JPS62203199A - ピツチ周期抽出方式 - 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】 〔概要〕 入力信号を間引いた信号系列から相関値を求めて、その
相関値のうちの最大値から初期ピッチを求め、次に入力
信号を用いてその初期ピッチを基にその近傍に相当する
相関値を求め、その最大値から精度の良いピッチ周期を
抽出するものであり、少ない演算量で、入力信号の全デ
ータを用いて演算した場合と同様な高精度のピッチ周期
を抽出することができる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、入力信号の自己相関値からそのピッチ周期を
抽出するピッチ周期抽出方式に関するものである。

音声信号の符号化処理、音声認識処理、或いは信号瞬断
を補間するピッチ周期補間受信方式等に於いては、音声
信号のピッチ周期を抽出することが必要となる。このよ
うなピッチ周期の抽出方式としては、自己相関が最大と
なる点を基にピッチ周期を求める自己相関方式や、絶対
値の和が最小となる点を基にピッチ周期を求めるＡＭＤ
Ｆ方式％式％ 〔従来の技術〕 自己相関方式による従来のピッチ周期の抽出方式は、人
力信号の所定のフレーム毎に総ての相関を求め、最大相
関値を検索してピッチ周期を抽出する方式や、入力信号
を間引いた後に相関を求めて、その相関値について放物
補間等により所要の相関次数となるようにした後に、最
大相関値を検索してピッチ周期を抽出する方式等が知ら
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

入力信号をそのまま用いて相関を求める従来の方式に於
いては、精度の良いピッチ周期を求めることができるの
で、ピッチ予測器等に適用することができるが、その反
面、演算量が厖大となる為、実時間処理の為のハードウ
ェア量が大きくなる欠点がある。

一方、入力信号を間引いてから相関を求める従来の方式
に於いては、演算量を、例えば半減させることができる
から、実時間処理が可能となる。

しかし、その反面、データ量が少ないので、精度の良い
ピッチ周期を抽出することが困難となり、前述のピッチ
予測器等には適用できない欠点がある。

本発明は、演算量が少なく且つ精度の良いピッチ周期の
抽出を可能とし、且つピッチ予測を行う場合の予測係数
算出に直接利用できる相関値を算出することを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明のピッチ周期抽出方式は、入力信号を間引いた信
号を用いて粗い精度で初期ピッチ周期を求めた後、入力
信号を用いて、初期ピッチ周期の近傍のみを再演算し、
精度の良いピッチ周期を求めるものであり、第１図を参
照して説明する。

入力信号を所定間隔で間引いた信号について相関値を求
める第１の相関算出部１と、その相関算出部１によっ′
ζ求めた相関値を所要の次数となるように補間し、補間
された相関値のうちの最大相関値を検索する第１の最大
値検索部２と、この最大値検索部２によって得られた最
大相関値の前後に相当する相関値を入力信号について算
出する第２の相関算出部３と、この相関算出部３によっ
て算出された相関値のうちの最大相関値を検索する最大
値検索部４と、ピッチ補正部５とを備えて、このピッチ
補正部５に於いて、入力信号を間引いて少ない演算量で
求めた初期ピッチを、第２の最大値検索部４で検索され
た最大相関値を基に補正し、人力信号をそのまま用いて
ピッチ周期を抽出する場合と同様な精度のピッチ周期を
抽出するものである。

〔作用〕

入力信号を例えばｌ／２に間引くことにより、相関値を
算出する演算量は半減することになり、相関算出部１の
構成が簡単化され且つ相関値を高速で求めることができ
る。このように間引きにより求めた初期ピッチの精度は
充分でないので、この初期ピッチの近傍に相当する入力
信号のみを用いて第２の相関算出部３で相関値を求め、
第２の最大値検索部４で最大相関値を検索することによ
り、少ない演算量で精度の高いピッチ周期を抽出するこ
とが可能となる。又ピッチ予測を行う場合に、予測係数
を算出する為の相関値を同時に求めることが可能となる
。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１は低
域通過フィルタ、１２は間引部、１３は相関算出部、１
４は補間部、１５は最大値検索部、１６は相関算出部、
１７は最大値検索部、１８はピッチ補正部である。低域
通過フィルタ１１と間引部１２と相関算出部１３とによ
り、第１図に於ける第１の相関算出部１が構成され、又
捕間部１４ど最大値検索部１５とにより第１の最大値検
索部２が構成され、相関算出部１６により第２　（７）
相関算出部３、最大値検索部１７により第２の最大値検
索部４がそれぞれ構成されている。

入力信号Ｘ、は低域通過フィルタ１１によって帯域制限
され、この低域通過フィルタ１１の出力信号は間引部１
２により、例えば、ｌ／２に間引かれる。この場合、低
域通過フィルタ１１のカットオフ周波数と、間引き間隔
とは、標本化定理を満足するように選定されるものであ
る。

間引部１２の出力信号ｘ　、　　ｌは相関算出部１３に
加えられて、次式に示す相関値ｃｒ、’が算出される。

この場合、間引きにより入力信号Ｘ、をそのまま用いる
場合に比較して、演算量が１／２以下となる。

但し、ｉは相関次数、ｊはサンプル番号、Ｎ′は間引し
たデータのサンプルＢ（１フレーム内）を示す。

この相関値ＣＩ、’は、入力信号Ｘ、のサンプリング数
に対して１／２になっているので、補間部１４に於いて
所要次数の相関値となるように放物補間等によって補間
処理を行う。そして、最大値検索部１５に於いて補間処
理された相関値のうちの最大値を検索し、この最大値を
与える相関次数を初期ピッチＩＰ’ｌとする。この初期
ピッチ■ＰＩは、間引処理、補間処理等の処理によって
発生ずる誤差を含むので、正確なピッチ周期が必要な場
合は不充分な精度のものである。

この初期ピッチＩＰＩを基に、その前後の１〜４点程度
の相関値Ｃ８を式（２）により入力信号Ｘ。

を用いて相関算出部１６で算出する。

但し、１＝（ＩＰＩ−Ｎ）〜（ＩＰＩ＋Ｎ）の範囲を示
す。

最大値検索部１７は、この相関値Ｃ１の最大値を検索す
ることにより、初期ピッチＩＰＩを補正した精度の高い
ピッチ周期ＩＰを、ピッチ補正部１８から出力すること
ができる。

第３図は動作説明図であり、（ａｌに於ける実線は相関
算出部１３によっ一ζ算出された相関値の一例を示し、
補間部１４によって点線で示すように、直線補間、放物
補間等による処理で補間されて、所要次数の相関値とな
る。この補間処理された相関値が最大値検索部１４に加
えられて最大相関値ＣＴ　ｉ　＠ｘＸが検索される。検
索された最大相関値ＣＩ　Ｈｆｆ１ａｘを与える相関次
数を初期ピッチＩＰＩとするものであり、又相関算出部
１６では、最大相関値Ｃ１ｉｍａｘの前後の数点ｎにつ
いての入力信号の相関値Ｃ３を求める。

相関算出部１６からの相関値Ｃ８は、（ｂ）に示ずよう
に、最大相関値Ｃ１，、□８の前後の数点に相当するも
のとなり、最大値検索部１７で±ｎの相関値Ｃ１のうち
から、最大相関（１ｆｆｃ；ｍａｘを求める。この最大
相関値ＣｉＭａＸによって初期ピッチＩＰＩを補正し、
真のピッチ周期ＩＰを抽出するものである。

従って、間引き演算処理により演算けを少なくし、それ
によって求めた初期ピッチＩＰＩの近傍についてのみ入
力信号をそのまま用いて相関算出を行うものであるから
、その演算量は僅かで済むことになる。そして、入力信
号をそのまま用いて相関算出を行うことにより、精度の
良いピッチ周期の抽出と同時に、ピッチ予測係数を算出
する為の正確な相関値の算出が可能となる。

又入力信号として、音声信号をそのまま用いる場合と、
冗長度を除去した残差信号を用いる場合とが考えられ、
前述の実施例は、何れの場合に対しても適用することが
できるものである。なお、後者の場合は、入力端子に線
形予測フィルタを設けることになる。又各部の機能は、
それぞれ集積回路化等によって実現することもできるが
、信号処理プロセッサ等による演算機能によって実現す
ることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、第１の相関算出部１に
より入力信号を所定間隔で間引いて相関値を求め、第１
の最大値検索部２により補間された相関値のうちの最大
相関値を検索し、その最大相関値の前後に相当する数点
の相関値を入力信号を用いて第２の相関見出部３で算出
し、第２の最大値検索部４で最大相関値を検索し、この
最大相関値を基にピッチ周期を補正して出力するもので
あり、入力（Ｓ号を間引くことにより、演算■を少なく
して初期ピッチを高速で求めることができ、その最大相
関値の前後の数点に相当する入力信号をそのまま用いて
相関値及びその最大相関値を求めるから、僅かの演算量
の増加で精度の良いピッチ周期を抽出することが可能と
なる。従って、入力信号の全データを用いて精度の良い
ピッチ周期を抽出する従来例に比較して、それと同様な
高精度のピッチ周期を、はぼ２倍の速度で抽出すること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は動作説明図である。 １は第１の用関工γ出部、２は第１の最大値検索部、３
は第２の相関算出部、４は第２の最大値検索部、５はピ
ッチ補正部、１１は低域通過フィルタ、１２は間引部、
１３は相関算出部、１４は捕間部、１５は最大値検索部
、１６は相関算出部、１７は最大値検索部、１８はピッ
チ補正部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力信号を所定間隔で間引いた信号について相関を求め
   る第１の相関算出部（１）と、 該第１の相関算出部（１）によって得られた相関値を補
   間し、補間された相関値のうちの最大相関値を検索する
   第１の最大値検索部（２）と、該第１の最大値検索部（
   ２）によって得られた最大相関値の前後に相当する数点
   の前記入力信号を用いて相関を算出する第２の相関算出
   部（３）と、 該第２の相関算出部（３）によって得られた相関値のう
   ちの最大値を検索する第２の最大値検索部（４）と、 ピッチ補正部（５）とを備え、 該ピッチ補正部（５）に於いて、前記第１の最大値検索
   部（２）からの最大相関値に基づく初期ピッチを、前記
   第２の最大値検索部（４）から得られた最大相関値によ
   って補正して、抽出ピッチ周期として出力する ことを特徴とするピッチ周期抽出方式。