MagicPast.NET:~ #

Навигация: Главная - Звук - Вокодер

Вокодер

Voice encoder, vocoder - устройство синтеза речи на основе произвольного сигнала с богатым спектром. Изначально вокодеры были разработаны в целях экономии частотных ресурсов радиолинии системы связи при передаче речевых сообщений.

Вокодер изначально был предназначен для коммуникационных нужд, но нашел применение и приобрел популярность в электронной музыке, позволяя имитировать человеческий голос.

Разработка началась в 1928 году инженером Гомером Дадли, работавшего на Bell Labs. Результат был готов к середине 1930-х, а в ноябре 1937 года Дадли получил первый патент на изобретение, в 1939 году - второй. Идея Дадли заключалась в том, чтобы воспроизвести речевой и голосовой аппарат человека посредством электроники. С помощью электронных компонентов и эффектов инженер стремился максимально точно сымитировать работу речевого тракта - то, как звук издается благодаря прохождению воздуха через легкие и другие органы.

В 1939 году Bell Labs представила на суд общественности Нью-Йорка и Сан-Франциско устройство, предназначенное для синтеза речи и названное VODER (Voice Operating Demonstrator), которое произносило фразу "Good afternoon, radio audience!".

Новинка объединяла в себе два переключаемых осциллятора и шумогенератор, который служил источником звукового сигнала. Состоящий из десятиполосных фильтров вокальный тракт управлялся клавиатурой (чувствительной к силе нажатия). Высоту звука можно было регулировать с помощью ножной педали, а дополнительные клавиши были предназначены для генерации таких звуков и их комбинаций, как "P", "D", "J", "JAW", "CH".

Уникальное устройство VODER весом в несколько тонн, требовало умений от пользователя, поэтому демонстраторов приходилось долго обучать работе с ним.

В 1949 году появился голосовой преобразователь KO-6, который кодировал речь и информацию со скоростью 1200 бит в секунду, а в 1953 году появился еще один вокодер - KY-9 THESEUS, который не только увеличил скорость обработки до 1650 бит в секунду, но и использовал другие компоненты. За счет изменившихся материалов вес вокодера удалось снизить с 55 тонн у SIGSALY до 256 килограмм у KY-9. Наконец, в 1961 году вместе с выходом преобразователя HY-2 удалось снизить вес вокодера до 45 килограмм, а также увеличить скорость кодирования до 2400 бит в секунду. HY-2 стал последним промышленным вокодером, использовавшимся в защищенных системах связи - инструмент остался только на потребительском рынке.

В 1948 году немецкий ученый Вернер Майер-Эпплер, проявлявший особый интерес к синтезу голоса, опубликовал диссертацию на тему синтеза речи и электронной музыки с точки зрения синтеза звука. Позднее его знания сыграли важную роль в создании "Студии электронной музыки Радио Западной Германии" (англ. Studio for Electronic Music WDR) в Кельне в 1951 году.

Первое использование вокодера для создания музыки состоялось в 1959 году в той же Германии. В период с 1956 по 1959 годы компания Siemens разработала синтезатор Siemens Synthesizer, который мог преобразовывать звук в речь. В 1968 году Роберт Муг, основатель известной компании Moog, разработал один из первых вокодеров, созданных специально для применения в музыкальной индустрии. Вокодер был сделан по заказу Университета Баффало.

После этого вокодер прочно вошел во все сферы аудио и видео. Для широкого круга слушателей инструмент стал известен благодаря Kraftwerk, который собрали вокодер для своих экспериментов самостоятельно, и использовали его с момента своего основания в 1970 году. Самым же известным и популярным примером применения вокодера стал альбом Kraftwerk "Trans-Europe Express".

Несмотря на почти 80-летнюю историю существования, принцип работы современного вокодера почти не изменился и основан на той же схеме голосового преобразователя, что и VODER.

Вокодер использует в работе два источника звука: оператор (исходный звуковой сигнал) и модулятор (сигнал с другими гармоническими характеристиками, формирующими звук оператора). Проходя через набор фильтров, анализирующий сигнал модулятора и разделяющий его на частотные диапазоны, к каждой полосе звука применяется определенный фильтр, причем точка среза каждого фильтра находится точно по центру каждого диапазона в сигнале модулятора. То есть, в каждом диапазоне фильтрация сигнала происходит в центре.

Далее подаваемый на модулятор сигнал-оператор проходит через фильтры. Вокодер регулирует (повышает или понижает) точку среза каждого фильтра в зависимости от гармоник и обертонов сигнала модулятора.

Несмотря на различных производителей и модели, вокодеры имеют схожие настраиваемые параметры, которые могут отличаться лишь названиями. Аппаратные вокодеры снимаются с продажи, а на смену им приходят програмные продукты, обычно в виде VST-плагинов.

---

Комментарии: