可変サンプリングレートによるティジタル信号処理とその応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650379
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 田所 嘉昭 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (90005463)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斎藤 努 豊田工業高等専門学校, 助教授 (60280393)
• Keywords: 可変サンプリングレート / マルチレートサンプリング / ティジタル信号処理 / 同期加減算 / ノッチフィルタ / くし形フィルタ / 離散フーリエ変換 / 採譜

Research Abstract

1.適応サンプリングレートによる周波数推定
(1)同期加減算の累積値の結果から周波数を推定し,その推定周波数に同期するようにサンプリング周波数を可変して周波数を推定するアルゴリズムを開発し,その精度と演算数を明らかにした。また,その応答特性を調べ,その特性改善のアルゴリズムを検討した。
(2)サンプル値の差分(ノッチフィルタ)の出力結果の振幅を零にするように,適応的にサンプリングレートを変化させる周波数推定法と,ノッチフィルタを縦続接続し,その出力の零交差点から周波数を推定し、各ノッチフィルタの遅延時間(サンプリングレート)を変化させる周波数推定法を開発した。
2.くし形フィルタに基づく離散フーリエ変換
入力周波数既知の場合,乗算を使用しないくし形フィルタを基にした,任意の周波数のフーリエ係数を求めるアルゴリズムを開発した。これは,著者等が先に開発したノッチフーリエ変換のダイナミックレンジの問題点を解決した。縦続した各くし形フィルタの遅延時間(サンプリングレート)を制御するため,オーバーサンプリング法を使用した。周波数未知に対するアルゴリズムは現在検討中。
3.マルチレートサンプリングによる採譜
音高に従ってサンプリングレートを変えた,くし形フィルタによる音高検出法を,歌唱に適応する検討を行った。歌唱の不安定なピッチ周波数に対応するため、単音に対してはけし形フィルタの並列接続法を開発した。また,従来、難しいとされて来た二重唱の音高検出に対しては,ダブルくし形フィルタにより対応できることを示した。なお,異楽器音和音の音高検出の問題点は,ユニゾン音を除いて,その解決法の見通しを得た.

Research Products

• [Publications] 工藤憲昌: "ノッチフィルタと適応アルゴリズムによる雑音中の信号に対するフーリエ係数推定法"電子情報通信学会論文誌. J83-A・4. 379-386 (2000)
• [Publications] Yoshiaki Tadokoro: "Musical pitch and instrument estimation of polyphony using comb filters for transcription"The 4 th World Multi-Conference on Circuits, Systems, Communications and Computers. 315-319 (2000)
• [Publications] Yoshiaki Tadokoro: "New adaptive frequency estimation method using variable sampling processing"AS-SPCC (The IEEE 2000 Adaptive Systems for Signal Processing,Communications, and Control Symposium. 241-244 (2000)
• [Publications] 工藤憲昌: "白色雑音と干渉がある場合の信号成分のフーリエ係数推定法"電子情報通信学会論文誌. J83-A・12. 1467-1476 (2000)
• [Publications] Yoshiaki Tadokoro: "A new Fourier transform with fewer multiplications for arbitrary frequency signal"SCI2001 (The 5 th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics). (accepted). (2000)