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JPS6310395B2 - - Google Patents
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JPS6310395B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6310395B2
JPS6310395B2 JP11632383A JP11632383A JPS6310395B2 JP S6310395 B2 JPS6310395 B2 JP S6310395B2 JP 11632383 A JP11632383 A JP 11632383A JP 11632383 A JP11632383 A JP 11632383A JP S6310395 B2 JPS6310395 B2 JP S6310395B2
Authority
JP
Japan
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channel
block
frequency
waveform
output
Prior art date
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Expired
Application number
JP11632383A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS607370A (en
Inventor
Kazuji Kobayashi
Tomoaki Irimichi
Kazuhiro Tsuga
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP58116323A priority Critical patent/JPS607370A/en
Publication of JPS607370A publication Critical patent/JPS607370A/en
Publication of JPS6310395B2 publication Critical patent/JPS6310395B2/ja
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、波形の分析を行なう装置、特に、波
形の時間的周波数的特徴を分析し、特徴を抽出す
る装置に関する。対象とする波形は、インパルス
的なもの、減衰正弦波的なもの、概周期的なも
の、周期的かつ定常的なもの、およびこれらの組
合せをも含むあらゆる波形である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for analyzing waveforms, and more particularly to an apparatus for analyzing temporal and frequency characteristics of waveforms and extracting the characteristics. The target waveforms are all kinds of waveforms, including impulse type, damped sinusoidal type, approximately periodic type, periodic and stationary type, and combinations thereof.

従来例の構成とその問題点 これまで、音響、通信等の分野で、波形の分析
を行う方法として、次の方法がある。
Conventional configurations and their problems Until now, the following methods have been used to analyze waveforms in the fields of acoustics, communications, etc.

(1) 帯域フイルタ群による方式 (2) 1個の帯域フイルタと可変の基準周波数発振
器によりヘテロダイン検波を行う方式 (3) 高速フーリエ変換(FET)方式 (4) 線形予測(LPC)手法を用いる方式 (5) 自己相関関数を用いる方式 (6) ゼロ交叉波を用いる方式 これらの方式は、非定常性の強い波形に対し
て、充分な分析力をもたない。そのような波形の
一つが音声である。
(1) Method using band filter group (2) Method using heterodyne detection using one band filter and variable reference frequency oscillator (3) Fast Fourier transform (FET) method (4) Method using linear prediction (LPC) method (5) Method using autocorrelation function (6) Method using zero-crossing waves These methods do not have sufficient analytical power for highly non-stationary waveforms. One such waveform is audio.

通信系において、信号波形の周波数分析は、ス
ペクトラムアナライザで足りている。通信系では
搬送波なる定常信号に対して、非定常的な変調波
を作用させる。一般に周波数分析を行うのは通信
系の設計製作時の段階であり、この時には変調波
も定常信号とすることにより、信号は搬送波と定
常的側帯波となる。これは定常信号となる為、前
記の分析方式のいずれをとつてもうまくいき、と
くに、市販されているスペクトラムアナライザで
充分なる精度の測定が行い得る。
In communication systems, a spectrum analyzer is sufficient for frequency analysis of signal waveforms. In communication systems, a non-stationary modulated wave is applied to a stationary signal called a carrier wave. Generally, frequency analysis is performed at the stage of designing and manufacturing a communication system, and at this time, the modulated wave is also a stationary signal, so that the signal consists of a carrier wave and stationary sideband waves. Since this is a stationary signal, any of the above-mentioned analysis methods will work, and in particular, a commercially available spectrum analyzer can perform measurements with sufficient accuracy.

楽器音の波形分析には近年さかんにFETが用
いられ、基音とその倍音という形で記述される
が、楽器の種類により、音が定常的なものは満足
な結果を与えているが、打楽器等の非定常音には
良い結果が得られない。良い結果を得るとは音の
特徴が数少ないパラメータで充分記述し得るとい
うことを意味する。
In recent years, FET has been widely used to analyze the waveforms of musical instrument sounds, which are described in terms of a fundamental tone and its harmonics. Depending on the type of instrument, it has given satisfactory results for steady-state sounds, but for percussion instruments, etc. Good results cannot be obtained for non-stationary sounds. Obtaining good results means that the characteristics of the sound can be sufficiently described with a few parameters.

