ピッチ検出における高調波製品スペクトルの制限

HPSを使用してピッチ検出アルゴリズムを作成しましたが、問題に直面しています。私は信号処理の初心者ですが、このサイトは以前から役に立ちました。

より高いピッチ（eg. >C6:1046.50hz）については、HPSからガベージデータを取得し始めています。ピッチが高いほど、多くのゴミが発生します（ゴミとは、オクターブエラーや高調波ではなく、約1Hz〜20Hzの周波数を意味します）

私が経験的に観察したこと：

1. ピッチが高くなると結果は最悪になります。ファンダメンタルズがA6程度以上の場合、ガベージデータのみを取得します。

2. FFTは、非常に高いピッチでも正常に機能します（細かく言うと、ピークは基本波またはその高調波のいずれかを示しますが、ガベージは示しません）。

3. HPSで考慮する高調波の数を減らすと、ゴミは減りますが、基本波と高調波を区別するのが難しくなります。

これが私のアルゴリズムです：

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

どんな助けでもありがたいです！

更新1：では、追加したいことがいくつかあります。

1. 私が記録しているサンプルレートは44100 Hzです
2. この振る舞いはギターではほとんど見えないが、デジタルピアノでは非常によく見えることを確認しました（同じ演奏ノートに対して）

3. これが私のhpsアルゴリズムです、多分経験のある人が問題を見つけることができます。

   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;
   }
   

これらの高いピッチの信号に存在する高調波パーシャルが少なすぎる可能性があります。HPSアルゴリズムは非常にシンプルで、基本波がバックグラウンドから現れるまで、これらの高次高調波に依存して積み重ねていきます。もちろん、あなたのサンプリングレートはどれくらいですか？それが8000 hzの場合、1000 hzピッチの3つの高調波の余地があります...

一部の楽器では、生成される重要な高調波の数が異なるピッチ範囲で変化する場合があります。一部の物理楽器の最低音と最高音の部分音は、より不調和を示す場合があります。Fs / 2以下のアンチエイリアスフィルターカットオフ以下に収まる倍音の数は、非常に高いノートでは確実に低くなります。あなたのHPSピッチ推定者mdyは、これらの要因を考慮に入れたいと考えています。

一部の楽器のアタックトランジェントは、一部のピッチのHPSサーチ領域またはそれらの重要なハーモニクスとオーバーラップするノイズの非調和スペクトルバンドを生成する場合があります。

オーディオADCの前のローパスフィルターに十分な阻止帯域減衰がない場合、潜在的に、非常に高い周波数の倍音がFs / 2をラップする可能性さえあります。