[发明专利]一种高精度高稳定度的弦乐器基波频率检测方法

权利要求书

1.一种高精度高稳定度的弦乐器基波频率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对音频流信号进行分帧处理，帧长为N，一帧音频信号记为x[n]，x[n]∈R^N；

步骤2、对一帧音频信号x[n]进行加窗，得到加窗后的音频帧信号x_w[n]，再对x_w[n]进行快速傅氏变换，得到傅里叶频谱X_w[k]；

步骤3、由X_w[k]确定峰值频率所在范围，并对峰值频率范围内的频谱进行谱细化分析，确定峰值频率F_max，峰值频率F_max为候选最大基波频率；

步骤4、计算x[n]的循环相关函数R_cx[m]，其中0≤m≤N-1，其中

其中x_c[n-m]表示x[n]的m位循环移位，取R_cx[m]在区间[(N-1)/10,N-1]内的最大值，计算出候选最大基波周期，得出候选最小基波频率F_min；

步骤5、由F_max和F_min确定最大谐波次数H_max，H_max＝round(F_max/F_min)，其中round()为四舍五入到最近整数的算子；

步骤6、计算H_max的所有约数，记为{1,H₁,…,H_i,…,H_max}，其中H_i∈N为H_max的约数，H_i对应的频率F_i＝F_max/H_i，对应的周期T_i＝1/F_i，T_i对应的样点数为

步骤7、计算各候选周期T_i的置信系数E_cx[m]为x[n]的循环残差序列，其中

步骤8、定义λ_opt＝max{λ_i}，λ_opt对应的因子H_i为最优因子，λ_opt对应的T_i为基本周期，λ_opt对应的频率F_i＝1/T_i为x[n]的基波频率。

2.根据权利要求1所述的高精度高稳定度的弦乐器基波频率检测方法，其特征在于，步骤2具体为：

对一帧音频信号x[n]加汉明窗，窗函数w[n]∈R^N，得到加窗后的音频帧信号x_w[n]，x_w[n]＝x[n]w[n]，对加窗的音频帧信号x_w[n]进行快速傅氏变换，得到傅里叶频谱X_w[k]，记为

X_w[k]＝FFT{x_w[n]}。

3.根据权利要求1所述的高精度高稳定度的弦乐器基波频率检测方法，其特征在于，步骤3具体为：

根据X_w[k]的幅度谱，计算峰值频率索引I_fpeak，进而确定[I_fpeak-1,I_fpeak+1]对应的峰值频率范围[f_L,f_H]，根据此峰值频率范围和帧长N确定频谱细化参数ω和a，其中ω为细化角频率步长，a为细化的频率起点，通过频谱细化算法CZT得到幅度谱局部频率范围内的频谱

X_czt[k]＝CZT{x_w[n],N,ω,a}，

根据X_czt[k]计算峰值频率F_peak，作为侯选最大基波频率，记为F_max。

4.根据权利要求1所述的高精度高稳定度的弦乐器基波频率检测方法，其特征在于，步骤4中：

由R_cx[m]在区间[(N-1)/10,N-1]内的最大值对应的索引计算出x[n]的候选最大基波周期，得出候选最小基波频率F_min。