音声波形の分析にも前記の方式が用いられてい
る。しかし、音声波形は通信系の信号のように定
常的な搬送波をもたない。また弦楽器や、管楽器
のような準周期波形でもない。音声は子音部と母
音部からなるが、子音部は全く非定常的である
し、母音部においてすら音帯の発するインパルス
波形をもとにした過渡波形の列からなる。その列
も変化が大きいので、定常列とみなした分析では
早い変化と、微妙な変化の分析ができない。
The above method is also used to analyze voice waveforms. However, voice waveforms do not have a stationary carrier wave like communication signals. It is also not a quasi-periodic waveform like string instruments or wind instruments. Speech consists of a consonant part and a vowel part, but the consonant part is completely non-stationary, and even the vowel part consists of a series of transient waveforms based on the impulse waveforms emitted by the vocal bands. Since the changes in that column are large, analysis that treats it as a stationary column cannot analyze rapid changes or subtle changes.

発明の目的 本発明の目的は、上記の音声波形や打楽器等の
如き非定常波形を、充分な精度で分析し、分析結
果から波形のインパルス性、減衰正弦波の振動周
波数と減衰率などのパラメータを導き、波形の特
徴を得んとする波形分析装置を提供しようとする
ものである。
Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to analyze unsteady waveforms such as the above-mentioned voice waveforms and percussion instruments with sufficient accuracy, and determine parameters such as the impulsiveness of the waveform, the vibration frequency and damping rate of the damped sine wave, etc. from the analysis results. The present invention aims to provide a waveform analyzer that derives the waveform characteristics and obtains the characteristics of the waveform.

発明の構成 本発明の波形分析装置は、通常帯域巾がΔ(i)、
中心周波数が0(i)で、相互の中心周波数間隔が通
過帯域巾Δ(i)程度もしくは、それよりも小さく
配列されたi=1〜nのn個の単一共振特性をも
つ複数個の周波数選択フイルタを含む第1ブロツ
クと、上記各周波数選択フイルタの出力波形から
各周期に対応した周波数を計測する第2ブロツク
と、上記各周波数選択フイルタの出力波形の周波
数計測された周波数を量子化された周波数チヤネ
ルに対応させる第3ブロツクと、上記各周波数選
択フイルタの出力波形の振巾を検出する第4ブロ
ツクと、上記第4ブロツクの各出力波形振巾をそ
の波形の所属する周波数チヤネルに登算するチヤ
ネルレジスタブロツクと、周波数チヤネルに対応
して各フイルタの中心周波数応答を登算する自己
チヤネルレジスタブロツクと、それ以外の応答を
登算する他励チヤネルレジスタブロツクを用いて
構成したものであり、これにより入力信号を高い
精度で周波数分析し得るものである。
Configuration of the Invention The waveform analyzer of the present invention usually has a bandwidth of Δ(i),
A plurality of n single resonance characteristics with a center frequency of 0 (i) and i = 1 to n arranged with mutual center frequency intervals of about the passband width Δ(i) or smaller than that. A first block including a frequency selection filter, a second block that measures the frequency corresponding to each period from the output waveform of each of the frequency selection filters, and quantizes the measured frequency of the output waveform of each of the frequency selection filters. a third block that detects the amplitude of the output waveform of each of the frequency selection filters, and a fourth block that detects the amplitude of each output waveform of the fourth block to the frequency channel to which the waveform belongs. It consists of a channel register block for registering, a self-channel register block for registering the center frequency response of each filter corresponding to the frequency channel, and a separately excited channel register block for registering other responses. This allows frequency analysis of input signals with high accuracy.

