樂器張開嘴說話 - Vocoder 基本介紹及歷史發展

by 金

2016.11.21

Vocoder是一種聲音處理器，他會用壓縮、變形、編碼等等方式來分析變且合成人類的聲音。他捕捉了聲音訊號後，再用這訊號去影響其他聲音訊號。

Vocoder 的工作流程是什麼呢？把訊號輸入 Vocoder 之後，這聲音訊號經過一連串平行的 Filters 再送出。輸出包含了你的聲音透過 Filter 後創作出的效果，你會聽見一個合成聲音加上自己的聲音。這結果可以被紀錄成一個 ”說話合成“。在 Vocoder 分析出來的元素成為共振峰。共振峰描述了聲音基本的頻率並且組聲音背景元素。

在 Encoder 之中，輸入訊號會經過多種 multiband filter，然後每一個傳送帶都會經過一個 envelope follower，再控制訊號讓 envelope follower 傳送至 decoder。Decoder 應用這些來控制訊號去來相符 filters 然後重新合成。

最早開始致力於開發 Vocoder 的人是在 1928 年時 Bell Labs 的工程師 Homer Dudley。二次世界大戰期間，美國政府投資了一個演講編碼技術。Dudley 所做出的 Vocoder 被用在 SIGSALY （二次大戰期間用來編碼高等機密對話）系統裡。

然而為了展現出 decoder 的演講能力，而將 Voder 展示於眾人，Voder (Voice Operating Demonstrator）在 1939 年時的世界博覽會出現的時候引起來大家強烈的好奇心。當時有一個操作員操作一個像是鋼琴鍵盤的控台。鍵盤上的琴鍵切換帶通濾波器（Band-Pass Filter）至系統，藉有按兩至三個個琴鍵和設置 the wrist bar 到 buzz condition，操作員可以製造 vowel 和 nasal sounds。除此之外還有特別的琴鍵可以用來製造破音和 affricative，還有踏板可以控制聲音的音調。而在大戰結束之後，Robert Moog 和 Wendy Carlos 建造出了另一台 vocoder ，把新的機械式聲音介紹到全世界。

Vocoder 不只可以搭配鍵盤使用，Boss 也有一台 VO-1 Vocoder，讓吉他和貝斯也可以用人聲來創做音樂。

而 Roland 出了 VP-03 ，也就是迷你版的 VP-330，VP-330 是一台經典世界知名的的 vocoder。VP-330 是一台非常棒的 vocoder，是 Roland 在1979年所推出的，它利用了一系列的 filters 來分析輸入音樂，典型的是來自麥克風然後轉換成控制電壓（CV），然後接著控制第二個系列的 filters 來創作出像是 filter dymanics 的 vowel。而 VP-03 利用了最新的 ACB 科技，更準確地模仿原始聲音。VP-03 有著 VP-330 的 vocoder 、人聲、弦樂器。