JP2604400B2 - Pitch extraction method and extraction device - Google Patents
Pitch extraction method and extraction deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はピッチ抽出方法及び抽出装置に関し、特に、
音響信号を楽譜データに変換する自動採譜装置に適用し
て好適なものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pitch extraction method and a pitch extraction device,
The present invention is suitably applied to an automatic music transcription device that converts an acoustic signal into musical score data.
[従来の技術] 歌唱音声やハミング音声や楽器音等の音響信号は、基
本波形の繰返し波形となっている。このような音響信号
を楽譜データに変換する自動採譜装置においては、音響
信号における音程及び音長等の各種の情報を正確に定め
るため、まず、音響信号における基本波形の繰返し周波
数(以下、ピッチ周波数と呼び、これに対応した周期を
ピッチ周期と呼び、これらを合わせた概念をピッチと呼
ぶことにする)を分析周期毎に抽出しなければならな
い。[Prior Art] An acoustic signal such as a singing voice, a humming voice, or a musical instrument sound has a repeating waveform of a basic waveform. In an automatic music transcription device that converts such an acoustic signal into musical score data, in order to accurately determine various information such as a pitch and a pitch in the acoustic signal, first, a repetition frequency (hereinafter, referred to as a pitch frequency) of a basic waveform in the acoustic signal. , And the corresponding cycle is called a pitch cycle, and the combined concept is called pitch) for each analysis cycle.
かかる抽出方法としては、音声合成及び音声認識分野
において発達した周波数分析、自己相関分析等がある
が、周囲雑音に対応して影響を受けることなくピッチを
抽出でき、しかも、処理の簡単な自己相関分析が従来採
用されていた。Such extraction methods include frequency analysis and autocorrelation analysis developed in the field of speech synthesis and speech recognition. The pitch can be extracted without being affected by ambient noise, and the autocorrelation processing is simple. Analysis has traditionally been employed.
[発明が解決しようとする課題] ところで、従来の自動採譜装置においては、音響信号
をデジタル信号に変換した後、自己相関関数を求めてい
る。そのため、サンプリング周期毎にしか自己相関関数
を得ることはできない。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in a conventional automatic transcription apparatus, an autocorrelation function is obtained after converting an acoustic signal into a digital signal. Therefore, an autocorrelation function can be obtained only for each sampling period.
従って、ピッチもこのサンプリング周期によって定ま
る分解能でしか抽出できない。抽出されたピッチの分解
能が低いと、後述する処理において決定される音程や音
長等の精度が低いものとなる。Therefore, the pitch can be extracted only at the resolution determined by this sampling period. If the resolution of the extracted pitch is low, the accuracy such as the pitch and the pitch determined in the processing described later is low.
そこで、サンプリング周波数を高くすることが考えら
れるが、その分自己相関関数等の演算すべきデータ量も
増大し、自動採譜装置の構成が大型、硬化になると共
に、リアルタイムの処理を実現できなくなる恐れがあ
る。Therefore, it is conceivable to increase the sampling frequency, but the amount of data to be calculated, such as the autocorrelation function, also increases, and the configuration of the automatic transcription apparatus becomes large and hard, and real-time processing may not be realized. There is.
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、サン
プリング周波数を高めることなく、音響信号のピッチを
高精度に抽出することのできるピッチ抽出方法及び抽出
装置を提供しようとするものである。The present invention has been made in consideration of the above points, and has as its object to provide a pitch extracting method and an extracting device capable of extracting a pitch of an audio signal with high accuracy without increasing a sampling frequency. .
[課題を解決するための手段] かかる課題を解決するため、第1の本発明において
は、入力された音響信号をデジタル信号に変換するアナ
ログ/デジタル変換手段と、所定の処理手順を記憶して
いる記憶手段と、記憶手段に記憶されている処理手順を
実行する制御手段とを備え、当該制御手段は、デジタル
信号に変換された音響信号を取込み、音響信号の自己相
関関数を算出し、算出された自己相関関数の最大値情報
からピッチ情報を検出し、検出されたピッチ情報の2倍
の周波数成分近傍に自己相関関数の極大点が存在するか
否かを判別し、存在する場合にこの極大点に応じた値を
ピッチ情報として出力するようにした。[Means for Solving the Problems] In order to solve the problems, according to a first aspect of the present invention, an analog / digital conversion means for converting an input audio signal into a digital signal, and a predetermined processing procedure are stored. Storage means, and control means for executing a processing procedure stored in the storage means, the control means takes in the audio signal converted to a digital signal, calculates an autocorrelation function of the audio signal, and calculates Pitch information is detected from the detected maximum value information of the autocorrelation function, and it is determined whether or not a maximum point of the autocorrelation function exists near a frequency component twice as large as the detected pitch information. A value corresponding to the maximum point is output as pitch information.
また、第2の本発明においては、入力された音響信号
をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段
と、デジタル信号に変換された音響信号の自己相関関数
を算出する自己相関関数算出手段と、算出された自己相
関関数の最大値情報からピッチ情報を検出するピッチ情
報検出手段と、検出されたピッチ情報の2倍の周波数成
分近傍に自己相関関数の極大点が存在するか否かを判別
し、存在する場合にこの極大点に応じた値をピッチ情報
として出力するピッチ情報補正手段とでピッチ抽出装置
を構成した。Further, in the second aspect of the present invention, an analog / digital conversion means for converting an input audio signal into a digital signal, an autocorrelation function calculation means for calculating an autocorrelation function of the audio signal converted into a digital signal, Pitch information detecting means for detecting pitch information from the calculated maximum value information of the autocorrelation function, and determining whether or not a maximum point of the autocorrelation function exists near a frequency component twice as large as the detected pitch information. And a pitch information correction unit that outputs a value corresponding to the maximum point as pitch information when it exists.
[作用] 第1及び第2の本発明共に、自己相関関数を用いて音
響信号のピッチ情報を抽出しようとするものである。こ
こで、自己相関関数を、デジタル信号に変換された音響
信号から得ているので、サンプリング周期毎にしか自己
相関関数を得ることができず、自己相関関数の最大値情
報からピッチ情報を抽出しようとすると、2番目の極大
点近傍の自己相関関数値が1番目の極大点近傍の自己相
関関数値より大きくなって真のピッチ情報の2倍のピッ
チ情報が抽出されることがある。[Operation] Both the first and second aspects of the present invention are intended to extract pitch information of an audio signal using an autocorrelation function. Here, since the autocorrelation function is obtained from the acoustic signal converted into a digital signal, the autocorrelation function can be obtained only at each sampling period, and the pitch information is extracted from the maximum value information of the autocorrelation function. Then, the autocorrelation function value near the second maximum point may be larger than the autocorrelation function value near the first maximum point, and twice the pitch information of the true pitch information may be extracted.
そこで、第1の本発明においては、自己相関関数から
得られたピッチ情報を直ちに出力ピッチ情報とするので
はなく、検出されたピッチ情報の2倍の周波数成分の近
傍に極大点が存在するか否かを判断し、存在する場合に
は、その極大点に対応する値を出力ピッチ情報とするよ
うにした。Therefore, in the first aspect of the present invention, the pitch information obtained from the autocorrelation function is not immediately used as the output pitch information, but the maximum point exists near the frequency component twice as large as the detected pitch information. It is determined whether or not there is, and if there is, a value corresponding to the maximum point is used as output pitch information.
また、第2図の本発明においては、自己相関関数算出
手段によって、アナログ/デジタル変換手段を介してデ
ジタル信号に変換された音響信号の自己相関関数を算出
し、この算出された自己相関関数の最大値情報からピッ
チ情報検出手段によってピッチ情報を抽出し、抽出され
たピッチ情報の2倍の周波数成分近傍に自己相関関数の
極大点が存在するか否かをピッチ情報補正手段によって
判別し、存在する場合にこの極大点に応じた値をピッチ
情報として出力するようにした。In the present invention shown in FIG. 2, the autocorrelation function calculating means calculates the autocorrelation function of the audio signal converted into the digital signal via the analog / digital conversion means, and calculates the autocorrelation function of the calculated autocorrelation function. The pitch information is extracted from the maximum value information by the pitch information detecting means, and it is determined by the pitch information correcting means whether or not the maximum point of the autocorrelation function exists near the frequency component twice as high as the extracted pitch information. In this case, a value corresponding to the maximum point is output as pitch information.
[実施例] 以下、本発明を自動採譜装置に適用した一実施例につ
いて図面を参照しながら詳述する。Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an automatic transcription apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
自動採譜装置 まず、本発明が適用される自動採譜装置について説明
する。Automatic Music Transcription Device First, an automatic music transcription device to which the present invention is applied will be described.
第3図において、中央処理ユニット(CPU)1は、当
該自動採譜装置の全体を制御するものであり、バス2を
介して接続されている主記憶装置3に格納されている第
4図に示す採譜処理プログラムを実行するものである。
バス2には、CPU1及び主記憶装置3に加えて、入力装置
としてのキーボード4、出力装置としての表示装置5、
ワーキングメモリとして用いられる補助記憶装置6及び
アナログ/デジタル変換器7が接続されている。In FIG. 3, a central processing unit (CPU) 1 controls the entire automatic transcription apparatus, and is stored in a main storage device 3 connected via a bus 2 as shown in FIG. This is to execute a music transcription processing program.
In the bus 2, in addition to the CPU 1 and the main storage device 3, a keyboard 4 as an input device, a display device 5 as an output device,
An auxiliary storage device 6 and an analog / digital converter 7 used as a working memory are connected.
アナログ/デジタル変換器7には、例えば、マイクロ
フォンである音響信号入力装置8が接続されている。こ
の音響信号入力装置8、ユーザによって発声された歌唱
やハミングや、楽器から発生された楽音等の音響信号を
捕捉して電気信号に変換するものであり、その電気信号
をアナログ/デジタル変換器7に出力するものである。An audio signal input device 8, for example, a microphone, is connected to the analog / digital converter 7. The acoustic signal input device 8 captures an acoustic signal such as a singing or humming uttered by a user or a musical tone generated from a musical instrument and converts the signal into an electric signal, and converts the electric signal into an analog / digital converter 7. Is output to
CPU1は、キーボード4によって処理が指令されたと
き、当該採譜処理を開始し、主記憶装置3に格納されて
いるプログラムを実行してアナログ/デジタル変換器7
によってデジタル信号に変換された音響信号を一旦補助
記憶装置6に格納し、その後、これら音響信号を上述の
プログラムを実行して楽譜データに変換して表示装置5
に出力するようになされている。When a process is instructed by the keyboard 4, the CPU 1 starts the transcription process, executes a program stored in the main storage device 3, and executes the analog / digital converter 7.
The audio signal converted into a digital signal by the above is temporarily stored in the auxiliary storage device 6, and thereafter, the above-described audio signal is converted into musical score data by executing the above-mentioned program, and is then displayed on the display device 5.
Output.
