ข้อ จำกัด ของผลิตภัณฑ์ Harmonic Spectrum ในการตรวจจับพิทช์

ฉันใช้อัลกอริทึมการตรวจจับพิชชันโดยใช้ HPS และฉันประสบปัญหา ฉันเป็นผู้เริ่มต้นด้วยการประมวลผลสัญญาณและเว็บไซต์นี้ช่วยฉันมาก่อนดังนั้นฉันจึงควรถาม

สำหรับสนามที่สูงขึ้น ( eg. >C6:1046.50hz) ฉันกำลังเริ่มรับข้อมูลขยะจาก HPS ยิ่งระดับเสียงสูงขึ้นเท่าไรฉันก็ยิ่งได้รับขยะมากขึ้นเท่านั้น (โดยขยะฉันหมายถึงความถี่ที่ไม่ใช่ข้อผิดพลาดระดับแปดเสียงหรือเสียงประสานและอยู่ที่ประมาณ 1Hz-20Hz)

สิ่งที่ฉันสังเกตุเห็น:

1. ผลลัพธ์นั้นเลวร้ายที่สุดสำหรับสนามที่สูงกว่าถ้าพื้นฐานอยู่เหนือ A6 หรือมากกว่านั้นฉันได้รับข้อมูลขยะเท่านั้น

2. FFT ใช้งานได้ดีแม้ในระดับเสียงที่สูงมาก (โดยละเอียดฉันหมายถึงจุดสูงสุดของมันแสดงให้เห็นถึงพื้นฐานหรือหนึ่งเดียวของฮาร์โมนิกของมัน แต่ไม่ใช่ขยะ)

3. ถ้าฉันลดจำนวนของฮาร์โมนิกที่ฉันคำนึงถึงสำหรับ HPS ขยะจะลดลง แต่นั่นทำให้ยากที่จะแยกแยะระหว่างพื้นฐานและฮาร์โมนิก

นี่คืออัลกอริทึมของฉัน:

->raw buffer -> hann window, 16384 samples, 50% overlap -> zero padding -> FFT -> HPS

ความช่วยเหลือใด ๆ ที่เป็นที่นิยม!

อัปเดต 1: ดังนั้นมีอีกสองสามสิ่งที่ฉันต้องการเพิ่ม:

1. อัตราตัวอย่างที่ฉันบันทึกที่ 44100 Hz
2. ฉันสังเกตว่าพฤติกรรมนี้แทบจะมองไม่เห็นในกีตาร์ แต่มองเห็นได้ชัดเจนบนเปียโนดิจิตอล (สำหรับโน้ตตัวเดียวกัน)

3. นี่คืออัลกอริทึม HPS ของฉันบางทีคนที่มีประสบการณ์มากขึ้นสามารถมองเห็นปัญหาได้

   int hps(float* spectrum, int spectrumSize, int harmonics) {
   
   int i, j, maxSearchIndex, maxBin;
   maxSearchIndex = spectrumSize/harmonics;
   
   maxBin = 1;
   for (j=1; j<=maxSearchIndex; j++) {
       for (i=1; i<=harmonics; i++) { 
           spectrum[j] *= spectrum[j*i];
       }
       if (spectrum[j] > spectrum[maxBin]) {
           maxBin = j;
       }
   }
   
   // Fixing octave too high errors    
   int correctMaxBin = 1;
   int maxsearch = maxBin * 3 / 4;
   for (i=2; i<maxsearch; i++) {
       if (spectrum[i] > spectrum[correctMaxBin]) {
           correctMaxBin = i;
       }
   }
   if (abs(correctMaxBin * 2 - maxBin) < 4) {
       if (spectrum[correctMaxBin]/spectrum[maxBin] > 0.2) {
           maxBin = correctMaxBin;
       }
   }
   
   return maxBin;
   }
   

อาจเป็นไปได้ว่ามีสัญญาณฮาร์มอนิกน้อยมากที่ส่งสัญญาณในระดับเสียงสูงกว่านี้ อัลกอรึทึมของ HPS นั้นค่อนข้างง่ายและอาศัยฮาร์มอนิกบนเหล่านั้นในการซ้อนกันจนกว่าพื้นฐานจะโผล่ออกมาจากพื้นหลัง แน่นอนเราควรสงสัยว่าอัตราการสุ่มตัวอย่างของคุณคืออะไร หากเป็น 8000 เฮิร์ตซ์แสดงว่ามีห้องสำหรับเสียงประสาน 3 สนามในระยะ 1,000 เฮิร์ตซ์ ...

สำหรับเครื่องมือบางตัวจำนวนฮาร์มอนิกที่สำคัญที่ผลิตได้อาจเปลี่ยนแปลงไปตามระดับพิทช์ที่แตกต่างกัน ส่วนของบันทึกย่อที่ต่ำที่สุดและสูงที่สุดสำหรับเครื่องมือทางกายภาพบางชนิดอาจแสดงให้เห็นถึงการไม่ลงรอยกันมากขึ้น จำนวนฮาร์มอนิกที่สามารถอยู่ด้านล่างของตัวกรอง anti-alias ที่ตัดใต้ Fs / 2 จะลดลงอย่างแน่นอนสำหรับโน้ตที่สูงมาก เครื่องมือประเมินระดับพิตช์ HPS ของคุณต้องการพิจารณาปัจจัยเหล่านั้น

การโจมตีชั่วคราวของเครื่องมือบางชนิดอาจสร้างเสียงรบกวนแบบอาห์มานิกซึ่งอาจซ้อนทับกับพื้นที่ค้นหา HPS ของสนามบางสนามหรือเสียงประสานที่สำคัญ

อาจเป็นไปได้ว่า overtones ของความถี่ที่สูงมาก ๆ อาจรวมถึง Fs / 2 หากตัวกรอง low pass ก่อนเสียง ADC นั้นไม่มีการลดทอนสัญญาณย่านความถี่ที่ดีพอ