FR2958068A1 - Method for synthesizing audio signal from note signal representative of sequence of note levels on cord of e.g. bass guitar, involves producing synthesized audio signal by mixing harmonized tonal signal and contact audio signal - Google Patents
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Abstract
Description
PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE SYNTHÈSE D'UN SIGNAL AUDIO SELON UN PHRASÉ MÉLODIQUE IMPARTI SUR UN ORGANE VIBRANT L'invention concerne un procédé de synthèse d'un signal audio, dit signal audio synthétisé, à partir d'un signal, dit signal de note, représentatif d'une séquence de hauteurs de notes selon lequel l'organe vibrant est mis en vibration, et d'un signal de séquencement représentatif d'une séquence de contacts impartis sur un organe vibrant, ladite séquence de contacts comprenant des contacts d'excitation aptes à mettre l'organe vibrant en vibration, procédé dans lequel au moins un signal audio de contact est produit pour chacun desdits contacts d'excitation, et plusieurs composantes fréquentielles, dites composantes modulées, d'au moins un signal audio de contact, dit signal tonal de contact, sont modulées chacune successivement autour de fréquences, dites fréquences de synthèse, propres chacune à un rang d'harmonique d'une hauteur de note de la séquence. L'invention s'étend à un dispositif de synthèse. Le protocole d'interface numérique d'instrument de musique, dit protocole MIDI, permet de représenter le jeu d'un instrumentiste sous forme d'une séquence d'événements dans le temps, décrits chacun selon un nombre prédéterminé de descripteurs (instant de déclenchement d'un son, hauteur de note, intensité...). Ce protocole est particulièrement adapté pour décrire le jeu d'un claviériste et a été très largement adopté à ce titre. On connaît des appareils, dits convertisseurs MIDI traditionnels, adaptés pour mettre en oeuvre une conversion audio vers MIDI, en vue de pouvoir commander un synthétiseur MIDI compatible, à partir d'instruments de musique dotés d'organes vibrants (par exemple des cordes de guitare) entrant en vibration libre suite à la réalisation de contacts d'excitation impartis sur l'organe vibrant. Ces appareils comprennent des moyens de raccordement avec au moins un micro monté sur l'instrument de musique, le micro fournissant pour chaque organe vibrant, un signal, dit signal de microphone, représentatif de la vibration de l'organe vibrant. The invention relates to a method for synthesizing an audio signal, called a synthesized audio signal, from a signal, called a signal of a note, representative of a pitch sequence according to which the vibrating member is vibrated, and of a sequencing signal representative of a sequence of contacts imparted on a vibrating member, said contact sequence comprising excitation contacts capable of vibrating the vibrating member, wherein at least one audio contact signal is produced for each of said excitation contacts, and a plurality of frequency components, called modulated components, of at least one audio contact signal, said tonal contact signal, are each modulated successively around frequencies, said synthesis frequencies, each own a harmonic rank of a note pitch of the sequence. The invention extends to a synthesis device. The digital musical instrument interface protocol, called the MIDI protocol, makes it possible to represent the game of an instrumentalist in the form of a sequence of events in time, each described according to a predetermined number of descriptors (instant of triggering of a sound, pitch, intensity ...). This protocol is particularly adapted to describe the play of a keyboardist and has been widely adopted as such. There are known devices, known as traditional MIDI converters, adapted to implement an audio conversion to MIDI, in order to be able to control a compatible MIDI synthesizer, from musical instruments with vibrating organs (eg guitar strings ) entering free vibration following the realization of excitation contacts imparted on the vibrating member. These devices comprise connecting means with at least one microphone mounted on the musical instrument, the microphone providing for each vibrating member, a signal, said microphone signal, representative of the vibration of the vibrating member.
Les convertisseurs MIDI traditionnels produisent des messages MIDI de commande d'un synthétiseur compatible MIDI à partir du signal de microphone. Pour ce faire, les convertisseurs MIDI traditionnels sont adaptés pour détecter à tout moment si le signal de microphone répond à des critères prédéfinis de détection d'un contact d'excitation imparti sur l'organe vibrant, déclenchant à ce titre un son synthétisé. En outre, les convertisseurs MIDI traditionnels sont adaptés pour détecter à tout moment pendant la vibration libre de l'organe vibrant, si le signal de microphone répond à des critères prédéfinis de détection d'un contact d'étouffement total imparti sur l'organe vibrant par l'instrumentiste, déclenchant à ce titre une interruption d'un son synthétisé en cours. Le cas échéant, une interruption du son synthétisé en cours est par ailleurs commandée suite à un nouveau contact d'excitation détecté succédant directement à un contact d'excitation détecté précédent, sans détection préalable d'un contact d'étouffement total. À titre d'exemple, on connaît des convertisseurs MIDI traditionnels mettant en oeuvre une détection de contacts d'excitation, dite détection d'attaque, dans laquelle une valeur détectée de variation globale de l'intensité de la vibration de l'organe vibrant est comparée à un seuil prédéterminé d'amplification de l'intensité vibratoire, dit seuil de détection d'attaque, au-delà duquel un nouveau son synthétisé est produit. Il existe un besoin d'optimiser la sensibilité de la détection des contacts d'excitation, sans que cela ne compromette la fidélité de la représentation du jeu de l'instrumentiste formée par les sons synthétisés. Une traduction fidèle du jeu de l'instrumentiste en sortie du synthétiseur compatible MIDI n'est obtenue que lorsque l'instrumentiste exécute des contacts d'excitation selon une technique d'attaque de note de l'instrument de musique adaptée compte tenu des critères de détection d'attaque du convertisseur MIDI traditionnel. L'exécution successive de pincements d'une corde de guitare permet, à titre d'exemple, de produire à l'aide d'un convertisseur MIDI traditionnel pour guitare et d'un synthétiseur compatible MIDI, une séquence de sons synthétisés représentatifs de la séquence de pincements réalisée. Toutefois, chaque pincement doit être exécuté proprement et distinctement sous peine de voir certains pincements dépourvus de conséquences audibles en sortie du synthétiseur compatible MIDI. Traditional MIDI converters produce MIDI messages that control a MIDI compatible synthesizer from the microphone signal. To do this, the traditional MIDI converters are adapted to detect at any time whether the microphone signal meets predefined criteria for detecting a given excitation contact on the vibrating member, thereby triggering a synthesized sound. In addition, traditional MIDI converters are adapted to detect at any time during the free vibration of the vibrating member, if the microphone signal meets predefined criteria for detecting a total choking contact on the vibrating member. by the instrumentalist, triggering as such an interruption of a synthesized sound in progress. If necessary, an interruption of the synthesized sound in progress is also controlled following a new detected excitation contact succeeding directly to a previous detected excitation contact, without prior detection of a total choking contact. For example, there are known traditional MIDI converters employing an excitation contact detection, called an attack detection, in which a detected value of overall variation of the vibration intensity of the vibrating member is compared to a predetermined threshold of amplification of the vibratory intensity, said threshold of detection of attack, beyond which a new synthesized sound is produced. There is a need to optimize the sensitivity of the detection of the excitation contacts, without this compromising the fidelity of the representation of the playing of the instrumentalist formed by the synthesized sounds. A faithful translation of the instrumentalist's performance at the output of the MIDI-compatible synthesizer is obtained only when the instrumentalist performs excitation contacts according to a note-attacking technique of the adapted musical instrument taking into account the criteria of attack detection of the traditional MIDI converter. The successive execution of pinches of a guitar string makes it possible, for example, to produce using a traditional MIDI converter for a guitar and a MIDI compatible synthesizer, a sequence of synthesized sounds representative of the sequence of pinches performed. However, each nip must be executed neatly and distinctly, otherwise there will be some nibbling with no audible consequences at the output of the MIDI compatible synthesizer.
Un réglage du seuil de détection d'attaque doit être opéré en vue d'améliorer la sensibilité de la détection d'attaque du convertisseur MIDI traditionnel pour tenir compte de contacts d'excitation impartis sur l'organe vibrant, entraînant une amplification globale de l'intensité vibratoire relativement faible. Un tel réglage entraîne toutefois une augmentation du risque de détection intempestive d'un contact d'excitation alors que l'instrumentiste n'a pas touché l'organe vibrant. En effet, un dépassement du seuil de détection d'attaque risque alors de se produire sous l'effet de composantes vibratoires non stationnaires en vibration libre (hors contact avec l'organe vibrant) : phénomènes de battements de la vibration de la corde, légère excitation de l'organe vibrant par vibration sympathique, légère excitation de l'organe vibrant par absorption d'une onde sonore se propageant dans l'air ou transmise à l'organe vibrant au niveau de points de fixation de l'organe vibrant sur l'instrument de musique... Le son synthétisé intempestif correspondant est d'autant plus malvenu qu'il interrompt de manière inopinée un son synthétisé précédent éventuellement en cours de production. En outre, la détection effective de contacts d'excitation exécutés selon d'autres techniques d'attaque que par pincement de la corde, en particulier des techniques d'ornementation (ornementations rythmiques, frottements impartis sur la corde...), est incertaine. En tout état de cause, les spécifications du protocole MIDI ne prévoient pas de traduire les nuances de jeu correspondant aux techniques d'ornementation précitées, les nuances correspondant aux différentes techniques d'attaque de la corde (frappe, pincement en butée dit apoyando, pincement en traction dit tirando, pincement au moyen d'un médiator...), les nuances correspondant aux différents endroits sur la corde où sont exécutées lesdites techniques d'ornementation et d'attaque... En particulier, l'exécution de techniques d'ornementation est susceptible d'entraîner la production de sons synthétisés souvent intempestifs du point de vue de l'instrumentiste, en tout cas très peu réalistes, c'est-à-dire aucunement représentatifs du son attendu par l'instrumentiste compte tenu de la manipulation réalisée sur la corde, donc tout à fait inopportuns. An attack detection threshold setting must be made to improve the sensitivity of the traditional MIDI converter's pick-up detection to account for excitation contacts on the vibrating member, resulting in an overall amplification of the drive. relatively low vibratory intensity. Such an adjustment, however, increases the risk of inadvertent detection of an excitation contact while the instrumentalist has not touched the vibrating member. Indeed, an overshoot of the attack detection threshold may then occur under the effect of non-stationary vibratory components in free vibration (out of contact with the vibrating member): phenomena of vibration of the string vibration, slight excitation of the vibrating organ by sympathetic vibration, slight excitation of the vibrating organ by absorption of a sound wave propagating in the air or transmitted to the vibrating organ at the attachment points of the vibrating member on the musical instrument ... The corresponding untimely synthesized sound is all the more unfortunate as it unexpectedly interrupts a synthesized sound that may be present during production. In addition, the effective detection of excitation contacts performed according to other attack techniques that by pinching the rope, in particular ornamentation techniques (rhythmic ornamentations, friction imparted on the rope ...), is uncertain . In any case, the specifications of the MIDI protocol do not provide for translating the game nuances corresponding to the aforementioned techniques of ornamentation, the nuances corresponding to the various techniques of attack of the string (striking, pinching in stop said apoyando, pinching in pulling said tirando, pinching by means of a pick ...), the shades corresponding to the different places on the rope where are performed said techniques of ornamentation and attack ... In particular, the execution of techniques of d ornamentation is likely to lead to the production of synthesized sounds that are often untimely from the instrumentalist's point of view, in any case very unrealistic, that is to say, not at all representative of the sound expected by the instrumentalist in view of the manipulation performed on the rope, so quite inappropriate.
En particulier, on connaît des convertisseurs MIDI traditionnels mettant en oeuvre une détection de la hauteur de vibration de l'organe vibrant à partir du signal de microphone en vue de produire une séquence de sons synthétisés traduisant le phrasé mélodique imparti sur l'organe vibrant par l'instrumentiste. Une telle détection est avantageusement mise en oeuvre pour des instruments dont la hauteur de note est déterminée par une manipulation directe de l'organe vibrant (une corde de guitare par exemple), sans l'aide d'un mécanisme interposé entre l'instrumentiste et l'organe vibrant. En effet, une synthèse représentative des changements de hauteur note et des modulations de chaque hauteur de note exécutés par l'instrumentiste est dès lors mise en oeuvre avec un encombrement minimal de l'instrument de musique. A titre d'exemple, dans le cas de la guitare, lesdits changements de hauteur de note peuvent être réalisés par des techniques de jeu de la main gauche et lesdites modulations des hauteurs de notes peuvent être réalisées par traction latérale de la corde dans le cas d'une guitare. Or, tout contact imparti sur l'organe vibrant introduisant des composantes vibratoires inharmoniques et/ou modifiant les amplitudes relatives de composantes vibratoires harmoniques de l'organe vibrant, est susceptible d'entraîner un changement intempestif de la hauteur de note détectée alors que l'instrumentiste n'a pas effectué de geste volontaire pour une telle modification. A titre d'exemple, un contact de l'organe vibrant en vibration libre au niveau d'un noeud de vibration d'un mode vibratoire basse fréquence, par exemple par impact d'un doigt à cet endroit, est susceptible d'entraîner un changement intempestif de la hauteur de note détectée pour le reste de la durée de la vibration de la corde hors contact détecté supplémentaire. En outre, les composantes de vibration transitoires introduites par tout contact, bref ou prolongé, imparti sur la corde sont susceptibles d'entraîner des changements intempestifs temporaires de la hauteur de note détectée. Un changement intempestif de la hauteur de note détectée est d'autant plus malvenu qu'ils se produit en cours de production d'un son synthétisé antérieurement déclenché alors que ce dernier n'est pas interrompu par le contact ayant entraîné le changement intempestif En effet, le changement intempestif entraîne alors un effet de changement intempestif de la hauteur de note dudit son synthétisé, ou un effet sonore, dit rupture intempestive de résonance, de variation passagère mais soudaine et disgracieuse du timbre dudit son synthétisé. Il en résulte, dans un cas comme dans l'autre, une diminution de la fidélité de la représentation du jeu de l'instrumentiste formée par les sons synthétisés. Compte tenu de ce qui précède, l'instrumentiste est contraint de dépouiller son jeu de tout contact d'excitation non adapté aux critères prédéfinis de détection d'attaque, en particulier des contacts susceptibles d'entraîner un changement intempestif de la hauteur de note détectée, en vue de pouvoir contrôler tout à fait la synthèse. Il en résulte une diminution du potentiel expressif de l'instrument de musique. Pour prendre la mesure du degré d'altération du discours musical, il suffit par exemple d'imaginer ce que deviendrait n'importe quel morceau de guitare après qu'il ait été dépouillé des effets précités : une succession de sons déclenchés d'intensités et de durées variables, mais qui présentent toutes le même timbre. Les synthétiseurs commandés au moyen de convertisseurs MIDI traditionnels héritent ainsi du caractère très mécanique et désincarné des claviers électroniques bon marché. Il existe donc un besoin de produire pour tout contact d'excitation imparti sur l'organe vibrant, des sons synthétisés représentant de façon fidèle et réaliste ledit contact d'excitation, sans limites quant à la technique de jeu employée. Outre la guitare donnée à titre d'exemple, ce problème se ressent plus généralement pour les instruments de musiques dépourvus de mécanismes interposés entre l'organe vibrant et l'instrumentiste de sorte qu'une très grande liberté d'exécution est accordée à l'instrumentiste en vue d'exciter l'organe vibrant. Les possibilités de jeu ne sont alors plus dénombrables, l'instrumentiste pouvant librement choisir les manipulations à effectuer, les objets avec lesquels réaliser ces manipulations le cas échéant.... L'invention vise à pallier ces inconvénients. In particular, there are known traditional MIDI converters using a detection of the vibration height of the vibrating member from the microphone signal to produce a sequence of synthesized sounds translating the melodic phrasing imparted on the vibrating member by the instrumentalist. Such detection is advantageously implemented for instruments whose pitch is determined by direct manipulation of the vibrating organ (a guitar string for example), without the aid of a mechanism interposed between the instrumentalist and the vibrating organ. Indeed, a representative synthesis of note pitch changes and modulations of each note pitch performed by the instrumentalist is then implemented with a minimal bulk of the musical instrument. By way of example, in the case of the guitar, said changes in note pitch can be made by left-handed playing techniques and said modulations of the pitch of notes can be made by lateral traction of the string in the case of a guitar. However, any contact on the vibrating member introducing inharmonic vibratory components and / or modifying the relative amplitudes of harmonic vibratory components of the vibrating member, is likely to cause an inadvertent change in the note height detected while the The instrumentalist did not make a voluntary gesture for such a modification. By way of example, contact of the vibrating member in free vibration at a vibration node of a low frequency vibratory mode, for example by impact of a finger at this point, is likely to cause a inadvertent change in detected note pitch for the rest of the vibration duration of the additional detected non-contact cord. In addition, the transient vibration components introduced by any short or prolonged contact on the string may cause temporary untimely changes in the detected note pitch. An inadvertent change in the pitch of the detected note is all the more unfortunate that occurs during the production of a synthesized sound previously triggered while the latter is not interrupted by the contact that caused the inadvertent change Indeed , the inadvertent change then causes an effect of inadvertent change of the pitch of said synthesized sound, or a sound effect, said untimely break of resonance, transient but sudden and unsightly variation of the timbre of said synthesized sound. As a result, in one case as in the other, a diminution of the fidelity of the representation of the play of the instrumentalist formed by the synthesized sounds. In view of the foregoing, the instrumentalist is forced to strip his game of any excitation contact that is not adapted to the predefined attack detection criteria, in particular contacts likely to cause an inadvertent change in the detected note pitch. , in order to be able to control completely the synthesis. This results in a decrease in the expressive potential of the musical instrument. To take the measure of the degree of alteration of the musical discourse, it suffices for example to imagine what would become any piece of guitar after it was stripped of the aforementioned effects: a succession of sounds triggered intensities and variable durations, but all of which have the same timbre. Synthesizers controlled by traditional MIDI converters inherit the very mechanical and disembodied character of cheap electronic keyboards. There is therefore a need to produce for any excitation contact on the vibrating organ, synthesized sounds faithfully and realistically representing said excitation contact, unlimited in the game technique employed. In addition to the guitar given by way of example, this problem is felt more generally for musical instruments without mechanisms interposed between the vibrating organ and the instrumentalist so that a great deal of freedom of execution is granted to the composer. instrumentalist to excite the vibrating organ. The possibilities of play are then no longer countable, the player can freely choose the manipulations to be performed, the objects with which to perform these manipulations if necessary .... The invention aims to overcome these disadvantages.
En particulier, l'invention vise à permettre l'exécution de toute technique instrumentale traditionnelle de l'instrument de musique sans qu'il n'en résulte d'effets de rupture intempestive de résonance ou d'effet de changement intempestif de la hauteur de note des sons synthétisés. En particulier, l'invention vise à éviter tout rallongement d'un délai de détection de la hauteur de note en cours. En outre, l'invention vise à permettre de tenir compte d'un plus grand nombre de contacts d'excitation impartis sur l'organe vibrant sans compromettre la fidélité de la représentation du jeu de l'instrumentiste formée par les sons synthétisés. En outre, l'invention vise à effectuer cette traduction de manière plus représentative, pour chacun desdits contacts d'excitation impartis en tenant compte des nuances avec lesquelles des techniques d'attaque et des techniques d'ornementation peuvent être exécutées sur l'organe vibrant. In particular, the invention aims to enable the performance of any traditional instrumental technique of the musical instrument without the result of effects of inadvertent resonance failure or inadvertent change effect of the height of notes synthesized sounds. In particular, the invention aims to avoid any extension of a detection time of the current pitch. In addition, the invention aims to allow to take into account a greater number of excitation contacts imparted on the vibrating member without compromising the fidelity of the representation of the game of the instrumentalist formed by the synthesized sounds. In addition, the aim of the invention is to carry out this translation in a more representative manner, for each of said excitation contacts imparted taking into account the nuances with which etching techniques and ornamentation techniques can be performed on the vibrating member. .
L'invention vise en outre à procurer une telle solution pouvant être mise en oeuvre à un prix de revient économique, notamment pouvant être mise en oeuvre sur un dispositif électronique et/ou informatique constitué de composants bon marché, en particulier des composants informatiques et/ou électroniques génériques du commerce. The invention also aims to provide such a solution that can be implemented at an economical cost price, in particular that it can be implemented on an electronic and / or computer device made up of inexpensive components, in particular computer components and / or generic electronic commerce.
L'invention vise aussi à proposer un dispositif et un procédé de synthèse d'un signal audio à partir d'une séquence de contacts d'excitation impartis sur un organe vibrant et aptes à mettre l'organe vibrant en vibration, qui soient compatibles avec une mise en oeuvre en temps réel, sans délai rédhibitoire entre un contact imparti sur l'organe vibrant et son effet dans le signal audio de synthèse. L'invention vise aussi à atteindre ces buts d'une façon techniquement simple à développer, notamment pour plusieurs catégories d'instruments de musique sans surcoûts significatifs pour son adaptation entre différentes catégories d'instruments, par exemple la guitare, la guitare basse, le banjo, la mandoline le violon, le violoncelle, la contrebasse, l'alto etc. The invention also aims to propose a device and a method for synthesizing an audio signal from a sequence of excitation contacts imparted on a vibrating member and capable of vibrating the vibrating member, which are compatible with a real-time implementation, without unacceptable delay between a contact on the vibrating body and its effect in the audio synthesis signal. The invention also aims to achieve these goals in a technically simple way to develop, especially for several categories of musical instruments without significant additional costs for its adaptation between different categories of instruments, for example the guitar, the bass guitar, the guitar. banjo, mandolin, violin, cello, double bass, viola etc.
Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de synthèse d'un signal audio, dit signal audio synthétisé, à partir d'un signal, dit signal de note, représentatif d'une séquence de hauteurs de notes selon lequel l'organe vibrant est mis en vibration, et d'un signal de séquencement représentatif d'une séquence de contacts impartis sur un organe vibrant, ladite séquence de contacts comprenant des contacts d'excitation aptes à mettre l'organe vibrant en vibration, procédé dans lequel : - au moins un signal audio de contact est produit pour chacun desdits contacts d'excitation, - plusieurs composantes fréquentielles, dites composantes modulées, d'au moins un signal audio de contact, dit signal tonal de contact, sont modulées chacune successivement autour de fréquences, dites fréquences de synthèse, propres chacune à un rang d'harmonique d'une hauteur de note de la séquence, caractérisé en ce que : - pour au moins un contact d'excitation, dit contact d'excitation et de changement de note, entraînant une variation du signal de note vers une nouvelle hauteur de note dans la séquence, au moins une composante modulée, dite composante canalisée, d'un signal tonal de contact, dit signal tonal harmonisé, résultant d'un contact d'excitation antérieur audit contact d'excitation et de changement de note, est modulée autour d'une fréquence harmonique, dite nouvelle fréquence de synthèse, de la nouvelle hauteur de note, correspondant à un rang d'harmonique différent du rang d'harmonique d'une précédente fréquence de synthèse de la composante canalisée, - le signal audio synthétisé après ledit contact d'excitation et de changement de note est produit par mixage de chaque signal tonal harmonisé et du signal audio de contact dudit contact d'excitation et de changement de note. L'invention permet dès lors de produire en réponse audit contact d'excitation et de changement de note, un nouveau signal tonal de contact apportant au signal audio synthétisé des contributions fréquentielles réparties selon les fréquences harmoniques de la nouvelle hauteur de note détectée, sans nécessiter d'interrompre tout signal tonal de contact résultant d'un contact d'excitation antérieur au contact d'excitation et de changement de note. En effet, les composantes modulées d'un signal tonal harmonisé selon l'invention sont, suite au changement de hauteur de note, réparties en fréquence conformément à la nouvelle hauteur de note de sorte qu'elles se combinent harmonieusement avec tout signal tonal résultant du contact d'excitation de changement de note. Cette répartition peut être procurée grâce à l'invention en modulant de façon modérée chaque composante canalisée suite audit changement de hauteur de note. Dès lors, l'invention permet de prévenir toute rupture intempestive de résonance ou effet de changement intempestif de la hauteur de note du signal tonal harmonisé consécutif à un changement intempestif de hauteur de note par effet du contact d'excitation et de changement de note sur l'organe vibrant. Compte tenu de ce qui précède, l'invention permet de tenir compte d'un plus grand nombre de contacts d'excitation impartis sur l'organe vibrant, sans compromettre la fidélité de la représentation du jeu de l'instrumentiste formée par les sons synthétisés. Dans tout le texte, l'expression « fréquence harmonique » est, sauf mention contraire, utilisée selon son acception la plus large, faisant référence à des fréquences qui ne sont pas nécessairement d'exactes multiples entiers d'une fréquence fondamentale correspondante, compte tenu de phénomènes d'inharmonicité éventuels. Par ailleurs, la fréquence fondamentale forme selon cette terminologie, une fréquence d'harmonique de rang 1. Avantageusement et selon l'invention, le signal de note est produit à partir d'un signal, dit signal source de détection de hauteur de note, représentatif de la vibration de l'organe vibrant. Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention, le signal de note est produit par détection de hauteur de note au fur et à mesure de la réception du signal source de détection de hauteur de note, en particulier par exécution itérative d'une étape de détection de hauteur du signal source de détection de hauteur de note. To do this, the invention relates to a method of synthesizing an audio signal, said synthesized audio signal, from a signal, said note signal, representative of a pitch sequence of notes according to which the vibrating member is vibrated, and a sequencing signal representative of a sequence of contacts imparted on a vibrating member, said contact sequence comprising excitation contacts able to vibrate the vibrating member, in which process: at least one audio contact signal is produced for each of said excitation contacts, - several frequency components, called modulated components, of at least one contact audio signal, called tonal contact signal, are each modulated successively around frequencies, said synthesis frequencies, each of which is at a harmonic rank of a note pitch of the sequence, characterized in that: - for at least one excitation contact, said excitation contact and of change of note, resulting in a variation of the note signal to a new note pitch in the sequence, at least one modulated component, called channelized component, of a tonal contact signal, called harmonized tonal signal, resulting from a contact of excitation prior to said excitation contact and change of note, is modulated around a harmonic frequency, called new frequency of synthesis, of the new pitch of note, corresponding to a harmonic rank different from the harmonic rank of a previous frequency of synthesis of the channelized component, the synthesized audio signal after said excitation contact and note change is produced by mixing each harmonized tonal signal and the audio contact signal of said excitation contact and change of note. The invention therefore makes it possible to produce, in response to said excitation and change of note contact, a new contact tone signal supplying the synthesized audio signal with frequency contributions distributed according to the harmonic frequencies of the new note height detected, without requiring to interrupt any tonal contact signal resulting from an excitation contact prior to the excitation contact and change of note. Indeed, the modulated components of a harmonized tonal signal according to the invention are, following the change of note pitch, frequency-divided according to the new note pitch so that they harmoniously combine with any tonal signal resulting from the touch contact excitement. This distribution can be provided by means of the invention moderately modulating each channelized component following said change in pitch. Therefore, the invention makes it possible to prevent any unwanted resonance or inadvertent change in the pitch of the harmonized tonal signal resulting from an inadvertent change in pitch by the effect of the excitation contact and the change of note on the note. the vibrating organ. In view of the foregoing, the invention makes it possible to take account of a greater number of excitation contacts imparted on the vibrating member, without compromising the fidelity of the representation of the playing of the instrumentalist formed by the synthesized sounds. . Throughout the text, the term "harmonic frequency" is, unless otherwise stated, used in its broadest sense, referring to frequencies that are not necessarily exact integer multiples of a corresponding fundamental frequency, taking into account possible phenomena of inharmonicity. Moreover, the fundamental frequency forms according to this terminology, a harmonic frequency of rank 1. Advantageously and according to the invention, the note signal is produced from a signal, said signal source of detection of note pitch, representative of the vibration of the vibrating organ. More particularly, advantageously and according to the invention, the note signal is produced by note height detection as the reception of the pitch detection source signal is received, in particular by iterative execution of a step of height detection of the pitch detection source signal.
Dans tout le texte, le terme « signal » est utilisé selon son acceptation fonctionnelle sans limite quant au mode de représentation du signal employé. En particulier, une (ou plusieurs) voie(s) analogique(s) et/ou numérique(s) de transmission peuvent être utilisée(s) pour chaque signal selon l'invention. A titre d'exemple, un signal audiofréquence peut être transmis par l'entremise de plusieurs canaux de transmissions analogiques chacun dédié pour la transmission d'une sous bande audiofréquence du signal. Par ailleurs, chaque signal peut être issu d'une ou plusieurs sources. A titre d'exemple, signal source de détection d'excitation peut être issu de plusieurs circuits microphoniques captant la vibration de l'organe vibrant. Avantageusement et selon l'invention, la nouvelle fréquence de synthèse est choisie de sorte qu'elle se trouve, parmi les fréquences harmoniques de la nouvelle hauteur de note, directement voisine de ladite précédente fréquence de synthèse. En particulier, avantageusement et selon l'invention, la nouvelle fréquence de synthèse est choisie de façon à être, parmi les fréquences harmoniques de la nouvelle hauteur de note, la plus proche fréquence harmonique de la nouvelle hauteur de note par rapport à ladite précédente fréquence de synthèse, de préférence selon une échelle logarithmique de la fréquence. Avantageusement et selon l'invention, plusieurs composantes modulées du signal tonal harmonisé, dites composantes de bas rangs, dont les fréquences de synthèse, dites fréquences de synthèses précédentes, en vigueur pour une hauteur de note précédant la nouvelle hauteur de note dans la séquence, sont inférieures à la fréquence de synthèse, en vigueur pour ladite précédente hauteur de note, d'une autre composante modulée du signal tonal harmonisé, dite composante de haut rang, sont modulées chacune vers une fréquence harmonique de ladite nouvelle hauteur de note, choisie de façon à se trouver, parmi les fréquences harmoniques de la nouvelle hauteur de note, directement voisine de la fréquence de synthèse précédente de la composante de bas rang. Avantageusement et selon l'invention, au moins une composante de haut rang est modulée vers une fréquence harmonique de la nouvelle hauteur de note choisie de façon à maintenir constant l'écart entre les rangs d'harmoniques des fréquences de synthèse de la composante de haut rang et d'une composante de bas rang associée. Throughout the text, the term "signal" is used according to its functional acceptance without limit as to the mode of representation of the signal employed. In particular, one (or more) analog channel (s) and / or digital transmission channel (s) may be used for each signal according to the invention. For example, an audio frequency signal can be transmitted through several channels of analog transmissions each dedicated to the transmission of a sub-band audiofrequency signal. Moreover, each signal can come from one or more sources. For example, excitation detection source signal may be derived from several microphonic circuits sensing the vibration of the vibrating member. Advantageously and according to the invention, the new synthesis frequency is chosen so that it is, among the harmonic frequencies of the new pitch, directly adjacent to said previous synthesis frequency. In particular, advantageously and according to the invention, the new synthesis frequency is chosen so as to be, among the harmonic frequencies of the new pitch, the closest harmonic frequency of the new pitch relative to said previous frequency synthesis, preferably on a logarithmic scale of the frequency. Advantageously and according to the invention, several modulated components of the harmonized tonal signal, called low-rank components, whose synthesis frequencies, called preceding synthesis frequencies, in force for a note pitch preceding the new note pitch in the sequence, are less than the synthesis frequency, in force for said previous note pitch, of another modulated component of the harmonized tonal signal, called the high-rank component, are each modulated towards a harmonic frequency of said new note pitch, selected from so that one of the harmonic frequencies of the new pitch is directly adjacent to the previous synthesis frequency of the low rank component. Advantageously and according to the invention, at least one high-rank component is modulated towards a harmonic frequency of the new note pitch chosen so as to maintain constant the difference between the harmonic ranks of the synthesis frequencies of the high component. rank and an associated low rank component.
Avantageusement et selon l'invention, un signal, dit signal de variation de note, représentatif d'un taux de variation de hauteur de note est produit à partir du signal de note, et la nouvelle fréquence de synthèse est choisie parmi les fréquences harmoniques de la nouvelle hauteur de note selon le signal de variation de note. Avantageusement et selon l'invention, plusieurs composantes modulées du signal tonal harmonisé sont modulées chacune : - selon des données, dites données de rang de synthèse, représentatives d'un précédent rang d'harmonique, dit rang de synthèse, auquel correspond une précédente fréquence de synthèse de la composante modulée, - et selon des données préenregistrées comprenant, pour une pluralité d'intervalles prédéfinis de taux de variation de hauteur de note, des données représentatives de valeurs de mise à jour de rangs de synthèse. Avantageusement et selon l'invention, le signal de séquencement est produit à partir d'un signal, dit signal source de détection d'excitation, représentatif de la vibration de l'organe vibrant. Avantageusement et selon l'invention, le signal de séquencement est également représentatif d'une intensité d'excitation de chaque contact d'excitation. Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention, le signal de séquencement est produit à partir d'un signal, dit signal source de détection d'excitation, représentatif de la vibration de l'organe vibrant, de sorte que le signal de séquencement est représentatif, pour différentes bandes de fréquences, dites bandes d'excitation, du signal source de détection d'excitation, d'au moins une valeur d'intensité d'excitation de chaque contact d'excitation dans chacune desdites bandes d'excitation. Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention, le signal de séquencement est en outre représentatif d'au moins une valeur de phase d'excitation de chaque contact d'excitation dans chaque bande d'excitation. Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention, le signal de séquencement est produit par détection d'excitation au fur et à mesure de la réception du signal source de détection d'excitation, en particulier par exécution itérative d'une étape de détection d'excitation du signal source de détection d'excitation. En particulier, le signal source de détection d'excitation peut être formé du signal source de détection de hauteur de note. Avantageusement et selon l'invention, le signal de note est produit à partir d'un signal représentatif de la vibration de l'organe vibrant selon un 5 octave de détection de hauteur de note. Avantageusement et selon l'invention, le signal source de détection de hauteur de note est représentatif de la vibration d'un organe vibrant dépourvu d'organe amortisseur rapporté. Avantageusement et selon l'invention, le signal source de 10 détection de hauteur de note est représentatif d'une corde montée sous tension. L'invention s'étend à un dispositif de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention. L'invention concerne donc un dispositif de synthèse comprenant au moins une unité de traitement adapté pour synthétiser un signal 15 audio, dit signal audio synthétisé, à partir d'un signal, dit signal de note, représentatif d'une séquence de hauteurs de notes selon lequel l'organe vibrant est mis en vibration, et d'un signal de séquencement représentatif d'une séquence de contacts impartis sur un organe vibrant, ladite séquence de contacts comprenant des contacts d'excitation aptes à mettre l'organe vibrant en vibration, 20 caractérisé en ce que l'unité de traitement est adaptée pour : - produire au moins un signal audio de contact, pour chacun desdits contacts d'excitation, - moduler plusieurs composantes fréquentielles, dites composantes modulées, d'au moins un signal audio de contact, dit signal tonal de 25 contact, chacune successivement autour de fréquences, dites fréquences de synthèse, propres chacune à un rang d'harmonique d'une hauteur de note de la séquence, caractérisé en ce que : - pour au moins un contact d'excitation, dit contact 30 d'excitation et de changement de note, entraînant une variation du signal de note vers une nouvelle hauteur de note dans la séquence, l'unité de traitement est adapté pour pouvoir moduler au moins une composante modulée, dite composante canalisée, d'un signal tonal de contact, dit signal tonal harmonisé, résultant d'un contact d'excitation antérieur audit contact d'excitation et de changement de note, autour d'une fréquence harmonique, dite nouvelle fréquence de synthèse, de la nouvelle hauteur de note, correspondant à un rang d'harmonique différent du rang d'harmonique d'une précédente fréquence de synthèse de la composante canalisée, - l'unité de traitement est adapté pour produire, après tout contact d'excitation et de changement de note, le signal audio synthétisé par mixage de chaque signal tonal harmonisé correspondant et du signal audio de contact dudit contact d'excitation et de changement de note. Avantageusement et selon l'invention, l'unité de traitement est apte à mettre en oeuvre un procédé de synthèse conforme à l'invention. L'invention s'étend à un support d'enregistrement - notamment du type amovible (CD-ROM, DVD, Clé USB, disque dur électronique externe)- adapté pour pouvoir être lu dans un lecteur d'un dispositif informatique, et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur adapté pour pouvoir être chargé en mémoire vive du dispositif informatique lorsque le support d'enregistrement est chargé dans ledit lecteur, caractérisé en ce que le programme d'ordinateur comprend des portions de code de programme pour l'exécution des étapes d'un procédé de synthèse d'un signal audio selon l'invention lorsque le programme d'ordinateur est chargé en mémoire vive du dispositif informatique. L'invention s'étend à un programme d'ordinateur comprenant des portions de code de programme pour l'exécution des étapes d'un procédé de synthèse d'un signal audio selon l'invention lorsque ledit programme est exécuté sur un dispositif informatique. L'invention concerne également un procédé, un dispositif, un support d'enregistrement et un programme d'ordinateur caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres, buts caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures 10 15 20 25 30 annexées représentant des modes de réalisation donnés à titre d'exemple non limitatifs, et dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de dispositif selon un mode préféré de réalisation de l'invention, agencé en 5 configuration de fonctionnement avec un amplificateur audio et une guitare dotée d'un micro hexaphonique, - la figure 2 est une représentation schématique détaillée de composants électroniques et informatiques embarqués équipant le dispositif de la figure 1, - la figure 3 est un diagramme schématique fonctionnel d'un circuit de détection équipant un périphérique synthétiseur du dispositif de la figure 1, - la figure 4 est un diagramme schématique fonctionnel d'un circuit de synthèse équipant ledit périphérique synthétiseur, - la figure 5 est une représentation schématique dans le plan complexe de valeurs d'échantillons fréquentiels de mesure et de valeurs d'échantillons fréquentiels prédits correspondants, illustrant un principe de détection d'atténuation mis en oeuvre par le circuit de détection de la figure 3, lesdites valeurs étant données à titre d'exemple illustratif et non limitatif, - la figure 6 est une représentation schématique de valeurs d'échantillons numériques fréquentiels d'atténuation et de valeurs d'amplitude d'échantillons fréquentiels numériques d'excitation, produits pour différents bandes de fréquences d'une représentation en fréquence, lesdites valeurs étant données à titre d'exemple illustratif et non limitatif, - la figure 7 est un schéma représentant la forme d'onde d'un signal numérique de mesure, et la forme d'onde d'un signal de prédiction correspondant produit par le circuit de détection de la figure 3 à partir du signal numérique de mesure, lesdites formes d'onde étant données à titre d'exemple illustratif et non limitatif, - la figure 8 représente les formes d'ondes d'une première partie et du début d'une deuxième partie d'un signal numérique filtré à partir duquel sont produites des données de timbre enregistrées dans une mémoire du circuit de synthèse de la figure 4, lesdites formes d'onde étant données à titre d'exemple illustratif et non limitatif, - la figure 9 représente un schéma algorithmique selon lequel s'exécutent des modules générateurs du circuit de synthèse de la figure 4, - la figure 10 représente un schéma algorithmique d'une étape de modifications en fréquence exécutée itérativement par chaque module générateur, - la figure 11 représente des valeurs précédentes de fréquences 10 de transposition de contributions fréquentielle d'un son modifié en fonction d'un taux courant de variation d'une valeur fondamentale détectée, - la figure 12 est un graphique représentant les trajectoires en fréquence de plusieurs contributions fréquentielles basses fréquences d'un son modifié produit par un module générateur du circuit de synthèse au fur et à mesure 15 d'itérations successives, lesdites trajectoires étant données pour un premier exemple illustratif et non limitatif, - la figure 13 est un graphique représentant les trajectoires en fréquence des contributions fréquentielles basses fréquences d'un son modifié, données pour un deuxième exemple illustratif et non limitatif, 20 - la figure 14 est un schéma représentant des modifications en fréquence du signal numérique filtré de la figure 8, réalisées par un module générateur, lesdites modifications étant données à titre d'exemple illustratif et non limitatif, - la figure 15 est un schéma représentant la forme d'onde du 25 signal numérique de mesure de la figure 7, et la forme d'onde d'un signal de synthèse tonale résultant produit par le circuit de synthèse de la figure 4, lesdites formes d'ondes étant données à titre d'exemple illustratif et non limitatif, - la figure 16 est un schéma représentant la forme d'onde d'un signal de perturbation produit à partir du signal numérique de mesure et du signal de 30 prédiction de la figure 7, ainsi que la forme d'onde d'un signal de synthèse inharmonique produit à partir du signal de perturbation et de la première partie du signal filtré de la figure 8, lesdites formes d'ondes étant données à titre d'exemple illustratif et non limitatif. La figure 1 représente un dispositif 3 selon un mode préféré de réalisation de l'invention raccordé à un micro hexaphonique équipant une guitare 1 au moyen d'un câble 4 de transmission adéquat, ledit micro hexaphonique étant adapté pour transmettre un signal microphonique pour chaque corde 2 de la guitare 1 par l'intermédiaire du câble 4 de transmission, ledit signal microphonique étant représentatif de la vibration de la corde. En particulier, le micro hexaphonique peut être de type comprenant un capteur piézoélectrique, électromagnétique ou optique pour chaque corde, par exemple un micro hexaphonique commercialisé par RMC Pickup Co. (USA), Graph Tech Guitar Labs (Canada), Roland corp. (Japon)... Le dispositif 3 de la figure 1 comprend un boîtier 5 rigide dans lequel est ménagée une prise 6 équipée d'un circuit 200 de réception des signaux analogiques de mesure. Le boîtier 5 renferme une unité 148 centrale informatique, équipée d'au moins un processeur 150 s'exécutant selon un programme informatique embarqué chargé dans une mémoire 151 vive associée au processeur 150. En particulier, le programme informatique embarqué peut être enregistré dans une mémoire 152 de masse et chargé en mémoire vive suite à une mise sous tension du dispositif 3. Advantageously and according to the invention, a signal, said signal of variation of note, representative of a rate of variation of note pitch is produced from the note signal, and the new synthesis frequency is chosen from the harmonic frequencies of the new note pitch according to the note variation signal. Advantageously and according to the invention, several modulated components of the harmonized tonal signal are modulated each: according to data, called synthetic rank data, representative of a previous harmonic rank, called synthesis rank, to which corresponds a previous frequency method of synthesizing the modulated component, and according to prerecorded data comprising, for a plurality of predefined intervals of note pitch rate, data representative of synthetic rank update values. Advantageously and according to the invention, the sequencing signal is produced from a signal, said excitation detection source signal, representative of the vibration of the vibrating member. Advantageously and according to the invention, the sequencing signal is also representative of an excitation intensity of each excitation contact. More particularly, advantageously and according to the invention, the sequencing signal is produced from a signal, said excitation detection source signal, representative of the vibration of the vibrating member, so that the sequencing signal is representative, for different frequency bands, said excitation bands, of the excitation detection source signal, of at least one excitation intensity value of each excitation contact in each of said excitation bands. More particularly, advantageously and according to the invention, the sequencing signal is furthermore representative of at least one excitation phase value of each excitation contact in each excitation band. More particularly, advantageously and according to the invention, the sequencing signal is produced by excitation detection as the excitation detection source signal is received, in particular by iteratively executing a detection step of the excitation signal. excitation of the excitation detection source signal. In particular, the excitation detection source signal may be formed of the pitch detection source signal. Advantageously and according to the invention, the note signal is produced from a signal representative of the vibration of the vibrating member according to an octave of note pitch detection. Advantageously and according to the invention, the pitch detection source signal is representative of the vibration of a vibrating member devoid of damping member reported. Advantageously and according to the invention, the note height detection source signal is representative of a string mounted under tension. The invention extends to a device for implementing a method according to the invention. The invention therefore relates to a synthesis device comprising at least one processing unit adapted to synthesize an audio signal, called a synthesized audio signal, from a signal, called a note signal, representative of a sequence of pitch levels. wherein the vibrating member is vibrated, and a sequencing signal representative of a sequence of contacts imparted on a vibrating member, said contact sequence comprising excitation contacts adapted to vibrate the vibrating member , Characterized in that the processing unit is adapted to: - produce at least one audio contact signal, for each of said excitation contacts, - modulate several frequency components, called modulated components, of at least one audio signal contact, said tonal signal contact 25, each successively around frequencies, said frequencies of synthesis, each own a harmonic rank of a note's height of the s quence, characterized in that: - for at least one excitation contact, said contact 30 excitation and change of note, resulting in a variation of the note signal to a new pitch of note in the sequence, the unit of processing is adapted to be able to modulate at least one modulated component, called channelized component, of a tonal contact signal, called harmonized tonal signal, resulting from an excitation contact prior to said excitation contact and change of note, around a harmonic frequency, called the new synthesis frequency, of the new pitch of note, corresponding to a harmonic rank different from the harmonic rank of a previous frequency of synthesis of the channelized component, - the processing unit is adapted to produce, after any excitation and note-switching contact, the synthesized audio signal by mixing each corresponding harmonized tonal signal and the audio contact signal of said contact of e xcitation and change of note. Advantageously and according to the invention, the processing unit is able to implement a synthesis method according to the invention. The invention extends to a recording medium - in particular of the removable type (CD-ROM, DVD, USB stick, external electronic hard disk) - adapted to be read in a reader of a computing device, and on which is recorded a computer program adapted to be loaded into the RAM of the computing device when the recording medium is loaded in said reader, characterized in that the computer program comprises portions of program code for execution steps of a method of synthesizing an audio signal according to the invention when the computer program is loaded into the RAM of the computing device. The invention extends to a computer program comprising portions of program code for performing the steps of a method of synthesizing an audio signal according to the invention when said program is executed on a computing device. The invention also relates to a method, a device, a recording medium and a computer program characterized in combination by all or some of the features mentioned above or below. Other characteristic purposes and advantages of the invention appear on reading the following description which refers to the appended figures representing embodiments given by way of non-limiting example, and in which: FIG. 1 is a schematic representation of an exemplary device according to a preferred embodiment of the invention, arranged in operating configuration with an audio amplifier and a guitar having a hexaphonic microphone; FIG. detailed schematic representation of embedded electronic and computer components equipping the device of FIG. 1, - FIG. 3 is a schematic functional diagram of a detection circuit fitted to a synthesizer device of the device of FIG. 1, - FIG. 4 is a diagram. schematic functional diagram of a synthesis circuit equipping said synthesizer device, - Figure 5 is a representation schematic representation in the complex plane of values of frequency sample samples and corresponding predicted frequency sample values, illustrating an attenuation detection principle implemented by the detection circuit of FIG. 3, said values being given in FIG. As an illustrative and nonlimiting example, FIG. 6 is a diagrammatic representation of digital frequency sample values of attenuation and amplitude values of digital excitation frequency samples, produced for different frequency bands. a frequency representation, said values being given by way of illustrative and nonlimiting example; FIG. 7 is a diagram representing the waveform of a digital measurement signal, and the waveform of a signal corresponding prediction produced by the detection circuit of FIG. 3 from the digital measurement signal, said waveforms being As an illustrative and non-limiting example, FIG. 8 shows the waveforms of a first portion and the beginning of a second portion of a filtered digital signal from which recorded tone data is produced. in a memory of the synthesis circuit of FIG. 4, said waveforms being given by way of illustrative and nonlimiting example, FIG. 9 represents an algorithmic diagram according to which generator modules of the synthesis circuit of FIG. 10 represents an algorithmic diagram of a frequency modification step performed iteratively by each generator module; FIG. 11 represents previous values of frequencies of frequency contribution transposition of a modified sound according to FIG. of a current rate of variation of a fundamental value detected, - Figure 12 is a graph representing the trajectories in frequency e of several low-frequency frequency contributions of a modified sound produced by a generator module of the synthesis circuit as successive iterations are made, said trajectories being given for a first illustrative and nonlimiting example, FIG. a graph representing the frequency trajectories of the low frequency frequency contributions of a modified sound, given for a second illustrative and nonlimiting example; FIG. 14 is a diagram showing frequency changes of the filtered digital signal of FIG. 8, generated by a generator module, said modifications being given by way of illustrative and nonlimiting example; FIG. 15 is a diagram representing the waveform of the digital measurement signal of FIG. 7, and the waveform of a resulting tonal synthesis signal produced by the synthesis circuit of FIG. 4, said waveforms and As an illustrative and nonlimiting example, FIG. 16 is a diagram showing the waveform of a disturbance signal produced from the digital measurement signal and the prediction signal of FIG. 7. as well as the waveform of an inharmonic synthesis signal produced from the perturbation signal and the first part of the filtered signal of FIG. 8, said waveforms being given by way of illustrative and nonlimiting example . FIG. 1 represents a device 3 according to a preferred embodiment of the invention connected to a hexaphonic microphone equipping a guitar 1 by means of a suitable transmission cable 4, said micro-hexaphonic being adapted to transmit a microphone signal for each string 2 of the guitar 1 via the transmission cable 4, said microphone signal being representative of the vibration of the string. In particular, the hexaphonic microphone may be of the type comprising a piezoelectric, electromagnetic or optical sensor for each string, for example a hexaphonic microphone marketed by RMC Pickup Co. (USA), Graph Tech Guitar Labs (Canada), Roland corp. (Japan) ... The device 3 of Figure 1 comprises a rigid housing 5 in which is provided a socket 6 equipped with a circuit 200 for receiving the analog measurement signals. The housing 5 encloses a computer central unit 148, equipped with at least one processor 150 running according to an on-board computer program loaded into a live memory 151 associated with the processor 150. In particular, the on-board computer program can be stored in a memory 152 mass and loaded into RAM after powering the device 3.
Le boîtier 5 renferme en outre, pour chaque corde 2 de la guitare, un périphérique 136 synthétiseur équipé d'un circuit 137 de détection. Chaque périphérique 136 synthétiseur de l'exemple est en outre équipé d'un circuit 138 convertisseur analogique/numérique électriquement relié au circuit 137 de détection et à un port de sortie du circuit 200 de réception délivrant le signal microphonique correspondant. De façon traditionnelle, le circuit 138 convertisseur analogique/numérique est adapté pour recevoir le signal microphonique de la corde 2, échantillonner et quantifier ledit signal microphonique, et transmettre un signal 7 numérique de mesure résultant au circuit 137 de détection. A noter que seuls trois périphériques synthétiseurs sont représentés dans la figure 2 par souci de clarté. The housing 5 also contains, for each chord 2 of the guitar, a synthesizer device 136 equipped with a detection circuit 137. Each synthesizer device 136 of the example is furthermore equipped with an analog / digital converter circuit 138 electrically connected to the detection circuit 137 and to an output port of the reception circuit 200 delivering the corresponding microphone signal. Conventionally, the analog / digital converter circuit 138 is adapted to receive the microphone signal of the chord 2, to sample and quantize said microphone signal, and to transmit a resulting digital measurement signal to the detection circuit 137. Note that only three synthesizer devices are shown in Figure 2 for the sake of clarity.
Le dispositif 3 de l'exemple comprend en outre une prise 63 de branchement d'un support 64 de mémoire amovible, ménagée dans le boîtier 5 rigide, et des moyens 65 de saisie -pédale(s), molette(s), bouton(s), écran(s) ladite prise et lesdits moyens de saisie étant reliés à l'unité 148 centrale au moyen de bus 153 de données et d'interfaces 220 d'entrée/sortie correspondantes. L'unité 148 centrale est adaptée pour s'exécuter dans un mode de chargement de sons préenregistrés, dans lequel un fichier numérique de son préenregistré peut être sélectionné, par l'intermédiaire des moyens 65 de saisie, pour chaque corde 2 de la guitare parmi plusieurs fichiers numériques préalablement enregistrés par tout moyen dans le support 64 de mémoire amovible. L'unité centrale 148 informatique lit les données numériques du fichier dans le support 64 de mémoire amovible et transmet des échantillons, dits échantillons de source sonore, représentatifs de la forme d'onde du son correspondant, dit son sélectionné, au périphérique 136 synthétiseur correspondant, par l'intermédiaire d'un bus 149 de données reliant l'unité 148 centrale informatique et ledit périphérique 136 synthétiseur. Chaque périphérique 136 synthétiseur de l'exemple comprend en outre un circuit 141 de prétraitement et un circuit 68 de synthèse, et est adapté pour s'exécuter, suite à la réception desdits échantillons de source sonore, dans un mode de chargement du son sélectionné. Dans ce mode, ledit circuit 141 de prétraitement produit des données de timbre à partir des échantillons de source sonore et transmet lesdites données de timbre à un circuit 68 de synthèse qui les enregistre dans une mémoire 139 équipant ledit circuit 68 de synthèse. Dans l'exemple, chaque périphérique 136 synthétiseur est en outre adapté pour fonctionner, suite à une commande correspondante saisie par l'entremise des moyens 65 de saisie, et transmise par l'unité 148 centrale informatique, dans un mode interactif de synthèse sonore dans lequel le périphérique 136 synthétiseur synthétise en temps réel un signal de séquence sonore (non représenté) à partir du signal 7 numérique de mesure et des données de timbre chargées dans la mémoire 139 du circuit 68 de synthèse. Le circuit 137 de détection de l'exemple comprend un module 8 de transformée en fréquence mettant en oeuvre une méthode de transformée de fourrier numérique à fenêtre glissante, le module 8 produisant, pour chacun de plusieurs intervalles de temps successifs du signal 7 numérique de mesure, des échantillons fréquentiels numériques de mesure descriptifs d'une représentation en fréquence du signal 7 numérique de mesure dans l'intervalle de temps, dit fenêtre d'observation. De préférence, une transformée de fourrier rapide est mise en oeuvre itérativement au fur et à mesure de l'acquisition du signal 7 numérique de mesure, selon des fenêtres 10, 11, 13, d'observations successives se chevauchant décalées selon un pas, dit pas de décalage, correspondant à un nombre prédéterminé d'échantillons du signal 7 numérique de mesure. De préférence, la transformée de fourrier est mise en oeuvre selon des fenêtres 10, 11, 13, d'observation de longueur plusieurs fois supérieure à une période fondamentale nominale à vide de la corde 2 correspondant au périphérique 136 synthétiseur, de façon à permettre d'utiliser une fonction de fenêtrage améliorant l'efficacité de la séparation des composantes fréquentielles harmoniques de la corde obtenue dans la transformée en fréquence. A titre indicatif, l'usage d'une fenêtre de Hann ou de Hamming suppose une longueur de fenêtre d'observation au moins deux fois supérieure à la période fondamentale de la corde à vide, l'usage d'une fenêtre de Blackman-Harris à quatre termes suppose une longueur au moins quatre fois supérieure... Des valeurs nulles peuvent être ajoutées suite à la séquence d'échantillons, conformément à une technique traditionnelle, dite méthode de concaténation avec des zéros, d'interpolation de la représentation en fréquence. Cette méthode permet de réduire avantageusement le pas d'échantillonnage fréquentiel dans la bande de Shannon-Nyquist. Compte tenu de ce qui précède, chaque échantillon fréquentiel numérique de mesure est représentatif d'une composante fréquentielle du signal 7 numérique de mesure logée dans une bande de fréquences dont la largeur correspond au lobe principal de la fonction de fenêtrage. Le circuit 137 traitement comprend en outre un module 9 de détection de hauteur de note adapté pour produire un signal numérique, dit signal de fondamentale, à partir du signal 7 numérique de mesure, de sorte que ledit signal de fondamentale est représentatif d'une valeur de fondamentale détectée courante pour chaque fenêtre d'observation de la transformée en fréquence. The device 3 of the example further comprises a plug 63 for connecting a support 64 of removable memory, formed in the rigid box 5, and means 65 for gripping-pedal (s), knob (s), button ( s), screen (s) said plug and said input means being connected to the central unit 148 by means of data bus 153 and corresponding input / output interfaces 220. The central unit 148 is adapted to execute in a prerecorded sound loading mode, in which a pre-recorded digital sound file can be selected, via the input means 65, for each chord 2 of the guitar among several digital files previously recorded by any means in the removable memory support 64. The computer unit 148 reads the digital data from the file into the removable memory support 64 and transmits samples, called sound source samples, representative of the waveform of the corresponding sound, said selected sound, to the corresponding synthesizer device 136. via a data bus 149 connecting the computer central unit 148 and said synthesizer device 136. Each synthesizer device 136 of the example further comprises a pretreatment circuit 141 and a synthesis circuit 68, and is adapted to execute, upon receipt of said sound source samples, in a selected sound loading mode. In this mode, said preprocessing circuit 141 produces timbre data from the sound source samples and transmits said timbre data to a synthesis circuit 68 which stores them in a memory 139 on said synthesis circuit 68. In the example, each synthesizer device 136 is further adapted to function, following a corresponding command inputted by the input means 65, and transmitted by the central computer unit 148, in an interactive mode of sound synthesis in wherein the synthesizer device 136 synthesizes in real time a sound sequence signal (not shown) from the digital measurement signal and timbre data loaded into the memory 139 of the synthesis circuit 68. The detection circuit 137 of the example comprises a frequency transforming module 8 implementing a sliding window digital fourier transform method, the module 8 producing, for each of several successive time intervals of the digital measurement signal 7 , digital frequency measurement samples describing a frequency representation of the digital measurement signal 7 in the time interval, said observation window. Preferably, a fast fourier transform is implemented iteratively as and when the measurement digital signal 7 is acquired, according to windows 10, 11, 13, of successive observations overlapping staggered, said no offset, corresponding to a predetermined number of samples of the digital measurement signal 7. Preferably, the fourier transform is implemented according to observation windows 10, 11, 13 of length several times greater than a nominal empty nominal period of the chord 2 corresponding to the synthesizer device 136, so as to allow to use a windowing function improving the efficiency of the separation of the harmonic frequency components of the string obtained in the frequency transform. As an indication, the use of a Hann or Hamming window assumes an observation window length at least twice the fundamental period of the vacuum rope, the use of a Blackman-Harris window. at four terms assumes a length at least four times greater ... Null values can be added following the sequence of samples, according to a traditional technique, called concatenation method with zeros, interpolation of the frequency representation . This method advantageously reduces the frequency sampling step in the Shannon-Nyquist band. In view of the foregoing, each digital frequency measurement sample is representative of a frequency component of the digital measurement signal housed in a frequency band whose width corresponds to the main lobe of the windowing function. The processing circuit 137 further comprises a note pitch detection module 9 adapted to produce a digital signal, called a fundamental signal, from the digital measurement signal, so that said fundamental signal is representative of a value. detected current fundamental for each observation window of the frequency transform.
Dans l'exemple, le module 9 de détection de hauteur de note comprend un sous module (non représenté) de détection de hauteur de note adapté pour fournir à chaque itération une valeur préliminaire de fondamentale détectée pour cette itération. En pratique, une technique traditionnelle de détection de hauteur de note peut être mise en oeuvre à partir des échantillons du signal 7 numérique de mesure de la fenêtre d'observation courante. En particulier, une technique de détection dans le temps peut être utilisée, par exemple une technique de détection par autocorrélation du signal numérique de mesure (cf. McLeod et Wyvill, A smarter Way to Find Pitch, département des sciences informatiques de l'université d'Otago - Nouvelle Zélande). En alternative, une technique de détection en fréquence peut être utilisée, par exemple une technique de détection à partir d'une représentation en fréquence du signal numérique de mesure selon une échelle logarithmique de la fréquence, telle qu'enseignée dans les publications de Puckette et Brown: An efficient algorithm for the calculation of a constant Q transform (Journal of the Acoustical Society of America, vol. 92, no. 5, novembre 1992) et A high resolution fundamental frequency determination based on phase changes of the Fourier transform (Journal of the Acoustical Society of America, vol. 94, no. 2, pt. 1, août 1993). Rien n'empêche d'utiliser d'autres types de techniques. Le module 9 de détection de hauteur de note de l'exemple comprend en outre un sous module (non représenté) d'affinage par vocodeur de phase de la valeur préliminaire de fondamentale détectée. En pratique, une valeur furax de mesure affinée de la fréquence peut être déterminée pour un échantillon fréquentiel numérique de mesure, dit échantillon de maximum, de valeur d'amplitude maximale pour la fenêtre d'observation courante selon la variation de la valeur de phase dudit échantillon de maximum par rapport à l'échantillon fréquentiel numérique de mesure d'indice correspondant de l'itération précédente. La formule suivante illustre ce principe : 9(r,wmax) - 0(r-1,wmax) + 2 r cste fmax(t) _ f s 2 r 0 Dans cette formule : - A représente la durée du pas de décalage en nombre d'échantillons, - r représente l'indice de l'itération courante, - wmax représente l'indice d'échantillon de maximum dans la représentation en fréquence, - fs représente la fréquence d'échantillonnage en Hertz du signal de mesure, - e représente la phase dans la représentation en fréquence, - cste est un entier à déterminée de sorte que la valeur f max de mesure affinée se trouve au plus proche d'une fréquence centrale de la bande de 10 fréquence de la transformée de fourrier auquel correspond l'indice d'échantillon de maximum. Le module 9 de détection de hauteur de note de l'exemple est adapté pour produire à chaque itération, un échantillon numérique du signal de fondamentale selon la valeur ffax de mesure affinée d'une valeur de rang 15 d'harmonique auquel correspond l'échantillon de maximum, compte tenu de la valeur préliminaire de fondamentale détectée. La formule suivante illustre ce principe : fm(t) f (r) r (2) max max Dans cette formule : - fm (r) représente la valeur de fondamentale détectée courante pour l'itération r, - max(t) représente le rang d'harmonique le plus proche en fréquence de la valeur fur de mesure affinée compte tenu de la valeur préliminaire de fondamentale détectée. Dans l'exemple, le sous module de détection de hauteur de note et le sous module d'affinage par vocodeur de phase sont adaptés pour produire un signal de fondamentale dont les valeurs sont comprises dans un intervalle de détection d'un octave s'étendant vers les aigus à partir d'une fréquence fondamentale nominale de la vibration de la corde à vide. 19 20 25 Le circuit 137 de détection de l'exemple comprend en outre un module, dit module 12 de prédiction à court terme, de prédiction des valeurs de phases des échantillons fréquentiels numériques de mesure de la fenêtre 13 d'observation suivante. En pratique, le module 12 de prédiction à court terme de l'exemple est adapté pour produire à chaque itération un échantillon fréquentiel numérique, dit échantillon pa(r+ 1,w) préliminaire, à partir de chaque échantillon fréquentiel numérique de mesure, dit échantillon m(r,w) de mesure courant, issu de la fenêtre 10 d'observation courante et de l'échantillon fréquentiel numérique de mesure, dit échantillon m(r -1,w) de mesure précédent, d'indice correspondant issu de la fenêtre 11 d'observation précédente. En pratique, l'échantillon pa(r+1,w) préliminaire peut être produit selon le principe de la formule suivante : In the example, the note height detection module 9 comprises a note height detection sub-module (not shown) adapted to provide at each iteration a preliminary fundamental value detected for this iteration. In practice, a traditional note pitch detection technique can be implemented from the samples of the digital measurement signal 7 of the current observation window. In particular, a time-detection technique may be used, for example, a technique for auto-correlation detection of the digital measurement signal (see McLeod and Wyvill, A Smarter Way to Find Pitch, Department of Computer Science, University of Toronto). Otago - New Zealand). Alternatively, a frequency detection technique may be used, for example a detection technique from a frequency representation of the digital logarithmic frequency measurement signal, as taught in Puckette's publications. Brown: An efficient algorithm for the computation of a constant Q transform (Journal of the Acoustical Society of America, Vol 92, No. 5, November 1992) and A high resolution fundamental frequency determination based on phase changes of the Fourier transform (Journal of the Acoustical Society of America, 94, No. 2, point 1, August 1993). Nothing prevents the use of other types of techniques. The note pitch detection module 9 of the example further comprises a sub-module (not shown) for phase vocoder refinement of the detected fundamental preliminary value. In practice, a refined frequency furax value of the frequency can be determined for a digital frequency measurement sample, said sample of maximum, of maximum amplitude value for the current observation window according to the variation of the phase value of said sample of maximum relative to the digital frequency sample corresponding index measurement of the previous iteration. The following formula illustrates this principle: 9 (r, wmax) - 0 (r-1, wmax) + 2 r cst fmax (t) _ fs 2 r 0 In this formula: - A represents the duration of the shift step in number of samples, - r represents the index of the current iteration, - wmax represents the maximum sample index in the frequency representation, - fs represents the sampling frequency in Hertz of the measurement signal, - e represents the phase in the frequency representation, - cste is an integer to be determined so that the refined measurement value f max is closest to a center frequency of the frequency band of the fourier transform to which corresponds the sample index of maximum. The note pitch detection module 9 of the example is adapted to produce at each iteration a digital sample of the fundamental signal according to the ffax value of refined measurement of a value of rank of harmonic 15 to which the sample corresponds. of maximum, considering the preliminary value of fundamental detected. The following formula illustrates this principle: fm (t) f (r) r (2) max max In this formula: - fm (r) represents the current detected fundamental value for the iteration r, - max (t) represents the closest harmonic rank in frequency of the refined measurement value fur considering the preliminary value of fundamental detected. In the example, the note height detection sub module and the phase vocoder refining sub module are adapted to produce a fundamental signal whose values are within an octave detection range extending to treble from a nominal fundamental frequency of the vibration of the rope to empty. The detection circuit 137 of the example further comprises a module, said short-term prediction module 12, for predicting the phase values of the digital frequency measurement samples of the next observation window 13. In practice, the short-term prediction module 12 of the example is adapted to produce at each iteration a digital frequency sample, referred to as the preliminary sample pa (r + 1, w), from each digital frequency measurement sample, said sample m (r, w) current measurement, from the current observation window 10 and the digital frequency measurement sample, said sample m (r -1, w) of previous measurement, corresponding index from the window 11 of previous observation. In practice, the sample pa (r + 1, w) preliminary can be produced according to the principle of the following formula:
in(r,w)2 I m(r -1,w)I pa(r +1,w) = m(r -1,w) m(r,w) Compte tenu de ce qui précède, l'échantillon pa(r+1,w) préliminaire est représentatif d'une valeur d'amplitude correspondant à celle de l'échantillon m(r,w) de mesure courant et d'une phase correspondant à la somme de la valeur de phase de l'échantillon de m(r,w) de mesure courant et d'une valeur de déphasage entre l'échantillon m(r,co) de mesure courant et l'échantillon m(r -1,w) de mesure précédent. in (r, w) 2 I m (r -1, w) I pa (r + 1, w) = m (r -1, w) m (r, w) Given the above, the sample preliminary pa (r + 1, w) is representative of an amplitude value corresponding to that of the current measurement sample m (r, w) and of a phase corresponding to the sum of the phase value of the sample of m (r, w) of current measurement and a phase shift value between the current measurement sample m (r, co) and the previous measurement sample m (r -1, w).