次に、CPU1が実行する音響信号を取り込んだ後の採譜
処理を第4図の機能レベルで示すフローチャートに従っ
て詳述する。Next, the transcription process performed by the CPU 1 after capturing the audio signal will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、CPU1は、音響信号を自己相関分析して分析周期
毎に音響信号のピッチ周波数を抽出し、また音響信号を
2乗和処理してパワーを抽出し、その後、ノイズ除去や
平滑化処理等の後処理を実行する(ステップSP1、SP
2)。その後、CPU1は、ピッチ情報については、絶対音
程軸に対する音響信号が有する音程軸のずれ量を算出
し、得られたピッチ情報をそのずれ量に応じてシフトさ
せるチューニング処理を実行する(ステップSP3)。す
なわち、音響信号を発生した歌唱者または楽器の音程軸
と絶対音程軸との差が小さくなるようにピッチ情報を補
正する。First, the CPU 1 performs an autocorrelation analysis of the acoustic signal, extracts a pitch frequency of the acoustic signal at each analysis cycle, and performs a square-sum processing on the acoustic signal to extract power, and then performs noise removal, smoothing processing, and the like. Execute post-processing (steps SP1, SP
2). Thereafter, for the pitch information, the CPU 1 calculates a shift amount of the pitch axis of the acoustic signal with respect to the absolute pitch axis, and executes a tuning process of shifting the obtained pitch information according to the shift amount (step SP3). . That is, the pitch information is corrected so that the difference between the pitch axis and the absolute pitch axis of the singer or musical instrument that has generated the acoustic signal is small.
次いで、CPU1は、得られたピッチ情報が同一音程を指
示するものと考えられるピッチ情報の連続期間を得て、
音響信号を1音ごとの区間(セグメント)に切り分ける
処理(以下、セグメンテーションと呼ぶ)を実行し、ま
た、得られたパワー情報の変化に基づいてセグメンテー
ションを実行する(ステップSP4、SP5)。これら得られ
た両者のセグメント情報に基づいて、CPU1は、4分音符
長や8分音符長等の時間長に相当する基準長を算出して
この基準長に基づいてより詳細にセグメンテーションを
実行する(ステップSP6)。Next, the CPU 1 obtains a continuous period of pitch information in which the obtained pitch information is considered to indicate the same pitch,
A process (hereinafter, referred to as segmentation) for dividing the acoustic signal into sections (segments) for each sound is performed, and a segmentation is performed based on the obtained change in power information (steps SP4 and SP5). On the basis of these two pieces of segment information thus obtained, the CPU 1 calculates a reference length corresponding to a time length such as a quarter note length or an eighth note length, and performs more detailed segmentation based on this reference length. (Step SP6).
CPU1は、このようにしてセグメンテーションされたセ
グメントのピッチ情報に基づき、そのピッチ情報が最も
近いと判断できる絶対音程軸上の音程にそのセグメント
の音程を同定し、さらに、同定された連続するセグメン
トの音程が同一か否かに基づいて再度セグメンテーショ
ンを実行する(ステップSP7、SP8)。Based on the pitch information of the segment thus segmented, the CPU 1 identifies the pitch of the segment as a pitch on the absolute pitch axis that can be determined that the pitch information is the closest, and further, determines the pitch of the identified continuous segment. The segmentation is performed again based on whether or not the pitches are the same (steps SP7 and SP8).
その後、CPU1は、ピッチ情報を集計して得た音程の出
現頻度と、調に応じて定まる所定の重み付け係数との積
和を求めてこの積和の最大情報に基づいて、例えば、ハ
長調やイ短調というように入力音響信号の楽曲の調を決
定し、決定された調における音階上の所定の音程につい
てその音程をピッチ情報について見直して音程を確認、
修正する(ステップSP9、SP10)。次いで、CPU1は、最
終的に決定された音程から連続するセグメントについて
同一なものがあるか否か、または連続するセグメント間
でパワーの変化があるか否かに基づいてセグメンテーシ
ョンの見直しを実行し、最終的なセグメンテーションを
行なう(ステップSP11)。Thereafter, the CPU 1 obtains a product sum of the frequency of appearance of the pitch obtained by summing the pitch information and a predetermined weighting coefficient determined according to the key, and based on the maximum information of the product sum, for example, C major, Determine the key of the music of the input audio signal, such as a minor key, and review the pitch for pitch information for the predetermined pitch on the scale in the determined key, and confirm the pitch,
Correct (steps SP9 and SP10). Next, the CPU 1 executes a review of the segmentation based on whether or not there is the same continuous segment from the finally determined pitch or whether there is a change in power between the continuous segments, Final segmentation is performed (step SP11).
