[发明专利]一种弹拨乐器的音色模拟方法、系统、装置和计算机设备

权利要求书

1.一种弹拨乐器的音色模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

分别获取合成弹拨乐器和目标弹拨乐器的非线性频率响应特征，根据所述合成乐器和所述目标乐器的所述非线性频率响应特征中对应的谐波响应特征，得到所述合成弹拨乐器和所述目标弹拨乐器的非线性频率响应差异模型；

获取所述目标弹拨乐器的线性频率响应特征，根据所述线性频率响应特征得到所述目标弹拨乐器的线性频率响应模型；

获取所述合成弹拨乐器产生的合成弹奏信号，将所述合成弹奏信号依次输入所述非线性频率响应差异模型和所述线性频率响应模型，得到模拟所述目标弹拨乐器音色的目标弹奏信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别获取合成弹拨乐器和目标弹拨乐器的非线性频率响应特征，根据所述合成乐器和所述目标乐器的所述非线性频率响应特征中对应的谐波响应特征，得到所述合成弹拨乐器和所述目标弹拨乐器的非线性频率响应差异模型的步骤包括：

分别获取所述合成弹拨乐器和所述目标弹拨乐器的脉冲信号响应特征；所述脉冲信号响应特征包括：线性脉冲响应特征分量和高阶脉冲响应特征分量；

根据所述合成弹拨乐器和所述目标弹拨乐器的脉冲信号响应特征中对应的分量的差异，得到所述合成弹拨乐器和所述目标弹拨乐器的非线性频率响应差异模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别获取所述合成弹拨乐器和所述目标弹拨乐器的脉冲信号响应特征的步骤包括：

根据预设的频率范围生成指数正弦扫频信号；

获取所述合成弹拨乐器或所述目标弹拨乐器响应所述指数正弦扫频信号的输出信号；

获得所述指数正弦扫频信号对应的时间反向信号；

将所述合成弹拨乐器或所述目标弹拨乐器的输出信号与对应的所述时间反向信号卷积，得到所述合成弹拨乐器或所述目标弹拨乐器的脉冲响应特征。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述目标弹拨乐器的线性频率响应特征，根据所述线性频率响应特征得到所述目标弹拨乐器的线性频率响应模型的步骤包括：

获取弹奏所述目标弹拨乐器生成的琴弦震动信号和对应的目标弹奏信号；

利用自适应滤波器的系统辨析功能，将所述琴弦震动信号输入预先设置的自适应滤波器，根据所述目标弹奏信号对所述自适应滤波器进行训练；

当所述自适应滤波器收敛时，根据收敛的自适应滤波器得到所述目标弹拨乐器的线性频率响应模型。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述分别获取合成弹拨乐器和目标弹拨乐器的非线性频率响应特征，根据所述合成乐器和所述目标乐器的所述非线性频率响应特征中对应的谐波响应特征，得到所述合成弹拨乐器和所述目标弹拨乐器的非线性频率响应差异模型的步骤之前，还包括：

采集弹奏合成弹拨乐器产生的声音信号，将所述声音信号转化为电信号，得到所述合成弹拨乐器产生的合成弹奏信号。

6.一种弹拨乐器的音色模拟系统，所述系统包括：

音色模拟设备，用于接收合成弹拨乐器产生的合成弹奏信号，使用预先设置的音色模拟单元处理所述合成弹奏信号，输出模拟目标弹拨乐器音色的目标弹奏信号；

所述音色模拟单元包括顺序连接的非线性频率响应差异模型和线性频率响应模型，所述非线性频率响应差异模型为：分别获取所述合成弹拨乐器和所述目标弹拨乐器的非线性频率响应特征，根据所述合成乐器和所述目标乐器的所述非线性频率响应特征中对应的谐波响应特征，得到的所述合成弹拨乐器和所述目标弹拨乐器的非线性频率响应差异模型，所述线性频率响应模型为：获取所述目标弹拨乐器的线性频率响应特征，根据所述线性频率响应特征得到的所述目标弹拨乐器的线性频率响应模型。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

合成弹拨乐器音频采集设备，用于采集弹奏所述合成弹拨乐器产生的声音信号，将所述声音信号转化为电信号，得到所述合成弹拨乐器产生的合成弹奏信号，将所述合成弹奏信号输出至所述音色模拟设备；

目标弹拨乐器音频输出设备，用于将所述目标弹奏信号转化为音频信号并输出。