TWI282972B

Computational effectiveness enhancement of frequency domain pitch estimators

Abstract

Estimating a speech signal pitch frequency by determining a speech signal frame line spectrum including spectral lines having respective line amplitudes and frequencies, selecting a predefined number of spectral lines having highest amplitudes, fewer then the total number of the spectral lines, calculating a preliminary utility function over a pitch frequency range to provide a preliminary utility function value for each pitch frequency in the range measuring the compatibility of the selected spectral lines with the pitch frequency, identifying a predefined number of preliminary pitch frequency candidates at least partly responsive to the preliminary utility function, where each candidate is a local maximum of the preliminary utility function, calculating a final utility score for each of the candidates, and selecting any of the candidates to be an estimated pitch frequency of the speech signal at least partly responsive to any of the final utility scores.

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Today

31 claims: 18 independent, 13 dependent

  1. 1
    一種用於估算一語音訊號之一音調頻率之方法,其包含:判定一語音訊號之一訊框之一線頻譜,該頻譜包含具有個別線振幅及線頻率之複數個頻譜線;在該等頻譜線中選擇一預定數目之具有最高振幅的該等頻譜線,其中所選擇的頻譜線之數目少於該等複數個頻譜線之總數;在一音調頻率範圍上計算一初步效用函數,藉此爲該範圍中之每一音調頻率提供一能量測該等所選擇的頻譜線與該音調頻率之一相容性的初步效用函數值;至少部分地回應於該初步效用函數以識別一預定數目之初步音調頻率候選物,其中每一初步音調頻率候選物爲該初步效用函數之一局部最大值;爲該等初步音調頻率候選物中之每一個計算一最終效用得分;且至少部分地回應於該等最終效用得分中之任一個,選擇該等複數個初步音調頻率候選物中之任一個作爲該語音訊號之一估算的音調頻率。
  2. 2
    如申請專利範圍第1項之方法,其中該計算一初步效用函數步驟包含:計算一關於該等所選擇的頻譜線中之每一個的影響函數,其中該影響函數在該頻譜線之頻率與任何音調頻率之一比率中係呈周期性;且計算該等影響函數之一疊加。
  3. 3
    如申請專利範圍第2項之方法,其中該計算一影響函數步驟包含計算該比率之一函數,其在該比率之整數值處具有最大值,且在該比率之整數值之間具有最小值。
  4. 4
    如申請專利範圍第3項之方法,其中該計算一影響函數步驟包含計算一分段線性函數c(f)之值,其在一圍繞f=0之第一間隔中具有一最大值,在一圍繞f=1/2之第二間隔中具有一最小值,及在該等第一間隔與第二間隔之間的一過渡間隔中具有一呈分段線性變化的值。
