[发明专利]一种基于动态建模的可无线更新的数字音效器

说明书

技术领域

本发明涉及一种音乐音效器，尤其涉及一种基于动态建模的可无线更新的数字音效器。

背景技术

电声乐器音效器按内部电路形式可以分为模拟电路音效器和数字电路音效器。其中，模拟电路音效器仅提供一种或者有限种类的音效和功能，使用的场景受到一定的限制。而数字音效器可以在指定的范围内选取音效和功能。

一些经典的音效器，由于已经被厂商升级或者已经停产，这些不同年代不同版本的经典音效很难重现。通常情况下，数字电路音效器的音效种类和功能都是固定的。更具体的说，数字电路音效器的软件是与硬件相配合的，并且无法随时或者任意改变。所以，传统意义上的音效器，能实现的音效和功能是固定的。例如一个模拟过载的音效器，它只能实现过载的音效，而不能产生混响音效。那么对于不同的演奏风格，演奏场合以及乐手的使用偏好，每次演出需要使用不同的音效器。这样，乐手们就需要携带多个音效器，非常不方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于动态建模的可无线更新的数字音效器，经过验证的算法可以通过服务器来储存和更新，移动APP客户端通过互联网络与服务器上数据库进行通讯。服务器上的算法是不断增加的，对用户来说，音效器上的算法库是可以不断扩展的。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种基于动态建模的可无线更新的数字音效器，包括音效算法数据库、移动APP客户端和音效器；所述移动APP客户端检查音效算法数据库的更新并且将新的音效算法下载到本地，并且以列表的形式显示，打开移动APP客户端的无线通信功能，音效算法通过无线通讯方式下载到音效器中；电鸣乐器发出的模拟信号经过ADC转换为数字信号，数字信号经过音效器内的DSP音效算法处理后，经由DAC将数字信号转换为模拟信号在音效输出设备上输出。

本发明中，所述音效模拟算法包括失真、过载、压缩、延时、调制、混响和箱头模拟算法。

本发明中，所述音效算法中包括线性处理算法和非线性处理算法；所述线性算法中采用递推训练方法建立模型对线性主体进行补充；所述非线性算法中采用模糊智能学习方法得到最优解，在固定的模型基础上，递推学习系统参数，最终得到与原始模型最接近的参数。

本发明的效果有，1)能够复刻经典或者已经停产的效果器；2、方便用户的实际使用，不需要使用很多个音效器，使得演奏现场简洁；3、节省用户购买音效器的成本，使他们能以更低的价格获得更多的音效，因为储存在音效算法数据库的算法是不断增加的，用户可以通过APP随时切换算法使音效器变成不同单一音效或组合音效的音效器，而不必为不同的音效单独够买一个音效器。

在传统的音效建模中，若存在非线性部分，非线性部分传递函数是固定的。而本发明的动态建模在此基础上进行了改进。

1)加入一个或多个控制变量

相对于传统静态建模技术，动态建模的非线性建模部分考虑到了电路中可变参数元器件以及其他需要参考的外部因素变化。更加真实的仿真电路在动态运行中的性能。如图1，非线性电路在考虑运算放大器电路变化时的非线性传递函数。

2)考虑部分电子元器件自身特性的影响

传统的电路建模中，所有电阻、电容、电感等元器件通常被认为是理想的电子元器件。动态建模则考虑某些电子元器件自身特性的影响，例如电路中电容应当以图2进行分析和仿真。

一个真实的电容的等效电路如图2所示。它的实际阻抗表达式为

由该表达式可以看出它的实际阻抗是和频率与Q值/D值共同相关。在高频率工作时，所有电容器会显现部分电感特性。然而在各种频率工作下均会显现电阻特性。因此可以看出仅仅对于一个电容器的建模就需要综合考虑多个因素，而电路中的其他部件也需要同样按照它们的实际等效电路进行计算。

可以看出如果要对一个实际的电路特别是非线性电路做全方位的模拟，需要的运算量是巨大的。要实现一个高效的性能模拟平台，简单的串联起各个模块时无法实现的。所以在本发明中作了如下的音效算法模型方法。

基于非线性模型的音色算法实现

线性主导模型对于非合成音色能够很好的模拟，单对于合成音色，大多数还是基于非线性模型。一直以来这类模型主要通过音乐算法工程师的听觉得到。然而，非线性模型往往实际结构比较复杂，凭借经验绝对无法建立完整贴切的模型。例如：音箱头模拟等，目前市场上的产品均难以和原始模型相媲美。