[发明专利]用于分析音频信息以确定音高和/或分数线性调频斜率的系统及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月8日提交的题为“用于分析音频信息以确定音高和/或分数线性调频斜率的系统及方法（SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING AUDIO INFORMANDION TO DETERMINE PITCH AND/OR FRACTIONAL CHIRP RATE）”的美国专利申请序列号No.13/205,455的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及通过根据时间采样窗口期的音频信息的变换确定音调似然度量和音高似然度量来分析音频信息，以确定音频信息在时间采样窗口期内的声音的音高和/或分数线性调频斜率（fractional chirp rate）。

背景技术

用于分析经变换的音频信息以检测经变换的音频信息中所表示的声音的音高的系统及方法是已知的。一般来讲，这些技术集中在分析经变换的音频信息亦或是分析此前经变换的音频信息的进一步变换（例如，倒谱），以及比较振幅峰值与阈值以识别经变换的音频信息中所表示的音调。通过经识别的音调，可以估计音高。

这些技术在最佳条件下具有相对的准确度和精确性。然而，在“噪声”条件（例如，声音噪声或者处理噪声）下，常规技术的准确度和/或精确性会显著下降。由于许多应用了这些技术的环境和/或音频信号可能具有相当大的噪声，用于检测音高的常规方法可能仅有很小的作用。

发明内容

本发明的一方面涉及一种分析音频信息的系统及方法。该系统及方法可以包括对于音频信号确定该音频信号中所表示的声音的估计音高、该音频信号中所表示的声音的估计线性调频斜率（或分数线性调频斜率）和/或该音频信号中所表示的声音的其他参数。其中一个或多个参数可以通过对由该音频信号得到的经变换的音频信息进行分析来确定（例如，经过傅立叶变换、快速傅立叶变换、短时傅立叶变换、谱运动变换和/或其他变换）。可以采用统计分析来确定与该音频信号中所表示的声音具有音高和/或线性调频斜率（或分数线性调频斜率）的似然相关的度量。这样的度量可用于估计音高和/或分数线性调频斜率。

在一些实施方式中，一种系统可以配置用于分析音频信息。该系统可以包括一个或多个处理器，其用于执行计算机程序模块。该计算机程序模块可以包括音频信息模块、音调似然模块、音高似然模块、估计音高模块和/或其他模块中的一个或多个。

音频信息模块可以用于获得代表一个或多个声音的经变换的音频信息。经变换的音频信息可以在时间采样窗口期内将与信号强度有关的系数的幅值指明为音频信号的频率的函数。在一些实施方式中，该时间采样窗口期的经变换的音频信息可以包括多个经变换的音频信息组。各个经变换的音频信息组可以与不同分数线性调频斜率相对应。获得经变换的音频信息可以包括：变换该音频信号；通过通信传输接收该经变换的音频信息；访问存储的经变换的音频信息；和/或用于获得信息的其他技术。

音调似然模块可以用于通过所获得的经变换的音频信息确定在时间采样窗口期内音调似然度量作为音频信号的频率的函数。给定频率的音调似然度量可以表示音频信号中所表示的声音在时间采样窗口期期间具有给定频率处的音调的似然。音调似然模块可以用于使得给定频率的音调似然度量是基于（i）具有函数宽度并且在给定频率上居中的峰值函数与（ii）在给定频率上居中的函数宽度范围内经变换的音频信息之间的相互关系。该峰值函数可以包括高斯函数和/或其他函数。

音高似然度量模块可以用于基于音调似然度量来确定在时间采样窗口期内音高似然度量作为音频信号的音高的函数。给定音高的音高似然度量可以与音频信号所表示的声音具有给定音高的似然有关。音高似然模块可以用于使得给定音高的音高似然度量能够确定，其是通过累加经确定的用于与给定音高的谐波相对应的音调的音调似然度量来确定的。

在一些实施方式中，音高似然模块可以包括对数子模块、求和子模块和/或其他子模块。对数子模块可以用于取音调似然度量的对数来确定音调似然度量的对数作为频率的函数。求和子模块可以用于通过对与各个音高相对应的音调似然度量的对数求和来确定各个音高的音高似然度量。