JPS6238718B2 - - Google Patents

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JPS6238718B2
JPS6238718B2 JP57065449A JP6544982A JPS6238718B2 JP S6238718 B2 JPS6238718 B2 JP S6238718B2 JP 57065449 A JP57065449 A JP 57065449A JP 6544982 A JP6544982 A JP 6544982A JP S6238718 B2 JPS6238718 B2 JP S6238718B2
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JP
Japan
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pitch information
value
taps
delay
circuit
Prior art date
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Expired
Application number
JP57065449A
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English (en)
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JPS58184199A (ja
Inventor
Makoto Nakamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP57065449A priority Critical patent/JPS58184199A/ja
Publication of JPS58184199A publication Critical patent/JPS58184199A/ja
Publication of JPS6238718B2 publication Critical patent/JPS6238718B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、音声信号のような概周期性を持つ
信号のピツチ情報を抽出する装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
音声分析等に際し、音声信号から抽出すべき基
本パラメータの一つに、ピツチ情報がある。即
ち、音声信号波形のうち子音部はスペクトラムが
雑音性の連続スペクトラム信号であるのに対し、
母音部はほぼ一定周波数間隔のところに強い周波
数成分を持つ擬似線スペクトラム信号であり、こ
の擬似線スペクトラムの間隔をピツチ周波数と呼
んでいる。換言すれば母音部は時間的に概周期性
を持つ信号であり、この概周期をT(sec)とし
たとき、Tをピツチ周期、またその逆数1/T(Hz) をピツチ周波数といい、これらを総称してピツチ
情報と呼ぶ。
第1図は従来のピツチ情報抽出装置の構成を示
すもので、自己相関法を利用したものである。図
において、入力端子11には一定間隔τでサンプ
リングされた音声信号が与えられ、タツプ付遅延
回路12に入力される。タツプ付遅延回路12か
らは遅延時間mτ、(m+1)τ、(m+2)τ、
…のタツプ13,13,13…の出力信号
が演算回路14に供給される。演算回路14にお
いては相関器15,15,15,…でタツ
プ13,13,13,…の各出力信号と入
力端子11への入力信号との相関係数(自己相関
係数)を求め、その結果を判定回路16へ出力す
る。判定回路16では相関器15,15,1
,…で算出された相関係数の一定時間毎の時
間平均値を端子17に入力されるコントロール信
号に従つて求め、さらにこれらの時間平均値を比
較し、この値が最大となるタツプの遅延時間の値
をピツチ情報(周期)として端子18に出力す
る。例えば相関器15で算出された相関係数の
時間平均値が最大と判定された場合は、タツプ1
の遅延時間(m+1)τがピツチ周期とな
る。即ち、前述したように音声信号の母音部は概
周期性を持つので、その周期にほぼ等しい遅延時
間のタツプに接続された相関器で算出される相関
係数が大きくなり、端子18に出力されるその遅
延時間の情報がピツチ情報を与えるのである。
しかしながら、第1図のような構成の装置で
は、5〜10%程度のピツチ情報の誤抽出は避けら
れず、信頼性の点で問題があつた。第2図は音声
信号の母音部の代表的な波形例であり、時間Tで
概周期性を持つている。このような音声信号をτ
の時間間隔でサンプリングし第1図の入力端子1
1に与えると、音声信号の概周期Tとタツプ付遅
延回路12の各タツプの遅延時間との関係によつ
て、Tが正しく抽出されたりその整数倍に誤つて
検出されることがある。
第3図は第2図の如き音声信号が入力端子11
に与えられたときの相関器15,15,15
,…で算出される相関係数をタツプ付遅延回
路12の各タツプ13,13,13,…の
遅延時間に対応させて示したものである。ここで
第3図aはTがτの整数倍(m+1)τにほぼ等
しい場合であり、この場合には(m+n)τの遅
延時間のタツプ13oに接続された相関器15o
出力が最大となるので、Tが正しく抽出される。
これに対し、第3図bはTが(m+n)τ<T<
(m+n+1)τの場合であり、この場合には相
関器15o,15o+1の出力のみならず、Tの2倍
に近い遅延時間のタツプ132(n+o)
132(n+o)+1、132(n+o+2)に接続された相関器1
2o,152o+1,152o+2の出力も大きくなり、
特に相関器152o+1の出力が最大となる可能性が
ある。このときは相関器152o+1に対応するタツ
プ132(n+o)+1の遅延時間2(m+n)τ+τ、
つまりTのほぼ2倍の時間がピツチ周期として誤
