Billentyűs hangszerek hangjának valós idejű szintézise

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Sujbert László
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Ez a diplomaterv billentyűs hangszerek fizikai modell alapú hangszintézisével foglalkozik. A három hangszer, amely feldolgozásra kerül a zongora, pianínó és a csembaló. A köztük lévő hasonlóság lehetőséget biztosít arra, hogy közel azonos fizikai modellel szimuláljuk a hangképzésüket. Az eltérések a paraméterkészletben jelentkeznek, ezek felelősek a hangszer egyéni hangjáért. A három hangszer közötti eltérések közül a legkiemelkedőbb az, hogy a csembaló pengetővel képzi a hangot, a zongora és pianínó pedig kalapáccsal. A diplomaterv elején a hangszerek fizikai jellemzőit gyűjtöttem össze, különös tekintettel a hangképzési mechanizmusra, a húrra, és a húr hangját a levegőbe továbbító elemekre: a rezonánslapra és a hangszer testére. A fizikai modellezési technika amit használni fogok a digitális hullámvezető, ezen belül a kommutált zongora szintézis. A kalapácsmodell az eredeti kommutált zongora szintézisben javasolt linearizált kalapács lesz, a pengetőmodell a pengetés háromszög jellegű elmozdulásgörbéje lesz, több pendítési pontot figyelembe véve. A húrmodell elemei egy késleltetővonal, egy egypólusú veszteségi szűrő, egy ripple (hullámosság) szűrő, egy diszperzió szűrő és egy törtrész késleltető. A hangszer rezonánslapjának impulzusválasza a kommutált szintézisnek megfelelően a gerjesztőjellel van konvolváva és a húrmodell bemenetét képezi. Az egy húros rendszer után két húr csatolását is megvalósítottam. Mindezeket Matlab és kis részben Simulink használatával implementáltam A valós idejű implementációhoz egy Texas Instruments C6713 DSP Starting Kit-et használtam, amelyben a lebegőpontos processzort, a belső memóriát és az audio kodeket használtam és a hangszíntézis mellett egy monofón kottalejátszó rendszert is megvalósítottam, melyben a hangszer lejátszás közben kiválasztható, és a kimeneti hangerő állítható. A Matlabos környezet generálja valódi hangszerhangok alapján a Simulink és a DSP által felhasznált hangmintákat és a modell paramétereket. A végeredmény sajnos sok finomhangolási kísérlet után se lett meggyőzően hasonló az eredeti hangszerekhez, amelynek oka a modellparaméterekben keresendő. Továbbfejlesztési lehetőség a lecsengési idők pontosabb követése érdekében a veszteségi szűrő és a ripple filter pontosabb, akár húronkénti hangolása, a pengetésmodell finomítása a pengetési pillanat utáni bonyolult súrlódások figyelembe véve és a nemlineáris kalapács modell implementálása.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.