Moderní algoritmy posunu výšky základního tónu a jejich využití ve virtuálních hudebních nástrojích

Abstract

Cílem diplomové práce je seznámení s metodami posunu základního tónu akustických signálů. Teoretická část práce obsahuje popis tří různých technik pro posun základního tónu, je to metoda s využitím modulace zpožďovací linky, metoda PICOLA a metoda s využitím fázového vokodéru. První dvě metody jsou zástupci zpracování v časové doméně, třetí metoda představuje zpracování v kmitočtové oblasti. V souvislosti s metodou PICOLA jsou v práci také zmíněny algoritmy pro odhad základní periody signálu. V závěru teoretické části jsou metody srovnány z různých hledisek. Praktická část demonstruje využití těchto metod. Je zde popsán virtuální hudební nástroj sampler založený na přehrávání zvuků uložených v paměti. V této části jsou popsány jednotlivé funkční celky zajišťující požadovanou činnost sampleru. Generování zvuků virtuálního nástroje je řízeno pomocí MIDI protokolu. Pro generování různých tónů z jednoho uloženého zvuku je použita metoda PICOLA.This diploma thesis deals with pitch shifting methods of acoustical signals. The theoretic part of this thesis involves description of three different pitch shifting techniques, these are the method using a modulated delay line, PICOLA method and method using a phase vocoder. The first two methods represent the processing in time domain, the third method represents the processing in frequency domain. In relation with the PICOLA method, the thesis also mentions algorithms for pitch estimation. The practical part demonstrates the use of these methods. There is described a sampler virtual musical instrument based on the playback of the sounds stored in memory. In this part the particular units providing the required functionality are described. The generating of sounds is controlled by the MIDI protocol. In the sampler is implemented the PICOLA method.