  5. 5
    如申請專利範圍第2項之方法,其中該等影響函數爲分段線性函數,且其中該計算一疊加之步驟包含計算該等影響函數在其各斷點處之值,使得藉由該等斷點之間的內插以判定該初步效用函數。
  6. 6
    如申請專利範圍第5項之方法,其中該計算該影響函數步驟包含爲來自該等所選擇的頻譜線中之第一及第二頻譜線接連地計算至少第一及第二影響函數,且其中該計算一初步效用函數步驟包含:計算一包括該第一影響函數之部分效用函數;及藉由計算該第二影響函數在該初步效用函數之該等斷點處之該等值,並計算該初步效用函數在該第二影響函數之該等斷點處之該等值,將該第二影響函數添加至該初步效用函數。
  7. 7
    如申請專利範圍第6項之方法,其中該判定一音調頻率候選物步驟包含擇優地選擇該初步效用函數之一局部最大值,其頻率靠近該語音訊號之一先前訊框之一預先估算的音調頻率。
  8. 8
    如申請專利範圍第1項之方法,其中該計算一最終效用得分步驟包含:計算一關於該等頻譜線中之每一個的影響函數,其中該影響函數在該頻譜線之該頻率與任何音調頻率之一比率中係呈周期性;及計算該等影響函數之一和。
  9. 9
    如申請專利範圍第8項之方法,其中該計算一影響函數步驟包含計算該比率之一函數,其在該比率之整數值處具有最大值,且在該比率之整數值之間具有最小值。
  10. 10
    如申請專利範圍第9項之方法,其中該計算該比率之函數的步驟包含計算一分段線性函數c(f)之各值,其在一圍繞f=0之第一間隔中具有一最大值,在一圍繞f=1/2之第二間隔中具有一最小值,及在該等第一間隔與第二間隔之間的一過渡間隔中具有一呈分段線性變化的值。
  11. 11
    如申請專利範圍第1項之方法,其中該選擇一音調頻率步驟包含擇優地選擇該等初步音調頻率候選物的其中一個,其具有一高於該等初步音調頻率候選物中之另一個的最終效用得分。
  12. 12
    如申請專利範圍第1項之方法,其中該選擇一音調頻率步驟包含擇優地來選擇該等初步音調頻率候選物的其中一個,其具有一高於該等初步音調頻率候選物中另一個的頻率。
  13. 13
    如申請專利範圍第1項之方法,其中該選擇一音調頻率步驟包含擇優地選擇該等初步音調頻率候選物的其中一個,其頻率靠近該語音訊號之一先前訊框之一預先估算的音調頻率。
  14. 14
    如申請專利範圍第1項之方法,其進一步包含藉由將該所估算的音調頻率之該最終效用得分與一預定臨限值進行比較以判定該語音訊號是有聲還是無聲。
  15. 15
    如申請專利範圍第1項之方法,其進一步包含回應於該估算的音調頻率以對該語音訊號進行編碼。
  16. 16
    一種用於估算一語音訊號之一音調頻率的裝置,其包含:用於判定一語音訊號之一訊框之一線頻譜的構件,該頻譜包含具有個別線振幅及線頻率之複數個頻譜線;用於在該等頻譜線中選擇一預定數目之具有最高振幅的該等頻譜線的構件,其中所選擇的頻譜線之數目係少於該等複數個頻譜線之總數;用於在一音調頻率範圍上計算一初步效用函數的構件,藉此爲該範圍中之每一音調頻率提供一能量測該等所選擇的頻譜線與該音調頻率之一相容性的初步效用函數值;用於至少部分地回應於該初步效用函數以識別一預定數目之初步音調頻率候選物的構件,其中每一初步音調頻率候選物爲該初步效用函數之一局部最大值;用於爲該等初步音調頻率候選物中之每一個計算一最終效用得分的構件;及用於至少部分地回應於該等最終效用得分中之任一個,選擇該等複數個初步音調頻率候選物中之任一個可成爲該語音訊號之一估算的音調頻率的構件。
  17. 17
    如申請專利範圍第16項之裝置,其中可操作該用於計算一初步效用函數之構件,以:計算一關於該等所選擇的頻譜線中之每一個的影響函數,其中該影響函數在該頻譜線之該頻率與任何音調頻率之一比率中係呈周期性;及計算該等影響函數之一疊加。
  18. 18
    如申請專利範圍第17項之裝置,其中可操作該用於計算一影響函數之構件,以計算該比率之一函數,其在該比率之整數值處具有最大值,且在該比率之整數值之間具有最小值。
  19. 19
