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专利号: 2020104439719
申请人: 厦门理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 乐器;声学
更新日期:2023-11-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

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]∈RN;

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xw[n],再对xw[n]进行快速傅氏变换,得到傅里叶频谱Xw[k];

步骤3、由Xw[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Fmax,峰值频率Fmax为候选最大基波频率;

步骤4、计算x[n]的循环相关函数Rcx[m],其中0≤m≤N-1,其中其中xc[n-m]表示x[n]的m位循环移位,取Rcx[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Fmin;

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

步骤6、计算Hmax的所有约数,记为{1,H1,…,Hi,…,Hmax},其中Hi∈N为Hmax的约数,Hi对应的频率Fi=Fmax/Hi,对应的周期Ti=1/Fi,Ti对应的样点数为步骤7、计算各候选周期Ti的置信系数 Ecx[m]为x[n]的循环残差序列,其中

步骤8、定义λopt=max{λi},λopt对应的因子Hi为最优因子,λopt对应的Ti为基本周期,λopt对应的频率Fi=1/Ti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]∈RN,得到加窗后的音频帧信号xw[n],xw[n]=x[n]w[n],对加窗的音频帧信号xw[n]进行快速傅氏变换,得到傅里叶频谱Xw[k],记为Xw[k]=FFT{xw[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Xw[k]的幅度谱,计算峰值频率索引Ifpeak,进而确定[Ifpeak-1,Ifpeak+1]对应的峰值频率范围[fL,fH],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Xczt[k]=CZT{xw[n],N,ω,a},根据Xczt[k]计算峰值频率Fpeak,作为侯选最大基波频率,记为Fmax。

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Rcx[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Fmin。