つて抽出されてしまうことになる。
このようなピツチ情報の誤抽出は、自己相関係
数の離散的な値を比較しているために、自己相関
係数の真の最大値を欠落してしまうことがあるこ
とに起因している。従つてこの誤検出は自己相関
係数をより細かく算出すべく入力信号のサンプリ
ング周波数を上げることである程度低減される
が、例えばサンプリング周波数を2倍にすれば装
置の回路規模も2倍となるので、コスト面で負担
が増大し、実用上得策でない。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、回路規模の増大を伴なうこ
となくピツチ情報の抽出精度を効果的に向上させ
ることができるピツチ情報抽出装置を提供するこ
とである。
〔発明の概要〕
この発明は、入力信号のサンプリング間隔を
τ、2以上の任意の値をmとし、N=2i(i=
0、1、2、…)としたとき、タツプ付遅延回路
の遅延時間をN{mτ〜(2m−1)τ}で表わ
される複数の範囲に分割し、これらの各範囲につ
いてNτの時間間隔のタツプの出力信号をピツチ
情報抽出のために演算を行なう演算回路に供給す
るようにしたことを特徴としている。
即ち、ピツチ情報の探策を、従来のように全て
一定時間間隔τで行なうのでなく、mτ〜(2m
−1)τの範囲ではτ、2{mτ〜(2m−1)
τ}の範囲では2τ、4{mτ〜(2m−1)
τ}の範囲では4τ、…のように、Nが大きくな
る程、すなわちピツチ周期がより長い(ピツチ周
波数が低い)領域に対応する探策範囲ほど粗い間
隔で行なうものである。
〔発明の効果〕
この発明によれば、ピツチ周期がタツプ付遅延
回路の隣接タツプの遅延時間の中間にあるような
場合でも、真のピツチ周期の2倍、4倍、…等の
時間がピツチ周期として誤つて判定されることは
なくなり、ピツチ情報の探策を離散的に行なうこ
とに起因するピツチ情報の誤抽出を防止すること
ができる。これによつてピツチ情報の抽出精度を
向上させることが可能である。
また、この発明においては入力信号のサンプリ
ング周波数を必要以上に上げることなくピツチ情
報の誤抽出を防ぐことができ、しかもタツプ付遅
延回路から演算回路へ出力信号を供給すべきタツ
プの時間間隔は最小でτであり、遅延時間の長い
領域ほど大きくなるので、タツプ付遅延回路およ
び演算回路全体を含めた回路規模が簡略化され
る。
〔発明の実施例〕
第4図はこの発明の一実施例に係る自己相関法
によるピツチ情報抽出装置の構成を示すものであ
る。図において、入力端子41には一定間隔τで
サンプリングされた概周期性を持つ信号、例えば
音声信号が与えられ、タツプ付遅延回路42に与
えられる。タツプ付遅延回路42は遅延時間がm
τ〜(2m−1)τの範囲ではτの時間間隔のタ
ツプ43,43,…を有し、遅延時間が2
{mτ〜(2m−1)τ}の範囲では2τの時間間
隔のタツプ43P,43P+1,…を有し、遅延時間
が4{mτ〜(2m−1)τ}の範囲では4τの
時間間隔のタツプ43Q,43Q+1,…を有する。
そして、これらのタツプ43,43,…43
P,43P+1,…43Q,43Q+1,…の出力信号が
演算回路44における相関器45,45,…
45P,45P+1,…45Q,45Q+1,…に、入力
端子41への入力信号とともに与えられる。即
ち、タツプ付遅延回路42の遅延時間をN{mτ
〜(2m−1)τ}で表わされる複数の範囲(N
=2i,i=0、1、2…、m:任意の値)に分
割し、これら各範囲内でNτの時間間隔のタツプ
の出力信号を演算回路44に供給している。
演算回路44においては、第1図の場合と同様
に、相関器45,45,…45P,45P+1
45Q,45Q+1,…で算出された相関係数の一定
時間毎の時間平均値を端子47に入力されるコン
トロール信号に従つて判定回路46で求め、さら
にこれらの時間平均値を比較してこの値が最大と
なるタツプの遅延時間の値をピツチ情報(周期)
として端子48に出力する。
上記の構成によれば、演算回路44内で算出さ
れ相互に比較される相関係数の各々に対応するタ
ツプ付遅延回路42の遅延時間は、 mτ、(m+1)τ、(m+2)τ、…(2m−
1)τ、2mτ、2(m+1)τ、2(m+2)
τ、…2(2m−1)τ、4mτ、4(m+1)
τ、4(m+2)τ、…4(2m−1)τ、…で
あるため、ピツチ周期Tがどのような値の場合
も、大きな誤差を伴なうことなくこれを抽出でき
る。即ち、Tが例えば第3図bに示した如く(m
+n)τと(m+n+1)τの中間にある場合で
も、従来の構成で算出された2(m+n)τ+τ
の遅延時間に対応する相関係数は除外される。こ
の結果(m+n)τまたは(m+n+1)τの遅
延時間に対応する相関係数の時間平均値が最大と
なり、この遅延時間の値がピツチ周期Tとして抽
出される。この場合の抽出誤差はτ以内であり、
十分な抽出精度が得られる。
このように、離散的な遅延時間に対応する相関
係数の時間平均値を比較することに起因する相関
係数の真の最大値の算出誤差が、ピツチ周期Tの
2倍さらには4倍、8倍、…の遅延時間の付近に
おいても同一の条件で生じるように、相関係数を
算出する時間間隔(隣接タツプ間の遅延時間差)
がタツプ付遅延回路42の遅延時間の各範囲に対
応して設定されていることにより、ピツチ周期が
その2倍、4倍、…といつた値に誤つて検出され
ることが防止される。
なお、この発明においては上述のように遅延時
間の長い領域ほど相関係数を粗い間隔で求めるこ
とになるので、例えばピツチ周期TがT=(2m+
1)τ+τの場合にはピツチ周期は2(m+1)
τまたは2(m+1)τ+2τのいずれかに判定
され誤差を生じることになるが、この種の誤差は
装置が本質的に持つている誤差に比べて小さく、
全く問題とならない。これはサンプリングされた
信号からピツチ情報を抽出する関係上、ピツチ周
期が長い(ピツチ周波数が低い)程、周波数分解
能が高くなるためである。例えばサンプリング周