このように音程及び音長が決定されると、CPU1は、楽
曲は1拍目から始まる、フレーズの最後の音は次の小節
にまたがらない、小節ごとに切れ目がある等の観点から
小節を抽出し、この小節情報及びセグメンテーション情
報から拍子を決定し、この決定された拍子情報及び小節
の長さからテンポを決定する(ステップSP12、SP13)。When the pitch and duration are determined in this manner, the CPU 1 determines that the music starts from the first beat, the last sound of the phrase does not extend to the next measure, and there is a break between measures. A beat is determined from the extracted bar information and the segmentation information, and a tempo is determined from the determined beat information and the length of the bar (steps SP12 and SP13).
そして、CPU1は、いままで、決定された音程、音長
(セグメント)、音調、拍子及びテンポの情報を整理し
て最終的に楽譜データを作成する(ステップSP14)。Then, the CPU 1 arranges information on the determined pitch, pitch (segment), tone, time signature, and tempo so far, and finally creates musical score data (step SP14).
ピッチ情報の抽出 次に、このような処理を実行して採譜を行なう自動採
譜装置におけるピッチ情報の抽出(ステップSP1参照)
についてさらに詳述する。Extraction of pitch information Next, extraction of pitch information in an automatic transcription apparatus that performs transcription by performing such processing (see step SP1)
Will be described in more detail.
かかるピッチ情報の抽出処理の詳細フローチャートを
第1図に示す。CPU1は、まず、着目サンプリング点sを
含めてそれ以降にある分析窓内のN個の音響信号y
(t)(t=0、…、N−1;tはサンプリング点sを0
としたサンプリング番号)から、当該音響信号と着目サ
ンプリング点sに対してτ個分だけ当該音響信号をずら
した音響信号との次式 に示す自己相関関数φ(τ)(τ=0、…、N−1;u=
0、…、N−1−τ)を演算する(ステップSP20)。な
お、第2図(A)、(B)それぞれにこのようにして得
られた自己相関関数曲線を示す。FIG. 1 shows a detailed flowchart of such pitch information extraction processing. First, the CPU 1 first sets the N acoustic signals y in the analysis window including the sampling point of interest s and thereafter.
(T) (t = 0,..., N−1;
From the sampling number), the following equation of the audio signal and the audio signal obtained by shifting the audio signal by τ with respect to the target sampling point s Autocorrelation function φ (τ) (τ = 0,..., N−1; u =
0,..., N−1−τ) (step SP20). FIGS. 2A and 2B show the autocorrelation function curves obtained in this manner.
次いで、CPU1は、このN個の自己相関関数φ(τ)の
値から0以外のずれ量でこの関数φ(τ)の最大値を与
えるずれ量z、すなわち、サンプリング番号の尺度で表
された音響信号のピッチ周期を検出する(ステップSP2
1)。Next, the CPU 1 expresses the deviation amount z which gives the maximum value of the function φ (τ) with a deviation amount other than 0 from the values of the N autocorrelation functions φ (τ), that is, the scale of the sampling number. Detect the pitch period of the sound signal (step SP2
1).
その後、CPU1は、このずれ量zの前後のずれ量z−
1、z+1の3点の自己相関関数φ(z−1)、φ
(z)、φ(z+1)を取り出し、次式 A={φ(z−1)+2・φ(z) +φ(z+1)}÷4 ……(1) に示すパラメータAを算出する(ステップSP22、SP2
3)。なお、パラメータAは、自己相関関数φ(z−
1)、φ(z)、φ(z+1)の重み付け平均である。Thereafter, the CPU 1 determines a shift amount z-
Autocorrelation functions φ (z−1), φ of three points of 1, z + 1
(Z) and φ (z + 1) are taken out, and a parameter A shown in the following equation A = {φ (z−1) + 2 · φ (z) + φ (z + 1)} 4 (1) is calculated (step SP22) , SP2
3). Note that the parameter A is an autocorrelation function φ (z−
1), a weighted average of φ (z) and φ (z + 1).
