JPS61289398A - ピツチ周期抽出方式 - Google Patents

ピツチ周期抽出方式

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JPS61289398A
JPS61289398A JP60129888A JP12988885A JPS61289398A JP S61289398 A JPS61289398 A JP S61289398A JP 60129888 A JP60129888 A JP 60129888A JP 12988885 A JP12988885 A JP 12988885A JP S61289398 A JPS61289398 A JP S61289398A
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智彦 谷口
吉弘 富田
一美 佐藤
越川 雅美
重之 海上
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)
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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〕 音声信号のピッチ周期をAMDF法で抽出するもので、
連続するフレーム間では音声信号のピッチ周期の変化が
少ないことから、前フレームで求めたピッチ周期の値の
前後から探索を開始し、評価関数の最小判定を行うもの
である。又評価関数の演算過程に於いて最小値以上の値
となると、その評価関数の演算結果は最小値ではないこ
とになるから、演算を打ち切って次の評価関数の演算に
入るものである。それによって、演算量を減少し、且つ
処理時間の短縮を図るものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、音声信号のピッチ周期をAMDF法によって
抽出するピッチ周期抽出方式に関するものである。
音声識別等に於いては、音声信号のピッチ周期を抽出す
るものであり、有声音信号はピッチ周期毎に繰り返す相
似波形を有するものである。このようなピッチ周期を抽
出する方法として、自己相閣法やAMDF法等が知られ
ている。
〔従来の技術〕
音声信号のピッチ周期抽出方式は、探索範囲をNb、音
声標本化周期をT 、、信号XJの性質を示す為に必要
とする時間をNb−T、とすると、例えば、 を評価関数として、自己相関度が最大となるNをピッチ
周期として抽出する自己相関法と、を評価関数として、
絶対値和が最小となるNをピッチ周期として抽出するA
MDF (AverageMagnitude  Di
fference Function )法とが代表的
な方式である。この(2)式で示されたAMD F法は
、時刻t = (n  1 )  ・Ts 〜(n  
N b)・T3間のNb個の標本値と、その時点からN
・T3時間前のNb個の標本値とのそれぞれ差をとり、
その差の絶対値の和を求めるものであり、絶対値和が最
小となるN、つまり波形誤差を最小とする時の標本化周
期のシフト値Nをピッチ周期N・T、として検出するも
のである。
自己相関法とAMDF法とは、はぼ同程度の精度でピッ
チ周期を抽出することが可能であり、演算量としては、
AMDF法の方が若干少ないと言うことが理論的に知ら
れている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ピッチ周期を抽出する為の構成を、信号処理集積回路に
よって実現する場合、前述の自己相関法を適用すると、
信号X、の積和を求めるものであるから、信号精度に対
して2倍以上のビット長の乗算器を必要とすることにな
り、複雑且つ高価な構成となる欠点がある。更に、評価
関数S+(N)を総てのNについて演算した後に、最大
値の評価関数を調べる必要があるから、処理時間が長く
なる欠点がある。
又AMDF法は、信号X、の差分の絶対値を加算して評
価関数32(N)を求めるものであるから、信号精度と
ほぼ同じビット長の加算器を設ければ良いので、比較的
簡単な構成で実現することが可能となる。しかし、従来
のAMDF法によるピッチ周期の抽出は、最初から評価
関数5zCN)を算出する必要があると共に、総てのN
について演算した後に、最小値を求めるものであるから
、処理時間が長くなる欠点があった。
本発明は、AMDF法を用い、演算量を少なくして、短
時間でピッチ周期を抽出できるようにすることを目的と
するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のピッチ周期抽出方式は、第1図を参照して説明
すると、AMDF法の評価関数を求める演算手段lと、
最小値を判定する比較手段2と、前フレームで求めたピ
ッチ周期を保持する保持手段3とを備えて、この保持手
段3に保持されたピッチ周期に於ける評価関数の演算を
演算手段1によって行い、順次その前後の評価関数の演
算を行って最小値を求め、且つ評価関数の演算過程に於
ける値が最小値以上となったことを比較手段2で判定す