波数を8KHz(τ=125μsec)、m=16とした場
合、抽出されるピツチ情報(周波数)は、T=m
τ付近では 1/mτ=500Hz 1/(m+1)τ=470Hz となり、周波数分解能は15Hzである。一方、T=
2mτ付近では 1/2mτ=250Hz 1/(2m+1)τ=242、42Hz となり、周波数分解能は3.8Hzと高くなる。そし
て、この発明に従い2(m+1)τの遅延時間に
対応する相関係数を除外して 1/2mτ=250Hz 1/2(m+1)τ=235.3Hz としても、周波数分解能は7.41Hzであり、T=m
τ付近よりもはるかに高い。従つてこの発明によ
つて新たな抽出誤差が増えることはない。
このように、この発明によれば簡単な回路構成
によつてピツチ情報の誤抽出を防止でき、抽出精
度が著しく向上する。
なお、この発明は自己相関法以外の例えば
AMDF法によるピツチ情報抽出装置にも適用が
可能である。その場合は、第4図の相関器45を
用いる代りに、第5図に示すように端子51,5
2にそれぞれ与えられる入力信号とタツプ付遅延
回路42の出力信号との差を減算器53で求め、
これを絶対値回路54を通して累積加算器55に
入力し、端子56に得られる累積加算結果の最小
値を判定回路で検出し、この最小値を与えるタツ
プ付遅延回路42のタツプの遅延時間をピツチ周
期として抽出すればよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のピツチ情報抽出装置の構成図、
第2図は音声信号の母音部の代表的な波形例を示
す図、第3図a,bは自己相関係数をタツプ付遅
延回路の遅延時間に対応させて示す図、第4図は
この発明の一実施例に係るピツチ情報抽出装置の
構成図、第5図はこの発明の他の実施例の要部構
成図である。 41…入力端子、42…タツプ付遅延回路、4
,43,…タツプ、44…演算回路、45
…相関器、46…判定回路、47…コントロール
信号入力端子、48…出力端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 サンプリングされた概周期性を持つ信号が入
    力されるタツプ付遅延回路と、この遅延回路の複
    数のタツプの出力信号と入力信号とから入力信号
    のピツチ情報を抽出する演算回路とを備えたピツ
    チ情報抽出装置において、入力信号のサンプリン
    グ間隔をτ、2以上の任意の値をmとし、N=2
    i(i=0、1、2、…)としたとき、前記タツ
    プ付遅延回路の遅延時間をN{mτ〜(2m−
    1)τ}で表わされる複数の範囲に分割し、これ
    らの各範囲についてNτの時間間隔のタツプの出
    力信号を前記演算回路に供給するようにしたこと
    を特徴とするピツチ情報抽出装置。 2 演算回路はタツプ付遅延回路の各出力信号と
    入力信号との相関係数の一定時間毎の時間平均値
    をそれぞれ求め、この値が最大となるタツプの遅
    延時間の値をピツチ情報として抽出するものであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    ピツチ情報抽出装置。 3 演算回路はタツプ付遅延回路の各出力信号と
    入力信号との差の絶対値の一定時間毎の累積加算
    値をそれぞれ求め、この値が最小となる遅延時間
    の値をピツチ情報として抽出するものであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のピツチ
    情報抽出装置。
JP57065449A 1982-04-21 1982-04-21 ピッチ情報抽出装置 Granted JPS58184199A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57065449A JPS58184199A (ja) 1982-04-21 1982-04-21 ピッチ情報抽出装置

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57065449A JPS58184199A (ja) 1982-04-21 1982-04-21 ピッチ情報抽出装置

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Publication Number Publication Date
JPS58184199A JPS58184199A (ja) 1983-10-27
JPS6238718B2 true JPS6238718B2 (ja) 1987-08-19

Family

ID=13287454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57065449A Granted JPS58184199A (ja) 1982-04-21 1982-04-21 ピッチ情報抽出装置

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JP (1) JPS58184199A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0668940U (ja) * 1993-03-11 1994-09-27 西川ゴム工業株式会社 ウエザーストリップ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0668940U (ja) * 1993-03-11 1994-09-27 西川ゴム工業株式会社 ウエザーストリップ

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JPS58184199A (ja) 1983-10-27

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