かかる処理の終了後、CPU1は、ずれ量zの半分のずれ
量z/2に最も近いずれ量y、y+1の自己相関関数φ
(y)、φ(y+1)を取り出し、次式 B={φ(y)+φ(y+1)}÷2 ……(2) に示すパラメータBを算出する(ステップSP24、SP2
5)。なお、パラメータBは、自己相関関数φ(y)、
φ(y+1)の平均である。After the end of such processing, the CPU 1 determines whether the autocorrelation function φ of any of the amounts y and y + 1 is closest to the shift amount z / 2 that is half of the shift amount z.
(Y) and φ (y + 1) are taken out, and a parameter B shown in the following equation B = {φ (y) + φ (y + 1)} 2 (2) is calculated (steps SP24 and SP2).
Five). The parameter B is an autocorrelation function φ (y),
It is the average of φ (y + 1).
その後、CPU1は両パラメータA、Bの大小を比較し、
パラメータAがパラメータBより大きい場合には、ピッ
チに対応したずれ量τpとしてずれ量zを選択する(ス
テップSP26、27)。他方、パラメータBがパラメータA
より大きい場合には、ピッチに対応したずれ量τpとし
てずれ量z/2を選択する(ステップSP28)。After that, the CPU 1 compares the two parameters A and B,
If the parameter A is larger than the parameter B, the shift amount z is selected as the shift amount τp corresponding to the pitch (steps SP26 and SP27). On the other hand, parameter B is
If it is larger, the shift amount z / 2 is selected as the shift amount τp corresponding to the pitch (step SP28).
このように、自己相関関数の最大値を与えるずれ量を
直ちにピッチ周期としないようにしたのは、第2図
(A)に示すように、真の最大値を与えるずれ量の2倍
のずれ量がサンプリング点とほぼ一致し、真の最大値を
与えるずれ量がサンプリング点間の中間にある場合、第
2番目の極大点近傍の自己相関関数が最大値を与えるも
のとして検出されることがあるためで、パラメータA及
びBの大小をもってこのような場合か否かを確認し、真
の最大値を与えるずれ量に対応していない場合にその半
分のずれ量をピッチ周期に対応したものとするためであ
る。The reason why the shift amount giving the maximum value of the autocorrelation function is not immediately set as the pitch period is that, as shown in FIG. 2A, the shift amount is twice the shift amount giving the true maximum value. If the amount is approximately equal to the sampling point and the amount of deviation giving the true maximum is halfway between the sampling points, the autocorrelation function near the second maximum point may be detected as giving the maximum. Because of this, it is checked whether or not this is the case based on the magnitudes of the parameters A and B. If the case does not correspond to the shift amount that gives the true maximum value, half of the shift amount corresponds to the pitch period. To do that.
なお、第2図(B)は、当初より第1番目の極大点近
傍の値が最大値として検出される場合を示しており、こ
の場合には、第2図(B)に示すようにパラメータAは
常にパラメータBより大きくなり、得られたずれ量zが
そのままピッチ周期として以下の処理に供される。FIG. 2B shows a case where the value near the first maximum point is detected as the maximum value from the beginning. In this case, as shown in FIG. A is always larger than the parameter B, and the obtained shift amount z is directly used as a pitch period in the following processing.
CPU1は、このようにして求められたサンプリング番号
の尺度で表わされたピッチ周期τpから次式 fp=fs/τp ……(3) に従ってピッチ周波数fpを演算して次の処理に移行する
(ステップSP29)。なお、fsはサンプリング周波数であ
る。The CPU 1 calculates the pitch frequency fp from the pitch period τp expressed in the scale of the sampling number obtained in this way according to the following formula fp = fs / τp (3) and shifts to the next processing ( Step SP29). Here, fs is a sampling frequency.