Selon un principe de cohérence de phase, chaque échantillon According to a principle of phase coherence, each sample
fréquentiel logé dans le lobe principal de la transformée de fourrier d'une sinusoïde présente un déphasage spécifique relativement à chaque échantillon fréquentiel voisin dans le lobe. La formule suivante définit une valeur 80 théorique du déphasage d'un échantillon fréquentiel du domaine des fréquences positives de la bande de Shannon-Nyquist, compris dans un lobe de sinusoïde, par rapport à un échantillon fréquentiel attenant à gauche dans le lobe : 80=W-1. N frequency hosted in the main lobe of the quadrier transform of a sinusoid has a specific phase shift relative to each neighboring frequency sample in the lobe. The following formula defines a theoretical value of the phase shift of a frequency sample of the positive frequency domain of the Shannon-Nyquist band, included in a sinusoid lobe, with respect to a left-handed frequency sample in the lobe: 80 = W-1. NOT
Dans cette formule, W représente la longueur des fenêtres d'observation en nombre d'échantillons, et N représente le nombre d'échantillons 21 fréquentiels des représentations en fréquence correspondantes (N > W en cas d'une mise en oeuvre de la méthode de concaténation avec des zéros). Compte tenu de ce qui précède, les valeurs d'échantillons pa(r+1,w) préliminaires sont déphasés par rapport aux valeurs d'échantillons m(r,w) de mesure courant selon des valeurs différentes d'un échantillon pa(r+1,w) préliminaire attenant à l'autre, ce qui est susceptible de rompre une cohérence de phase existant éventuellement entre les valeurs d'échantillons i z(r,w) de mesure courants. Pour pallier à ce problème, le module 12 prédiction à court terme de l'exemple traite les échantillons pa(t+1,w) préliminaires selon le principe illustré dans la formule suivante : e-ibSpa(i+1,w-1)+Pa(r+1,w)+eiePa(r+1,w+1) wz1 e-ibepa(i+l,w-1)+ pa(r+1,w)+ei'5BPa(r+1,w+1) Dans cette formule, pa(r+1,w) désigne la valeur de l'échantillon prédit, produit en sortie du module 12 de prédiction à court terme. De préférence les facteurs complexes ei86 et e- iôe peuvent êtres prédéterminés et préenregistrés dans une mémoire du module 12 de prédiction à court terme en vue de simplifier la mise en oeuvre du module 12 de prédiction à court terme. En outre, en l'absence d'une mise en oeuvre de la méthode de concaténation avec des zéros, la partie imaginaire des facteurs complexes précités peut être négligée. Le circuit 137 de détection comprend en outre un module 14 de détection d'atténuation adapté pour produire à chaque itération un échantillon fréquentiel numérique, dit échantillon d'atténuation, représentatif d'un facteur d'atténuation d'amplitude du signal 7 numérique de mesure, à partir de chaque échantillon m(r,w) de mesure courant et de l'échantillon pa(r,w) prédit d'indice correspondant produit lors de l'itération précédente. In this formula, W represents the length of the observation windows in number of samples, and N represents the number of frequency samples of the corresponding frequency representations (N> W in case of an implementation of the method of concatenation with zeros). In view of the foregoing, the preliminary values of samples pa (r + 1, w) are out of phase with the values of current measurement samples m (r, w) with different values of a sample pa (r, w). + 1, w) adjoining the other, which is likely to break a phase coherence possibly existing between the current sample values iz (r, w). To overcome this problem, the module 12 short-term prediction of the example treats the preliminary samples p (t + 1, w) according to the principle illustrated in the following formula: e-ibSpa (i + 1, w-1) + Pa (r + 1, w) + eiePa (r + 1, w + 1) wz1 e-ibepa (i + 1, w-1) + pa (r + 1, w) + ei'5BPa (r + 1 , w + 1) In this formula, pa (r + 1, w) designates the value of the predicted sample produced at the output of the short-term prediction module 12. Preferably, the complex factors e 18 and e can be predetermined and pre-recorded in a memory of the short-term prediction module 12 in order to simplify the implementation of the short-term prediction module 12. Furthermore, in the absence of an implementation of the concatenation method with zeros, the imaginary part of the aforementioned complex factors can be neglected. The detection circuit 137 furthermore comprises an attenuation detection module 14 adapted to produce at each iteration a digital frequency sample, referred to as an attenuation sample, representative of an amplitude attenuation factor of the digital measurement signal. from each current measurement sample m (r, w) and from the predicted pa (r, w) sample of corresponding index produced during the previous iteration.
La figure 5 représente, dans le plan complexe, trois exemples de valeurs d'échantillons m(r,w) de mesure courants et trois exemples de valeurs d'échantillons pa(i,w) prédits correspondants. Ces exemples illustrent un principe de détection d'atténuation mis en oeuvre par le module 14 de détection d'atténuation de l'exemple. Selon ce principe, l'échantillon m(t,w) de mesure courant est, le cas échant, représentatif de la superposition d'une composante 20, 21, du signal 7 numérique de mesure, maintenue avec une atténuation nulle ou partielle dans la bandes de fréquences de l'échantillon entre l'itération précédente et l'itération courante, avec une composante 22, 23, du signal 7 numérique de mesure apportée entre ces itération dans la bande de fréquences. Compte tenu de ce qui précède, un échantillon fréquentiel numérique représentatif de l'atténuation de la composante maintenue peut être produit par projection orthogonale dans le plan complexe la valeur de l'échantillon m(r,w) de mesure courant sur la droite 25 de l'échantillon pa(r,w) prédit correspondant. Dans le premier exemple de la figure 5, la composante (non représentée) de projection correspondante est en opposition de phase avec l'échantillon pa(r,w) prédit. Cet exemple correspond dès lors à une atténuation totale, entre l'itération précédente et l'itération courante, de la composante fréquentielle, dite composante préexistante, de l'échantillon m(r -1,w) de mesure précédent, l'échantillon m(t,w) de mesure courant étant uniquement représentatif d'une composante apportée. Dans le deuxième exemple de la figure 5, la composante de projection (non représentée) n'est pas en opposition de phase avec l'échantillon pa(r,w) prédit et présente une amplitude supérieure. Cet exemple correspond dès lors à une atténuation détectée nulle de la composante préexistante 20 entre l'itération précédente et l'itération courante, l'échantillon pa(r,w) prédit étant alors représentatif de la composante maintenue correspondante. Dans le troisième exemple, la composante de projection n'est pas en opposition de phase avec l'échantillon pa(r,w) prédit et présente un module inférieur. Cet exemple correspond dès lors à une atténuation partielle de la composante préexistante entre 25 l'itération précédente et l'itération courante. Dès lors, le principe de détection précédemment décrit permet de détecter une atténuation partielle ou totale de la composante préexistante alors que l'intensité se trouve globalement amplifiée dans la bande de fréquence entre l'itération précédente et l'itération courante. FIG. 5 represents, in the complex plane, three examples of current measurement sample values m (r, w) and three examples of corresponding predicted pa (i, w) sample values. These examples illustrate an attenuation detection principle implemented by the attenuation detection module 14 of the example. According to this principle, the current measurement sample m (t, w) is, if appropriate, representative of the superposition of a component 20, 21, of the digital measurement signal 7, maintained with zero or partial attenuation in the frequency bands of the sample between the previous iteration and the current iteration, with a component 22, 23, of the digital measurement signal 7 supplied between these iterations in the frequency band. In view of the foregoing, a digital frequency sample representative of the attenuation of the held component can be produced by orthogonal projection in the complex plane the value of the current measurement sample m (r, w) on the straight line 25. the corresponding predicted pa (r, w) sample. In the first example of FIG. 5, the corresponding projection component (not shown) is in phase opposition with the predicted pa (r, w) sample. This example therefore corresponds to a total attenuation, between the previous iteration and the current iteration, of the frequency component, called preexisting component, of the sample m (r -1, w) of previous measurement, the sample m (t, w) of current measurement being only representative of a contributed component. In the second example of FIG. 5, the projection component (not shown) is not in phase opposition with the predicted pa (r, w) sample and has a higher amplitude. This example therefore corresponds to a zero detected attenuation of the preexisting component 20 between the previous iteration and the current iteration, the predicted pa (r, w) sample then being representative of the corresponding maintained component. In the third example, the projection component is not in phase opposition with the predicted pa (r, w) sample and has a lower modulus. This example therefore corresponds to a partial attenuation of the pre-existing component between the previous iteration and the current iteration. Therefore, the previously described detection principle makes it possible to detect a partial or total attenuation of the pre-existing component while the intensity is generally amplified in the frequency band between the previous iteration and the current iteration.
Le module 14 de détection d'atténuation de l'exemple est adapté pour produire les échantillons d'atténuation en outre à partir de données, dites données d'amortissement, préenregistrées dans une mémoire 210 du circuit 137 de détection, couplée au module 14 de détection d'atténuation. Les données d'amortissement de l'exemple sont représentatives de facteurs prédéterminés d'amortissement de la corde en vibration libre d'une fenêtre d'observation sur l'autre. Dès lors, le module 14 de détection d'atténuation de l'exemple est adapté pour produire des échantillons 15 d'atténuation particulièrement représentatifs de l'effet d'atténuation résultant de contacts impartis sur la corde par l'instrumentiste, sans souffrir de l'effet naturel d'amortissement de la corde, imputable aux frottements dans l'air, à la résistivité acoustique de l'instrument... De préférence, les données d'amortissement sont représentatives de facteurs d'amortissement propres à différentes bandes de fréquences, par exemple une valeur /3(w) d'amortissement propre à chaque indice w de la représentation en fréquence. The attenuation detection module 14 of the example is adapted to produce the attenuation samples further from data, called damping data, prerecorded in a memory 210 of the detection circuit 137, coupled to the module 14 of FIG. attenuation detection. The damping data of the example are representative of predetermined damping factors of the cord in free vibration from one observation window to the other. Therefore, the attenuation detection module 14 of the example is adapted to produce attenuation samples particularly representative of the attenuation effect resulting from contacts imparted on the string by the instrumentalist, without suffering from the natural damping effect of the chord, due to friction in the air, to the acoustic resistivity of the instrument ... Preferably, the damping data are representative of damping factors specific to different frequency bands for example a damping value / 3 (w) specific to each index w of the frequency representation.
En pratique, le module 14 de détection d'atténuation de l'exemple est adapté pour produire un échantillon fréquentiel numérique G(r,w), dit échantillon de gain d'amplitude, représentatif d'une valeur de gain d'amplitude de la composante préexistante entre l'itération précédente et l'itération courante selon le principe de la formule suivante : In practice, the attenuation detection module 14 of the example is adapted to produce a digital frequency sample G (r, w), said amplitude gain sample, representative of an amplitude gain value of the preexisting component between the previous iteration and the current iteration according to the principle of the following formula:
(t,w) m(t,w) G(x,w) = a /3(w)Pa(t,w)Pa(t, )) Dans cette formule, /3(w) désigne le facteur d'amortissement en vibration libre correspondant à l'indice w de la représentation en fréquence, le symbole • désigne l'opérateur de produit scalaire et le symbole * désigne le complexe conjugué. Par ailleurs, le module 14 de détection d'atténuation de l'exemple est adapté pour produire lesdits échantillons d'atténuation à partir des échantillons de gains d'amplitude par seuillage, selon le principe de la formule suivante : (t, w) m (t, w) G (x, w) = a / 3 (w) Pa (t, w) Pa (t,)) In this formula, / 3 (w) denotes the factor of free vibration damping corresponding to the index w of the frequency representation, the symbol • denotes the scalar product operator and the symbol * denotes the conjugate complex. Moreover, the attenuation detection module 14 of the example is adapted to produce said attenuation samples from the amplitude gain samples by thresholding, according to the principle of the following formula:
0 G(r,w) s 0 a(t,w) = 1 G(r,w) z 1 G(r,w) 0 < G(t,w) < 1 25 Dans cette formule, a(r,w) désigne la valeur de l'échantillon d'atténuation détecté pour la bande de fréquences correspondant à l'indice w de la représentation en fréquence. Compte tenu de ce qui précède, les échantillons pa(r,w) prédits et les données d'amortissement de l'exemple sont représentatifs d'une valeur de phase prédite et d'une valeur d'amplitude prédite pour chaque échantillon m(r,w) de mesure courant. Ladite valeur de phase et ladite valeur d'amplitude définissant une forme d'onde prédite de la composante préexistante pour la fenêtre d'observation courante, déterminée à partir de la forme d'onde de la composante préexistante pendant la fenêtre d'observation précédente. L'échantillon in(r,w) de mesure courant est représentatif d'une forme d'onde réelle extraite dans la bande de fréquence correspondante. En particulier, ladite valeur d'amplitude prédite correspond, dans l'exemple, à la valeur d'amplitude de l'échantillon m(r-1,w) de mesure précédent atténuée selon le facteur f3(w) d'amortissement de la bande de fréquence correspondante. En outre, ladite valeur de phase prédite est déterminée dans l'exemple, notamment selon une valeur détectée de variation de la phase dans la bande de fréquence entre une itération antérieure, précédant ladite itération précédente, et l'itération précédente, et selon la valeur de phase de l'échantillon in(r - 1,w) fréquentiel précédent. Dans l'exemple, les échantillons d'atténuation correspondant à une atténuation partielle sont représentatifs chacun du rapport entre une valeur d'amplitude maintenue détectée selon ladite valeur de phase prédite, sur ladite valeur d'amplitude prédite. La production d'échantillons d'atténuation conforme à l'exemple peut faire l'objet de nombreuses variantes de mise en oeuvre. En particulier, une projection orthogonale des valeurs 22, 28, 29, d'échantillon fréquentiels numériques d'erreur de prédiction entre l'itération précédente et l'itération courante peut être effectuée. En outre, les échantillons pa(r,w) prédits peuvent être produits à partir des données d'amortissement de sorte que chaque échantillon pa(r,w) prédit est à la fois représentatif de ladite valeur de phase prédite et de ladite valeur d'amplitude prédite. Par ailleurs, le principe de détection d'atténuation par projection peut être mis en oeuvre par projection dans le domaine temporel, tel que décrit plus bas. Par ailleurs, rien n'empêche de mettre en oeuvre l'invention selon des modèles simplifiés de prédiction de phase et/ou d'intensité. En particulier, l'amortissement naturel de la corde peut être négligé, des échantillons de gains d'amplitudes représentatif du rapport des valeurs d'amplitude des échantillons in(t,w) de mesure courants sur des valeurs d'amplitude prédites correspondantes peuvent être produits... En outre, rien n'empêche de mettre en oeuvre une détection d'atténuation plus sophistiquée, par exemple selon une hauteur de note détectée en cours et à partir de données d'amortissement propres à différentes notes de guitare, représentatives pour chaque note, de valeurs d'amortissement déterminées pour différents rangs d'harmoniques de la note. Dans l'exemple, le circuit 137 de détection comprend en outre un module 140 d'étalonnage, et le périphérique 136 synthétiseur est adapté pour fonctionner, suite à une commande correspondante transmise par l'unité 148 centrale informatique, dans un mode d'étalonnage de la guitare. Dans ce mode d'étalonnage, le module 14 de détection d'atténuation s'exécute au moyen de données d'amortissement réinitialisées de valeur nulles. Ledit module 140 d'étalonnage produit les données d'amortissement à partir des échantillons d'atténuation résultants, de sorte que lesdites données d'amortissement ainsi produites sont représentatives, pour chaque indice de la représentation en fréquence, d'une valeur moyenne d'atténuation de la corde en vibration libre dans la bande de fréquence correspondante. 0 G (r, w) s 0 a (t, w) = 1 G (r, w) z 1 G (r, w) 0 <G (t, w) <1 In this formula, a (r, w) denotes the value of the attenuation sample detected for the frequency band corresponding to the index w of the frequency representation. In view of the foregoing, the predicted pa (r, w) samples and the damping data of the example are representative of a predicted phase value and a predicted amplitude value for each sample m (r , w) of current measurement. Said phase value and said amplitude value defining a predicted waveform of the preexisting component for the current observation window, determined from the waveform of the preexisting component during the previous observation window. The current measurement in (r, w) sample is representative of a real waveform extracted in the corresponding frequency band. In particular, said predicted amplitude value corresponds, in the example, to the amplitude value of the previous measured m (r-1, w) sample attenuated according to the damping factor f3 (w) of the corresponding frequency band. In addition, said predicted phase value is determined in the example, in particular according to a detected value of variation of the phase in the frequency band between a previous iteration, preceding said previous iteration, and the previous iteration, and according to the value of the sample in (r - 1, w) preceding frequency. In the example, the attenuation samples corresponding to a partial attenuation are each representative of the ratio between a maintained amplitude value detected according to said predicted phase value, on said predicted amplitude value. The production of attenuation samples according to the example can be the subject of many alternative embodiments. In particular, an orthogonal projection of the digital frequency sample values 22, 28, 29 of prediction error between the previous iteration and the current iteration can be performed. In addition, the predicted pa (r, w) samples may be generated from the damping data so that each predicted pa (r, w) sample is both representative of said predicted phase value and said d-value. predicted amplitude. Moreover, the principle of projection attenuation detection can be implemented by projection in the time domain, as described below. Moreover, nothing prevents the implementation of the invention according to simplified models of phase prediction and / or intensity. In particular, the natural damping of the chord may be neglected, amplitude gain samples representative of the ratio of the amplitude values of the current measurement samples (t, w) to corresponding predicted amplitude values may be In addition, nothing prevents the implementation of a more sophisticated attenuation detection, for example according to a note height detected in progress and from damping data specific to different guitar scores, representative for each note, depreciation values determined for different ranks of harmonics of the note. In the example, the detection circuit 137 further comprises a calibration module 140, and the synthesizer peripheral 136 is adapted to function, following a corresponding command transmitted by the central computer unit 148, in a calibration mode. guitar. In this calibration mode, the attenuation detection module 14 is executed by means of reset damping data of zero value. Said calibration module 140 produces the damping data from the resulting attenuation samples, so that said damping data thus produced is representative, for each index of the frequency representation, of an average value of attenuation of the rope in free vibration in the corresponding frequency band.
En particulier, le module 140 d'étalonnage peut mettre en oeuvre une méthode de détection de la stationnarité du signal 7 numérique de mesure entre deux fenêtre d'observation successives, en vue de ne tenir compte que des échantillons d'atténuation produits alors que le signal 7 numérique de mesure répond à des critères de stationnarité minimale. En outre, les données propres à chaque indice de la représentation en fréquence peuvent être produites selon un seuil minimal d'intensité de la composante fréquentielle correspondante, en dessous duquel les échantillons fréquentiels d'atténuation correspondants sont ignorés. De préférence, le module 140 d'étalonnage peut en outre s'exécuter à partir du signal de fondamentale de sorte que les données d'amortissement produites sont représentatives de facteurs d'amortissement de composantes fréquentielles harmoniques du signal 7 numérique de mesure. Un tel étalonnage permet de déterminer données d'amortissement précises suite à l'exécution de différentes notes le long du manche de la guitare, en laissant résonner la corde en vibration libre de façon prolongée entre chaque note. In particular, the calibration module 140 can implement a method for detecting the stationarity of the digital measurement signal between two successive observation windows, in order to take into account only the attenuation samples produced while the 7 digital signal measurement meets minimum stationarity criteria. In addition, the data specific to each index of the frequency representation can be produced according to a minimum intensity threshold of the corresponding frequency component, below which the corresponding attenuation frequency samples are ignored. Preferably, the calibration module 140 may further execute from the fundamental signal so that the damping data produced is representative of harmonic frequency component damping factors of the digital measurement signal. Such a calibration makes it possible to determine precise damping data following the execution of different notes along the neck of the guitar, allowing the cord to resonate freely in prolonged vibration between each note.