ると、演算手段1に於けるその評価関数の演算を打ち切
りとし、次の評価関数の演算に入るように制御するもの
である。
〔作用〕
連続するフレーム間に於ける音声信号のピッチ周期の変
化が少ないものであるから、前フレームで求めたピッチ
周期の近傍から評価関数を求める演算を開始することに
より、ピッチ周期を求めるフレーム内の最小値の評価関
数を早く求めることができる。又評価関数を求める演算
過程で、最小値以上と判定されると、その評価関数の演
算を中止して、次の評価関数の演算に移行して、最小値
以上となる評価関数の無駄な演算を行わないので、ピッ
チ周期抽出の処理時間を短縮できる。
〔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要部ブロック図であり、5は
アナログ音声信号をディジタル信号に変換するA/D変
換器、6は少なくとも1フレーム(例えば、4m5)分
を蓄積するメモリ、7,8はレジスタ、9は減算器、1
0は減算結果の絶対値を求める絶対値回路、11は累算
器、12は比較器、13は最小値メモリ、14はアドレ
ス制御回路、15は制御部、16はピッチ周期メモリで
ある。
第1図に於ける演算手段lは、メモリ6、レジスタ7.
8、減算器9、絶対値回路10、累算器11、アドレス
制御回路14及び制御部15によって構成され、又比較
手段2は、比較器12、最小値メモリ13及び制御部1
5によって構成され、保持手段3はピッチ周期メモリ1
6及び制御部15によって構成される。
音声信号はA/D変換器5によってディジタル信号に変
換され、メモリ6に加えられる。メモリ6の書込み読出
しは、アドレス制御回路14によって制御されるもので
、A/D変換器5によって変換されたディジタル信号は
、順次メモリ6に書込まれる。そして、1フレーム内の
基準アドレス信号によって読出されたデータがレジスタ
7にセットされ、ピッチ周期メモリ16に保持された前
フレームに於けるピッチ周期が制御部15に読込まれて
、そのピッチ周期に対応してアドレス制御回路14が制
御され、基準アドレス信号に対してピッチ周期に対応し
た値のアドレス信号がメモリ6に加えられ、それによっ
て読出されたデータがレジスタ8にセットされる。
レジスタ7.8の内容は減算器9に加えられ、減算器9
からの減算結果は、絶対値回路10に加えられて絶対値
に変換され、累算器11に加えられる。累算結果は比較
器12に加えられ、最小値メモリ13の内容と比較され
、その比較判定信号が制御部15に加えられる。制御部
15は、累算器11に於ける累算期間を1フレ一ム期間
とするように制御すると共に、1評価関数の演算の途中
で累算結果が最小値メモリ13の内容より大きくなった
ことを判定した時に、次の評価関数の演算に移行させる
ものである。
従って、前フレームのピッチ周期をもとに、現フレーム
の評価関数の演算が開始され、最初の評価関数を最小値
として最小値メモリ13にセットし、順次前フレームの
ピッチ周期の前後に相当する現フレームの評価関数を演
算し、比較器12で最小値メモリ13の内容と比較し、
小さい方の値で最小値メモリ13の内容を更新し、評価
関数の演算過程に於ける累算値がこの最小値を超えたこ
とを比較器12で判定すると、制御部15によってその
評価関数のそれ以後の演算を中止させ、次の評価関数の
演算に移行させるものである。そして、最小値の評価関
数5z(N)となるメモリ6の続出アドレスがN(信号
系列間のシフト値)に相当するものとなるから、制御部
15でピッチ周期を求めることができ、それによってピ
ッチ周期メモリ16の内容が更新され、次のフレームに
於けるピッチ周期抽出に用いられる。
第3図は動作説明図であり、ピッチ周期P゛の第(m−
1)フレームの音声信号波形と、ピッチ周期Pの第mフ
レームの音声信号波形とについて、通常のAMDF法に
よる評価関数5z(N)の計算は、Sz  (1)−=
Sz  (2)→S2  (3)→・・・の順序で行わ
れ、それぞれ音声信号波形の下に示すものとなる。評価
関数32(N)の最小値となるNは、第(m−1)フレ
ームではa1第mフレームではbとなる。
一方、本発明に於いては、前フレームのピッチ周期P“
の位置から評価関数の演算を開始し、その前後について
順次行うものであるから、第3図の最下段の(A)に示
すものとなる。即ち、52(a)=32  (a  1
)−32(a+1)−32(a−2)”Sz  (a+
2)−” ・・の順序で評価関数の演算が行われる。従
って、メモリ6の続出アドレスは、この評価関数演算の
順序に対応して制御されることになる。そして、評価関
数82(a)を最小値メモリ13にセットした後、次の
評価関数32(al)と比較し、小さい方の値を最小値
メモリ13にセットする。以下これを繰り返して、評価
関数32  (a+2)=3z  (b)が最小値とし
て最小値メモリ13にセットされた後は、その最小値を
超えない範囲だけの演算が行われるから、殆ど演算途中
で次の評価関数の演算に移行することになり、評価関数
を総て演算する場合に比較して、処理時間が短縮される
第4図は本発明の実施例のフローチャートであり、前フ
