精简宽音域音色合成算法制造技术

本发明专利技术涉及一种精简宽音域音色合成算法。尤其适用于低端音频设备中对音色、音域要求较高的场合。操作步骤为：（１）建立音源波表；（２）建立音源变频表；（３）音色合成。该音源波表来源于乐器演奏基因频率为４４０．００Ｈｚ乐音时音色的采样，并以一维数组的形式保存于设备存储器中；音源变频表，以基因频率为４４０．００Ｈｚ的乐音为基础，其它音高的乐音基频按十二平均律规定的相对４４０．００Ｈｚ基因乐音的频移制成；音色合成是采用该精简宽音域音色合成算法的低端音频设备以存储器中的音源波表为基础，按照音色合成规则参照音源变频表的变换量完成音色合成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种精简宽音域音色合成算法，尤其适用于低端音频设备中对音色、音域要 求较高的场合。
技术介绍
宽音域的音色合成技术广泛应用于高端数字音乐合成器中，作为电子乐器不可或缺的一 部分，近些年取得了突飞猛进的发展。然而低端音频设备中的音色合成技术因为受到器件成 本的限制而无法采用在高端数字音乐合成器中的成熟方法。高端数字音乐合成器中普遍采用了波表合成技术。该技术的特点是采用来源于真实乐器 演奏中的音色作为音色库，其还原出的乐音效果可以与真实乐器演奏效果相媲美，但是庞大 的音色库在低端数字音频设备中无法存储。而物理模型反演式的音色合成技术因为涉及到大 量的数学运算，在低端数字音频设备中的使用也受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种精简宽音域音色合成算法，可以 使低成本的音频设备产生全音域，88个音阶的音色输出，弥补现存低端音频设备中合成音色 单调、音域不够广的不足。为达到上述目的，本专利技术的构思是本专利技术的精简宽音域音色合成算法，其运算系统包 括音源波表、音源变频表、音色合成单元三个部分。其中，音源波表来源于乐器演奏基因频 率为440.00Hz乐音时音色的采样，并以一维数组的形式保存于设备存储器中；音源变频表以 基因频率为440.00Hz的乐音为基准，其它音高的乐音基频按十二平均律规定的相对440.00Hz 基因乐音的频移制成，包含88个值，涵盖了全音域音阶相对440.00Hz基因乐音的频移信息； 音色合成单元中规定了音源波表如何按照音源变频表的值作变化，并最终输出合成的音色。 采用该精简宽音域音色合成算法的低端音频设备以存储器中的音源波表为基础，按照音色合 成单元的合成规则参照音源变频表的变换量完成音色合成。根据上述专利技术构思，本专利技术釆用下述技术方案一种精简宽音域音色合成算法，其特征在于操作步骤为(1) 建立音源波表；(2) 建立音源变频表；(3) 音色合成以音源波表为基础，按照合成规则，参照音源变频表的变换量完成音色 合成。上述步骤(1)的建立音源波表的方法是对乐器演奏基音频率为440.00Hz乐音时的音色 进行采样，并以一维数组的形式保存于设备存储器中。上述步骤(2)的建立音源变频表的方法是以基音频率为440.00Hz的乐音为基准，其它 音高的乐音基频按十二平均律规定的相对440.00Hz基因乐音的频移制成，包含88个值，涵 盖了全音域音阶相对440.00Hz基因乐音的频移信息。上述步骤(3)的音色合成的方法是音源波表在得出其他音阶的音色时按照如下公式计算B[n]=A[n]xe N其中A代表存储器中的音源波表，A[n]代表音源波表的第n个元素；B按照音色合成规定公式得出的其他音阶音色的目标输出波表，也即低端音频设备待输出的波表，B[n]代表目标输出波表的第n个元素；A表示第i个音高相对基因频率为440.00Hz乐音在频域的位移值，也即音源变频表中第i个值。eJ^表示底数为e，指数为^n的幂函数运算。上述w的第i个值^的计算符合十二平均律的规定，并且是其他第i个音高的音色相对于440.00Hz基因乐音音色的频移，即A的计算符合如下计算公式^ = 2;r(f, -f0) = 2;rf0((l + )/ = 1,2,3,...,84. f0 = 440.00Hz 。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点本专利技术中 建立音源波表是对440.00Hz乐音时的音色进行采样，并以一维数组形式保存于设备存储器 中；建立音源变频表是以基音频率为440.00Hz的乐音为基础，其它音高的乐音基频按十二平 均律规定的相对440.00Hz基音乐音的频率制成表；音色合成是采用该精简宽音域音色合成算 法的低端音频设备以存储器中的音源波表为基础，按照音色合成规则，参照音源变频表的变 换量，完成音色合成。本方法可以使低成本的音频设备产生全音域、88个音阶的音色输出， 弥补现存低端音频设备中合成音色单调、音域不够广的不足。 附图说明图1为本专利技术涉及的精简宽音域音色合成算法的系统结构框图， 图2为本专利技术涉及的精简宽音域音色合成算法的数据流图， 具体实施例方式现在把本专利技术的优选实施例结合附图详述如下-实施例l:参见图l，本精简宽音域音色合成算法的系统结构，包括音源波表、音源变频 表、音色合成单元三个部分以及最终的音频输出步骤。采用该精简宽音域音色合成算法的低 端音频设备以存储器中的音源波表为基础，按照音色合成单元的合成规则参照音源变频表的 变换量完成音色合成。参见图2，本精简宽音域音色合成算法的数据流是存储器中音源波表A的第n个元素A[n]依次发送到音色合成单元；存储器中音源变频表的第i个元素^依次 发送到音色合成单元；B按照音色合成单元规定的第n个音阶音色的公式计算得出目标输出B 的第n个元素B[n]，也即低端音频设备待输出的数据。本精简宽音域音色合成算法的操作步骤为(1) 建立音源波表；(2) 建立音源变频表；(3) 音色合成以音源波表为基础，按照合成规则，参照音源变频表的变换量完成音色合成。 步骤(1)的建立音源波表的方法是对乐器演奏基音频率为440.00Hz乐音时的音色进行釆样，并以一维数组的形式保存于设备存储器中。步骤(2)的建立音源变频表的方法是以基音频率为440.00Hz的乐音为基准，其它音高 的乐音基频按十二平均律规定的相对440.00Hz基因乐音的频移制成，包含88个值，涵盖了 全音域音阶相对440.00Hz基因乐音的频移信息。步骤(3)的音色合成的方法是音源波表在得出其他音阶的音色时按照如下公式计算-AnB[n]=A[n]xeN其中A代表存储器中的音源波表，A[n]代表音源波表的第n个元素；B按照音色合成规 定公式得出的其他音阶音色的目标输出波表，也即低端音频设备待输出的波表，B[n]代表目 标输出波表的第n个元素；A表示第i个音高相对基因频率为440.00Hz乐音在频域的位移值，也即音源变频表中第i个值。eJ^表示底数为e，指数为^的幂函数运算。 的第i个值^的计算符合十二平均律的规定，并且是其他第i个音高的音色相对于 440.00Hz基因乐音音色的频移，即^的计算符合如下计算公式q = 2《-f0) = 2;rf0((l + ^)') / = l，2,3，...，84.f0 =440.00Hz 。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精简宽音域音色合成算法，其特征在于操作步骤为：　（１）建立音源波表；　（２）建立音源变频表；　（３）音色合成以音源波表为基础，按照合成规则，参照音源变频表的变换量完成音色合成。

【技术特征摘要】
1、一种精简宽音域音色合成算法，其特征在于操作步骤为(1)建立音源波表；(2)建立音源变频表；(3)音色合成以音源波表为基础，按照合成规则，参照音源变频表的变换量完成音色合成。2、 根据权利要求1所述的精简宽音域音色合成算法，其特征在于所述步骤(1)的建立是对 乐器演奏基音频率为440.00Hz乐音时的音色进行采样，并以一维数组的形式保存于设备 存储器中。3、 根据权利要求1所述的精简宽音域音色合成算法，其特征在于所述步骤(2)的建立音源 变频表得方法是以基音频率为440.00Hz的乐音为基准，其它音高的乐音基频按十二平均 律规定的相对440.00Hz基因乐音的频移制成，包含88个值，涵盖了全音域音阶相对 440.00Hz基因乐音的频移信息。4、 根据权利要求1所述的精简宽音域音色合成算法，其特征在于所述步骤(3)的音色合成 的方法是音源波表在得出其他音阶的音色时按照如下公式计算<...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱翔明，刘书朋，陈林，常谦，魏玲，代丽丽，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]