[发明专利]用于确定音高信息的装置和方法

说明书

一种用于基于音频信号确定音高信息的装置。装置被配置为获取与具有给定时移的音频信号的给定部分对相关联的相似性值，其中该装置被配置为取决于给定时移选择用于获取用于给定时移的相似性值的音频信号的信号部分的长度，并且其中装置被配置为选择信号部分的长度以与给定时移线性相关，容差在±1个样本内。

技术领域

本发明涉及音频信号处理，更具体地，涉及从音频信号获取音高信息。

背景技术

在一些算法中，基于音频信号的自相关来进行音高确定。然而，这些算法针对大范围的音高滞后采用了静态量的信号样本。

因此，已知解决方案的问题是，由于用于确定音高信息的音频信号的信号样本的不够灵活考虑而获取不准确的音高信息。

因此，存在对于能够在计算复杂性和音高值确定的准确性之间提供更好折衷的概念的期望。

发明内容

根据本发明的实施例创建了一种用于基于音频信号确定音高信息的装置。装置被配置为获取与具有给定时移的音频信号的给定对部分相关联的相似性值。此外，装置被配置为取决于给定时移选择用于获取用于给定时移的相似性值的音频信号的信号部分的长度。此外，该装置被配置为选择信号部分的长度以与给定时移线性相关，容差在±1个样本内。

装置使能音高信息的准确确定，同时避免对音频信号的不必要的大部分进行评估。通过使用足够的信号部分的长度实现合理准确的音高确定，以及通过使用所考虑的信号部分的合理小长度实现低计算复杂性。因此，信号部分长度与给定时移的线性相关提供了良好的折衷，因为它避免了信号部分的过度长度同时仍然提供足够长的信号部分来获取准确的音高信息。由于音高信息是关于频率的信息，因此周期性与其相关。与音高对应的音高周期的长度的特征是时移，这导致高相似性值。因此，采用其长度与给定时移线性相关的信号部分是有益的。换句话说，例如为了检查信号是否具有与长音高周期对应的低音高，使用大的时移。在这种情况下，当采用具有正斜率的线性相关性时，与检查与相对较短的音高周期对应的较高音高时相比，选择适当较大的信号部分长度用于音高信息的确定。因此，该概念允许调整部分的长度，以便在评估较小的时移和评估较大的时移时都使用正在考虑的信号的合理部分。

根据本发明的优选实施例，装置被配置为基于相似性值序列获取音高信息。考虑多于一个相似性值改进确定的音高的准确性。

根据本发明的优选实施例，装置被配置为基于用于时移的相似性值获取相似性值序列，时移在从1ms和4ms之间开始并扩展到15ms至25ms之间的时移的范围内。所描述的实施例是有益的，因为考虑的时移范围是人类语音的特征范围，与语音的基频对应。此外，将时移范围限于所描述的值降低了确定相似性值序列的计算复杂性，因为它限制了需要确定的相似性值的数量。

根据本发明的进一步优选实施例，装置被配置为当获取具有不同时移的不同部分对的相似性值时，随着时移增加按一个样本的步长逐步长地增加信号部分的长度。所描述的实施例特别有用，因为它能够提供具有最小长度差的信号部分。换句话说，实现长度的精细粒度，使能灵活地选择信号部分长度，从而允许在准确性和计算复杂性之间进行良好的权衡。

根据本发明的优选实施例，装置被配置为当获取具有不同时移的不同部分对的相似性值时，随着时移增加以整数精度增加信号部分的长度。由于所涉及的低计算复杂性，以整数精度增加信号部分的长度尤其有益。换句话说，例如不需要考虑上采样或分数时延。

根据本发明的优选实施例，装置被配置为在预定最小长度预定的最大长度之间，与时移线性相关地增加信号部分的长度。预定最小长度用于与最大音高频率对应的最短时移，以及预定最大长度用于与最小音高频率对应的最长时移。所描述的实施例有助于将计算复杂性保持在由预定最小长度和预定最大长度所确定的规定范围内。而且，预定最小长度和预定最大长度可以根据例如人类声道来选择，以便例如捕捉所考虑的音高周期的整个周期。

根据本发明的优选实施例，装置被配置为基于