レームのピッチ周期をp l、探索範囲をNbとし、評
価関数32(N)を とすると、前フレームのピッチ周期P′に対応する現フ
レームの評価関数32(P’)の算出■を行い、算出さ
れた評価関数を最小値■(3!、、、−32(P ’)
 、  n、i、 −P ’) トt;L。ソシテ、次
の評価関数を求める為の信号系列の差の絶対値の累算(
S z  (N) =S z  (N) + l X(
1)−X(i−N)l)■を行う。累算結果が得られる
毎に先の最小値との比較(S 2  (N) <32 
sin )■を行う。
比較結果、最小値より大きいと、演算途中であっても、
ステップ■に移行する。即ち、その評価関数の演算を途
中で中止する。又最小値より小さいと、(i=t+1)
■とじ、そのiについて(i≧n−Nb)の判定■を行
い、iが小さいと■のステップに移行し、差の絶対値の
累算を継続する。又iが大きいと、その時の累算結果の
評価関数を新たな最小値とする(Szsra= S z
  (N) 。
n*hn = N )■。そして、前フレームのピッチ
周期P゛の前後について、即ち、順次NをP’−1、P
’+1.P’−2,P’+2.  ・・・■とし、サン
プル終了■と判定するまで継続する。サンプル終了■の
判定により、ピッチ周期=n sin @とする。この
ような動作によってピッチ周期が抽出される。
前述のピッチ周期の抽出は、第4図に示すフローチャー
トを実行するマイクロプロセッサにより行うことも可能
である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、AMDF法により音声
信号のピッチ周期を抽出するもので、その評価関数の演
算を、前フレームのピッチ周期の値から開始し、又演算
過程で最小値を超えることを判定した場合は、その演算
を中止して、次の評価関数の演算に移行するものである
から、最小値となる評価関数を早く見つけることができ
、且つ無駄な演算を行わないで済むから、ピッチ周期抽
出処理を短時間で実行することが可能となる利点がある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理ブロック図、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、第4図は本発
明の実施例のフローチャートである。 lは演算手段、2は比較手段、3は保持手段、5はA/
D変換器、6はメモリ、7,8はレジスタ、9は減算器
、10は絶対値回路、11は累算器、12は比較器、1
3は最小値メモリ、14はアドレス制御回路、15は制
御部、16はピッチ周期メモリである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 信号系列の差の絶対値和を評価関数とし、該評価関数が
    最小となる信号系列間のシフト値をピッチ周期として抽
    出するピッチ周期抽出方式に於いて、 前記評価関数を求める演算手段(1)と、 該演算手段(1)により求めた評価関数の最小値を判定
    する比較手段(2)と、 前フレームで求めたピッチ周期を保持する保持手段(3
    )とを備え、 前記保持手段(3)に保持されたピッチ周期から前記演
    算手段(1)による評価関数の演算を開始し、順次その
    前後についての評価関数の演算を行い、評価関数の演算
    過程に於ける値が最小値以上となった場合は、該演算を
    打ち切って次の評価関数の演算に移行すること を特徴とするピッチ周期抽出方式。
JP60129888A 1985-06-17 1985-06-17 ピツチ周期抽出方式 Granted JPS61289398A (ja)

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JP60129888A JPS61289398A (ja) 1985-06-17 1985-06-17 ピツチ周期抽出方式

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JPH0552956B2 JPH0552956B2 (ja) 1993-08-06

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05265490A (ja) * 1992-03-19 1993-10-15 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd ピッチ周期抽出装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5042296A (ja) * 1973-07-18 1975-04-17
JPS5642296A (en) * 1979-09-17 1981-04-20 Nippon Electric Co Pitch extractor
JPS607499A (ja) * 1983-06-28 1985-01-16 株式会社東芝 ピツチ抽出回路

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