Algoritmus YIN na odhad základní frekvence

Odborná definice

YIN je algoritmus na odhad základní frekvence F0 řeči nebo hudobného signálu. Vychází z rozdielovej funkce mezi posunutými úsekmi signálu, kterou normalizuje kumulatívnym průměrem, potom vyhledává vhodné minimum pod prahem a spresňuje odhad periód. Úpravy oproti priamej autokorelaci snižují chyby o oktávu a citlivost na amplitúdu. YIN se používá při pitch trackingu, analýze intonace, hudobnej transkripcii nebo jako předzpracování pro audio modely, ale při šume, polyfónii a neperiodickom zvuku potřebuje detekci neozvučených rámců.

Srozumitelné vysvětlení

YIN hledá délku opakování zvukovej vlny. Porovná signál se sebou samým posunutým o různé časové úseky a zkoumá, při kterém posune se tvary nejlépe zhodují. Z tohoto období vypočítá výšku tónu. Na rozdíl od jednoduchého výběru najsilnejšej frekvence používá několik kontrol, aby si nepomýlil základní tón s jeho harmonickou. Při speve s vibratom, chraplavom hlase nebo více súčasných nástrojích může mít více rozumných kandidátů, proto výsledek potřebuje prahování, časové vyhladení a údaj o důvere.

Časté otázky

Co je základní frekvence F0?

Je frekvence periodického opakování, kterou vnímame jako výšku tónu. Nemusí být najsilnejšou složkou spektra.

Proč vzniká oktávová chyba?

Algoritmus může zaměnit periódu za její polovicu nebo násobok, zejména při výrazných harmonických. YIN používá normalizaci a výběr prvého vhodného minima.

Funguje YIN při polyfónnej hudbe?

Původne je určený zejména pro jeden dominantný periodický zdroj. Při více tónoch se rozdielová funkce stává nejednoznačnou.

Jak se určuje, že rámec nemá tón?

Používá se hodnota minima, práh periodicity nebo samostatný voicing model. Bez této kontroly by algoritmus priradil frekvenci i šumu.

Jaký je vztah mezi YIN a pyin?

pyin rozširuje rámcový odhad o pravděpodobnostní kandidáty a časové sledování, čím lépe modeluje nejistotu a plynulosť výšky tónu.

Související pojmy

Zdroje a redakční stopa

de Cheveigné and Kawahara, YIN pYIN paper

Definícia je autorská odborná syntéza. Pri právnych a regulačných rozhodnutiach má prednosť aktuálne oficiálne znenie predpisu a posúdenie konkrétneho prípadu.