Vocodeur

Un vocodeur (une valise de de de voix de et d'encodeur de ) est un analyseur de la parole et un synthétiseur . Il a été à l'origine développé en tant que codeur de la parole pour des applications des télécommunications dans les années 30 , l'idée de étant au discours du code pour la transmission. Son utilisation primaire est de cette fa4con pour la communication par radio bloquée, où la voix doit être digitalisé par chiffré par et alors transmis sur un étroit, canal de voix-largeur de bande. Le vocodeur également a été utilisé intensivement comme instrument musical électronique .

Le vocodeur est lié à, mais essentiellement différent de, l'algorithme d'ordinateur connu sous le nom de " ; " du vocodeur de phase de ;.

Considérant que le vocodeur analyse la parole, la transforme en information électroniquement transmise, et la recrée, le voder (de démonstrateur d'opération de voix de ) produit du discours synthétisé à l'aide d'une console avec quinze clefs à effleurement et une pédale de pied, comprenant fondamentalement le " ; deuxième half" ; du vocodeur, mais avec des commandes manuelles de filtre, ayant besoin d'un opérateur fortement qualifié.

Comment un vocodeur fonctionne

Théorie de vocodeur

La voix humaine se compose des bruits produits par l'ouverture et la fermeture de la glotte par les cordes vocales , qui produit une forme d'onde périodique avec beaucoup bruit de base des harmoniques de ce est alors filtré par par le nez et la gorge (un système sifflant résonnant de compliqué ) pour produire des différences dans le contenu harmonique (formants d'une manière commandée, créant la large variété de bruits utilisés dans la parole. Il y a un autre ensemble de bruits, connu sous le nom de les bruits plosive invoisés de et , qui ne sont pas modifiés par la bouche de la même mode.

Le vocodeur examine la parole en trouvant cette onde porteuse de base , qui est à la fréquence fondamentale de , et en mesurant comment ses caractéristiques spectrales sont changées avec le temps en enregistrant quelqu'un qui parle. Ceci résulte dans une série de nombres représentant ces fréquences modifiées à n'importe quel moment particulier pendant que l'utilisateur parle. De cette manière, le vocodeur réduit nettement la quantité de l'information requise pour stocker le discours, d'un enregistrement complet à une série de nombres. Pour recréer la parole, le vocodeur renverse simplement le processus, créant la fréquence fondamentale dans un oscillateur , puis la passant par une étape qui filtre le contenu de fréquence basé sur la série de nombres à l'origine enregistrée.

Vocodeurs tôt

La plupart des systèmes analogues de vocodeur du utilisent un certain nombre de canaux de fréquence, tout accordés à différentes fréquences (using filtres passe-bande . Les diverses valeurs de ces filtres sont stockées pas comme nombres crus, qui tous sont basés sur la fréquence fondamentale originale, mais comme série de modifications à cela nécessaire fondamental pour le modifier dans le signal vu dans le rendement de ce filtre. Pendant le playback ces arrangements sont envoyés de nouveau dans les filtres et ensemble puis ajoutés, modifié avec la connaissance que la parole varie typiquement entre ces fréquences d'une manière assez linéaire. Le résultat est discours reconnaissable, bien que légèrement " ; mechanical" ; retentissement. Les vocodeurs incluent également souvent un deuxième système pour produire des bruits invoisés, using un générateur de bruit au lieu de la fréquence fondamentale.

Les premières expériences avec un vocodeur ont été entreprises en 1928 par l'ingénieur Homer Dudley des laboratoires de Bell de , qui l'a par la suite breveté en 1935. Le vocodeur de Dudley a été utilisé dans le système du SIGSALY , qui a été établi par des ingénieurs des laboratoires de Bell de (le Alan Turing a été brièvement impliqué) en 1943. Le système du SIGSALY a été employé pour des communications à niveau élevé chiffrées pendant le WW-II. Le travail postérieur dans ce domaine a été conduit par le James Flanagan .