実施例の説明 以下、本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。ここでは実施例を音声波形とし
て説明を行うが、音声波形のみを対象と限定する
ものではない。第1図は本発明の実施例のブロツ
ク図を示す。第1図に於いて、入力101から信
号が入力される。フイルタブロツク102の各フ
イルタa1,a2,a3……aj……a250は、第2図のよ
うな周波数特性をもつフイルタである。もつとも
代表的な伝達関数表現はラプラス変換形式では、 Gj(s)=2ζ(TS)/1+2ζ(TS)+(TS)2 ×[2TS/(1+TS)22 ……(1) (1)式において、ζの値は1以下とする。この
時、右辺の第1項は共振性をもたないバンドパス
特性を示す。ζはいわゆるQとの間に次の関係を
持つ。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Although the embodiment will be described here with reference to audio waveforms, the present invention is not limited to audio waveforms only. FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the invention. In FIG. 1, a signal is input from an input 101. Each of the filters a 1 , a 2 , a 3 ...a j ...a 250 of the filter block 102 is a filter having a frequency characteristic as shown in FIG. The most typical transfer function expression is in Laplace transform form: Gj (s) = 2ζ (TS) / 1 + 2ζ (TS) + (TS) 2 × [2TS / (1 + TS) 2 ] 2 ... (1) (1) In the formula, the value of ζ is 1 or less. At this time, the first term on the right side exhibits bandpass characteristics without resonance. ζ has the following relationship with so-called Q.

ζ=1/2Q ……(2) Q=1/2ζ ……(3) 分析対象が音声の場合、Q値は1KHz以下では
1〜10、1KHz以上では3〜100が選ばれる。これ
らのフイルタは、アナログフイルタであつてもよ
いし、デイジタルフイルタであつてもよい。デイ
ジタルフイルタを用いる時は入力はアナログデイ
ジタル変換器を用い、またフイルタも(1)式に対応
したZ変換形式が用いられる。フイルタ群はフイ
ルタの中心周波数を0(i)、バンド巾をΔ(i)とす
るとき、0(i+1)−0(i)≦Δ(i)程度に密に設
ける。中心周波数の配列は、本実施例では等差数
列的配列を示しているが、場合に応じて等比数列
的配列や、それらの組み合わせが用いられる。フ
イルタブロツク102の各フイルタ出力は、時間
的に波動的に変化する信号波形となる。この出力
波形は波形整形ブロツク103にて飽和値±1、
無限大利得をもつ波形整形部b1,b2,b3……bj
…b250で整形され矩形波となる。この様相は第3
図に示される。この波形整形ブロツク103の出
力の矩形波は、周期計測ブロツク105の周期計
測部d1,d2,d3……dj……d250に入力され、そこ
で第3図のグラフ1C2の立ち上がりから立ち上
がり迄の時間間隔が測定される。信号処理がデジ
タル方式の場合には、サンプリング時間間隔によ
りゼロ交叉時刻の精度が不充分となる場合も生じ
るが、この場合は内挿法によりこれを補う。個々
の測定値は単独値または適当個数の測定値の平均
値が次のチヤネル番号判別部106のチヤネル番
号判別部e1,e2,e3,……ej……e250に周期計測
ブロツク105の出力として入力される。チヤネ
ルとは、第4図に示すような測定すべき周波数領
域の充分細かい分割区間のことを言い、フイルタ
ブロツク102の各フイルタ中心周波数間隔より
も数分の1ないし10分の1程度に細かいものであ
る。また、チヤネルは中心周波数0(i)が境界でな
く或るチヤネルの中央になるように構成する。0
(i)の所属するチヤネルは中心チヤネルと名付け
る。また中心チヤネル以外を側帯チヤネルと名付
ける。本実施例では周期計測の例として、ゼロ交
叉時間を採用する場合を示したが、他に、FET、
自己相関関数等の手法が用いられる。周期計測ブ
ロツク105の出力はチヤネル番号判別ブロツク
106により上記のチヤネル即ち第4図の各チヤ
ネルのいずれに属するかを判定する。
ζ=1/2Q...(2) Q=1/2ζ...(3) When the analysis target is audio, the Q value is selected from 1 to 10 for 1KHz or less, and from 3 to 100 for 1KHz or more. These filters may be analog filters or digital filters. When using a digital filter, an analog-to-digital converter is used for the input, and the Z-conversion format corresponding to equation (1) is also used for the filter. The filter group is arranged densely so that 0 (i+1) - 0 (i)≦Δ(i), where the center frequency of the filter is 0 (i) and the band width is Δ(i). Although the center frequencies are arranged in the form of an arithmetic progression in this embodiment, a geometric progression arrangement or a combination thereof may be used depending on the case. Each filter output of the filter block 102 becomes a signal waveform that changes dynamically over time. This output waveform is adjusted to saturation value ±1 by waveform shaping block 103.
Waveform shaping section b 1 , b 2 , b 3 ... b j ... with infinite gain
...It is shaped with b 250 and becomes a square wave. This aspect is the third
As shown in the figure. The rectangular wave output from the waveform shaping block 103 is input to the period measuring section d 1 , d 2 , d 3 . . . d j . The time interval from start to rise is measured. When signal processing is performed using a digital method, the accuracy of the zero-crossing time may be insufficient due to the sampling time interval, but in this case, this is compensated for by interpolation. Each measured value is a single value or an average value of an appropriate number of measured values is sent to the channel number discriminating section e 1 , e 2 , e 3 , ... e j ... e 250 of the next channel number discriminating section 106 as a cycle measurement block. It is input as the output of 105. A channel refers to a sufficiently fine divided section of the frequency domain to be measured as shown in FIG. It is. Further, the channels are configured so that the center frequency 0 (i) is not at the boundary but at the center of a certain channel. 0
The channel to which (i) belongs is named the center channel. Also, the channels other than the central channel are called side channel channels. In this example, the case where zero crossing time is adopted is shown as an example of period measurement, but in addition, FET,
Techniques such as autocorrelation functions are used. A channel number determination block 106 determines to which of the above-mentioned channels, that is, each channel shown in FIG. 4, the output of the period measurement block 105 belongs.

