一种模拟声音处理器音色的方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟声音处理器音色的方法、装置、终端及计算机可读存储介质，所述方法通过构建非线性模型来模拟目标声音处理器的音色特性，所述非线性模型由前置滤波器、饱和特征曲线、后置滤波器组成；向目标声音处理器发送高电平信号，对获取的第一输出信号进行滤波，并进行频谱分析，获取后置滤波器的频率响应；向目标声音处理器发送低电平信号，对获取的第二输出信号进行滤波，并进行频谱分析，获取前置滤波器和后置滤波器的频率响应乘积。本发明专利技术通过选用与实际声音处理器电路特性较为吻合的维纳‑哈默斯坦模型进行非线性系统的物理建模，可模拟各种声音处理器的音色，并将其带到任何地方以便以后使用，为乐手的演出带来了便利性。

A method, device, terminal device and computer readable storage medium for simulating the voice color of sound processor

【技术实现步骤摘要】
一种模拟声音处理器音色的方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质
本专利技术属于音频
，尤其涉及一种模拟声音处理器音色的方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
在音频领域中，声音处理器经常用于产生不同的声音效果，增加音乐的表现力和震撼力，常用的声音处理器有吉他音箱、效果器、功放、调音台、胆机等，这些设备通常体积较大和笨重，不方便乐手们演出时携带外出，另外由于这些设备价格一般较为昂贵，一个普通的用户通常不可能购买多个声音处理器，当需要多种其他的声音音色时，此时选用能模拟各种声音处理器音色的模拟设备，对乐手们来说是一个明智的选择。以吉他音箱为例，吉他音箱是为吉他(包括电吉他和木吉他)打造的，对于一名吉他手来说，一台好音箱与一把好吉他同等重要，因为即使是一把再昂贵的电吉他，如果没有一台音箱的话，它就只能是个哑巴。但是，在一些情况下，比如演出现场，可能不提供音箱或者提供的音箱因使用时间较长，设备已经老化，音色质量不尽如意，而音箱体积笨重，若每次演出都携带外出，对乐手来说也是不方便的。另外，一台好的音箱价格昂贵，对于需要多种其他音箱音色的人来说，购买多台音箱成本无疑也是很高的，因此，现有技术中出现了能模拟各种音箱音色的音箱模拟设备。现有的音箱模拟设备多采用频响拟合技术，即先找到失真音色接近的音箱作为源音箱，分析源音箱与目标音箱频率响应的差异，对二者频率响应的差异进行补偿，以使源音箱的音色与目标音箱的音色接近，这种模拟方法是一种线性模拟方法，不能模拟音箱的失真音色，即不能模拟音箱的非线性特性，当源音箱的失真音色与目标音箱的失真音色不接近时，模拟出的目标音箱的音色也不接近。实际上，大部分的声音处理器电路是由滤波电路和失真电路复合而成，属于一个非线性系统，这样的电路特性可以表征为由至少一个滤波器以及饱和特征曲线组合而成，或者是这几个块的多个组合而成。针对上述模拟方法的不足，本专利技术旨在提出一种可模拟声音处理器非线性特性的方法。现有技术中可模拟非线性系统的数学模型一般有神经网络模型、模糊数学和维纳-哈默斯坦模型等，神经网络模型的计算量大，对CPU的要求较高，模糊数学建模手段复杂，实际操作时难以实现，而维纳-哈默斯坦模型是由两个线性子系统以及一个非线性子系统组成的非线性系统模型，该模型在物理上与声音处理器电路特性较为吻合，且算法简单、数据量小，因此，本专利技术采用维纳-哈默斯坦模型来对目标声音处理器的特性进行建模，通过辨识模型的参数来模拟声音处理器的音色特性。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术目的在于提供一种模拟声音处理器音色的方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质。通过本专利技术的技术方案，可模拟各种声音处理器的音色，并将其带到任何地方以便以后使用，为乐手的演出带来了便利性。需指出的是，本专利技术中声音处理器指包括输入输出，声音经输入输出后发生变化的一种声音处理装置。优选地，所述声音处理器为吉他音箱、效果器、功放、调音台、胆机。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：第一方面，本专利技术实施例提供一种模拟声音处理器音色的方法，其特征在于，所述方法通过构建非线性模型来模拟目标声音处理器的音色特性，所述非线性模型由前置滤波器、饱和特征曲线、后置滤波器组成；向目标声音处理器发送高电平信号，对获取的第一输出信号进行滤波，并进行频谱分析，获取后置滤波器的频率响应；向目标声音处理器发送低电平信号，对获取的第二输出信号进行滤波，并进行频谱分析，获取前置滤波器和后置滤波器的频率响应乘积。进一步地，通过前置滤波器和后置滤波器的频率响应乘积结合后置滤波器的频率响应以获得前置滤波器的频率响应。进一步地，优选地，通过对前置滤波器和后置滤波器的频率响应进行逆傅里叶变换或者最优化算法获取用于模拟目标声音处理装置特性的非线性模型的对应滤波器参数。优选地，所述高电平信号为扫频信号、白噪声或者复合频率正弦波。优选地，所述低电平信号为扫频信号、白噪声或者复合频率正弦波。进一步地，向目标声音处理器发送一串从小到大的逐渐变化的信号，对获取的第三输出信号进行能量变化监测；根据能量变化监测结果获取用于模拟目标声音处理器特性的非线性模型的饱和特征曲线参数。进一步地，向目标声音处理器发送高电平信号和低电平信号的先后顺序可互换。第二方面，本专利技术实施例提供一种模拟声音处理器音色的装置，其特征在于，所述装置通过构建非线性模型来模拟目标声音处理设备的音色特性，所述非线性模型由前置滤波器、饱和特征曲线、后置滤波器组成；包括信号发送模块、滤波模块、频谱分析模块，所述信号发送模块向目标声音处理器发送高电平信号和低电平信号；滤波模块对获取的第一输出信号和第二输出信号进行滤波；频谱分析模块对滤波后的第一输出信号和第二输出信号进行频谱分析，分别获取后置滤波器的频率响应以及前置滤波器和后置滤波器的频率响应乘积。进一步地，通过前置滤波器和后置滤波器的频率响应乘积结合后置滤波器的频率响应以获得前置滤波器的频率响应。进一步地，所述装置还包括模型参数生成模块；优选地，所述模型参数生成模块通过对前置滤波器和后置滤波器的频率响应进行逆傅里叶变换或者最优化算法获取用于模拟目标声音处理器音色特性的非线性模型的对应滤波器参数。进一步地，所述信号发送模块为信号发生设备或者录音设备。优选地，所述高电平信号为扫频信号、白噪声或者复合频率正弦波。优选地，所述低电平信号为扫频信号、白噪声或者复合频率正弦波。进一步地，所述装置还包括饱和曲线检测模块，信号发送模块向目标声音处理器发送一串从小到大的逐渐变化的信号，饱和曲线检测模块对获取的第三输出信号进行能量变化监测，模型参数生成模块根据监测结果获取用于模拟目标声音处理器音色特性的非线性模型的饱和特征曲线参数。进一步地，信号发送模块向目标声音处理器发送高电平信号和低电平信号的先后顺序可互换。第三方面，本专利技术实施例提供一种终端设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置为用于调用所述程序指令，执行上述第一方面的模拟声音处理器音色的方法。第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行的计算机程序，其特征在于，所述可执行的计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的模拟声音处理器音色的方法。有益效果与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术提供一种声音处理器音色的模拟方法，该方法可在模拟目标声音处理器的音色时，不依赖于源声音处理器的音色，因而模拟方法更加简单，模拟精度更高。(2)本专利技术的声音处理器音色模拟方法选用与实际声音处理器电路特性较为吻合的维纳-哈默斯坦模型进行非线性系统的物理建模，相比其他建模方法，算法简单、数据量小、且准确有效。(3)本专利技术提供的声音处理器音色模拟方法，可模拟各种声音处理器的音色，且模拟精度高，可实现在一台终端设备上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟声音处理器音色的方法，其特征在于，所述方法通过构建非线性模型来模拟目标声音处理器的音色特性，所述非线性模型由前置滤波器、饱和特征曲线、后置滤波器组成；向目标声音处理器发送高电平信号，对获取的第一输出信号进行滤波，并进行频谱分析，获取后置滤波器的频率响应；向目标声音处理器发送低电平信号，对获取的第二输出信号进行滤波，并进行频谱分析，获取前置滤波器和后置滤波器的频率响应乘积。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟声音处理器音色的方法，其特征在于，所述方法通过构建非线性模型来模拟目标声音处理器的音色特性，所述非线性模型由前置滤波器、饱和特征曲线、后置滤波器组成；向目标声音处理器发送高电平信号，对获取的第一输出信号进行滤波，并进行频谱分析，获取后置滤波器的频率响应；向目标声音处理器发送低电平信号，对获取的第二输出信号进行滤波，并进行频谱分析，获取前置滤波器和后置滤波器的频率响应乘积。


2.根据权利要求1所述的一种模拟声音处理器音色的方法，其特征在于，通过前置滤波器和后置滤波器的频率响应乘积结合后置滤波器的频率响应以获得前置滤波器的频率响应。


3.根据权利要求2所述的一种模拟声音处理器音色的方法，其特征在于，优选地，通过对前置滤波器和后置滤波器的频率响应进行逆傅里叶变换或者最优化算法获取用于模拟目标声音处理器音色特性的非线性模型的对应滤波器参数。


4.根据权利要求1所述的一种模拟声音处理器音色的方法，其特征在于，优选地，所述高电平信号为扫频信号、白噪声或者复合频率正弦波。


5.根据权利要求1所述的一种模拟声音处理器音色的方法，其特征在于，优选地，所述低电平信号为扫频信号、白噪声或者复合频率正弦波。


6.根据权利要求3所述的一种模拟声音处理器音色的方法，其特征在于，进一步地，向目标声音处理器发送一串从小到大的逐渐变化的信号，对获取的第三输出信号进行能量变化监测；根据能量变化监测结果获取用于模拟目标声音处理器音色特性的非线性模型的饱和特征曲线参数。


7.根据权利要求1所述的一种模拟声音处理器音色的方法，其特征在于，向目标声音处理器发送高电平信号和低电平信号的先后顺序可互换。


8.一种模拟声音处理器音色的装置，其特征在于，所述装置通过构建非线性模型来模拟目标声音处理器的音色特性，所述非线性模型由前置滤波器、饱和特征曲线、后置滤波器组成；包括信号发送模块、滤波模块、频谱分析模块，所述信号发送模块向目标声音处理器发送高电平信号和低电平信号；滤波模块对获取的第一输出信号和第二输出信号进行滤波；频谱分析模块对滤波后的第一输出信号和第二输出信号进行频谱分析，分别获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈平，唐镇宇，张建雄，
申请(专利权)人：长沙市回音科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43