Vocodeurs prévision-basés linéaires

Depuis les années 70 en retard , la plupart des vocodeurs non-musical ont été mis en application using la prévision linéaire , par lequel l'enveloppe spectrale du signal de cible (formant) soit estimée par un filtre du IIR du tout-poteau . Dans le codage linéaire de prévision, le filtre de tout-poteau remplace la banque de filtre passe-bande de son prédécesseur et est employé à l'encodeur au blanchissent le signal (c., aplatir le spectre) et encore au décodeur pour réappliquer la forme spectrale du son articulé de cible. Contrairement aux vocodeurs réalisés using des banques de filtre passe-bande, l'endroit des crêtes spectrales du facteur prédictif linéaire est entièrement déterminé par le signal de cible et n'a pas besoin d'être le harmonique, c., un multiple de nombre entier de la fréquence de base.

Réalisations modernes de vocodeur

Même avec la nécessité d'enregistrer plusieurs fréquences, et les bruits invoisés additionnels, la compression du système de vocodeur est impressionnante. Systèmes standard pour enregistrer le disque de la parole par fréquence d'environ 500 hertz à 3400 hertz, où la plupart des fréquences utilisées dans le mensonge de la parole, qui exige 64kbit/s de largeur de bande (le taux de Nyquist de ). Cependant un vocodeur peut fournir à une simulation raisonnablement bonne aussi le peu de que 2400 bit/s de débit, une amélioration 26×.

Plusieurs systèmes de vocodeur sont employés dans les systèmes de chiffrage de NSA :
LPC-10, Pub 137, 2400 bit/s de PAP , qui emploie le codage prédictif linéaire
Coder 2400 et 4800 bit/s linéaire Excited de prévision, ( CELP ), la norme fédérale 1016, utilisée dans le STU-III
Delta-modulation sans interruption variable de pente ( CVSD ), 16 Kbits/s, utilisés dans des unités de chiffrement larges de bande telles que le KY-57 .
La prévision linéaire d'excitation mélangée ( MELP ), le mil DST 3005, 2400 bit/s, à l'avenir le terminal à bande étroite utilisé FNBDT , le siècle de Digitals de s de NSA le '21ème protégé la téléphonie.
La modulation différentielle adaptable par impulsions et codage ( ADPCM ), l'ancien ITU-T G.721, 32Kbit/s utilisé dans la chambre protégé la téléphonie

(ADPCM n'est pas un vocodeur approprié mais plutôt un codec de forme d'onde.721 avec quelques autres codec d'ADPCM dans G.)

Applications musicales

Pour des applications musicales du , une source des bruits musicaux est employée comme porteur, au lieu d'extraire la fréquence fondamentale. Par exemple, on pourrait employer le bruit d'une guitare comme entrée à la batterie de filtres, une technique qui est devenue populaire dans les années 70 .

Histoire musicale

En 1970, le Wendy Carlos de pionniers de musique électronique et le Robert Moog ont développé un des premiers vocodeurs véritablement musicaux. Un dispositif de 10 bandes inspiré par les conceptions de vocodeur de Homer Dudley, ce s'est à l'origine appelé un encodeur-décodeur de spectre, et plus tard s'est rapporté simplement comme vocodeur. Le signal convoyeur est venu d'un synthétiseur modulaire de Moog, et du modulateur d'une entrée du microphone . Le rendement du vocodeur de 10 bandes était assez intelligible, mais compté sur le discours particulièrement articulé . Les vocodeurs améliorés postérieurs utilisent un filtre passe-haut pour laisser un certain sibilance à travers du microphone ; ceci ruine le dispositif pour son application originale de discours-codage, mais il fait le " ; synthesizer" parlant ; effectuer beaucoup plus intelligible.