    如申請專利範圍第18項之裝置,其中可操作該用於計算一影響函數之構件,以計算一分段線性函數c(f)之各值,其在一圍繞f=0之第一間隔中具有一最大值,在一圍繞f=1/2之第二間隔中具有一最小值,及在該等第一間隔與第二間隔之間的一過渡間隔中具有一呈分段線性變化的值。
  20. 20
    如申請專利範圍第17項之裝置,其中該等影響函數爲分段線性函數,且其中可操作該用於計算一疊加之構件,以計算該等影響函數在其各斷點處之值,使得藉由該等斷點之間的內插以判定該初步效用函數。
  21. 21
    如申請專利範圍第20項之裝置,其中可操作該用於計算該影響函數之構件,以爲來自該等所選擇的頻譜線中之第一及第二頻譜線接連地計算至少第一及第二影響函數,且其中可操作該用於計算一初步效用函數之構件,以:計算一包括該第一影響函數之部分效用函數;及藉由計算該第二影響函數在該初步效用函數之該等斷點處之該等值,並計算該初步效用函數在該第二影響函數之該等斷點處之該等值,將該第二影響函數添加至該初步效用函數。
  22. 22
    如申請專利範圍第21項之裝置,其中可操作該用於判定一音調頻率候選物之構件,以擇優地選擇該初步效用函數之一局部最大值,其頻率靠近該語音訊號之一先前訊框之一預先估算的音調頻率。
  23. 23
    如申請專利範圍第16項之裝置,其中可操作該用於計算一最終效用得分之構件,以:計算一關於該等頻譜線中之每一個之影響函數,其中該影響函數在該頻譜線之頻率與任何音調頻率之一比率中係呈周期性;及計算該等影響函數之一和。
  24. 24
    如申請專利範圍第23項之裝置,其中可操作該用於計算一影響函數之構件,以計算該比率之一函數,其在該比率之整數值處具有最大值,且在該比率之整數值之間具有最小值。
  25. 25
    如申請專利範圍第24項之裝置,其中可操作該用於計算該比率之函數的構件,以計算一分段線性函數c(f)之各值,其在一圍繞f=0之第一間隔中具有一最大值,在一圍繞f=1/2之第二間隔中具有一最小值,及在該等第一間隔與第二間隔之間的一過渡間隔中具有一呈分段線性變化的值。
  26. 26
    如申請專利範圍第16項之裝置,其中可操作該用於選擇一音調頻率之構件,以擇優地選擇該等初步音調頻率候選物的其中一個,其具有一高於該等初步音調頻率候選物中另一個之最終效用得分。
  27. 27
    如申請專利範圍第16項之裝置,其中可操作該用於選擇一音調頻率之構件,以擇優地選擇該等初步音調頻率候選物的其中一個,其具有一高於該等初步音調頻率候選物中另一個之頻率。
  28. 28
    如申請專利範圍第16項之裝置,其中可操作該用於選擇一音調頻率之構件,以擇優地選擇該等初步音調頻率候選物的其中一個,其頻率靠近該語音訊號之一先前訊框之一預先估算的音調頻率。
  29. 29
    如申請專利範圍第16項之裝置,其進一步包含用於藉由將該估算的音調頻率之該最終效用得分與一預定臨限值進行比較以判定該語音訊號是有聲還是無聲之構件。
  30. 30
    如申請專利範圍第16項之裝置,其進一步包含用於回應於該估算的音調頻率以對該語音訊號進行編碼的構件。
  31. 31
    一電腦可讀取媒體,其上具有一電腦程式,該電腦程式包含:一第一程式碼區塊,可操作以判定一語音訊號之一訊框的一線頻譜,該頻譜包含具有個別線振幅及線頻率之複數個頻譜線;一第二程式碼區塊,可操作以在該等頻譜線中選擇一預定數目之具有最高振幅之該等頻譜線,其中所選擇的頻譜線之數目係少於該等複數個頻譜線之總數;一第三程式碼區塊,可操作以在一音調頻率範圍上計算一初步效用函數,藉此爲該範圍中之每一音調頻率提供一能量測該等所選擇的頻譜線與該音調頻率之一相容性的初步效用函數值;一第四程式碼區塊,可操作以至少部分地回應於該初步效用函數以識別一預定數目之初步音調頻率候選物,其中每一初步音調頻率候選物爲該初步效用函數之一局部最大值;一第五程式碼區塊,可操作以爲該等初步音調頻率候選物中之每一個來計算最終效用得分;及一第六程式碼區塊,可操作以至少部分地回應於該等最終效用得分中之任一個,選擇該等複數個初步音調頻率候選物中之任一個可成爲該語音訊號之一估算的音調頻率。
Independent claims31