Sistema de síntesis de notas musicales implementado en Matlab

Resumen

El Modelado Físico de Instrumentos Musicales es un paradigma con mucho recorrido en el ámbito de la Síntesis de Sonido Digital, debido a la calidad en el timbre y la expresividad de las notas sintetizadas. El objetivo principal del proyecto es implementar, utilizando Simulink y Matlab, Sintetizadores de instrumentos de cuerda, basados en la técnica más usada del Modelado Físico, el Modelado con Guías de Onda Digitales. La Síntesis con Guías de Onda permite simular el comportamiento de la cuerda en los instrumentos de esta familia, generando un espectro dinámico e inarmónico usando solo un par de retardos y un Filtro de Bucle. Incluyendo diversos elementos y fenómenos al núcleo de cuerda se obtiene un Modelo del Instrumento completo.
El análisis de notas grabadas de Guitarra y Piano se ha realizado con la aplicación propia noteAnalysis, para obtener los parámetros que permiten calibrar los Instrumentos Virtuales. Los Sintetizadores de Guitarra Clásica y Piano, así como otros más simples basados en el Algoritmo Karplus-Strong y sus extensiones, son el producto final del trabajo. Estos modelos de Simulink crean notas musicales con características muy similares a las originales, y un timbre realista.
Abstract:
Physical Modeling of Musical Instruments is a widely used paradigm in the field of Digital Sound Synthesis, due to the timbre quality and expressiveness of the synthesized notes. The main goal of the project is the implementation of string instrument Synthesizers, utilizing Matlab and Simulink, based on the most used Physical Modeling Technique, Digital Waveguide Modeling. Synthesis using Waveguides allows for simulate the string behaviour in this particular instrument family, producing a dinamic and inharmonic spectrum using only a pair of delays and a Loop Filter. Including several elements and phenomena to the string core, a full Instrument Model is obtained.
Analysis of recorded Guitar and Piano tones has been carried out employing an own-developed app, noteAnalysis, in order to obtain the requiered parameters for the Virtual instrument’s calibration. Classic Guitar and Piano Synthesizers, as well as a more simple Karplus-Strong Algorithm based models, are the final results of the work. These Simulink models produce musical notes with similar features to the recorded ones, and also realistic timbres.