Le vocodeur de Carlos et de Moog a été décrit dans plusieurs enregistrements, y compris la bande sonore au Stanley Kubrick ' de s un rouage d'horloge orange , en lequel le vocodeur a chanté la partie vocale le symphonie de s neuvième de Beethoven de '. Également été décrit dans la bande sonore a un morceau appelé le " ; Timesteps, " ; ce qui a comporté le vocodeur dans deux sections. À l'origine, " ; Timesteps" ; a été prévu comme simplement introduction aux vocodeurs pour le " ; listener" timide ; , mais Kubrick a choisi d'inclure le morceau sur la bande sonore, beaucoup à la surprise de Wendy Carlos.

Vers la fin des années 70, les vocodeurs ont commencé à apparaître dans la musique pop , par exemple sur des enregistrements de la disco . Un exemple typique est le le 1977 de d'album de s de Moroder Giorgio 'd'ici à l'éternité . Le Jeff Lynne de l'orchestre de lumière électrique de a utilisé le vocodeur dans plusieurs albums tels que le le '' temps '' . Le Pink Floyd a fait l'utilisation étendue du vocodeur sur les animaux de d'album. Ceci également est employé en chanson de Marilyn Manson Cryptorchid de son superstar d'antichriste de d'album. La machine est décrite en évidence sur l'album du projet de pasteurs d'Alan de , des contes de de mystère et l'imagination et plus tard l'album du robot du I de . Les vocodeurs sont employés souvent pour créer le bruit d'un robot parlant, comme dans le " de chanson de Styx ; " de M. Il a été également employé pour l'introduction au défilé électrique de rue principale de chez Disneyland. Jeff Frankenstein, le claviste pour les vendeurs de journaux chrétiens de bande, utilise de temps en temps un vocodeur, par exemple, le " de la chanson de la bande ; Reality." ;

Les vocodeurs sont apparus sur des enregistrements de bruit de temps en temps depuis, le plus souvent simplement comme effet spécial plutôt qu'un aspect décrit du travail. Cependant, beaucoup d'artistes électroniques expérimentaux du nouveau genre de la musique d'âge de utilisent souvent le vocodeur d'une façon plus complète dans les travaux spécifiques, tels que le Jean Michel Jarre (sur Zoolook , 1984 de ) et le Mike Oldfield (sur le cinq milles dehors de , 1982). Il y a également quelques artistes qui ont fait à des vocodeurs par part essentielle de leur musique, en général ou pendant une phase prolongée. Les exemples incluent le allemand Kraftwerk , Herbie Hancock de groupe de Synthpop de jazz/claviste de fusion pendant les enregistrements postérieurs de s de Cowley son la période de la disco de fin des années 1970, le Patrick 'et plus récemment, le transport avant-garde AM de groupe de bruit.

D'autres effets de voix

" ; Voices" de robot ; est devenue un élément la reproduction dans la musique populaire pendant le 20ème siècle en retard. Plusieurs méthodes de produire des variations sur cet effet ont surgi, dont le vocodeur est seulement un. Il est toujours le plus connu et le plus employé couramment, bien que ce qui suit d'autres morceaux de technologie de musique soit souvent confondu avec le vocodeur :

La boîte (Sonovox) d'entretien de de , codage prédictif linéaire d'Autotuner , modulation d'anneau de , synthèse de la parole , et filtre de peigne de de .

Le du de Cher de croient que est un exemple d'un bruit vocal qui est souvent confondu avec le vocodeur. La marque Taylor, producteur de de croient , utilisé le vocodeur d'une façon minimum où l'effet deviendrait le plus saisissant. Par exemple, dans le " de textes ; Croyez-vous à la vie après l'amour ? " ; , le vocodeur a été employé en le décalant dans le " ; Vous croyez à la vie après lo-" ; au lieu du " ; - love" ; ce qui s'est ajouté la dimension Taylor recherchait. Puisque le Taylor a été concerné par garder le secret commercial de l'effet vrai sur la chanson, il a à l'origine attribué les effets au causeur de Digitech de ce qui il a prétendu produire le bruit synthétisé, mais pas avant que les vocals ont été filtrés à l'aide du Drawmer DS404 . Cependant, aussi plus tard défini que l'effet de Cher de , les effets vocaux en fait ont été créés par le Automatique-Accordent , employé délibérément pour créer l'effet créateur.

