ボコーダーキット

ボコーダーキットの種類

ボコーダーキットは、音声やその他のオーディオ信号を分析・合成するオーディオプロセッサーです。ボコーダーの分析部は、音声信号を少数の緩やかに変化するパラメーターに分解します。合成部は、これらのパラメーターから音声信号を再構築します。これは、パラメーターを使用して少数のノイズ源を変調することによって行われます。ボコーダーには多くの種類があり、それぞれに独自の特徴があります。そのうちの6つをご紹介します。

• 線形予測符号化ボコーダー： 線形予測符号化ボコーダーは、最も一般的なボコーダーです。これは、声道の線形予測モデルを使用して、音声信号から特徴を抽出します。これらの特徴は線形予測係数であり、声道の形状を表します。 LPCボコーダーは、これらの係数を使用してデジタルフィルターを駆動することにより、音声信号を再構築します。フィルターの形状は声道と同じであり、ノイズ源によって変調されて音声のような音を生成します。
• フォルマントボコーダー： フォルマントボコーダーは、別のタイプのボコーダーです。それらは、声道共鳴周波数であるフォルマントを使用して、音声信号をエンコードします。フォルマントは時間経過とともに追跡され、それらの周波数と振幅を使用して音声信号を再構築します。フォルマントボコーダーは、フィルターバンクをノイズ源で変調することにより、音声を合成します。フィルターバンクには、フォルマント周波数に一致するフィルターがあり、豊かでハーモニックなサウンドを生成します。
• ウェーブレットボコーダー： ウェーブレットボコーダーは、新しいタイプのボコーダーです。ウェーブレット変換を使用して音声信号を分析します。ウェーブレット変換は、信号を時間-周波数特性を表す一連の係数に分解します。これらの係数を使用して音声信号を合成します。ウェーブレットボコーダーは効率的で、高品質の音声合成を生成できます。
• ハーモニックボコーダー： ハーモニックボコーダーは、倍音を使用して音声信号をエンコードする別のタイプのボコーダーです。基本周波数とその倍音を時間経過とともに追跡します。これらの倍音はノイズ源によって変調され、音声信号を再構築します。ハーモニックボコーダーは、滑らかで音楽的なサウンドを生成し、歌唱合成に適しています。
• ニューラルボコーダー： ニューラルボコーダーは、ディープラーニング技術を使用して音声を合成する新世代のボコーダーです。それらは音声の大規模なデータセットでトレーニングされ、一連の特徴から音声のような音を生成することを学習します。ニューラルボコーダーは、高品質で自然なサウンドの音声を生成でき、テキスト読み上げ合成や歌唱合成など、さまざまなアプリケーションに適しています。
• フェーズボコーダー： フェーズボコーダーは、オーディオのタイムストレッチングやピッチシフトにも使用されます。スペクトルエンベロープに基づいて音声を分析・合成する従来のボコーダーとは異なり、フェーズボコーダーは時間-周波数領域で動作します。 短時間フーリエ変換（STFT）を使用して、信号の位相と振幅の特性を分析します。 信号の周波数成分の位相と振幅を操作することにより、フェーズボコーダーは、目立ったアーチファクトを発生させることなく、高品質のタイムストレッチングとピッチシフトを実現できます。

ボコーダーキットの設計

ボコーダーキットの設計には、次のコンポーネントが含まれます。

• マイク入力

  この入力は、マイクがボコーダーに接続される場所です。音声のサウンドをキャプチャし、エンコードのためにボコーダーに送信するために使用されます。

• キャリア信号入力

  これは、キャリア信号がボコーダーに供給される入力です。キャリア信号は通常、楽器信号またはシンセサイザー信号です。

• フィルターバンク

  フィルターバンクは、ボコーダーの最も重要なコンポーネントの1つです。キャリア信号をいくつかの周波数帯域に分割します。帯域の数はボコーダーによって異なります。 10未満の帯域を持つものもあれば、30を超える帯域を持つものもあります。各帯域には、その範囲内の周波数成分のみを許可し、他の周波数成分をブロックするバンドパスフィルターがあります。各フィルターの出力は、通過する信号のエンベロープです。この出力は、入力信号の対応する帯域を変調するために使用されます。変調された信号は、合計されて出力を取得します。

• エンベロープフォロワー

  エンベロープフォロワーは、通過する信号のエンベロープを抽出します。各周波数帯域での信号の振幅を取得するために使用されます。この振幅は、キャリア信号の対応する帯域を変調します。

