を計算す
る。この機能は第１図の相関演算回路６の機能に対応す
る。
行ない、相関係数ｒ、（１≦ｉ≦ｉ ｍ１ｘ）を計算す
る。この機能は第１図の相関演算回路６の機能に対応す
る。
次にステップ２３において、ｒ、の最大値「１を検出す
る。この最大値ｒｊｐの添字ｉＰがピッチとしてマイク
ロプロセッサの出力となる。この機能は第１図の最大検
出回路７の機能に対応する。
る。この最大値ｒｊｐの添字ｉＰがピッチとしてマイク
ロプロセッサの出力となる。この機能は第１図の最大検
出回路７の機能に対応する。
以上説明したように本発明は、ステップ情報から求まる
平均予測残差により逆フィルタの次数を制御する制御手
段を設けることにより、求められたスペクトルパラメー
タの平均予測残差によって逆フィルタに使用されるスペ
クトルパラメータ次数を制限することができ、正弦波の
ように非常に予測利得の高い入力信号においても、安定
して基本ピッチを検出できる効果がある。
平均予測残差により逆フィルタの次数を制御する制御手
段を設けることにより、求められたスペクトルパラメー
タの平均予測残差によって逆フィルタに使用されるスペ
クトルパラメータ次数を制限することができ、正弦波の
ように非常に予測利得の高い入力信号においても、安定
して基本ピッチを検出できる効果がある。
第１図は本発明に係わるピッチ検出器の一実施例を示す
系統図、第２図は第１図のピッチ検出器をマイクロプロ
セッサで実施した実施例のフローチャート、第３図およ
び第４図は従来のピッチ検出器における信号波形を説明
するだめの波形図である。 １・・・音声入力端子、２・・・スペクトル抽出回路、
３・・・予測残差算出回路、４・・・次数制御回路、５
・・・逆フィルタ、６・・・相関演算回路、７・・・最
大検出回路、８・・・ピッチ出力端子。
系統図、第２図は第１図のピッチ検出器をマイクロプロ
セッサで実施した実施例のフローチャート、第３図およ
び第４図は従来のピッチ検出器における信号波形を説明
するだめの波形図である。 １・・・音声入力端子、２・・・スペクトル抽出回路、
３・・・予測残差算出回路、４・・・次数制御回路、５
・・・逆フィルタ、６・・・相関演算回路、７・・・最
大検出回路、８・・・ピッチ出力端子。
Claims (4)
- （１）次数制御されたスペクトル情報を係数とする逆フ
ィルタにより入力音声の残差を求める残差算出手段と、
この残差算出手段の出力の自己相関係数を求める相関演
算手段と、この相関演算手段の出力の最大値を検出し、
これを基に前記入力音声のピッチを出力する基本ピッチ
算出手段と、前記入力音声のスペクトル情報を抽出し、
これから求まる平均予測残差により前記逆フィルタの次
数を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするピッ
チ検出器。 - （２）制御手段は、入力音声のスペクトル情報を抽出す
るスペクトル抽出回路と、このスペクトル抽出回路の出
力に基づき平均予測残差を求める予測残差算出回路と、
前記スペクトル抽出回路と前記予測残差算出回路の出力
とに基づき前記逆フィルタの次数を制御する信号を発生
する次数制御回路とから成ることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のピッチ検出器。 - （３）音声データを入力し、スペクトル情報の抽出を行
ない、平均予測残差を計算し、この平均予測残差が予め
設定された値より小さくなるまで逐次繰返し計算を行な
い、予め設定された値より小さくなった時の逐次繰返し
計算の回数を出力する制御手段と、前記回数をパラメー
タとして前記音声データに対する逆フィルタ計算を行な
い残差を算出する残差算出手段と、前記残差の自己相関
係数を求める相関演算手段と、前記自己相関係数により
前記音声の基本ピッチを求める基本ピッチ算出手段とを
備えたことを特徴とするピッチ検出器。 - （４）スペクトル情報はパコール係数であることを特徴
とする特許請求の範囲第３項記載のピッチ検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60-283066 | 1985-12-18 | ||
| JP28306685 | 1985-12-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62229200A true JPS62229200A (ja) | 1987-10-07 |
| JPH0636159B2 JPH0636159B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=17660759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61299895A Expired - Lifetime JPH0636159B2 (ja) | 1985-12-18 | 1986-12-18 | ピツチ検出器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4845753A (ja) |
| JP (1) | JPH0636159B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL84902A (en) * | 1987-12-21 | 1991-12-15 | D S P Group Israel Ltd | Digital autocorrelation system for detecting speech in noisy audio signal |
| US6006174A (en) * | 1990-10-03 | 1999-12-21 | Interdigital Technology Coporation | Multiple impulse excitation speech encoder and decoder |
| DE69231266T2 (de) * | 1991-08-09 | 2001-03-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven | Verfahren und Gerät zur Manipulation der Dauer eines physikalischen Audiosignals und eine Darstellung eines solchen physikalischen Audiosignals enthaltendes Speichermedium |
| DE69228211T2 (de) * | 1991-08-09 | 1999-07-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven | Verfahren und Apparat zur Handhabung von Höhe und Dauer eines physikalischen Audiosignals |
| JP3248981B2 (ja) * | 1992-06-02 | 2002-01-21 | 松下電器産業株式会社 | 計算機 |
| DK0796489T3 (da) * | 1994-11-25 | 1999-11-01 | Fleming K Fink | Fremgangsmåde ved transformering af et talesignal under anvendelse af en pitchmanipulator |
| KR100217372B1 (ko) * | 1996-06-24 | 1999-09-01 | 윤종용 | 음성처리장치의 피치 추출방법 |
| ATE423434T1 (de) * | 1997-04-16 | 2009-03-15 | Emma Mixed Signal Cv | Verfahren und vorrichtung zur rauschverminderung, insbesondere bei hörhilfegeräten |
| KR100440973B1 (ko) * | 2002-08-01 | 2004-07-21 | 삼성전자주식회사 | 신호간 상관계수 결정 장치 및 방법과 이를 이용한 신호피치 결정 장치 및 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918717B2 (ja) * | 1979-02-28 | 1984-04-28 | ケイディディ株式会社 | 適応形ピツチ抽出方式 |
| US4561102A (en) * | 1982-09-20 | 1985-12-24 | At&T Bell Laboratories | Pitch detector for speech analysis |
| US4701954A (en) * | 1984-03-16 | 1987-10-20 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Multipulse LPC speech processing arrangement |
-
1986
- 1986-12-18 US US06/943,217 patent/US4845753A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-18 JP JP61299895A patent/JPH0636159B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0636159B2 (ja) | 1994-05-11 |
| US4845753A (en) | 1989-07-04 |
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