Les effets robotiques de voix de de secondaire-page inclut des comparaisons plus détaillées.

Applications de télévision, de film et de jeu

Des vocodeurs également ont été utilisés dans la télévision, le film et les jeux habituellement pour des robots ou des ordinateurs parlants :
Le " fermant courant de logo de Klasky Csupo ; Robot" ; , a un commentaire de vocodeur qui est au début, où dès que la peinture éclaboussera sur l'écran et une main a placé un papier avec une bouche là-dessus. Le commentaire de vocodeur indique, " ; Klasky Csupo ! " ;

un des applications de film les plus tôt de vocoding peut être entendu dans les préludes de retour en arrière du 1949 de de film une lettre à trois épouses .
Dans l'automobile de vol grand de : San Andreas , un vocodeur est habitué pour déguiser la voix de Mike Toreno dans un appel téléphonique à CJ. L'appel téléphonique est reçu après exécution du " ; Perche Boom" de ka de Yay ; mission en San Fierro.
Dans l'épisode de l'émission de Hollyoaks de sur la Manche de 4 sur vendredi le le 2007 du 7 décembre , Elliot et John Paul, posant comme radiodiffuseurs de pirate, a utilisé un vocodeur qui a entaillé dans l'émission de radio de Kris.
Dans des transformateurs , certains de des effets vocaux (ceux pour Soundwave étant l'exemple le plus en avant) ont été créés avec des vocodeurs.
Le Cylons Battlestar Galactica de a employé le vocodeur 5000 de SME et un anneau-modulateur pour créer leurs effets de voix de duo-tonalité.
Un vocodeur a été employé par le Wendy Carlos pour la bande sonore au de Stanley Kubrick un rouage d'horloge orange , en particulier les choeurs dans le " ; Une matrice Freude" ;.
Dans la bande , le chant robotique de Lonely Heart Club de de film de sergent Pepper's du Computerettes dans le " de chanson ; " moyen de M. Mustard ; a été réalisé en utilisant un vocodeur.
En demi vie 2 de de jeu et sa trilogie d'épisodes, l'ennemi principal, le cartel , entretien de dans une sorte de bruit tordu, parce que les unités de protection civile ont le vocodeur dans leurs masques, alors que les soldats et les élites transhuman ont le vocodeur chirurgicalement implanté dans leurs cous.
La version 1981 du thème d'ouverture de docteur Who fait produire une section par un vocodeur de Roland SVC-350. C'est d'abord des environ 15 secondes évidentes dans le thème.
Des vocodeurs ont été utilisés intensivement par le l'orchestre de lumière électrique, en particulier sur des chansons telles que le " ; M. " de du ciel bleu ; : le vocodeur 2000W MkI, le prologue de SME de l'album du temps de : Roland VP-330 plus MkI, et " ; le journal intime du " du Wimp de Horace ; : également le vocodeur de SME (- système) 2000 (W ou B, MkI ou II), pour appeler juste uns. Récemment une chanson célèbre qui se compose complètement using le vocodeur est " de la chanson du tas d'Imogen ; " d'à cache-cache ; Là où le tas joue de pleines cordes par elle vocale sans n'importe quel autre acompaniment

Modèles de vocodeur

Électro vocodeur de Harmonix de

Vocodeur 2000 de SME
Vocodeur 5000 de SME
Roland SVC-350
Roland VP-330
Sennheiser VSM-201
Korg Microkorg

Voir également

MELP
MELPe
Boîte d'entretien de
Le Automatique-Accordent
Synthèse de la parole

.

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