En combinaison ou en alternative, tout ou partie des données d'amortissement peuvent être saisies par l'intermédiaires des moyens 65 de saisie du dispositif. En outre, rien n'empêche d'utiliser des données d'amortissement prédéterminées par tout moyen indépendamment de l'instrument effectivement raccordé au dispositif, en particulier des données prédéterminées pour un modèle prédéfini d'instrument ou une gamme prédéfinie modèles d'instruments dont la résistivité acoustique varie de manière peu ou pas significative en fonction des conditions d'utilisation (température, humidité...) et d'un exemplaire l'autre. Le circuit 137 de détection de l'exemple comprend en outre un module 30 de détection d'excitation adapté pour produire, à chaque itération pour chaque échantillon m(r,w) de mesure courant, un échantillon fréquentiel, dit échantillon d'excitation, représentatif de la composante 19, 22, 23, apportée entre l'itération courante et l'itération précédente. En particulier, chaque échantillon d'excitation peut être produit à partir de l'échantillon m(r,w) de mesure courant, de l'échantillon pa(r,w) prédit correspondant, des données d'amortissement et de l'échantillon d'atténuation correspondant de l'itération courante. En pratique, le In combination or alternatively, all or part of the damping data can be entered via the means 65 for gripping the device. Furthermore, nothing prevents the use of predetermined damping data by any means independently of the instrument actually connected to the device, in particular predetermined data for a predefined instrument model or a predefined range of instrument models whose the acoustic resistivity varies little or not significantly depending on the conditions of use (temperature, humidity ...) and one copy the other. The detection circuit 137 of the example further comprises an excitation detection module 30 adapted to produce, at each iteration for each current measurement sample m (r, w), a frequency sample, called excitation sample, representative of the component 19, 22, 23, brought between the current iteration and the previous iteration. In particular, each excitation sample can be produced from the current measurement sample m (r, w), the corresponding predicted pa (r, w) sample, the damping data, and the sample. corresponding attenuation of the current iteration. In practice, the
module 30 de détection d'excitation peut être mis en oeuvre selon le principe de la formule suivante : é(r,w) = m(r,w) - (' )) pa(i,w) w Dans cette formule, é(r,w) représente la valeur de l'échantillon d'excitation. De préférence, il peut être tenu compte de l'effet de excitation detection module 30 may be implemented according to the principle of the following formula: (r, w) = m (r, w) - (')) pa (i, w) w In this formula, (r, w) represents the value of the excitation sample. Preferably, account may be taken of the effect of
l'amortissement en vibration libre. Pour ce faire, le module 30 de détection d'excitation selon le principe de la formule suivante : é(t,w) = mn(r,w) - a(t,w) Pa (r,w) Rien n'empêche de produire les échantillons é(r,w) d'excitation selon une méthode de détection plus approximative de la composante apportée, par exemple de sorte que chaque échantillon est représentatif d'une composante 22, 28, 29, de perturbation correspondant à la superposition de la composante 19, 22, 23, apportée et d'une composante 26, 27, retranchée. Le circuit 137 de détection comprend en outre un module, dit module 47 de prédiction à moyen terme, de prédiction des valeurs d'échantillons fréquentiels numériques de mesure correspondant à une fenêtre 48 d'observation ultérieure à la fenêtre 10 d'observation courante. Le module 47 de prédiction à moyen peut être réalisé de façon identique au module 12 de détection à court terme en vue de produire un échantillon b(r+ 0 ,co) prédit pour chaque échantillon fréquentiel de mesure de ladite fenêtre 48 d'observation ultérieure, à la différence que les échantillons h (-t + ,co) préliminaires correspondants sont produit selon le principe de la formule suivante : W W m(t,w) m(r -1,w)I A Pb (r + 0 'w) = m(t'w) m(t -10) I m(i,w)I Le circuit 137 de détection comprend en outre un module, dit module 263 de transformée inverse adapté pour produire à chaque itération des échantillons numériques représentatifs d'une forme 50 d'onde prédite pour la fenêtre 48 d'observation ultérieure à partir des échantillons pb(z+ 0 'co) prédits correspondants. En pratique, une méthode rapide de transformée de fourrier inverse peut être mise en oeuvre, avec troncature des derniers échantillons -dans le cas d'une mise en oeuvre de la méthode traditionnelle de concaténation avec des zéros-, puis pondération des valeurs des échantillons résultants selon la fonction de fenêtrage et selon un facteur de normalisation d'amplitude déterminé selon la formule suivante : d=W w(n)2 n damping in free vibration. To do this, the excitation detection module 30 according to the principle of the following formula: e (t, w) = mn (r, w) - a (t, w) Pa (r, w) Nothing prevents producing the excitation samples é (r, w) according to a more approximate method of detecting the contributed component, for example so that each sample is representative of a perturbation component 22, 28, 29 corresponding to the superposition component 19, 22, 23, contributed and a component 26, 27, removed. The detection circuit 137 further comprises a module, called the medium-term prediction module 47, for predicting the digital frequency measurement sample values corresponding to a window 48 for observation subsequent to the current observation window. The mean prediction module 47 can be made identically to the short-term detection module 12 in order to produce a sample b (r + 0, co) predicted for each measurement frequency sample of said subsequent observation window 48. except that the corresponding preliminary h (-t +, co) samples are produced according to the following formula: WW m (t, w) m (r -1, w) IA Pb (r + 0 'w) The detection circuit 137 further comprises a module, referred to as an inverse transform module 263, adapted to produce representative digital samples at each iteration. a predicted waveform 50 for the subsequent observation window 48 from the corresponding pb (z + 0 'co) predicted samples. In practice, a fast method of inverse fourier transform can be implemented, with truncation of the last samples -in the case of an implementation of the traditional method of concatenation with zeros-, then weighting of the values of the resulting samples according to the windowing function and according to an amplitude normalization factor determined according to the following formula: d = W w (n) 2 n
Dans cette formule, w désigne représente la fonction de fenêtrage et d représente ledit facteur de normalisation. Le circuit 137 de détection module comprend en outre un module 264 de construction d'un signal numérique, dit signal 51 de prédiction, adapté pour produire, à chaque itération, une séquence d'échantillons numériques, dite séquence 52 prédite, du signal 51 de prédiction, correspondant à l'intervalle du pas de décalage vers la fenêtre 13 d'observation suivante, dit intervalle 49 suivant de décalage. Les valeurs d'échantillons des séquences 53, 54, 55, d'échantillons In this formula, w represents represents the windowing function and d represents said normalization factor. The module detection circuit 137 further comprises a module 264 for constructing a digital signal, said prediction signal 51, adapted to produce, at each iteration, a sequence of digital samples, called the predicted sequence 52, of the signal 51 of prediction, corresponding to the interval of the shift step to the next observation window 13, said interval 49 following shift. Sample values of sample sequences 53, 54, 55
numériques des formes d'ondes 50, 56, 57, prédites de l'itération courante et des itérations précédentes, correspondant audit intervalle 49 suivant de décalage sont sommés deux à deux à cet effet. Les échantillons numériques de la forme d'onde 50 prédite de l'itération courante sont enregistrés dans une mémoire (non représentée) du module 264 de construction en vue des itérations suivantes. Numerical waveforms 50, 56, 57, predictors of the current iteration and previous iterations, corresponding to said interval 49 following shift are summed two by two for this purpose. The digital samples of the waveform 50 predicted from the current iteration are stored in a memory (not shown) of the building module 264 for subsequent iterations.
Le circuit 137 de détection de l'exemple comprend en outre un module 58 de détection de perturbation à bref délai adapté pour produire, à chaque itération, une séquence d'échantillons numériques, dite séquence 59 de perturbation, d'un signal s£(n) de perturbation détectée. Le module de détection de l'exemple est adapté pour produire ladite séquence 59 de perturbation à partir de la The detection circuit 137 of the example also comprises a short-time disturbance detection module 58 adapted to produce, at each iteration, a sequence of digital samples, called a disturbance sequence 59, of a signal S n) disturbance detected. The detection module of the example is adapted to produce said perturbation sequence 59 from the
séquence 60 d'échantillons numérique du signal 7 numérique de mesure s'étendant dans l'intervalle, dit intervalle 61 courant de décalage, du pas de décalage entre la fenêtre 11 d'observation précédente et la fenêtre 10 d'observation courante, et à partir de la séquence 62 prédite déterminée lors de l'itération précédente, de sorte que ladite séquence 59 de perturbation est représentative de la différence entre la forme d'onde du signal 7 numérique de mesure et la forme d'onde du signal 51 de prédiction pendant l'intervalle 61 courant de décalage. Le circuit 141 de prétraitement de l'exemple est adapté pour mettre en oeuvre un filtre numérique de façon à produire un signal numérique filtré à partir des échantillons de source sonore, le signal numérique filtré étant représentatif de la forme d'onde sonore après filtrage du son préenregistré dans le A fichier numérique sélectionné. Le filtre du circuit 141 de l'exemple est conçu pour a digital sample sequence 60 of the digital measurement signal 7 extending in the interval, called the offset current interval 61, of the shift step between the previous observation window 11 and the current observation window 10, and from the predicted sequence 62 determined during the previous iteration, so that said perturbation sequence 59 is representative of the difference between the waveform of the digital measurement signal 7 and the waveform of the prediction signal 51 during the interval 61 offset current. The preprocessing circuit 141 of the example is adapted to implement a digital filter so as to produce a digital signal filtered from the sound source samples, the filtered digital signal being representative of the sound waveform after filtering the sound source. its pre-recorded in the A digital file selected. The filter of the circuit 141 of the example is designed to
compenser au moins partiellement, lors du fonctionnement du périphérique 136 synthétiseur en mode interactif de synthèse sonore, un déséquilibre naturel des intensités relatives des composantes fréquentielles de la corde au profit des fréquences graves par rapport aux fréquences aigues. À titre indicatif, la formule suivante définie l'intensité théorique relative en décibels pour différente harmoniques d'une corde en résonance libre, suite à un pincement ponctuel idéal conférant un profil triangulaire à la corde avant le déclenchement de la vibration : sin(ro'7r)l PdB(r,G) = 201og10 2 r Dans cette formule, a représente le rapport de la distance entre le sommet du profil triangulaire de la corde et le chevalet, sur la longueur de la corde. at least partially compensate, during the operation of the synthesizer device 136 in interactive mode of sound synthesis, a natural imbalance of the relative intensities of the frequency components of the string in favor of the low frequencies compared to the acute frequencies. As an indication, the following formula defines the relative theoretical intensity in decibels for different harmonics of a free-resonance chord, following an ideal point pinch conferring a triangular profile to the chord before the vibration is triggered: sin (ro ' 7r) l PdB (r, G) = 201og10 2 r In this formula, a represents the ratio of the distance between the vertex of the triangular profile of the string and the bridge, along the length of the string.
Compte tenu de ce qui précède, le filtre du circuit 141 de prétraitement peut être conçu de façon à procurer un gain d'égalisation des composantes fréquentielles harmoniques, dites harmoniques préenregistrées, du son préenregistré correspondant au carré du rang de chaque harmonique préenregistrée. De préférence, les valeurs de gains d'égalisation peuvent être plafonnées selon une valeur seuil de gain maximal prédéfinie en vue de prévenir l'émergence au-delà d'un seuil auditif tolérable, d'éléments sonores nuisibles suscités par un bruit de fond microphonique hautes fréquences et/ou par un bruit de fond hautes fréquences de l'enregistrement du son sélectionné. En pratique, ce seuil peut être ajusté par l'entremise des moyens 65 de saisie du dispositif 3. En alternative, ce seuil peut être déterminé à selon des valeurs de mesure du rapport signal sur bruit du micro hexaphonique et/ou des valeurs de mesure du rapport signal sur bruit du son sélectionné. In view of the above, the filter of the pretreatment circuit 141 may be designed to provide an equalization gain of the harmonic frequency components, called prerecorded harmonics, of the prerecorded sound corresponding to the square of the rank of each prerecorded harmonic. Preferably, the equalization gain values can be capped to a predefined maximum gain threshold value to prevent the emergence beyond a tolerable auditory threshold of harmful sound elements caused by a microphonic background noise. high frequencies and / or high frequency background noise from the selected sound recording. In practice, this threshold can be adjusted via means 65 for inputting the device 3. Alternatively, this threshold can be determined according to measurement values of the signal-to-noise ratio of the micro-hexaphonic and / or measurement values. the signal-to-noise ratio of the selected sound.
En pratique, le filtre du circuit 141 de prétraitement peut être adapté pour déterminer les coefficients d'un filtre numérique à réponse impulsionnelle finie, dit filtre FIR, et à phase linéaire, selon une méthode itérative traditionnelle de conception de filtre numérique à partir d'un gabarit de filtre défini selon les valeurs de gains d'égalisation et de données, dite données de hauteur de 30 note d'origine, représentatives de la fondamentale f v du son sélectionné. En pratique, les données de hauteur de note d'origine peuvent être produites et préenregistrées par tout moyen sous forme de méta données dans le fichier numérique du son préenregistré sélectionné, et transmises au périphérique 136 synthétiseur avec les échantillons de source sonore. En alternative, les données de hauteur de note d'origine peuvent être saisies par l'entremise des moyens 65 de saisie. En alternative ou en combinaison, le circuit 141 de prétraitement peut être adapté pour mettre en oeuvre une méthode de détection de hauteur de note en vue de produire lesdites données de hauteur de note d'origine à partir des échantillons de source sonore. En outre, le circuit 141 de prétraitement de l'exemple est adapté pour mettre en oeuvre une méthode de transformée de fourrier de fourrier à fenêtre glissante conforme au module 8 de transformée en fréquence du circuit 137 de détection de façon à produire des échantillons fréquentiels numériques, dits échantillons préenregistrés (représentés par le symbole V dans la figure 4), selon une même longueur de fenêtre d'observation, une même fonction de fenêtrage, et un même pas de décalage, à partir du signal numérique filtré dont les valeurs d'échantillons numériques correspondant à une première partie 66 sont préalablement réduits à une valeur nulle. Dès lors, les échantillons préenregistrés sont descriptifs de représentations en fréquence de segments successifs, dits segments 69, 70, préenregistrés, d'une deuxième partie 67 du signal numérique filtré, se chevauchant décalés selon le pas de décalage. Les données de hauteur de note d'origine, les échantillons préenregistrés et une séquence, dite séquence initiale, d'échantillons du signal numérique filtré correspondant à ladite première partie 66 forment les données de timbre transmises au circuit 68 de synthèse et enregistrées, tel que précédemment décrit, dans la mémoire 139 du circuit 68 de synthèse. Le circuit 137 de détection de l'exemple est électriquement relié au circuit 68 de synthèse de façon à transmettre à la volée, le signal de fondamentale, les échantillons du signal de perturbation, les échantillons d'atténuation et les échantillons d'excitation produits à chaque itération. In practice, the filter of the pretreatment circuit 141 can be adapted to determine the coefficients of a finite impulse response digital filter, called FIR filter, and of linear phase, according to a traditional iterative method of digital filter design starting from a filter mask defined according to the values of equalization gains and data, called original note height data, representative of the fundamental fv of the selected sound. In practice, the original note pitch data may be produced and prerecorded by any means in the form of meta data in the selected pre-recorded digital sound file, and transmitted to the synthesizer device 136 along with the sound source samples. Alternatively, the original note pitch data may be inputted via the input means 65. Alternatively or in combination, the pretreatment circuit 141 may be adapted to implement a pitch height detection method to produce said original note pitch data from the sound source samples. In addition, the preprocessing circuit 141 of the example is adapted to implement a sliding window Fourier Fourier transform method according to the frequency transforming module 8 of the detection circuit 137 so as to produce digital frequency samples. said pre-recorded samples (represented by the symbol V in FIG. 4), according to the same length of observation window, the same windowing function, and the same shift step, from the filtered digital signal whose values of digital samples corresponding to a first part 66 are reduced beforehand to a zero value. Therefore, the prerecorded samples are descriptive of frequency representations of successive segments, said prerecorded segments 69, 70, of a second portion 67 of the filtered digital signal, overlapping each offset by the shift. The original note pitch data, the pre-recorded samples and a so-called initial sequence of samples of the filtered digital signal corresponding to said first part 66 form the timbre data transmitted to the synthesis circuit 68 and recorded, such as previously described in the memory 139 of the synthesis circuit 68. The detection circuit 137 of the example is electrically connected to the synthesis circuit 68 so as to transmit on the fly, the fundamental signal, the disturbance signal samples, the attenuation samples and the excitation samples produced at each iteration.
Le circuit 68 de synthèse de l'exemple comprend plusieurs modules 142 générateurs, chacun adapté pour produire lors de chaque itération, des échantillons fréquentiels numériques modifiés, dits échantillons modifiés, à partir des échantillons préenregistrés correspondant à un segment 69, 70, préenregistré. En particulier, chaque module 142 générateur est adapté pour pouvoir produire, lors d'itérations successives, des échantillons modifiés issus de segments 69, 70, préenregistrés successifs. Pour ce faire, le sous module 142 générateur, peut être adapté pour incrémenter à chaque itération, un index enregistré dans un espace mémoire de la mémoire 139, propre audit module 142 générateur, ledit index étant représentatif du segment préenregistré courant pour le module 142 générateur. Chaque module 142 générateur de l'exemple met en oeuvre, à chaque itération, une étape 158 de modifications en fréquence en vue notamment de transposer en fréquence lesdites harmoniques préenregistrées selon le signal de fondamentale, et notamment de pondérer l'amplitude desdites harmoniques préenregistrées selon des échantillons d'atténuation produits pour l'itération courante. Compte tenu de ce qui précède, chaque module 142 générateur produit pendant plusieurs itérations successives, des échantillons modifiés correspondant à des segments 69, 70, préenregistrés successifs, lesdits échantillons modifiés étant descriptifs de représentations en fréquences de segments, dits segments modifiés, successifs d'un son modifié issu du son sélectionné. Ladite étape 158 de modifications en fréquence comprend notamment une sous étape 143 d'interpolation et une sous étape 146 de translation exécutées pour chaque harmonique préenregistrée du son sélectionné. Ces sous étapes mettent en oeuvre une transposition en fréquence de l'harmonique préenregistrée vers une fréquence harmonique, dite fréquence 39, 40, 41, de transposition, conforme à la valeur courante du signal de fondamentale. Dès lors, le son modifié est constitué de plusieurs composantes, dites contributions fréquentielles, chacune issue d'une harmonique préenregistrée, et chacune modulée en fréquence au fur et à mesure d'itérations successives, selon des valeurs de fréquences de transpositions correspondantes successivement en vigueur lors desdites itérations successives. La formule suivante exprime le décalage 71, 72, 73, 32 74, en fréquence de la transposition à mettre en oeuvre à chaque itération et pour chaque harmonique préenregistrée en fonction d'un rang de transposition en vigueur pour cette harmonique préenregistrée : bco (r,r) =(p ~ (c,r) • fm (r) -1-- fv) N 1 fs Dans cette formule : - prl(r,r) désigne le rang de transposition de l'harmonique préenregistrée de rang r, en vigueur lors de l'itération i et pour le module générateur - bco77(x,r) désigne ledit décalage en fréquence de la transposition à mettre en oeuvre, en termes d'échantillons fréquentiels. Chaque module 142 générateur est adapté pour mettre en oeuvre une étape 154 d'initialisation dans la mémoire 139, de données de rangs de transposition propres au module 142 générateur, et représentatives d'une valeur de rang de transposition en vigueur pour chaque harmonique préenregistrée. Cette étape est exécutée lors de chaque itération correspondant, pour ce module, à une modification d'un premier segment 69 préenregistré. De préférence, les données de rangs de transposition peuvent être initialisées de façon à transposer, lors de l'étape 158 de modifications en fréquence exécutée pour le premier segment 69 préenregistré, chaque harmonique préenregistrée vers une fréquence harmonique de rang correspondant. Le circuit 68 de synthèse de l'exemple comprend en outre un module 75 de sélection adapté pour extraire de la mémoire 139, lors de chaque itération, un jeu de données de mise à jour représentatives d'une nouvelle valeur de rang de transposition pour chaque valeur précédemment en vigueur lors de l'itération précédente. Le module 75 de sélection est adapté pour sélectionner ledit jeu de données de mise à jour parmi plusieurs jeux de données de mise à jour préenregistrés dans la mémoire 139 du circuit 68 de synthèse. Le graphique de la figure 11 illustre un principe selon lequel produire chaque jeu de données de mise à jour. Ce graphique présente des droites obliques correspondant chacune à une valeur de rang de transposition en vigueur lors de l'itération précédente, ladite droite représentant la fréquence de transposition correspondante, dite fréquence précédente, en fonction du taux (en abscisse) de variation de la fondamentale détectée courante par rapport à l'itération précédente. The synthesis circuit 68 of the example comprises several generator modules 142, each adapted to produce, at each iteration, modified digital frequency samples, called modified samples, from the pre-recorded samples corresponding to a prerecorded segment 69, 70. In particular, each module 142 generator is adapted to be able to produce, during successive iterations, modified samples from segments 69, 70, prerecorded successive. To do this, the generator sub-module 142 may be adapted to increment at each iteration, an index stored in a memory space of the memory 139, specific to said generator module 142, said index being representative of the current prerecorded segment for the generator module 142 . Each generator module 142 of the example implements, at each iteration, a step 158 of frequency changes, in particular with a view to frequency transposing said prerecorded harmonics according to the fundamental signal, and in particular to weight the amplitude of said prerecorded harmonics according to attenuation samples produced for the current iteration. In view of the foregoing, each generator module 142 produces for several successive iterations, modified samples corresponding to successive prerecorded segments 69, 70, said modified samples being descriptive of frequency representations of segments, so-called modified, successive segments of a modified sound from the selected sound. Said step 158 of frequency changes comprises in particular an interpolation sub-step 143 and a translation sub-step 146 executed for each prerecorded harmonic of the selected sound. These sub-steps implement a frequency transposition of the prerecorded harmonic to a harmonic frequency, called transposition frequency 39, 40, 41, in accordance with the current value of the fundamental signal. Therefore, the modified sound consists of several components, called frequency contributions, each resulting from a prerecorded harmonic, and each modulated in frequency as successive iterations, according to corresponding transposition frequency values successively in force. during said successive iterations. The following formula expresses the shift 71, 72, 73, 32, 74 in frequency of the transposition to be implemented at each iteration and for each prerecorded harmonic according to a transposition rank in force for this prerecorded harmonic: bco (r , r) = (p ~ (c, r) • fm (r) -1 - fv) N 1 fs In this formula: - prl (r, r) denotes the rank of transposition of the prerecorded harmonic of rank r , in force during the iteration i and for the generator module - bco77 (x, r) designates said frequency shift of the transposition to be implemented, in terms of frequency samples. Each generator module 142 is adapted to implement a step 154 of initialization in the memory 139 of transposition rank data specific to the generator module 142, and representative of a value of rank of transposition in force for each prerecorded harmonic. This step is executed during each iteration corresponding, for this module, to a modification of a first prerecorded segment 69. Preferably, the transposition rank data can be initialized so as to transpose, in the step 158 of frequency changes executed for the first prerecorded segment 69, each prerecorded harmonic to a harmonic frequency of corresponding rank. The synthesis circuit 68 of the example further comprises a selection module 75 adapted to extract from the memory 139, during each iteration, a set of update data representative of a new value of rank of transposition for each value previously in effect during the previous iteration. The selection module 75 is adapted to select said update data set from among several prerecorded update data sets in the memory 139 of the synthesis circuit 68. The graph in Figure 11 illustrates a principle that produces each update data set. This graph presents oblique lines corresponding each to a value of rank of transposition in force during the previous iteration, said line representing the corresponding frequency of transposition, said preceding frequency, as a function of the rate (in abscissa) of variation of the fundamental detected current relative to the previous iteration.
