周期调制谐波锁相环（PM-HLL）：一种用于快速时域多周期性估计的低开销算法

许多语音与音乐分析和处理方案依赖于对周期信号分量基频 $f_0$ 的估计。大多数既有方案将相当不特定的信号模型（如正弦模型）应用于该估计问题，这可能限制时间分辨率和估计精度。本研究提出一种计算开销低、内存占用小的时域锁相环算法用于 $f_0$ 估计。环路控制信号直接由输入时间信号利用谐波信号模型导出。理论上，这允许对任意波形周期信号进行噪声鲁棒且快速的 $f_0$ 估计，且无需先验频率分析。我们采用具有不同类型周期性并加入宽带噪声的短信号进行了若干仿真，以展示和评估所提算法的基本特性。根据信噪比（SNR）不同，发现估计器在 3-4 个信号重复周期内收敛，即便在 SNR 接近或低于 0dB 时亦然。此外，发现其能以小于一个周期的延迟跟踪基频扫频，并同时跟踪三音音乐和弦信号的所有音。具有偏移谐波的准周期声音以及具有随机周期性的信号均被鲁棒地跟踪。估计误差（即真实与估计 $f_0$ 之差）的均值与标准差在大多数情况下处于或低于 1 Hz。结果表明，所提算法可应用于低延迟语音与音乐分析和处理。