従って、上述の実施例によれば、サンプリング周期の
ために、第2番目の極大点近傍の自己相関関数が最大値
となった場合にもそのことをを検出してピッチ周期を補
正するようにしたので、サンプリング周波数を高めるこ
となく従来に比して一段と正確にピッチ情報を抽出する
ことができ、以降のセグメンテーションや音程同定処理
や調決定処理等を正確に実行させることができる。Therefore, according to the above-described embodiment, even when the autocorrelation function near the second maximum point becomes the maximum value due to the sampling period, this is detected to correct the pitch period. As a result, pitch information can be extracted more accurately than before without increasing the sampling frequency, and subsequent segmentation, pitch identification processing, key determination processing, and the like can be executed accurately.
他の実施例 なお、上述の実施例においては、最大値を与えるずれ
量が真のピーク付近に対応したずれ量か否かを求める際
に用いるパラメータA、Bが、重み付け平均値であるも
のを示したが、他のパラメータを用いて判別するように
しても良い。Other Embodiments In the above-described embodiment, the parameters A and B used when determining whether or not the shift amount giving the maximum value is a shift amount corresponding to the vicinity of the true peak are weighted average values. Although shown, the determination may be made using other parameters.
さらに、上述の実施例においては、本発明を自動採譜
装置に適用したものを示したが、音響信号からピッチ情
報を抽出する処理を必要とする各種装置に適用すること
ができる。Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to an automatic transcription apparatus. However, the present invention can be applied to various apparatuses which require a process of extracting pitch information from an audio signal.
さらにまた、上述の実施例においては、第4図に示す
全ての処理をCPU1が主記憶装置3に格納されているプロ
グラムに従って実行するものを示したが、その一部また
全部の処理をハードウェア構成で実行するようにしても
良い。例えば、第3図との対応部分に同一符号を付した
第5図に示すように、音響信号入力装置8からの音響信
号を増幅回路10を介して増幅した後、さらに前置フィル
タ11を介してアナログ/デジタル変換器12に与えてデジ
タル信号に変換し、このデジタル信号に変換された音響
信号を信号処理プロセッサ13が自己相関分析してピッチ
情報を抽出し、また2乗和処理してパワー情報を抽出し
てCPU1によるソフトウェア処理系に与えるようにしても
良い。このようなハードウェア構成(10〜13)に用いら
れる信号処理プロセッサ13としては、音声帯域の信号を
リアルタイム処理し得ると共に、ホストのCPU1とのイン
タフェース信号が用意されているプロセッサ(例えば、
日本電気株式会社製μPD7720)を適用し得る。Further, in the above-described embodiment, the CPU 1 executes all the processes shown in FIG. 4 according to the program stored in the main storage device 3. However, some or all of the processes are executed by hardware. The configuration may be executed. For example, as shown in FIG. 5 in which the same reference numerals are given to the corresponding parts in FIG. 3, the sound signal from the sound signal input device 8 is amplified via the amplifier circuit 10 and then further passed through the pre-filter 11. The digital signal is converted to a digital signal by an analog / digital converter 12, and the acoustic signal converted to the digital signal is subjected to autocorrelation analysis by a signal processor 13 to extract pitch information, and is processed by sum-of-squares processing to obtain power. Information may be extracted and provided to the software processing system by the CPU 1. As the signal processor 13 used in such a hardware configuration (10 to 13), a processor (for example, a processor that can process a signal in a voice band in real time and is provided with an interface signal with a host CPU 1)
NEC Corporation μPD7720) can be applied.
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、サンプリング周波数
を高めることなく、自己相関関数を利用してピッチ情報
を従来に比して一段と精度良く抽出できるピッチ抽出方
法及び抽出装置を得ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, there is provided a pitch extraction method and an extraction apparatus that can extract pitch information more accurately than before using the autocorrelation function without increasing the sampling frequency. Obtainable.
第1図は本発明の一実施例にかかるピッチ抽出処理を示
すフローチャート、第2図はピッチ抽出処理に利用する
自己相関関数曲線を示す略線図、第3図は本発明を適用
する自動採譜装置の構成を示すブロック図、第4図はそ
の自動採譜装置の処理手順を示すフローチャート、第5
図は自動採譜装置の他の構成を示すブロック図である。 1……CPU、3……主記憶装置、6……補助記憶置、7
……アナログ/デジタル変換器、8……音響信号入力装
置。FIG. 1 is a flowchart showing pitch extraction processing according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing an autocorrelation function curve used for pitch extraction processing, and FIG. 3 is an automatic transcription system to which the present invention is applied. FIG. 4 is a block diagram showing the structure of the automatic transcription apparatus, FIG.
The figure is a block diagram showing another configuration of the automatic music transcription device. 1 ... CPU, 3 ... main storage device, 6 ... auxiliary storage device, 7
... Analog / digital converter, 8 ... Acoustic signal input device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 正樹 東京都港区芝5丁目7番15号 日本電気 技術情報システム開発株式会社内 (72)発明者 水野 正典 東京都港区芝5丁目7番15号 日本電気 技術情報システム開発株式会社内 審査官 新井 重雄 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masaki Fujimoto 5-7-15 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside NEC Technical Information System Development Co., Ltd. (72) Inventor Masanori Mizuno 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo No. 15 Examiner, NEC Technical Information Systems Development Co., Ltd. Shigeo Arai
Claims (2)
するアナログ/デジタル変換手段と、所定の処理手段を
記憶している記憶手段と、上記記憶手段に記憶されてい
る処理手順を実行する制御手段とを備え、 当該制御手段は、デジタル信号に変換された音響信号を
取込み、上記音響信号の自己相関関数を算出し、算出さ
れた自己相関関数の最大値情報からピッチ情報を検出
し、検出された上記ピッチ情報の2倍の周波数成分近傍
に自己相関関数の極大点が存在するか否かを判別し、存
在する場合にこの極大点に応じた値をピッチ情報として
出力するピッチ抽出方法。1. An analog / digital converter for converting an input acoustic signal into a digital signal, a storage for storing predetermined processing, and a control for executing a processing procedure stored in the storage. The control means takes in the audio signal converted to a digital signal, calculates an autocorrelation function of the audio signal, detects pitch information from the maximum value information of the calculated autocorrelation function, and performs detection. A pitch extraction method for determining whether or not a maximum point of the autocorrelation function exists near a frequency component twice as large as the pitch information obtained above, and outputting a value corresponding to the maximum point as pitch information when it exists.
するアナログ/デジタル変換手段と、 デジタル信号に変換された上記音響信号の自己相関関数
を算出する自己相関関数算出手段と、 算出された自己相関関数の最大値情報からピッチ情報を
検出するピッチ情報検出手段と、 検出された上記ピッチ情報の2倍の周波数成分近傍に自
己相関関数の極大点が存在するか否かを判別し、存在す
る場合にこの極大点に応じた値をピッチ情報として出力
するピッチ情報補正手段とを備えたことを特長とするピ
ッチ抽出装置。2. An analog / digital conversion means for converting an input audio signal into a digital signal, an autocorrelation function calculation means for calculating an autocorrelation function of the audio signal converted into a digital signal, Pitch information detecting means for detecting pitch information from the maximum value information of the correlation function; and determining whether or not a maximum point of the autocorrelation function exists near a frequency component twice as large as the detected pitch information. A pitch information correcting unit for outputting a value corresponding to the maximum point as pitch information in a case.
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| US07/315,761 US5038658A (en) | 1988-02-29 | 1989-02-27 | Method for automatically transcribing music and apparatus therefore |
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| DE89103498T DE68907616T2 (en) | 1988-02-29 | 1989-02-28 | Method and device for music transcription. |
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| CA000592347A CA1337728C (en) | 1988-02-29 | 1989-02-28 | Method for automatically transcribing music and apparatus therefore |
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|---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-02-29 JP JP4611188A patent/JP2604400B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JPH01219621A (en) | 1989-09-01 |
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