2019年4月3日,印度影片《调音师》在中国大陆上映。这是一部悬疑犯罪喜剧电影,随着故事的发展,波折惊奇与搞笑情节接连不断。除了帮助人们放松身心,这部电影也让很多人知道了“调音”这个工作。
在电影中,阿尤斯曼·库拉纳饰演的阿卡什,就是一名钢琴调音师。除了钢琴需要调音,事实上,吉他、尤克里里、古筝、大提琴等等很多乐器都需要调音。这是因为随着乐器使用次数的不断增加,琴弦也会随之发生变化,如果不能及时调音,就会影响弹奏的准确性。
△电影《 调音师》
然而,真正的调音师工作远比电影中辛苦。比如调弦,对于弦乐器演奏者而言就是一个必要而又繁杂的过程。特别是对于初学者而言,因为他们无法掌握好弦应该调整的距离,所以需要依据调音器的指示反复调整琴弦的松紧。
英特尔® FPGA中国创新中心(以下简称创新中心)展厅,展示的智能自动调音器,就可以解决此问题。
△ 创新展厅展示了智能自动调音器
智能自动调音器由重庆大学团队研发,可以在短时间内实现对跑音吉他的精准调弦。此项设计,在2018Innovate FPGA全球创新大赛中荣获大中华区一等奖。
智能自动调音器结合了SoC、FPGA和信号处理技术,对从乐器上拾取的声音进行时域、频域联合的高效分析和处理,并根据结果对调弦电机进行闭环控制,可实现吉他、尤克里里等乐器的智能化、全自动的调音。尤其是对Intel® FPGAs技术的应用,实现了更快速、更精准地调音。
手动调整琴弦,很有可能造成人为错误。与手动调弦不同,使用者若用智能自动调音器,只需选择必要参数并将智能自动调音器的旋钮固定在想要调节的琴弦的头部旋钮上,然后拨动琴弦即可。不过等待数秒钟,智能自动调音器就能将跑音的吉他、尤克里里等的琴弦调到正确的音调。
△智能自动调音器工作原理图
那么,智能自动调音器是如何将乐器音高按照参考音高调弦的呢?
首先,使用者将调音器的旋钮套在乐器头部旋钮上之后,再拨动琴弦,麦克风就会将采集到的声音信号输入音频芯片进行采样。采样后的信号将传递给DE10-Nano SoC开发板,在该开发板上对采集到的声音数据进行处理,求出当前声音信号的基因频率,该基因频率将用于与相应的标准音高频率相比较。而比较得出的信息就会用于控制电机转动,从而调节弦的松紧,进而改变弦振动时的发音频率。
△ 智能自动调音器可实现吉他的智能化、全自动调音
即使你是吉他或者尤克里里初学者,对如何调弦完全不了解,只要运用这款智能自动调音器,按照说明一步步操作,也会在几分钟时间里,将所有的弦调到你想要的音高,以确保弹奏的准确性。