一方、フイルタ群102の各フイルタの出力
は、振巾検出ブロツク104の各振巾検出部C1
C2,C3……Cj……C250に入力され、各波形の各サ
イクルのプラス側波形そのもの、あるいは振巾値
例えばピーク値などが計測される。その値は、そ
のサイクルの間保持されつづける。そしてその値
は、登算ブロツク107に入力されて登算部g1
g2,g3……gj……g250に登算される。ここで登算
部とは、演算結果値を登録するチヤネルレジスタ
とすでにチヤネルレジスタにある値と入力値とを
演算(例えば加算)する演算回路とからなる。ま
た登算とは上に登算部にて行われる演算処理と登
録処理を意味する。さらに高度な、例えば位相を
考慮したベクトル加算による登算も用いられる。
登算ブロツク107は、各種チヤネルレジスタブ
ロツク108と109より成る。チヤネルレジス
タブロツク108は中心チヤネルレジスタ群と側
帯チヤネルレジスタ群よりなる。該チヤネルへの
登算部はすでに登算さるべきチヤネル番号が、チ
ヤネル番号判別ブロツク106から入力されてい
る。それゆえ、フイルタ出力のたとえば、ピーク
値は、その波形のゼロ交叉時間に対応した周波数
のチヤネルレジスタに加算される。更にチヤネル
レジスタブロツク109は中心チヤネルレジスタ
に対応して自己チヤネルレジスタブロツク11
1、また全チヤネルレジスタに対応して他励チヤ
ネルレジスタブロツク112をもつ。あるフイル
タに対応した周期計測ブロツクの出力が自らの中
心チヤネルの周波数領域に入る場合、その振巾検
出部出力は当該自己チヤネルレジスタに登算され
る。また、その周期計測ブロツクの出力が側帯チ
ヤネルの周波数領域に入つた場合および他のフイ
ルタの中心チヤネルに入つた場合はその振巾検出
部出力は対応した他励チヤネルレジスタに登算さ
れる。第4図内の各レジスタは、適切な周期でリ
セツトされる。たとえば音声の場合は、各フイル
タ出力の該ピーク値が更新される時点や、ピツチ
周期とか数msec〜数10msecのフレーム周期など
が用いられる。チヤネルレジスタブロツク109
内にある自己チヤネル和レジスタ114は全自己
チヤネルレジスタ111の和あるいはrms和を計
算して持ち、また、他励チヤネル和レジスタ11
5は、全他励チヤネルレジスタ112の和あるい
はrms和を計算して持つ。
On the other hand, the output of each filter of the filter group 102 is transmitted to each amplitude detection section C 1 of the amplitude detection block 104,
C 2 , C 3 . . . C j . That value continues to be held for the duration of the cycle. The value is then input to the registration block 107 and sent to the registration section g 1 ,
g 2 , g 3 ... g j ... registered in g 250 . Here, the registration section is composed of a channel register for registering a calculation result value and an arithmetic circuit for calculating (for example, adding) the value already in the channel register and the input value. Furthermore, registration refers to the arithmetic processing and registration processing performed by the registration section. More advanced registration, such as vector addition that takes phase into consideration, is also used.
Registration block 107 consists of various channel register blocks 108 and 109. Channel register block 108 consists of a center channel register group and a side band channel register group. In the channel registration section, the channel number to be registered has already been input from the channel number determination block 106. Therefore, for example, the peak value of the filter output is added to the channel register at the frequency corresponding to the zero crossing time of that waveform. Furthermore, the channel register block 109 corresponds to the central channel register and has a self-channel register block 11.
1, and a separately excited channel register block 112 corresponding to all channel registers. When the output of the period measurement block corresponding to a certain filter falls within the frequency range of its own center channel, the amplitude detection section output is registered in the corresponding self-channel register. Further, when the output of the period measurement block enters the frequency region of the sideband channel or the center channel of another filter, the amplitude detection section output is registered in the corresponding separately excited channel register. Each register in FIG. 4 is reset at appropriate intervals. For example, in the case of audio, the time point at which the peak value of each filter output is updated, the pitch period, or the frame period of several milliseconds to several tens of milliseconds are used. Channel register block 109
The self-channel sum register 114 located within calculates and holds the sum or rms sum of all self-channel registers 111, and also contains the separately excited channel sum register 11.
5 calculates and has the sum or rms sum of all independently excited channel registers 112.

