[發(fā)明專利]諧波信號基頻估計(jì)算法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610044926.X
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105551501B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張維維;李敏;許爽;董玉華
• 申請（專利權(quán)）人: 大連民族大學(xué)
• 主分類號: G10L25/18
• 分類號: G10L25/18;G10L19/02
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 畢進(jìn)

1.一種諧波信號基頻估計(jì)方法，其特征在于，包括步驟：

S1.對音頻諧波信號作常Q變換，得常Q變換譜；

S2.使用常Q變換譜計(jì)算得折疊諧波求和譜；

S3.由折疊諧波求和譜的譜峰初步篩選基頻；

S4.建立基頻候選的后驗(yàn)概率密度函數(shù)，根據(jù)最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則提取并輸出諧波信號基頻。

2.如權(quán)利要求1所述的諧波信號基頻估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S1中，對輸入的非平穩(wěn)音頻諧波信號作分幀處理，然后給短時(shí)分幀信號加漢寧窗抑制旁瓣幅度，窗口長度與常Q變換的時(shí)間窗寬度一致。

3.如權(quán)利要求1所述的諧波信號基頻估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S3中，篩選規(guī)則為選取折疊諧波求和譜中的至少前3個極大值對應(yīng)的頻率作為候選基頻。

4.如權(quán)利要求1所述的諧波信號基頻估計(jì)方法，其特征在于，步驟S1中，常Q變換譜為：

(1)式中，Q是品質(zhì)因子，其為常數(shù)，N[k]為常Q變換在第k個頻點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)間窗寬度，(1)式中，x(l,m)表示第l幀信號中的序號為m的采樣點(diǎn)；設(shè)x₁(n),n＝0,1,....M-1，其表示長度為M，采樣率為F_s的音頻信號，把該音頻信號截?cái)酁槊慷伍L度為N[k]的幀，若幀移為L，則第l幀信號可以表示為：

x(l,m)＝x₁(m+lL),m＝0,1,...N[k]-1

(1)式中，w_N[k](m)表示長度為N[k]的漢寧窗，即：

5.如權(quán)利要求1所述的諧波信號基頻估計(jì)方法，其特征在于，折疊諧波求和譜定義為：

其中：h為諧波次數(shù)，H為最高次諧波，0＜α＜1，X_Q(k,l)為常Q變換譜，round(·)運(yùn)算結(jié)果等于最近的整數(shù)，假設(shè)每倍頻程取Oct個點(diǎn)，常Q變換分析的最低頻率分量為f_min，最高頻率分量為f_max，則其中ceil(·)運(yùn)算結(jié)果等于正無窮方向最近的整數(shù),常Q變換的第k個頻率點(diǎn)對應(yīng)的頻率為：

6.如權(quán)利要求5所述的諧波信號基頻估計(jì)方法，其特征在于，基頻后驗(yàn)概率密度定義為：

其中：F_i,l為第l幀的第i個基頻候選，上式中p(F_i,l)為第l幀第i個基頻F_i,l的先驗(yàn)概率，定義為p(F_i,l)＝X_c(F_i,l,l)；上式中p(X_c(f_k,l)|F_i,l)量測給定基頻F_i,l得到觀測常Q頻譜的概率。

7.如權(quán)利要求6所述的諧波信號基頻估計(jì)方法，其特征在于，定義：

其中:

β＝0.03，表示第l幀常Q譜前H次諧波譜峰數(shù)量，表征第l幀前H次諧波頻率范圍內(nèi)的總譜峰數(shù)量。

8.如權(quán)利要求7所述的諧波信號基頻估計(jì)方法，其特征在于，基頻估計(jì)公式為：

9.一種諧波信號基頻估計(jì)裝置，其特征在于，包括：

常Q變換模塊，對音頻諧波信號作常Q變換，得常Q變換譜；

折疊諧波求和譜計(jì)算模塊，使用常Q變換譜計(jì)算得折疊諧波求和譜；

初步篩選基頻模塊，由折疊諧波求和譜的譜峰初步篩選基頻；

諧波信號基頻輸出模塊，建立基頻候選的后驗(yàn)概率密度函數(shù)，根據(jù)最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則提取并輸出諧波信號基頻。