• 出力段

  この段階では、異なるフィルターからの出力が組み合わされます。また、出力が送信される前に、出力を強化するための追加処理も含まれる場合があります。

• ユーザーインターフェース

  ユーザーインターフェースにより、ユーザーはボコーダーの設定を制御できます。入力レベル、フィルター周波数、出力ボリュームなどのパラメーターを調整するためのノブとボタンが含まれる場合があります。ディスプレイを使用して、ボコーダーに関する関連情報を表示できます。

ボコーダーキットの装着/組み合わせの提案

ボコーダーは、ある信号源のサウンドを取り込み、別の信号源の特性でエンコードする信号処理機器です。このマシンは通常、音楽制作でロボットのようなボーカルを作成したり、ボーカルを音楽と調和させたりするために使用されます。これは、キャリアとモジュレーターの2つの信号を組み合わせるマシンです。キャリア信号は通常楽器のサウンドであり、モジュレーター信号は音声です。

ボコーダーを使用する場合、次のヒントは、ユーザーが目的の効果を実現するのに役立ちます。

• キャリアとモジュレーターのマッチング

  ユーザーは、キャリア信号とモジュレーター信号の周波数範囲を考慮する必要があります。モジュレーター信号は、キャリア信号の周波数範囲内にある必要があります。たとえば、ユーザーがシンセサイザーサウンドをキャリアとして使用したい場合は、ボーカルサウンドをモジュレーターとして選択する必要があります。ボーカリストは、高すぎず低すぎない、中音域で歌う必要があります。結果のサウンドは、ロボットシンセサイザーサウンドになります。ユーザーは、2つの信号の倍音も考慮する必要があります。モジュレーター信号の倍音は、キャリア信号の倍音を補完する必要があります。ユーザーは、目的の効果を実現するために、キャリア信号とモジュレーター信号のさまざまな組み合わせを試す必要がある場合があります。一般的な組み合わせには、キャリアとしてノコギリ波を使用し、モジュレーターとしてボーカルサウンドを使用したり、キャリアとして矩形波を使用し、モジュレーターとしてギターサウンドを使用したりすることが含まれます。

• 適切なボコーダーの選択

  ボコーダーには多くの種類があり、各タイプには独自の特徴があります。ユーザーは、利用可能なフィルターの数を考慮する必要があります。フィルターが多いほど、モジュレーター信号の再構築がより正確になります。ユーザーは、使用されているフィルターの種類も考慮する必要があります。一部のボコーダーはアナログフィルターを使用し、他のボコーダーはデジタルフィルターを使用します。ユーザーは、デジタルボコーダーで使用されるビット数を考慮する必要があります。ビット数が多いほど、高品質のサウンドが生成されます。ユーザーは、ボコーダーが提供する追加機能も考慮する必要があります。一部のボコーダーには、リバーブやディレイなどの組み込みエフェクトがあります。他のボコーダーには、MIDIコントロールがあります。ユーザーは、ボコーダーを購入する際に、価格とブランドを考慮する必要があります。

• さまざまな設定を試す

  ユーザーは、さまざまなキャリアとモジュレーターの組み合わせを試す必要があります。異なる楽器でボーカルサウンドを使用する必要があります。ユーザーは、フィルターバンクの設定を調整する必要があります。フィルターの数とそのカットオフ周波数を試す必要があります。ユーザーは、アタックとリリースの設定も調整する必要があります。エンベロープフォロワーの速度と感度を試す必要があります。

よくある質問

Q1. ボコーダーキットには何が含まれていますか？

A1. 通常、ボコーダーキットには、ボコーダーシンセサイザー、マイク、ヘッドホン、接続ケーブルが含まれています。一部のキットには、ユーザーマニュアル、ソフトウェア、キャリングケースも含まれている場合があります。

Q2. ボコーダーはライブパフォーマンスに使用できますか？

A2. はい、ボコーダーはライブパフォーマンスに使用できます。ミュージシャンはそれを使用して、リアルタイムで自分の声を処理し、ステージ上でユニークなボーカルエフェクトを作成できます。

Q3. ボコーダーキットには特別なソフトウェアが必要ですか？

A3. 一部のボコーダーキットでは、インストールや追加機能へのアクセスにソフトウェアが必要な場合があります。キットの仕様を確認することをお勧めします。

Q4. ボコーダーキットはコンピューターで使用できますか？

A4. はい、ボコーダーキットはコンピューターで使用できます。USBまたはMIDI経由で接続して、デジタルオーディオワークステーション（DAW）と統合できます。

Q5. ボコーダーキットの使用方法を学ぶのは簡単ですか？

A5. ボコーダーには多くの機能がありますが、非常に複雑というわけではありません。少し練習すれば、ユーザーはさまざまなボーカルエフェクトを作成する方法を学ぶことができます。