乐器音高检测方法的比较和精度分析

１ 引 言
随 着 生 活 水 平 的 不 断 提 高 ，人们 对 自身 素 质 也 有 更 高 的 要 求 ，越 来 越 多 的人 开始 学 习 乐 器 来 提 高 自身 的音 乐 素 质 。 绝 大 多 数乐 器需 要 经 常调 音 才 能 保 持 良 好 的 性 能 ， 对 刚 开 始 接触 乐 器 的 人 来说 ， 仅 靠 听 觉 而 仅 和 主 观感 受 调 音 是 件 非常 困难 的 事 。 因此 ， 现 了基 于 出 音 高 检 测技 术 的 电 子调 音 技 术 ，但 其 存 在 检 测 精 度 不 高 的 问题 。 者通 过 对 ５种 基 音 检 测 算 法 的分 析 比较 ， 笔 并 用 Ｍ ｔ ｂ验 证 ， 后 给 出 可 行 的具 有 高 精 度 音 高 检 ａｌ ａ 最
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乐器音 高检测 方法的 比较 和精 度分析
于拾 全 ，景新 幸 ， 刘 志 国
形 在 时 间轴 上 与基 音 呈 现 相 同 的 周 期 性 ，这 就 是 时 域
高， 也称音调 ， 它是人耳区分声音振动频率高低 的一个 度量 。 音高 主要取决 于声音频率 的高低 。 与语音信号相 比， 音乐信号 的周期性相对 比较稳定 ， 每个音的音高是
近 似 固定 不 变 的 ， 频谱 近 似 为 离 散 谱 ， 此 可 以检 测 其 因 到 音 乐 信 号 比较精 确 的基 本音 。 实 际上 音 高 与声 音 的频 率 并 不 成 正 比关 系 而 是 近 似 成 对 数 关 系 ， 了 描 写 音 高 ， 般 采 用 美 尔 （ ｅ） 为 一 Ｍ １标
（ 林 电 子 工 业 学 院 ， 广 西 桂 林 ５ １０ ） 桂 ４ ０ ４
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技 术分析 ・
【 摘 要 】详 细分 析 了 音 高 检 测 的原 理 ， 通 过 Ｍ ｔ ｂ的 实 验 验 证 ， 并 ａｌ ａ 比较 了 ５种 检 测 方 法 的 优 缺 点 ， 在 此基 础 上 并
讨 论 了 音 高检 测 精 度 的 问题 ， 后 给 出 了具 有 较 高 检测 精度 的 改进 型 Ｆ Ｔ 最 Ｆ ｒ频域 分 析 法 。
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【 键 词 】 音 高检 测 ；基 音 检 测 ；小 波 分 析 ；倒 谱 分 析 关 【 图分 类 号 】Ｊ １ 中 ６ 【 献标 识 码 】Ｂ 文
Ｔｈ ｔ ｄ ｎ ａ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｔ ｏ ｉ ｎ ｎ ｖ ｃ ｅ Ｓ ｕ ｙ ａ ｄ Ｒｅ ｌ ｔ ｆ Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃ Ｔｕ ｉ ｇ Ｄｅ ｉ ｅ ｚ ｏ
３１ 时 域 检 测 方 法 ．２ 基 Fra bibliotek 检 测 的原理
音 高 检 测 实 质 上 是 音 乐 信 号 的基 音 检 测 。所 谓 音
音乐信号是 由基音分量和谐波分量组 成的 ，对于 特定 的音乐信号 ， 基音和谐波 的相位关 系也是 确定 的。 这些信号 有规律地 周期性叠加 的结果，必然是整个波
测方 法 。
的 音 高 定 为 １ ｏ ｌ 虽 然 音 高 和 频 率 并 不 成 正 比关 ｏ ｏ Ｍｅ。 系 ， 音 高 与 频 率 仍 然 有 一 一 对 应 的关 系 ， 乐 信 号 的 但 音
音高识别 ， 其实质就是音乐信号 的基本 频率的检测。 因
此 “ 以用 语 音 识 别 中常 用 的基 音 检 测 的 方 法 来 进 行 可
音乐信号的音高识别 ”， 这一点在前人 的大量工作 中 ［１ １， ２ 得 到 了很好的体现 。基音检测 的方 法根 据其选取的信
号 特 性 可 分 为 时域 检 测 方 法 、 域 检 测 方 法 、 频 域 检 频 时
测方 法和倒谱域检测方法等【】 ３。 Ｉ ４
３ 几 种 常 用 的基 音检 测 方 法