Lesdites fréquences précédentes 76, 77, 78, 79, sont réparties dans des intervalles 80, 81, 82, de proximité fréquentiels s'étendant chacun autour d'une fréquence 39, 40, 84, harmonique par rapport à la valeur courante du signal de fondamentale. Cette répartition est constante à l'intérieur d'intervalles, dits sous domaines 87, 88, 89, d'un domaine 90 de détection du taux de variation. Said preceding frequencies 76, 77, 78, 79 are distributed in frequency proximity intervals 80, 81, 82, each extending around a frequency 39, 40, 84, which is harmonic with respect to the current value of the signal. fundamental. This distribution is constant within intervals, referred to as subdomains 87, 88, 89, of a domain 90 for detecting the rate of change.
Dans l'exemple, un jeu de données de mise à jour est prédéterminé pour chacun desdits sous domaines 87, 88, 89, de façon à définir, pour plusieurs valeurs de rangs de transpositions basses fréquences (au nombre de quatre dans l'exemple de la figure 11), une nouvelle valeur de rang de transposition en vigueur qui correspond à la fréquence 39, 40, 84, harmonique de l'intervalle de proximité logeant la fréquence 76, 77, 78, 79, précédente correspondante. Dès lors, chaque contribution fréquentielle basse fréquence correspondante est modulée, lors de l'itération courante, vers la plus proche fréquence harmonique en vigueur selon l'échelle logarithmique. En outre chaque jeu de données de mise à jour est prédéterminé dans l'exemple de façon à définir pour chaque valeur de rang de transposition supérieur aux rangs de transposition basses fréquences, une nouvelle valeur de rang de transposition en vigueur selon le principe de la formule suivante : Pn(r,r) = PTI(r,Rp) + r - Rp, r > RP Dans cette formule Rp désigne un nombre prédéfini de rangs de transposition basses fréquences selon lequel déterminer les jeux de mise à jour. In the example, an update data set is predetermined for each of said subdomains 87, 88, 89, so as to define, for several rank values of low frequency transpositions (four in the example of FIG. 11), a new value of effective translation rank which corresponds to the frequency 39, 40, 84, harmonic of the proximity interval accommodating the corresponding frequency 76, 77, 78, 79, preceding. Therefore, each corresponding low frequency frequency contribution is modulated, during the current iteration, to the nearest harmonic frequency in force according to the logarithmic scale. In addition, each set of update data is predetermined in the example so as to define for each value of higher transposition rank at low frequency transposition ranks, a new value of transposition rank in force according to the principle of the formula. Next: Pn (r, r) = PTI (r, Rp) + r - Rp, r> RP In this formula Rp denotes a predefined number of low frequency transposition ranks according to which to determine the update sets.
Dans l'exemple, le module 75 de sélection est adapté pour produire à chaque itération à partir d'un échantillon courant et d'un échantillon précédent du signal de fondamental, un échantillon courant d'un signal représentatif du taux de variation du signal de fondamentale. En outre, le module 75 de sélection est adapté pour s'exécuter à partir de données de seuil prédéterminées par tout moyens et préenregistrées dans la mémoire 139 du circuit 68 de synthèse avec les jeux de données de mise à jour. Les données de seuil de l'exemple sont représentatives de valeurs 91, 92, 93, seuils du taux de variation au-delà desquelles la fréquence 76, 77, 78, 79, précédente d'au moins une contribution fréquentielle basse fréquence bascule d'un sous domaine 87, 88, 89, à un autre. En particulier, les données de seuil et les jeux de données de mise à jour peuvent être prédéterminées par tout moyen en fonction du domaine de détection de hauteur de note du module 9 de détection de hauteur de note et du nombre de rangs de transposition basses fréquences souhaités. Les jeux de données de mise à jour extraite à chaque itération sont transmises à chaque module 142 générateur du circuit 68 de synthèse. In the example, the selection module 75 is adapted to produce at each iteration from a current sample and from a preceding sample of the fundamental signal, a current sample of a signal representative of the variation rate of the signal of the signal. fundamental. In addition, the selection module 75 is adapted to execute from predetermined threshold data by any means and prerecorded in the memory 139 of the synthesis circuit 68 with the update data sets. The threshold data of the example are representative of values 91, 92, 93, thresholds of the rate of variation beyond which the frequency 76, 77, 78, 79, preceding of at least one frequency contribution low frequency flips one subdomain 87, 88, 89, to another. In particular, the threshold data and the update data sets can be predetermined by any means as a function of the note height detection range of the note height detection module 9 and the number of low frequency transposition ranks. desired. The update data sets extracted at each iteration are transmitted to each generator module 142 of the synthesis circuit 68.
Chaque module 142 générateur de l'exemple est en outre adapté pour mettre en oeuvre une étape 155 de mise à jour des données de rangs de transposition. Cette étape est exécutée à partir du jeu de données de mise à jours reçues lors de chaque itération, dite itération de modifications subséquentes, correspondant pour ce module, à une modification d'un segment 70 préenregistré postérieur au premier segment 69 préenregistré. Lors de cette étape, les données de rangs de transposition sont enregistrées, une fois mises à jour, dans la mémoire 139 en vue de l'itération suivante. La formule suivante illustre l'exécution des étapes d'initialisation et de mise à jour des données de rangs de transposition telles que mises en oeuvre dans l'exemple : Each generator module 142 of the example is further adapted to implement a step 155 of updating the data of transposition ranks. This step is executed from the update data set received during each iteration, called iteration of subsequent modifications, corresponding for this module, to a modification of a prerecorded segment 70 subsequent to the first prerecorded segment 69. In this step, the data of transposition ranks are recorded, once updated, in the memory 139 for the next iteration. The following formula illustrates the execution of the steps of initialization and update of the data of ranks of implementation as implemented in the example:
r r=r0(n) p (i,r) _ rl jw(r,pr - 1r)I r>i0(~1) Dans cette formule : r, p (r -1,r) désigne une valeur de mise à jour de rang de transposition définie par le jeu de données de mise à jour en vigueur pour l'itération courante, 25 - p( c -1,r) désigne le rang de transposition de l'harmonique préenregistrée de rang r, en vigueur lors d'une itération précédente r-1 pour le module générateur 'q,20 35 'r0(n) désigne la plus récente itération, dite itération de déclenchement, de modifications en fréquence du premier segment 69 préenregistré pour le module générateur T I. Les figures 12 et 13 représentent les trajectoires en fréquence de contributions fréquentielles basses fréquences d'un exemple de son modifié produit à partir d'une itération 94 de déclenchement du son modifié et au fur et à mesures des itérations suivantes. Dans ces figures, les fréquences harmoniques en vigueur lors de chaque itération sont représentées par des cercles espacés selon l'axe 95 de la fréquence (en Hertz) en fonction de la valeur 134, 135, courante du signal de fondamentale. La trajectoire fréquentielle de chaque contribution fréquentielle est représentée par une séquence de flèches, chacune s'étendant depuis une valeur de fréquence harmonique correspondant à la fréquence de transposition en vigueur lors de l'itération précédente, jusqu'à une valeur de fréquence harmonique correspondant à la fréquence de transposition en vigueur lors d'une itération courante. La figure 12 représente un exemple dans lequel la fondamentale détectée varie progressivement de sorte que le taux de variation de la fondamentale détectée est logé à chaque itération dans le sous domaine, dit sous domaine 88 de variation progressive, de variation correspondant aux plus faibles valeurs du domaine de variation en valeur absolue. Dès lors, chaque contribution fréquentielle est modulée selon la fréquence d'un même rang d'harmonique au fur et à mesure des itérations. Le dispositif de l'exemple est dès lors adapté pour pouvoir produire un signal de séquence sonore restituant le timbre du son sélectionné de manière particulièrement fidèle et tout à fait représentatif de modulation de la hauteur de note de la corde par modification progressive de sa tension. Il est à noter que le graphique de la figure 11 et les figures 12 et 13 portent sur des exemples différents. En effet, la figure 11 porte sur un exemple donné pour quatre rangs d'harmoniques basses fréquences, tandis que les figures 12 et 13 portent sur des exemples donnés pour neuf rangs d'harmoniques basses fréquence. In this formula: r, p (r -1, r) denotes a set value of transposition rank day defined by the update data set in effect for the current iteration, 25 - p (c -1, r) denotes the rank of transposition of the prerecorded harmonic of rank r, in effect when of a previous iteration r-1 for the generator module 'q, 20' r0 (n) denotes the most recent iteration, called triggering iteration, of changes in frequency of the first prerecorded segment 69 for the generator module T I. FIGS. 12 and 13 show the frequency paths of low frequency frequency contributions of an example of the modified sound produced from an iteration 94 for triggering the modified sound and as the following iterations are measured. In these figures, the harmonic frequencies in effect during each iteration are represented by circles spaced along the axis 95 of the frequency (in Hertz) as a function of the value 134, 135, current of the fundamental signal. The frequency trajectory of each frequency contribution is represented by a sequence of arrows, each extending from a harmonic frequency value corresponding to the transposition frequency in effect during the previous iteration, to a harmonic frequency value corresponding to the transposition frequency in effect during a current iteration. FIG. 12 represents an example in which the detected fundamental progressively varies so that the rate of variation of the detected fundamental is accommodated at each iteration in the subdomain, said subdomain 88 of progressive variation, of variation corresponding to the lowest values of the domain of variation in absolute value. Therefore, each frequency contribution is modulated according to the frequency of the same rank of harmonic as and iteration. The device of the example is therefore adapted to be able to produce a sound sequence signal reproducing the tone of the selected sound in a particularly faithful manner and quite representative of modulation of the pitch of the string by gradually changing its voltage. It should be noted that the graph of Figure 11 and Figures 12 and 13 relate to different examples. Indeed, Figure 11 is an example given for four rows of low frequency harmonics, while Figures 12 and 13 relate to examples given for nine rows of low frequency harmonics.
Le sous domaine 88 de variation progressive qui s'applique pour les exemples des figure 12 et 13 est donc en réalité plus étroit que celui illustré dans la figure 11, toutes choses étant égales par ailleurs. La figure 13 représente un exemple dans lequel la fondamentale détectée varie brusquement de sorte que le taux de variation de la fondamentale est logé en dehors dudit sous domaine 88 de variation progressive lors d'une itération 131. Une telle variation se produit notamment lors d'un changement de hauteur de note exécuté par l'instrumentiste. Dans ce cas, les valeurs des rangs de transposition des contributions fréquentielles sont ajustées lors de cette itération 131 par rapport à, l'itération 130 précédente. Tel qu'illustré dans cette figure la modulation en fréquence des contributions fréquentielles qui en résulte est relativement progressive, malgré la variation brusque de la fondamentale détectée. Le principe illustré à la figure 11 peut faire l'objet de nombreuses variantes de mise en oeuvre. En particulier, une minimisation de la modulation en fréquence peut être réalisée selon d'autre échelles de fréquence, en particulier une échelle rendant plus finement compte que l'échelle logarithmique, de la sensibilité de l'oreille humaine aux écarts de fréquences. Dans la sous étape 143 d'interpolation, un faisceau d'échantillons fréquentiels numériques, dit faisceau d'harmonique, est produit à partir d'échantillons préenregistrés, dits échantillons d'origine, situés dans et autour de la bande 96, 97, 98, 99, de fréquences du lobe principal de la fonction de fenêtrage centré autour de la fréquence 100, 101, 102, 103, de l'harmonique préenregistré, de sorte que les échantillons dudit faisceau d'harmonique sont représentatifs de valeurs interpolées d'échantillons fréquentiels selon à des indices de la représentation en fréquence décalés selon une valeur de reliquat d'arrondi de la valeur de décalage 71, 72, 73, 74, de transposition en fréquence. Des exemples de valeurs (en traits plein) d'amplitudes d'échantillons d'origine et de valeurs (en pointillés) d'amplitudes interpolées correspondantes sont représentées dans la figure 14. En particulier, la sous étape d'interpolation peut être mise en oeuvre selon une méthode d'interpolation linéaire. Cette étape d'interpolation permet de compenser en partie l'erreur d'approximation se produisant en raison d'un décalage de transposition en nombre entier d'échantillons fréquentiels, tels que mis en oeuvre 37 lors de la sous étape 146 de translation décrite ci-après. La formule suivante illustre le principe de la sous étape 143 d'interpolation : wl(r)=N r • vù L 2 ff -1 +1ù (&o(rr)_&L(rr)) 1=O.Lù1 s Dans cette formule : - wl(r) désigne l'indice dans la représentation en fréquence correspondant à l'échantillon d'indice 1 du faisceau d'harmonique, - L désigne un nombre d'échantillons numériques dont chaque faisceau est constitué, cette valeur dépendant de la largeur du lobe principal de la fonction de fenêtrage, - &o (r,r) désigne la valeur arrondie du décalage de transposition en fréquence en nombre d'échantillons fréquentiels. L'étape 158 de modifications en fréquence comprend en outre une sous étape 144 de pondération exécutée pour chaque faisceau d'harmonique produit suite à la sous étape 143 d'interpolation, dans laquelle un faisceau d'échantillons fréquentiels numériques, dit faisceau de contribution, est produit à partir du faisceau d'harmonique, de données d'ajustement de la phase et d'un faisceau, dit faisceau de modulation, d'échantillons numériques à valeurs complexes. Lors de chaque itération de modifications du premier segment 69 préenregistré, le module 142 générateur est adapté pour mettre en oeuvre, suite à l'étape 154 d'initialisation des données de rangs de transposition et préalablement à l'étape 158 de modifications en fréquence, une étape 156 d'initialisation des faisceaux de modulation. Dans cette étape, les échantillons des faisceaux de modulation correspondants aux différentes harmoniques préenregistrées sont initialisés et enregistrés dans la mémoire 139. Dans l'exemple, chaque faisceau de modulation est initialisé à partir d'un faisceau, dit faisceau d'excitation, d'échantillons d'excitation courants logés dans la bande 35, 36, 37, de fréquences du lobe principal de la fonction de fenêtrage centrée autour de la fréquence 39, 40, 41, de transposition en vigueur pour l'harmonique préenregistrée compte tenu des données de rangs de transposition et de la valeur courante du signal de fondamentale détectée. De préférence, les valeurs 104, 105, 106, d'amplitudes des échantillons de chaque faisceau d'excitation peuvent être égalisés, lors de l'étape 156 d'initialisation des faisceaux de modulation de sorte que des valeurs d'amplitude du faisceau de modulation résultant présente un profil plat en fréquence. Pour ce faire, chaque valeur d'échantillon du faisceau d'échantillons d'excitation peut être pondérée selon la valeur du rapport de la valeur 104, 106, d'amplitude maximale du faisceau d'échantillons d'excitation sur la valeur d'amplitude de l'échantillon. Lors de chaque itération de modifications d'un segment 70 préenregistré postérieur, le module 142 générateur est adapté pour exécuter, suite à l'étape 155 de mise à jour des données de rangs de transposition et préalablement à l'étape 158 de modifications en fréquence, une étape 157 d'atténuation. Dans cette étape, les faisceaux de modulation enregistrés en mémoire lors de l'itération précédente sont mis à jour selon des échantillons d'atténuation produits lors de l'itération courante. A cet égard, le circuit 68 synthétiseur comprend en outre un module 159 de contrôle d'atténuation adapté pour produire à chaque itération, des données, dites données d'atténuation d'harmoniques, à partir du signal de fondamentale et des échantillons d'atténuation courants et fournir lesdites données d'atténuation d'harmoniques aux modules 142 de générateurs. En particulier, les données d'atténuation d'harmoniques de l'exemple comprennent des données d'atténuation basses fréquences représentatives, pour chaque rang d'un nombre prédéfini de rangs de transposition basses fréquences (ce nombre étant éventuellement différent de celui prédéfini pour la production des jeux de données de mise à jour), de la valeur 32, 33, 34 d'échantillon d'atténuation correspondant à la plus faible atténuation dans la bande 35, 36, 37, de fréquences du lobe principal de la fonction de fenêtrage centrée autour de la fréquence 39, 40, 41, de transposition correspondante (compte tenu de la valeur de fondamentale détectée courante). The subdomain 88 of progressive variation which applies for the examples of FIGS. 12 and 13 is therefore in fact narrower than that illustrated in FIG. 11, all things being equal. FIG. 13 represents an example in which the detected fundamental varies abruptly so that the rate of variation of the fundamental is housed outside said subdomain 88 of progressive variation during an iteration 131. Such a variation occurs in particular when a note pitch change performed by the instrumentalist. In this case, the values of the transposition ranks of the frequency contributions are adjusted during this iteration 131 with respect to the previous iteration 130. As illustrated in this figure the frequency modulation of the frequency contributions which results is relatively progressive, despite the abrupt variation of the detected fundamental. The principle illustrated in FIG. 11 can be the subject of numerous variants of implementation. In particular, a minimization of the frequency modulation can be carried out according to other frequency scales, in particular a scale more accurate than the logarithmic scale, of the sensitivity of the human ear to the frequency differences. In the interpolation sub-step 143, a beam of digital frequency samples, called the harmonic beam, is produced from pre-recorded samples, called original samples, located in and around the band 96, 97, 98 , 99, of the main lobe frequencies of the windowing function centered around the frequency 100, 101, 102, 103, of the pre-recorded harmonic, so that the samples of said harmonic beam are representative of interpolated values of samples frequency according to indices of the frequency representation shifted according to a rounding remainder value of the offset value 71, 72, 73, 74, of frequency transposition. Examples of values (in solid lines) of amplitudes of original samples and values (in dashed lines) of corresponding interpolated amplitudes are shown in FIG. 14. In particular, the interpolation sub-step can be implemented in FIG. works according to a linear interpolation method. This interpolation step makes it possible to compensate in part for the approximation error occurring due to an integer shift shift of frequency samples, as implemented 37 during the translation sub-step 146 described herein. -after. The following formula illustrates the principle of interpolation sub-step 143: ## EQU1 ## In this formula : - wl (r) denotes the index in the frequency representation corresponding to the sample of index 1 of the harmonic beam, - L denotes a number of digital samples of which each bundle is constituted, this value depending on the width of the main lobe of the windowing function, - & o (r, r) denotes the rounded value of the frequency shift shift in number of frequency samples. The frequency modification step 158 further comprises a sub-step 144 of weighting performed for each harmonic beam produced following the interpolation sub-step 143, in which a beam of digital frequency samples, called the contribution beam, is produced from the harmonic beam, phase adjustment data and a beam, called modulation beam, of complex value digital samples. During each iteration of modifications of the first prerecorded segment 69, the generator module 142 is adapted to implement, following step 154 of initialization of the data of transposition ranks and prior to the step 158 of changes in frequency, a step 156 of initialization of the modulation beams. In this step, the samples of the modulation beams corresponding to the various prerecorded harmonics are initialized and recorded in the memory 139. In the example, each modulation beam is initialized from a beam, called the excitation beam. current excitation samples housed in the band 35, 36, 37 of frequencies of the main lobe of the windowing function centered around the frequency 39, 40, 41, of transposition in force for the prerecorded harmonic taking into account the data of transposition ranks and the current value of the detected fundamental signal. Preferably, the amplitude values 104, 105, 106 of the samples of each excitation beam can be equalized, during the step 156 of initialization of the modulation beams, so that amplitude values of the beam of resulting modulation has a flat frequency profile. To do this, each sample value of the excitation sample beam can be weighted according to the value of the ratio of the value 104, 106, of the maximum amplitude of the excitation sample beam to the amplitude value. of the sample. During each iteration of modifications of a prerecorded segment 70, the generator module 142 is adapted to execute, following step 155 of updating the data of transposition ranks and prior to step 158 of frequency changes. , a step 157 of attenuation. In this step, the modulation beams stored in memory during the previous iteration are updated according to attenuation samples produced during the current iteration. In this regard, the synthesizer circuit 68 further comprises an attenuation control module 159 adapted to produce, at each iteration, data, called harmonic attenuation data, from the fundamental signal and the attenuation samples. current and provide said harmonic attenuation data to generator modules 142. In particular, the harmonic attenuation data of the example comprise representative low-frequency attenuation data, for each rank of a predefined number of low frequency transposition ranks (this number possibly being different from that predefined for the first time). generation of update datasets), the attenuation sample value 32, 33, 34 corresponding to the lowest attenuation in the main lobe frequency band 35, 36, 37 of the windowing function centered around the corresponding transposition frequency 39, 40, 41 (taking into account the current detected fundamental value).