全チヤネル和レジスタ113は、自己チヤネル
和レジスタ114の値と、他励チヤネル和レジス
タ115の値との和あるいはrms和を計算して持
つ。
The total channel sum register 113 calculates and holds the sum or rms sum of the value of the self-channel sum register 114 and the value of the separately excited channel sum register 115.

上記のような本発明の構成は、基本概念を表わ
したものであり、各ブロツクの実現手段はこの実
施例により制限されるものではない。たとえば、
本システムは、入力信号をアナログデジタル変換
した後、全ブロツクをデジタルコンピユータのソ
フトウエアで実現することの出来ることはいうま
でもよい。
The configuration of the present invention as described above represents the basic concept, and the means for realizing each block is not limited to this embodiment. for example,
Needless to say, this system can implement all blocks using digital computer software after converting the input signal from analog to digital.

本発明の骨子は、(i)相当密に配置された低Qの
単同調フイルタ群を設け、(ii)そのフイルタ群の出
力波の各周期を計測して周波数を得、(iii)その周波
数を分析周波数チヤネル列の該当部に割当て、(iv)
各々のフイルタ出力を割当てられたチヤネルに登
算することにより、周波数分解力を上げることを
骨子とするとともに、該分析周波数チヤネル列を
適切にすることにより、各フイルタの自励振動と
他励振動を識別し得るようにして非振動性インパ
ルス信号と、振動性信号を分離し特徴を抽出する
ことにより、信号波形の特徴を抽出するものであ
る。このような構成においての動作を典型的な3
つの例で説明する。
The gist of the present invention is to (i) provide a group of low-Q single-tuned filters that are arranged fairly densely, (ii) obtain the frequency by measuring each period of the output wave of the filter group, and (iii) obtain the frequency. (iv)
The main idea is to increase the frequency resolution power by registering each filter output to the assigned channel, and by optimizing the analysis frequency channel array, the self-excited vibration and externally excited vibration of each filter can be reduced. The characteristics of the signal waveform are extracted by separating the non-oscillatory impulse signal and the oscillatory signal so that they can be identified and extracting the characteristics. The operation in such a configuration is described in three typical examples.
Let's explain with one example.

