通过加法合成构建音调

信息处理 音调产生
2022-02-17 06:57:46

这个问题来自:Synthesizing Harmonic Tone with Karplus Strong

我正在尝试生成一个包含 88 个音符的完整音库。

据我所知,我的三个选择是:

  1. 使用样本
  2. 使用 Karplus Strong 之类的东西(如上链接)
  3. 合成每个谐波并将它们组合起来

(1) 没有太大的灵活性,(2) 很难:获得任何一种控制都需要对控制系统有深入的了解,而且我没有受过任何培训。我一直在浏览麻省理工学院的在线讲座系列,我很害怕。这需要我几个月甚至几年的时间才能理解。

(3) 的一个缺点是它可能无法像 (2) 那样处理实时合成;处理起来可能会更重。对我来说这不是问题,我不需要实时。

我认为(3)应该比(2)容易得多。应该可以为特定谐波的幅度 A(t) 构建一个公式。但我想一定有一些塑造这些谐波的科学;我相信很多人都尝试过这个,而且必须有公开的文献。

而且我猜有一些技术可以提高声音的质量,例如,可能会给每个谐波提供一些 A * exp( kt ) sin( wt ) 摆动,也许敲得更响的音符可能会相应地更高A 的值。

等等

所以我的问题是:参数空间是什么?即最好的调整是什么?

相关资源的链接,非常感谢!

π

PS请注意,我不是在追求任何特定的音色,当然我不是试图模仿钢琴,我只是追求悦耳的和声。

3个回答

你说:

我不追求任何特定的音色,当然我不是试图模仿钢琴,我只是追求悦耳的和声。

但我认为悦耳的东西可能比模仿钢琴更难量化

Bill Sethares 做了很多出色的工作(无论是在理论上的信号处理方面还是作为一名音乐家)。 比尔专门写了一本关于这些想法的书。

你可以在这里听到他的作品的一个例子,称为C to shiny C。维基百科上有关于它的讨论。

中心思想是和谐和不和谐与心理声学有关:大脑如何感知声音。正如比尔所说:

例如,“音色”的感知与声音频谱的物理概念密切相关(但也完全不同)。同样,“音调”的感知与感官协调的可测量概念相似。关键思想是和声和不和谐不是音程的固有特性,而是取决于声音的频谱、音色或音调质量。为了证明这一点,随附 CD 上的第一个音轨播放了一个示例,其中八度音程因音色选择不当而变得不和谐,尽管其他非八度音程间隔保持辅音。事实上,通过适当的音色雕刻,几乎任何音程都可以变得不和谐或和谐。

所以,既然我已经说过很难回答你的问题,我会试着给出一些指示。

要查看的主要参数是音调之间的幅度()、衰减参数()、(相对)相位()和频率()关系:Akαkϕkωk

s(t)=k=0K1Akeαktsin(ωkt+ϕk)

对于谐波声音,您可能想要选择其中是您的基频。ωk=(k+1)ωω

对于“更亮”的声音,您希望更大(即更高的谐波具有更大的幅度)。Akk>1

您可以通过调制相位 来进行镶边 其中的频率远低于

ϕk(t)=Φksin(ωϕt)
ωϕω0

4)使用任何其他声音合成方法!

加法合成在计算上既昂贵又很难控制(任何音色修改都涉及同时修改所有谐波 - 这么多参数,没有一个单独与声音的有意义属性相关......)。

您的目标尚不清楚(您期望什么样的真实感,以及您想要对声音进行什么样的控制),但在我看来,从计算的角度来看更简单且参数更少的东西就可以了。比如波表振荡器+滤波器+包络;或 2-op FM 合成器。

如果所有分音都是谐波(意味着每个泛音的频率非常接近基频的整数倍),则有一种更有效的方法来进行加法合成。它被称为“波表合成”,与单纯的采样回放“合成”不同,而是与之相关(以及与加法合成相关)。

有时您可以将不和谐的部分分组为谐波“组”并使用“组加法合成”,但我不一定想让讨论复杂化。