En outre, les données d'atténuation d'harmonique de l'exemple comprennent des données d'atténuation hautes fréquences, produites à 39 partir des données d'atténuation basses fréquences. En particulier, les données d'atténuation basses fréquences de l'exemple sont représentatives de facteurs d'atténuation des rangs hautes fréquences correspondent avantageusement à la moyenne des facteurs d'atténuation des rangs basses fréquences : Ry Y(r,P) = Ry Y(r,X) (p> Ry) x=1 Dans cette formule y(r,p) représente le facteur d'atténuation s'appliquant pour les harmoniques préenregistrées correspondant au rang de transposition p, et Ry désigne un nombre prédéfini de rangs de transposition basses fréquences (Ry peut être différent de Rp). Les échantillons des faisceaux de modulation mis à jour lors de l'étape 157 d'atténuation sont enregistrés dans la mémoire 139 en vue de l'itération suivante. La formule suivante illustre le principe d'atténuation des valeurs d'amplitude des faisceaux de modulation tel que mis en oeuvre dans l'exemple : Tl(r,r,l) = Tl(r -1,r,l). y(r,p (r,r)), (z > r0(n)) Dans cette formule, zTl(r,r,l) désigne la valeur de l'échantillon numérique d'indice 1 du faisceau de modulation correspondant à l'harmonique préenregistrée de rang r pour le module générateur Ti. En outre, lors de chaque itération de modifications du premier 20 segment 69 préenregistré, le module 142 générateur est adapté pour exécuter, suite à l'étape 154 d'initialisation des données de rangs de transposition et préalablement à l'étape 158 de modifications en fréquence, une étape 160 d'initialisation des données d'ajustement de la phase. Par ailleurs, lors de chaque itération de modifications d'un segment 70 préenregistré postérieur, le module 142 générateur 25 est adapté pour exécuter, suite à l'étape 155 de mise à jour des données de rang de transposition et préalablement à l'étape 158 de modifications en fréquence, une étape 161 de mise à jour des données d'ajustement de la phase. 10 15 Les données d'ajustement de la phase de l'exemple sont représentatives d'un coefficient complexe permettant d'assurer une continuité de phase entre les échantillons modifiés produits lors de l'itération courante et ceux produits lors de l'itération précédente. Ces données sont enregistrées dans la mémoire 139 lors de chaque exécution de l'étape 160 d'initialisation ou de l'étape 161 de mise à jour, en vue de l'itération suivante. La formule suivante illustre les principes d'initialisation et de mise à jour des coefficients complexes d'ajustement de la phase mis en oeuvre dans les étapes correspondantes : i2ar Scot (r,r) • A N r = r0 (T1) i2ar • Scon (r,r) • A 71(r -1,r) e N r> r0(ri) Dans cette formule l? (r,r) désigne le coefficient 77 In addition, the harmonic attenuation data of the example includes high frequency attenuation data, produced from the low frequency attenuation data. In particular, the low frequency attenuation data of the example are representative of attenuation factors of the high frequency ranks advantageously correspond to the average of the attenuation factors of the low frequency ranks: Ry Y (r, P) = Ry Y (r, X) (p> Ry) x = 1 In this formula y (r, p) represents the attenuation factor applying for prerecorded harmonics corresponding to the transposition rank p, and Ry designates a predefined number of ranks low frequency transposition (Ry can be different from Rp). The samples of the modulation beams updated during the attenuation step 157 are stored in the memory 139 for the next iteration. The following formula illustrates the principle of attenuation of the amplitude values of the modulation beams as implemented in the example: T1 (r, r, l) = T1 (r -1, r, l). y (r, p (r, r)), (z> r0 (n)) In this formula, zTl (r, r, l) denotes the value of the numerical sample of index 1 of the modulation beam corresponding to the prerecorded harmonic of rank r for the generator module Ti. Furthermore, during each iteration of modifications of the first prerecorded segment 69, the generator module 142 is adapted to execute, following the step 154 of initialization of the transposition rank data and before step 158 of modifications to frequency, a step 160 of initializing the phase adjustment data. Furthermore, during each iteration of modifications of a pre-recorded segment 70, the module 142 generator 25 is adapted to perform, following step 155 of updating the transposition rank data and prior to step 158 frequency changes, a step 161 of updating the phase adjustment data. The adjustment data of the phase of the example is representative of a complex coefficient for ensuring phase continuity between the modified samples produced during the current iteration and those produced during the previous iteration. This data is recorded in the memory 139 during each execution of the initialization step 160 or the updating step 161, for the next iteration. The following formula illustrates the principles of initialization and updating of the complex phase adjustment coefficients implemented in the corresponding steps: i2ar Scot (r, r) • AN r = r0 (T1) i2ar • Scon ( r, r) • A 71 (r -1, r) e n r> r0 (ri) In this formula l? (r, r) denotes the coefficient 77
d'ajustement de la phase. Dans la sous étape 144 de pondération, les valeurs d'échantillons numériques du faisceau d'harmonique sont multipliés deux à deux avec les valeurs d'échantillons du faisceau de modulation en vigueur pour cette itération de façon à moduler les valeurs d'amplitude et de phase des échantillons numériques dudit faisceau d'harmonique. En outre les valeurs d'échantillons numériques du faisceau d'harmonique sont multipliées selon le coefficient complexe d'ajustement de la phase correspondant. La formule suivante illustre le principe de la sous étape 144 de pondération : é (r,r,l) = vn(r,r,l) • zTl(r,r,l) Tl(r,r) 71 Dans cette formule, éTl(r,r,l) désigne l'échantillon d'indice 1 du faisceau de contribution et i (r,r,l) désigne le faisceau d'harmonique produit suite à la sous étape 143 d'interpolation. La figure 14, représente les amplitudes 107 des échantillons fréquentiels d'exemples de faisceaux de contribution correspondant 25 aux premiers rangs d'harmoniques préenregistrées. ~Tl(r,r) = e Dans la sous étape 146 de translation, les échantillons modifiés, correspondant, dans la représentation en fréquence, aux indices fréquentiels décalés selon une valeur 71, 72, 73, 74, arrondie du décalage de transposition par rapport aux indices des échantillons d'origine correspondant à l'harmonique préenregistrée sont produits à partir des échantillons du faisceau de contribution correspondant. En particulier, d'une exécution de la sous étape de translation sur l'autre, les valeurs d'échantillons de deux faisceaux de contributions correspondant aux mêmes indices de la transformée en fréquence sont additionnées dans l'exemple. Par ailleurs, les valeurs d'échantillons de faisceaux de contribution débordant la fréquence de Schannon-Nyquist sont ignorés dans l'exemple. En outre, les valeurs d'échantillons de faisceaux de contribution débordant vers les fréquences négatives de la représentation en fréquence sont repliés vers les fréquences positives dans l'exemple. De préférence, les échantillons modifiés correspondant aux fréquences négatives de la représentation en fréquence sont produits à partir des échantillons modifiés des fréquences positives, par symétrie par rapport à l'origine. La figure 14 représente des exemples de valeurs 108 d'amplitudes d'échantillons modifiés correspondant à une partie basses fréquences de la représentation en fréquence. En outre, lors de l'étape 157 d'atténuation et lors de l'étape 156 d'initialisation des faisceaux de modulation, des données, dites données d'énergie subsistante, représentatives d'une valeur d'énergie globale d'amplitude subsistant pour les échantillons des faisceaux de modulation suite à leur initialisation ou à leur atténuation, sont produites à partir des échantillons correspondants, et transmises à un module, dit module 147 de commande de déclenchement, du circuit 68 de synthèse. Ledit module 147 de commande de déclenchement est adapté pour transmettre à chaque itération à partir des données correspondantes d'énergie subsistante transmises par les modules 142 générateurs, un signal de commande de déclenchement au module 142 générateur correspondant à la plus faible valeur d'énergie globale d'amplitude subsistante. Chaque module 142 générateur de l'exemple exécute en outre, lors de chaque itération préalablement à toute autre étape, une étape 145 de mise à jour de l'index du segment préenregistré courant. Dans cette étape, l'index est réinitialisé de sorte qu'il désigne le premier segment 69 préenregistré dans le cas où le module 142 générateur a reçu le signal de commande de déclenchement lors de l'itération précédente, l'index étant incrémenté dans le cas contraire. Dès lors, les sons modifiés susceptibles de présenter la plus forte intensité sonore sont maintenus d'une itération sur l'autre tandis qu'un son modifié susceptible de présenter la plus faible intensité sonore est interrompu à chaque itération en vue de libérer un module générateur pour la production d'un nouveau son modifié selon les échantillons d'excitation de l'itération. adjustment of the phase. In the sub-step 144 of weighting, the digital sample values of the harmonic beam are multiplied two by two with the sample values of the modulation beam in force for this iteration so as to modulate the values of amplitude and of phase of the digital samples of said harmonic beam. In addition, the digital sample values of the harmonic beam are multiplied according to the complex adjustment coefficient of the corresponding phase. The following formula illustrates the principle of weighting sub-step 144: ## EQU1 ## In this formula , éTl (r, r, l) denotes the sample of index 1 of the contribution beam and i (r, r, l) denotes the harmonic beam produced following the interpolation sub-step 143. Figure 14 shows the amplitudes 107 of the sample samples of contribution beams corresponding to the first ranks of prerecorded harmonics. ~ Tl (r, r) = e In the translation sub-step 146, the modified samples, corresponding, in the frequency representation, to the frequency indices shifted by a value 71, 72, 73, 74, rounded by the transposition shift by the indices of the original samples corresponding to the prerecorded harmonic are produced from the samples of the corresponding contribution beam. In particular, from one execution of the translation sub-step to the other, the sample values of two contribution beams corresponding to the same indices of the frequency transform are added in the example. On the other hand, sample values of contribution beams exceeding the Schannon-Nyquist frequency are ignored in the example. In addition, the contribution beam sample values overflowing to the negative frequencies of the frequency representation are folded back to the positive frequencies in the example. Preferably, the modified samples corresponding to the negative frequencies of the frequency representation are produced from the modified samples of the positive frequencies, by symmetry with respect to the origin. Fig. 14 shows examples of modified sample amplitude values 108 corresponding to a low frequency portion of the frequency representation. In addition, during the attenuation step 157 and during the step 156 of initialization of the modulation beams, data, said data of remaining energy, representative of a value of global energy of remaining amplitude for the samples of the modulation beams following their initialization or attenuation, are produced from the corresponding samples, and transmitted to a module, said trigger control module 147, of the synthesis circuit 68. Said trigger control module 147 is adapted to transmit at each iteration from the corresponding remaining energy data transmitted by the generator modules 142, a trigger control signal to the generator module 142 corresponding to the lowest overall energy value. of remaining amplitude. Each generator module 142 of the example also executes, during each iteration before any other step, a step 145 of updating the index of the current pre-recorded segment. In this step, the index is reset so that it designates the first prerecorded segment 69 in the case where the generator module 142 has received the trigger control signal during the previous iteration, the index being incremented in the opposite case. Therefore, the modified sounds likely to have the highest loudness are maintained from one iteration to the other while a modified sound likely to have the lowest loudness is interrupted at each iteration to release a generator module for the production of a new modified sound according to the excitation samples of the iteration.
Le module 68 synthétiseur comprend en outre un module 162 de superposition adapté pour mixer les échantillons fréquentiels modifiés produits par les modules 142 de modifications en fréquence lors de chaque itération, de façon à produire des échantillons descriptifs d'une représentation en fréquence courante d'un signal numérique, dit signal 110 de synthèse tonale, dans laquelle les contributions fréquentielles des sons modifiés en cours sont superposés. Le circuit 68 de synthèse comprend en outre un module 163 de transformée inverse adapté pour produire à chaque itération, des échantillons numériques représentatifs d'une forme d'onde, dite forme d'onde 109 tonale, à partir desdits échantillons mixés. En pratique, une méthode rapide de transformée de fourrier numérique inverse peut être utilisée, avec troncature des derniers échantillons -en cas d'une mise en oeuvre de la méthode de concaténation avec des zéros-, puis pondération avec la fonction de fenêtrage et selon ledit facteur de normalisation d'amplitude. Le circuit 68 de synthèse comprend en outre un module 164 de construction du signal 110 de synthèse tonale adapté pour produire à chaque itération une séquence d'échantillons numériques, dite séquence 116 tonale, du signal de synthèse tonale, correspondant à l'intervalle 61 courant de décalage. Les valeurs d'échantillons des séquences d'échantillons numériques 111, 112, 113, des formes d'ondes 109, 114, 115, tonales courantes et passées correspondant à cet intervalle 61 sont superposées à cet effet. Le module 164 de construction est en outre adapté pour enregistrer la forme d'onde 109 tonale de l'itération courante dans une mémoire (non représentée) du module 164 de construction en vue de son utilisation lors d'itérations suivantes. Le circuit 68 de synthèse de l'exemple comprend en outre un module 117 de convolution adapté pour produire une séquence d'échantillons numériques, dite séquence 118 de convolution, d'échantillons par convolution à partir de la séquence 59 de perturbation de l'itération courante et de la séquence initiale des données de timbre. En particulier, la convolution peut être mise en oeuvre selon une technique traditionnelle de convolution rapide (cf. The digital signal processing handbook, Vijay Madisetti, Douglas Bennett Williams, 1998, CRC Press LLC, pp. 8-1 à 8-4). Le module 117 de sélection et de déclenchement d'attaque est en outre adapté pour produire, à chaque itération, une séquence d'échantillons numériques, dite séquence 122 d'attaque correspondant à l'intervalle 61 courant de décalage, par superposition des formes d'onde des séquences 118, 119, 120, 121, de convolution issues des plus récentes itérations, décalées les unes par rapport aux autres selon le pas de décalage conformément au principe de combinaison linéaire du produit de convolution. Ladite séquence 122 d'attaque est représentative d'un tronçon courant d'un signal numérique, dit signal 123 de synthèse inharmonique. Le circuit de détection comprend en outre un module 124 de sortie adapté pour produire le signal de séquence sonore au fur et à mesure des itérations. En particulier, le circuit de détection de l'exemple est adapté pour mixer la séquence 122 d'échantillons d'attaque courante avec la séquence 116 tonale courante selon des facteurs respectifs de gains de superposition, de façon à produire une séquence d'échantillons correspondante, dite séquence de synthèse finale, du signal de séquence sonore. En particulier, lesdits gains de superposition peuvent être déterminés par l'utilisateur à partir des moyens 65 de saisie. Les circuits 68 de synthèse des périphériques 136 sont électriquement reliés chacun à un port d'un circuit 170 de sortie du dispositif 3, ledit circuit 170 de sortie étant adapté pour produire un signal numérique de sortie par mixage des signaux de séquences sonores reçus, transmis par lesdits circuits 68 de synthèse. De préférence, ledit circuit 170 de sortie comprend un module (non représenté de conversion numérique/analogique raccordé à une prise 125 analogique ménagée sur le boîtier 5 rigide de façon à pouvoir raccorder le dispositif sur un amplificateur 126 dotée d'une prise analogique d'entrée correspondante en vue d'une restitution audible du signal numérique de sortie en temps réel. Le circuit 170 de sortie peut en outre comprendre un module d'encodage adapté pour traduire le signal numérique de sortie dans tout autre format de transmission numérique ou analogique adéquat en vue de sa fourniture au niveau d'une prise 127 de sortie adaptée correspondante. En pratique, le circuit 137 de détection, le circuit 141 de prétraitement et le circuit 68 de synthèse de l'exemple peuvent être réalisés au moyen de composants d'électroniques numériques traditionnels, tels que des circuits logiques programmables -notamment de type dit FPGA-, des composants numériques dédiés -portes logiques, bascules, circuits intégrés spécialisés dits ASIC des mémoires mortes, des mémoire flash, des microcontrôleurs.... En outre,, chaque circuit peut être réalisé au moyen d'un ou plusieurs microprocesseurs, s'exécutant selon un programme chargé dans une mémoire vive associée, en particulier un ou plusieurs processeurs spécialisé dans le traitement des signaux numériques. L'architecture du circuit 68 de synthèse peut être notamment adaptée en fonction du nombre de modules 142 générateurs à mettre en oeuvre. A cet égard, le déposant a pu constater par l'expérience que l'utilisation d'un nombre réduit de module générateur permet d'obtenir des résultats sonores satisfaisants en régime de vibration libre. En outre, le déposant a pu constater par l'expérience l'utilisation d'un nombre plus élevé, mais suffisamment modeste pour une mise en oeuvre en temps réel, permet d'obtenir en tout temps des résultats sonores représentatifs du jeu de l'instrumentiste, y compris en cours de régime forcé prolongé de la corde (frottement continue, introduction de composantes forcées inharmoniques, bruits, etc.). Compte tenu de ce qui précède, les échantillons d'excitation produits par le circuit 137 de détection pour une ou plusieurs fenêtres d'observation, dites fenêtres de contact d'excitation, s'étendant en partie au moins sur un intervalle de temps du signal 7 numérique de mesure pendant lequel un contact d'excitation est imparti sur la corde, sont représentatifs de valeurs d'amplitudes d'excitation et de phases d'excitation dudit contact d'excitation. En particulier, chaque valeur d'amplitude d'excitation et chaque valeur de phase d'excitation est détectée dans la bande de fréquences de l'échantillon fréquentiel numérique de mesure correspondant. Le cas échéant, les échantillons d'excitation produits par le circuit 137 de détection sont représentatifs d'une séquence détectée de contacts d'excitation impartis sur l'organe vibrant, et forment à ce titre un signal de séquencement selon l'invention. Dans l'exemple, chaque contact d'excitation détecté entraîne la production d'échantillons modifiés représentatifs d'un ou plusieurs sons modifiés, dits sons modifiés de contact, chacun déclenché suite à une fenêtre de contact d'excitation correspondante, dite fenêtre de déclenchement. Les échantillons modifiés de chaque son modifié de contact forment un signal audio de contact selon l'invention, produit en réponse au contact d'excitation correspondant. The synthesizer module 68 further comprises a superposition module 162 adapted to mix the modified frequency samples produced by the frequency modification modules 142 during each iteration, so as to produce descriptive samples of a current frequency representation of a digital signal, said tonal synthesis signal 110, in which the frequency contributions of the current modified sounds are superimposed. The synthesis circuit 68 further comprises an inverse transform module 163 adapted to produce, at each iteration, digital samples representative of a waveform, called the tonal waveform 109, from said mixed samples. In practice, a fast method of inverse digital quadrant transformation can be used, with truncation of the last samples -in the case of an implementation of the concatenation method with zeros-, then weighting with the windowing function and according to said amplitude normalization factor. The synthesis circuit 68 further comprises a module 164 for constructing the tonal synthesis signal 110 adapted to produce at each iteration a sequence of digital samples, called the tonal sequence 116, of the tonal synthesis signal, corresponding to the current interval 61. offset. The sample values of the digital sample sequences 111, 112, 113, waveforms 109, 114, 115, current and past tonal corresponding to this interval 61 are superimposed for this purpose. The building module 164 is further adapted to record the tonal waveform 109 of the current iteration in a memory (not shown) of the building module 164 for use in subsequent iterations. The synthesis circuit 68 of the example further comprises a convolution module 117 adapted to produce a sequence of digital samples, called convolution sequence 118, of samples by convolution from the iteration disruption sequence 59 current and the initial sequence of the stamp data. In particular, the convolution can be implemented according to a traditional technique of rapid convolution (see The digital signal processing handbook, Vijay Madisetti, Douglas Bennett Williams, 1998, CRC Press LLC, pp. 8-1 to 8-4). The selection and tripping module 117 is furthermore adapted to produce, at each iteration, a sequence of digital samples, called the driving sequence 122 corresponding to the offset interval 61, by superposition of the forms of wave convolution sequences 118, 119, 120, 121 from the most recent iterations, shifted with respect to each other according to the shift step according to the principle of linear combination of the convolution product. Said driving sequence 122 is representative of a current portion of a digital signal, called an inharmonic synthesis signal 123. The detection circuit further comprises an output module 124 adapted to produce the sound sequence signal as iterations proceed. In particular, the detection circuit of the example is adapted to mix the sequence 122 of current attack samples with the current tone sequence 116 according to respective factors of superposition gains, so as to produce a corresponding sequence of samples , said final synthesis sequence, of the sound sequence signal. In particular, said superposition gains can be determined by the user from the input means 65. The peripheral synthesis circuits 68 are electrically each connected to a port of an output circuit 170 of the device 3, said output circuit 170 being adapted to produce a digital output signal by mixing the received sound sequence signals, transmitted by said circuits 68 of synthesis. Preferably, said output circuit 170 comprises a module (not shown for digital / analog conversion connected to an analog socket 125 formed on the rigid housing 5 so as to be able to connect the device to an amplifier 126 equipped with an analog plug corresponding input for audible rendering of the digital output signal in real time The output circuit 170 may further comprise an encoder module adapted to translate the digital output signal into any other suitable digital or analog transmission format For practical purposes, the detection circuit 137, the pretreatment circuit 141, and the synthesis circuit 68 of the example may be realized by means of components of FIG. traditional digital electronic devices, such as programmable logic circuits-in particular FPGA-type, dedicated digital components -logical ports, flip-flops, specialized integrated circuits known as ASIC of the memories, flash memory, microcontrollers .... In addition, each circuit can be realized by means of one or more microprocessors, executing according to a loaded program in an associated random access memory, in particular one or more processors specialized in digital signal processing. The architecture of the synthesis circuit 68 may in particular be adapted according to the number of modules 142 generators to implement. In this regard, the applicant has found by experience that the use of a small number of generator module makes it possible to obtain satisfactory sound results in the free vibration regime. In addition, the applicant has been able to ascertain by experience the use of a larger number, but modest enough for real-time implementation, to obtain at any time sound results representative of the game of the game. instrumentalist, including in the course of prolonged forced roping of the rope (continuous friction, introduction of inharmonic forced components, noises, etc.). In view of the above, the excitation samples produced by the detection circuit 137 for one or more observation windows, called excitation contact windows, extending in part at least over a time interval of the signal 7 digital measurement during which an excitation contact is imparted on the string, are representative of values of excitation amplitudes and excitation phases of said excitation contact. In particular, each excitation amplitude value and each excitation phase value is detected in the frequency band of the corresponding digital measurement frequency sample. Where appropriate, the excitation samples produced by the detection circuit 137 are representative of a detected sequence of excitation contacts imparted on the vibrating member, and form as such a sequencing signal according to the invention. In the example, each detected excitation contact causes the production of modified samples representative of one or more modified sounds, called modified contact sounds, each triggered following a corresponding excitation contact window, called the trigger window. . The modified samples of each modified contact sound form an audio contact signal according to the invention, produced in response to the corresponding excitation contact.