(1) 入力が理想インパルスの場合。(1) When the input is an ideal impulse.

過去の値が零であるので、フイルタ群の出力の
初期値が零であり、インパルス入力の時点を出発
点として、フイルタブロツク102の各フイルタ
はすべて各々のインパルスレスポンスを行う。イ
ンパルスレスポンスは、ほとんど各々のフイルタ
の中心周波数での減衰振動となる。故に波形整形
ブロツク103で波形整形され、周期計測ブロツ
ク105で周期計測され、チヤネル番号判別ブロ
ツク106で判別された結果のチヤネルは、各フ
イルタの中心チヤネル、即ち自己チヤネルとな
る。ゆえにイソパルスに対しては、n個の自己チ
ヤネルが一斉に出力を出し、他励チヤネルは出力
を出さない。従つて自己チヤネル和レジスタ11
4が大きい値を出し、他励チヤネル和レジスタ1
15の値は零となる。
Since the past value is zero, the initial value of the output of the filter group is zero, and each filter in the filter block 102 performs its own impulse response starting from the time of impulse input. The impulse response is almost a damped oscillation at the center frequency of each filter. Therefore, the resulting channel whose waveform is shaped by the waveform shaping block 103, whose period is measured by the period measuring block 105, and which is determined by the channel number determining block 106 becomes the center channel of each filter, that is, the self channel. Therefore, for isopulses, the n self-excitation channels output their outputs all at once, and the separately excited channels do not output their outputs. Therefore, self-channel sum register 11
4 gives a large value, separately excited channel sum register 1
The value of 15 is zero.

(2) 入力が単一の連続正弦波の場合。(2) When the input is a single continuous sine wave.

フイルタブロツク102の各フイルタは線形で
あるので、入力が正弦波であれば出力も同一周波
数を持つ正弦波となる。即ち、フイルタ出力はす
べて同一周波数の正弦波となる。故に、波形整形
され、周期計測され、チヤネル番号判別をおこな
つた結果は、各チヤネル判別ブロツクはすべて同
一のチヤネル番号を指定する。従つて、たとえば
今周波数が44Hzであれば、チヤネル番号は、13番
となり、チヤネルレジスタの第13チヤネルのみが
零でない値を示し、他は零となる。すなわち鋭い
単一の線スペクトラムが得られる。
Since each filter in filter block 102 is linear, if the input is a sine wave, the output will also be a sine wave with the same frequency. That is, all filter outputs are sine waves of the same frequency. Therefore, as a result of waveform shaping, period measurement, and channel number discrimination, each channel discrimination block all specifies the same channel number. Therefore, for example, if the current frequency is 44 Hz, the channel number will be 13, and only the 13th channel of the channel register will show a non-zero value, and the others will be zero. That is, a sharp single line spectrum is obtained.

(3) 母音の場合。(3) For vowels.

母音は声帯振動パルスにより声道で構成される
共鳴部が励振されて形成される。ピツチ周波数の
低いある種の母音例えば「ア」の波形をこのシス
テムで分析すると、数百Hzの領域において自己チ
ヤネルに出力が現われ、数百Hz以上の領域で声道
共鳴によるホルマント周波数に対応した他励チヤ
ネルに出力が現われる。つまり、声帯のピツチ周
期成分と、声道共鳴成分とがよく分離されるとと
もに、声道共鳴成分は持続正弦波の場合に似て、
狭いチヤネルに絞り込まれ、明瞭にホルマントが
検出される。
Vowels are formed by exciting the resonant part of the vocal tract by vocal cord vibration pulses. When the waveform of a certain vowel with a low pitch frequency, such as "a", is analyzed using this system, an output appears in the self-channel in the region of several hundred Hz, and in the region above several hundred Hz, it corresponds to the formant frequency due to vocal tract resonance. Output appears on the externally excited channel. In other words, the pitch periodic component of the vocal cords and the vocal tract resonance component are well separated, and the vocal tract resonance component is similar to the case of a sustained sine wave.
The channel is narrowed down and formants are clearly detected.

発明の効果 波形の成分は、インパルス的なもの、持続正弦
波的なもの、減衰正弦波的なもの、ホワイトノイ
ズ的なものなどに表現されるが、従来の方法で
は、インパルス的なものや単一の減衰正弦波など
短時間の現象を周波数精度高く測定することが難
しかつた。時間と周波数の間の不確定性原理とよ
ばれるものである。本発明では相当なところまで
改善がはかられた。とくに音声の分析には適して
いる。母音発声時の声帯の初振動〜3振動程度の
間は、これまでそこが重要であるといわれながら
も、分析法が存在しないために情報構造が解明さ
れなかつたが、本発明によれば、明瞭に解明され
る。
Effects of the Invention Waveform components are expressed as impulses, sustained sine waves, damped sine waves, white noise, etc., but in conventional methods, waveform components are It has been difficult to measure short-time phenomena such as damped sine waves with high frequency accuracy. This is called the uncertainty principle between time and frequency. The present invention has achieved considerable improvements. It is especially suitable for voice analysis. Although it has been said that the first to third vibrations of the vocal cords during vowel production are important, the information structure has not been elucidated due to the lack of analysis methods, but according to the present invention, clearly explained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図はフイルタの周波数特性の一例を示す図、
第3図は波形整形部での処理過程を示す図、第4
図は各種チヤネルのレジスタの一例を示す図であ
る。 102……フイルタブロツク、103……波形
整形ブロツク、104……振巾検出ブロツク、1
05……周期計測ブロツク、106……チヤネル
番号判別ブロツク、107……登算ブロツク、1
08……チヤネルレジスタ、111……自己チヤ
ネルレジスタ、112……他励チヤネルレジス
タ。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
Figure 2 is a diagram showing an example of the frequency characteristics of a filter.
Figure 3 is a diagram showing the processing process in the waveform shaping section, Figure 4
The figure is a diagram showing an example of registers for various channels. 102... Filter block, 103... Waveform shaping block, 104... Amplitude detection block, 1
05...Period measurement block, 106...Channel number discrimination block, 107...Registration block, 1
08...Channel register, 111...Self channel register, 112...Separately excited channel register.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 通過帯域巾がΔ(i)、中心周波数が0(i)で、
相互の中心周波数間隔が通過帯域巾Δ(i)程度も
しくはそれよりも小さく配列されたi=1〜nの
n個の単一共振特性をもつ複数個の周波数選択フ
イルタを含む第1ブロツクと、上記各周波数選択
フイルタの出力波形から各周期に対応した周波数
を計測する第2ブロツクと、上記各周波数選択フ
イルタの出力波形の周波数計測された周波数を量
子化された周波数チヤネルに対応させる第3ブロ
ツクと、上記各周波数選択フイルタの出力波形の
振巾を検出する第4ブロツクと、上記第4のブロ
ツクの各出力波形振巾をその波形の所属する周波
数チヤネルに登算するチヤネルレジスタブロツク
と、周波数チヤネルに対応して上記各周波数選択
フイルタの中心周波数応答を登算する自己チヤネ
ルレジスタブロツクと、それ以外の応答を登算す
る他励チヤネルレジスタブロツクとを具備し、入
力信号の周波数を分析するように構成したことを
特徴とする波形分析装置。
1 The passband width is Δ(i), the center frequency is 0 (i),
a first block including a plurality of frequency selection filters having a single resonance characteristic, i=1 to n, arranged with mutual center frequency intervals of about the passband width Δ(i) or smaller; A second block that measures frequencies corresponding to each cycle from the output waveforms of the frequency selection filters, and a third block that makes the measured frequencies of the output waveforms of the frequency selection filters correspond to quantized frequency channels. a fourth block that detects the amplitude of the output waveform of each of the frequency selection filters; a channel register block that registers the amplitude of each output waveform of the fourth block to the frequency channel to which the waveform belongs; It is equipped with a self-channel register block that registers the center frequency response of each of the above-mentioned frequency selection filters corresponding to the channel, and a separately excited channel register block that registers the other responses, and is designed to analyze the frequency of the input signal. A waveform analyzer characterized in that it is configured as follows.
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