一种乐器音色高精度检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103077698A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103077698103077698A(43)申请公布日2013.05.01(21)申请号201310009550.5(22)申请日2013.01.10(71)申请人天津理工大学地址300384天津市西青区宾水西道391号天津理工大学主校区(72)发明人刘慧敏姜训勇(74)专利代理机构天津佳盟知识产权代理有限公司12002代理人侯力(51)Int.Cl.G10H1/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称一种乐器音色高精度检测方法(57)摘要一种乐器音色高精度检测方法。主要方法：将乐器发出的标准音信号通过音频信号的时域特性经信号运算控制单元运算得到频谱特性中标准音频率和各谐波音成分的组成之间的关系和各谐波音的强度，通过比较待检乐器与标准乐器的时域特性和频谱特性的区别以此获得乐器音色的检测结果，将处理结果传送到结果显示单元。用户可根据检测结果采用调整或优化所测量乐器的性能，找到相应的改进方法，可用于方便快捷的鉴定所用乐器的音色。它包括电源、音频信号输入单元、信号采集单元、数据存储单元、信号运算控制单元、结果显示单元。本发明具有测量精度高、使用方便、直观准确，可用于各种乐器的定音器、调音器、节拍器等。为乐器音色检测提供一种可靠的方法。CN103077698ACN1037698ACN103077698A权利要求书1/1页1.一种乐器音色高精度检测方法，其特征在于该检测方法是基于音色的频谱特性和时域特性的方法，具体包括：第1步、将标准乐器和待检乐器发出的标准音信号输入到音频信号输入单元得到音频的电信号，随后将该信号送入信号采集单元进行采样处理，并存入数据存储单元；第2步、在信号运算控制单元通过调用第1步数据存储单元中来自信号采集单元的数据信号，进行频谱解析，将标准乐器和待检乐器发出的音频信号的时域特性经过数学运算傅里叶变换处理得到相应的频谱特性，解析上述的音频信号频谱特性中标准音频率和各谐波音列的组成成分和关系以及每个谐波音的强度值，然后将其结果送到数据存储单元；第3步、将第2步所述数据存储单元中的音频频谱特性数据调入信号运算控制单元进行比较分析标准乐器和待检乐器音频信号频谱特性的区别以及来自第1步中数据存储单元音频信号输入单元的音频时域信号的区别，将比较的结果存入数据存储单元；第4步、通过结果显示单元将信号运算控制单元解析后的待检乐器与标准乐器的频谱特性以及待检乐器与标准乐器的标准音由音频信号输入单元输入的时域特性分别从第1步和第2步所述的数据存储单元中调出进行显示，并将信号运算控制单元中经过比较的待检乐器与标准乐器的频谱特性和时域信号的区别的结果从第3步数据存储单元调出并显示出来，从而实现待检乐器音色的检测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的音色高精度检测方法通过如下具体装置完成，该装置包括：电源、音频信号输入单元、信号采集单元、数据存储单元、信号运算控制单元和结果显示单元；所述的音频信号输入单元依次连接信号采集单元和数据存储单元，数据存储单元双向连接信号运算控制单元，信号运算控制单元再和结果显示单元连接；音频信号输入单元、信号采集单元、数据存储单元、信号运算控制单元和结果显示单元同时连接电源；所述的音频信号输入单元，主要完成音频信号与电信号的转换，信号采集单元主要完成对信号进行采样量化；数据存储单元主要完成来自信号采集单元的信号采样处理结果和信号运算控制单元进行频谱解析和频谱比较以及时域比较运算结果的存储，信号运算控制单元进行频谱解析并比较待检乐器与标准乐器的频谱特性和时域特性的区别，结果显示单元显示待检乐器与标准乐器的频谱特性和时域特性以及最终的比较分析处理结果。2CN103077698A说明书1/5页一种乐器音色高精度检测方法技术领域[0001]本发明属于乐器的检测技术领域，具体涉及一种乐器音色高精度检测方法。背景技术[0002]音色是声音的特色，声音的感觉特性，是乐音的品质特征；能够将音高、音强和音长都相同的两个音区别开来的一种声音的属性。每一种不同的乐器，由于生产过程不同或制造材料不同，做出的同一种乐器其音色也有所区别，是因为它们发出的声音除了一个基音外，还有许多不同频率的谐波音伴随，正是这些谐波音作用于人的听觉系统，人耳对这些谐波音频率进行分析、合成最后在大脑中生成不同音色的感觉，使人能辨别出是不同的乐器发出的声音。[0003]人耳主要通过分析声音的谐波音列结构和起时状态（乐音从无声到有声的一瞬间的状态）来识别音色。通常各类乐器的调音或定音都是由经验丰富的经过严格训练的专业人员（如校音师、调琴师、金耳朵）来完成。但这样一