Dans l'exemple du mode préféré de réalisation de l'invention, les échantillons modifiés de chaque son modifié de contact sont produits à partir des échantillons d'excitation de la fenêtre de déclenchement correspondante, et d'échantillons de source sonore issus du son sélectionné. En particulier, chaque contribution fréquentielle du son modifié de contact est initialement produite par transposition de l'harmonique préenregistrée correspondante autour d'une fréquence de transposition initiale et par pondération de l'amplitude de l'harmonique préenregistrée correspondante selon une valeur d'amplitude d'excitation, dite valeur de gain initial, détectée dans une bande de fréquences logeant la fréquence de transposition initiale. Par ailleurs, chaque contribution fréquentielle est ensuite produite par transposition de l'harmonique préenregistrée correspondante au fur et à mesure d'itérations suivantes, autour des fréquences de transposition successivement en vigueur pour la contribution fréquentielle lors de ces itérations. Lors desdites itérations suivantes, la contribution fréquentielle est produite en outre par pondération de l'harmonique préenregistré selon ladite valeur de gain initial atténuée cumulativement selon des valeurs d'atténuation successives, chacune détectée dans une bande de fréquences du signal 7 numérique de mesure logeant la fréquence de transposition en vigueur lors de l'itération correspondante. En particulier, chaque son modifié de contact est atténué le cas échéant selon des données d'atténuation d'harmoniques représentatives d'une atténuation partielle du son modifié, produites pour une ou plusieurs fenêtres d'observation ultérieures à la fenêtre de déclenchement du son modifié, s'étendant chacune au moins en partie sur un intervalle de temps du signal 7 numérique de mesure pendant lequel un contact d'excitation détecté, ultérieur au contact du son modifié, est imparti sur la corde. In the example of the preferred embodiment of the invention, the modified samples of each modified contact sound are produced from the excitation samples of the corresponding trigger window, and sound source samples from the selected sound. . In particular, each frequency contribution of the modified contact sound is initially produced by transposing the corresponding prerecorded harmonic around an initial transposition frequency and by weighting the amplitude of the corresponding prerecorded harmonic according to an amplitude value of d. excitation, called initial gain value, detected in a frequency band housing the initial transposition frequency. Moreover, each frequency contribution is then produced by transposition of the corresponding prerecorded harmonic as iterations follow, around the transposition frequencies successively in effect for the frequency contribution during these iterations. During said subsequent iterations, the frequency contribution is furthermore produced by weighting the prerecorded harmonic according to said initial gain value attenuated cumulatively according to successive attenuation values, each detected in a frequency band of the digital measurement signal 7 accommodating the transposition frequency in effect at the corresponding iteration. In particular, each modified contact sound is attenuated as appropriate according to harmonic attenuation data representative of a partial attenuation of the modified sound produced for one or more observation windows subsequent to the modified sound trigger window. , each extending at least in part over a time interval of the digital measurement signal during which a detected excitation contact, subsequent to contact with the modified sound, is imparted on the string.
Par ailleurs, compte tenu de ce qui précède, les échantillons modifiés des sons modifiés de contact correspondant à un contact d'excitation se prolongeant sur plusieurs fenêtre d'observation -frottement de la corde par exemple-se combinent de sorte que le signal de séquence sonore est représentatif d'un son composé résultant représentant de manière particulièrement fidèle et réaliste le contact d'excitation prolongé. La modulation des phases des harmoniques préenregistrées selon des valeurs de phase d'excitation détectés autour des fréquences de transposition initiales correspondantes permet en effet d'assurer une continuité de phase entre chaque son modifié correspondant à un même contact d'excitation. En outre, les sons modifiés déclenchés hors contact de la corde présentent une intensité proportionnelle aux composantes non stationnaires qui en sont à l'origine, de sorte que leur impact sonore est négligeable pour l'instrumentiste. Par ailleurs, tout effet d'atténuation partielle produit par un contact partiel pendant plusieurs fenêtres d'observation est traduit à bref délai dès l'itération correspondant à la première fenêtre d'observation dudit contact. En outre, compte tenu de ce qui précède, le signal de séquence sonore du mode préféré de réalisation de l'invention présente en tout temps un contenu harmonique qui varie conformément au jeu de l'instrumentiste sans effets de changements intempestifs de hauteur de note ou rupture intempestive de résonance malgré toute éventuelle variation du signal de fondamentale correspondant à un changement intempestif de hauteur de note détectée. Moreover, in view of the foregoing, the modified samples of the modified contact sounds corresponding to an excitation contact extending over several observation windows -froting the chord for example-combine so that the sequence signal sound is representative of a resulting composite sound representing in a particularly faithful and realistic way the prolonged excitation contact. The modulation of the prerecorded harmonic phases according to excitation phase values detected around the corresponding initial transposition frequencies makes it possible to ensure a phase continuity between each modified sound corresponding to the same excitation contact. In addition, the modified sounds triggered out of contact with the string have an intensity proportional to the non-stationary components which are at the origin, so that their sound impact is negligible for the instrumentalist. Moreover, any partial attenuation effect produced by a partial contact during several observation windows is translated shortly after the iteration corresponding to the first observation window of said contact. Furthermore, in view of the foregoing, the sound sequence signal of the preferred embodiment of the invention exhibits at all times a harmonic content which varies in accordance with the instrumentalist's play without the effects of untimely changes in note pitch or inadvertent resonance failure despite any possible variation of the fundamental signal corresponding to an inadvertent change in note pitch detected.
Dans le cas d'un impact du doigt, dit contact d'harmonique, au niveau d'un noeud de vibration d'un mode vibratoire basse fréquence de la corde, une variation du signal de fondamentale correspondant à un changement intempestif de hauteur de note risque de se produire. A titre d'exemple, la corde de mi grave, dite El, de la guitare jouée à vide présente, après impact du doigt au dessus de la septième frette à partir du sillet du manche de la guitare, une signature fréquentielle tout à fait similaire au si, dit B2, de l'octave supérieur. Une valeur de fondamentale correspondant à la note de si, dit B1, de l'octave inférieur est donc éventuellement détecté par le module 9 de détection de hauteur de note de l'exemple. Dans ce cas, compte tenu de l'ajustement des rangs de transposition qui en résulte (cf. figure 13), chaque contribution fréquentielle basse fréquence dont le rang de transposition est trois avant le contact d'harmonique, est au pire atténuée et modulée de façon négligeable malgré un tel changement intempestif de hauteur de note. En conséquence, lesdites contributions fréquentielles basses fréquences se trouvent atténuées d'une manière similaire en présence ou en l'absence d'un changement intempestif de la hauteur de note détectée suite à la réalisation d'un contact d'harmonique dans le mode préféré de l'invention. Le déposant à pu constater par expérience que le signal de séquence sonore du mode préféré de réalisation de l'invention représente de manière particulièrement fidèle le phrasé mélodique impartis sur la corde y compris en présence de contacts prolongées entraînant une vibration fortement bruitée. En outre, le signal de séquence sonore du dispositif 3 de l'exemple ne présente pas de dissonances sonores, autres que celles propres au son préenregistré le cas échéant, en période de vibration libre de la corde. Par ailleurs, la variation de l'enveloppe d'amplitude de chaque harmonique préenregistrée n'est ni accélérée ou ralentie par effet de la transposition telle que mise en oeuvre dans l'exemple. Dès lors, le dispositif de l'exemple permet de restituer le timbre du son sélectionné de manière particulièrement fidèle. Le signal 123 de synthèse inharmonique de l'exemple est produit par convolution du signal de perturbation avec la première partie du signal numérique filtré. Ladite première partie comprenant les composantes transitoires d'attaque du son sélectionné, le signal 123 de synthèse inharmonique permet de traduire avec acuité l'effet percussif de chaque contact produit sur la corde. Dans l'exemple, ce signal 123 de synthèse inharmonique compense un phénomène d'émoussement des attaques des sons modifiés, résultant des modifications en fréquence réalisée par les module 142 générateurs, l'émoussement étant d'autant plus marqué que la fenêtre d'observation est longue. Dans l'exemple du mode préféré de réalisation de l'invention, le signal sE(n) de perturbation de l'exemple peut être produit à bref délai à partir du signal 7 numérique de mesure, de sorte que chaque contact imparti est suivi d'une conséquence audible sans délai perceptible pour l'instrumentiste. En effet, le pas de décalage peut être défini pour toute corde de la guitare de façon à correspondre à un délai négligeable, y compris pour les corde graves nécessitant une fenêtre d'observation longue durée pour procurer une précision de détection d'atténuation souhaitée. Le circuit 141 de prétraitement pourrait être amélioré en vue d'extraire de manière plus précise les composantes transitoires du son sélectionné. Toute méthode traditionnelle adaptée pourrait être mise en oeuvre à cet égard. Le déposant a pu constater par l'expérience que de bons résultats peuvent être obtenus pour un nombre modeste de rangs de transposition basses fréquences et une nombre modeste de module 142 générateur, une mise en oeuvre en temps réel s'avérant dès lors possible sans délai rédhibitoire. Le dispositif du mode préféré de réalisation de l'invention, peut faire l'objet de variantes diverses. En particulier, chaque module générateur peut être adapté pour exécuter une étape de sélection, parmi plusieurs jeux de données de timbre issus de différents fichiers numériques de sons préenregistrés, d'un jeu de données de timbre à partir duquel produire le son modifié. La sélection peut être réalisée selon des critères prédéfinis, par exemple selon une échelle d'intensité d'excitation de sorte qu'une restitution plus fidèle de la variation dynamique du timbre d'un instrument de musique dont la sonorité est à reproduire peut être obtenue, par exemple un piano acoustique. In the case of an impact of the finger, said harmonic contact, at a vibration node of a vibratory low frequency mode of the string, a variation of the fundamental signal corresponding to an inadvertent change of note pitch risk of occurring. For example, the string of E bass, called El, guitar played empty, after impact of the finger above the seventh fret from the nut of the neck of the guitar, a frequency signature quite similar at so, says B2, of the upper octave. A fundamental value corresponding to the note of si, said B1, of the lower octave is thus possibly detected by the note height detection module 9 of the example. In this case, taking into account the adjustment of the resulting ranks of transposition (see FIG. 13), each low frequency frequency contribution whose transposition rank is three before the harmonic contact is at least attenuated and modulated by negligibly in spite of such an inadvertent change of pitch. Consequently, said low-frequency frequency contributions are attenuated in a similar way in the presence or absence of an inadvertent change in the note pitch detected following the making of a harmonic contact in the preferred mode of the invention. The applicant has been able to ascertain by experience that the sound sequence signal of the preferred embodiment of the invention represents, in a particularly faithful manner, the melodic phrasing imparted on the string, including in the presence of prolonged contacts causing a strongly noisy vibration. In addition, the sound sequence signal of the device 3 of the example does not present any sound dissonances, other than those specific to the prerecorded sound if appropriate, during the free vibration of the string. Furthermore, the variation of the amplitude envelope of each prerecorded harmonic is neither accelerated nor slowed by the effect of the transposition as implemented in the example. Therefore, the device of the example makes it possible to restore the tone of the selected sound in a particularly faithful manner. The inharmonic synthesis signal 123 of the example is produced by convolving the disturbance signal with the first part of the filtered digital signal. Said first part comprising the transient attack components of the selected sound, the inharmonic synthesis signal 123 makes it possible to translate with sharpness the percussive effect of each contact produced on the string. In the example, this inharmonic synthesis signal 123 compensates for a phenomenon of blunting of the attacks of the modified sounds, resulting from the modifications in frequency carried out by the generators modules 142, the blunting being all the more marked as the observation window is long. In the example of the preferred embodiment of the invention, the disturbance signal sE (n) of the example can be produced at short notice from the digital measurement signal, so that each contact is followed by 'an audible consequence without perceptible delay for the instrumentalist. Indeed, the pitch of shift can be defined for any string of the guitar so as to correspond to a negligible delay, including for the bass chords requiring a long observation window to provide a desired attenuation detection accuracy. The pretreatment circuit 141 could be improved to extract more precisely the transient components of the selected sound. Any suitable traditional method could be implemented in this respect. The applicant has been able to ascertain from experience that good results can be obtained for a modest number of low frequency transposition ranks and a modest number of generator modules 142, a real-time implementation being therefore possible without delay. crippling. The device of the preferred embodiment of the invention may be subject to various variants. In particular, each generator module can be adapted to perform a selection step, among several sets of stamp data from different digital prerecorded sound files, a set of stamp data from which to produce the modified sound. The selection can be performed according to predefined criteria, for example according to a scale of excitation intensity so that a more faithful reproduction of the dynamic variation of the timbre of a musical instrument whose sound is to be reproduced can be obtained , for example an acoustic piano.
Selon une autre variante du mode préféré de réalisation, le circuit de prétraitement peut être adapté pour produire des données de timbre comprenant en outre des données de fréquence d'origine pour chaque harmonique préenregistrée, représentatives d'une valeur affinée de fréquence centrale de l'harmonique préenregistrée en fréquence. Dès lors, les échantillons d'origine à partir desquels produire chaque contribution fréquentielle peuvent être sélectionnés précisément, même pour des sons sélectionnés présentant une inharmonicité marquée. En outre, le dispositif de l'exemple peut être adapté en vue de tenir compte de phénomènes d' inharmonicité de vibration de la corde, tel que par exemple lorsque la corde est très fortement pincée, par effet de l'utilisation de cordes de diamètres élevés... En pratique, le sous module d'affinage par vocodeur de phase du module 9 de détection de hauteur de note peut être adapté pour déterminer, pour chaque rang d'harmonique, une valeur de mesure affinée de la fréquence à partir d'un échantillon fréquentiel numérique de mesure correspondant à un maximum local d'amplitude logé à proximité d'une valeur préliminaire de fréquence du rang d'harmonique définie par la valeur préliminaire de fondamentale détectée. La formule suivante représente le décalage en fréquence de la transposition à mettre en oeuvre dans cette variante du mode préféré de réalisation de l'invention : i fm(i,p~(i,r)) -1 r' fv(1) Dans cette formule : - fm (c, p (-r,r)) désigne la valeur de mesure affinée de la fréquence de transposition de l'harmonique préenregistrée de rang r, fv (r) désigne la valeur affinée de fréquence centrale de l'harmonique préenregistrée de rang r. En outre, d'autres techniques de synthèse peuvent être mise en oeuvre en alternative ou en combinaison des modules générateurs décrit pour l'exemple du mode préféré de réalisation de l'invention , tel que par exemple des techniques de synthèse additive, des techniques de synthèse soustractive, des techniques de synthèse par modélisation physique... &off (r, r) = N fv(r) fs En variante, le circuit 137 de détection, le circuit 141 de prétraitement et le circuit 68 de synthèse peut être réalisé au moyen d'un circuit unique équipé d'un processeur s'exécutant selon un programme adapté pour mettre en oeuvre des fonctionnalités des modules desdits circuits, chargé dans une mémoire vive associée au processeur. En particulier, le programme peut être préenregistré dans la mémoire de masse 152 et transmis par l'unité centrale informatique au périphérique 136 synthétiseur par l'intermédiaire du bus 149 de données correspondant, suite à la mise sous tension du dispositif 3. En pratique, ledit programme peut être préenregistré dans la mémoire de masse 152 en usine, ou par l'utilisateur au moyen d'un support de mémoire amovible, par téléchargement au moyen d'un périphérique de communication du dispositif 3 (non représenté)... Rien n'empêche de mettre en oeuvre un dispositif de synthèse selon l'invention comprenant une unité de traitement unique adaptée pour traiter, selon le procédé de l'invention, un ou plusieurs signaux de vibration propres à différents organes vibrants d'un instrument de musique. En particulier, l'invention peut être mise en oeuvre au moyen d'un microordinateur générique équipé d'un microprocesseur et d'une mémoire vive associée, s'exécutant selon un logiciel d'exploitation chargé en mémoire vive suite à la mise sous tension du microordinateur, et selon un programme chargé en mémoire vive depuis une mémoire de masse du micro ordinateur, ledit programme étant adapté pour que le microordinateur mette en oeuvre un procédé de synthèse d'un signal audio selon l'invention suite au chargement dudit programme, de sorte qu'au moins un signal de vibration selon l'invention, dont l'acquisition est effectuée par une carte son équipant le microordinateur, est traité par l'unité centrale en vue de produire un signal audio synthétisé selon l'invention en sortie de ladite carte son. Rien n'empêche de mettre en oeuvre tout ou partie du procédé de l'invention par voie de traitement analogique. Dans l'exemple, le signal microphonique est transmis en entrée du dispositif 3 par voie analogique. Rien n'empêche, de mettre en oeuvre un dispositif selon l'invention traitant un ou plusieurs signaux représentatifs de la vibration d'un organe vibrant reçus par voie numérique. En particulier, une numérisation de chaque signal peut être mise en oeuvre au moyen d'un circuit de numérisation embarqué sur l'instrument de musique. En outre, rien n'empêche de coupler le circuit de numérisation de l'instrument de musique avec un circuit embarqué de transformée en fréquence de sorte qu'un signal représentatif de la vibration de l'organe vibrant est fourni en entrée d'un dispositif selon l'invention, selon une représentation en fréquence dudit signal. En outre rien n'empêche réaliser l'invention selon un mode de réalisation simplifié à partir d'un signal de séquencement conforme à la norme MIDI. Par ailleurs, rien n'empêche, de mettre en oeuvre un dispositif selon l'invention adapté pour pouvoir produire un signal audio synthétisé selon l'invention à partir d'un signal de séquencement selon l'invention et d'un signal de note selon l'invention produit à partir d'un circuit de détection interposé entre l'instrument et le dispositif selon l'invention. Rien n'empêche de mettre en oeuvre un dispositif de 15 conception simplifié dépourvu de module 58 de détection de perturbation à bref délai et de module 117 de convolution. According to another variant of the preferred embodiment, the pretreatment circuit may be adapted to produce patch data further comprising original frequency data for each prerecorded harmonic representative of a refined central frequency value of the harmonic prerecorded in frequency. Therefore, the original samples from which to produce each frequency contribution can be selected precisely, even for selected sounds with marked inharmonicity. In addition, the device of the example may be adapted to take into account phenomena of vibration inharmonicity of the rope, such as for example when the rope is very strongly pinched, by the effect of the use of ropes diameters In practice, the phase vocoder refining sub module of the note pitch detection module 9 can be adapted to determine, for each harmonic rank, a refined measurement value of the frequency from a digital frequency measurement sample corresponding to a local maximum amplitude located near a preliminary frequency value of the harmonic rank defined by the detected fundamental preliminary value. The following formula represents the frequency shift of the transposition to be implemented in this variant of the preferred embodiment of the invention: i fm (i, p ~ (i, r)) -1 r 'fv (1) In this formula: fm (c, p (-r, r)) denotes the refined measurement value of the transposition frequency of the prerecorded harmonic of rank r, fv (r) denotes the refined central frequency value of the prerecorded harmonic of rank r. In addition, other synthesis techniques can be implemented alternatively or in combination with the generator modules described for the example of the preferred embodiment of the invention, such as, for example, additive synthesis techniques, subtractive synthesis, synthesis techniques by physical modeling ... & off (r, r) = N fv (r) fs In a variant, the detection circuit 137, the preprocessing circuit 141 and the synthesis circuit 68 can be realized at the same time. means of a single circuit equipped with a processor running according to a program adapted to implement features of the modules of said circuits, loaded into a random access memory associated with the processor. In particular, the program may be prerecorded in the mass memory 152 and transmitted by the central computer unit to the synthesizer device 136 via the corresponding data bus 149, following the powering up of the device 3. In practice, said program may be prerecorded in the mass memory 152 at the factory, or by the user by means of a removable memory medium, by downloading by means of a communication device of the device 3 (not shown) ... Nothing does not prevent to implement a synthesis device according to the invention comprising a single processing unit adapted to treat, according to the method of the invention, one or more vibration signals specific to different vibrating organs of a musical instrument . In particular, the invention can be implemented by means of a generic microcomputer equipped with a microprocessor and an associated random access memory, running according to an operating software loaded in RAM after powering up. of the microcomputer, and according to a program loaded in RAM from a mass memory of the microcomputer, said program being adapted so that the microcomputer implements a method of synthesizing an audio signal according to the invention following the loading of said program, so that at least one vibration signal according to the invention, the acquisition of which is performed by a sound card equipping the microcomputer, is processed by the central unit to produce a synthesized audio signal according to the invention as output of said sound card. Nothing prevents to implement all or part of the method of the invention by analog processing. In the example, the microphone signal is transmitted to the input of the device 3 by analog means. Nothing prevents, to implement a device according to the invention treating one or more signals representative of the vibration of a vibrating member received digitally. In particular, a digitization of each signal can be implemented by means of a digitization circuit embedded on the musical instrument. In addition, nothing prevents coupling the digitizing circuit of the musical instrument with an on-board frequency conversion circuit so that a signal representative of the vibration of the vibrating member is provided at the input of a device. according to the invention, according to a frequency representation of said signal. In addition, nothing prevents the invention from being implemented in a simplified embodiment from a sequencing signal conforming to the MIDI standard. Moreover, nothing prevents the implementation of a device according to the invention adapted to produce a synthesized audio signal according to the invention from a sequencing signal according to the invention and a note signal according to the invention. the invention produces from a detection circuit interposed between the instrument and the device according to the invention. Nothing prevents the implementation of a simplified design device without short-time disturbance detection module 58 and convolution module 117.
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Cited By (1)
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US20210096808A1 (en) * | 2018-06-15 | 2021-04-01 | Yamaha Corporation | Display control method, display control device, and program |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0454047A2 (en) * | 1990-04-23 | 1991-10-30 | Casio Computer Company Limited | Tone generation apparatus |
US5218160A (en) * | 1991-02-28 | 1993-06-08 | Grob Da Veiga Matthias | String instrument sound enhancing method and apparatus |
US5969282A (en) * | 1998-07-28 | 1999-10-19 | Aureal Semiconductor, Inc. | Method and apparatus for adjusting the pitch and timbre of an input signal in a controlled manner |
US20030221542A1 (en) * | 2002-02-27 | 2003-12-04 | Hideki Kenmochi | Singing voice synthesizing method |
-
2010
- 2010-03-24 FR FR1001154A patent/FR2958068B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0454047A2 (en) * | 1990-04-23 | 1991-10-30 | Casio Computer Company Limited | Tone generation apparatus |
US5218160A (en) * | 1991-02-28 | 1993-06-08 | Grob Da Veiga Matthias | String instrument sound enhancing method and apparatus |
US5969282A (en) * | 1998-07-28 | 1999-10-19 | Aureal Semiconductor, Inc. | Method and apparatus for adjusting the pitch and timbre of an input signal in a controlled manner |
US20030221542A1 (en) * | 2002-02-27 | 2003-12-04 | Hideki Kenmochi | Singing voice synthesizing method |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MARENTAKIS G ET AL: "Sinusoidal synthesis optimization", ICMC. INTERNATIONAL COMPUTER MUSIC CONFERENCE. PROCEEDINGS, XX, XX, 1 January 2002 (2002-01-01), pages 1 - 4, XP002392948 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210096808A1 (en) * | 2018-06-15 | 2021-04-01 | Yamaha Corporation | Display control method, display control device, and program |
US11893304B2 (en) * | 2018-06-15 | 2024-02-06 | Yamaha Corporation | Display control method, display control device, and program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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