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ıllı Vocoder wiki: info, historia y vídeos


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wikiVocoder hecho de encargo para el conjunto Kraftwerk. Principios de los setenta.

Un vocoder (nombre derivado de voice coder, «codificador de voz») es un analizador y sintetizador de voz. Fue desarrollado en la década de mil novecientos treinta como un codificador de voz para telecomunicaciones. Su primer empleo fue la seguridad en radiocomunicaciones, donde la voz debe ser digitalizada, cifrada y trasmitida por un canal de ancho de banda estrecho.


El vocoder se ha utilizado asimismo como instrumento. Como instrumento, es utilizado con guitarras y sintetizadores y genera un sonido de «guitarra parlante» o bien «teclado parlante», conforme el instrumento. Los vocoders son utilizados con cierta frecuencia para crear el sonido de un robot hablando, como en la canción Mr. Roboto de Styx. Asimismo ha sido usado con cierta frecuencia en música electrónica y hip hop, por poner un ejemplo, Beastie Boys salvaron este efecto a fines de los noventa en su popular Intergalactic.


Anteriormente fue extensamente empleado por el conjunto alemán Kraftwerk a lo largo de los años 70's con lo que son considerados los progenitores de la música electrónica experimental y sus variaciones, siendo ciertas de sus más conocidas interpretaciones Die Roboter y Autobahn.


El vocoder está relacionado con el algoritmo llamado phase vocoder, si bien fundamentalmente es diferente de este.

Esquema básico de un vocoder.

Teoría del vocoder


La voz humana consiste en sonidos generados por la apertura y cierre de la glotis (cuerdas vocales), lo que genera una onda periódica con muchos sonidos armónicos. Este sonido básico es entonces filtrado por la nariz y la garganta (un complejo sistema retumbante conocido como el tracto vocal) de forma controlada, creando la extensa pluralidad de timbres del habla. Hay otro conjunto de sonidos, conocidos como suecos, que no son generados por la vibración de las cuerdas vocales.




El vocoder examina el habla encontrando su onda básica, que es la frecuencia esencial, y midiendo de qué forma cambian en el tiempo las peculiaridades fantasmales, o sea los formantes, que son bandas de frecuencia donde se concentra la mayoría de la energía sonora de un sonido, grabando el habla. Esto da como resultado una serie de números representando esas frecuencias cambiadas en un tiempo particular conforme el usuario habla. Al hacer esto, el vocoder reduce en buena medida la cantidad de información precisa para guardar el habla. Para recrear el habla, el vocoder sencillamente revierte el proceso, creando la frecuencia esencial en un oscilador electrónico y pasando su resultado por una serie de filtros basado en la secuencia original de símbolos.


Primeros vocoders


Muchos vocoders utilizan un elevado número de canales, cada uno de ellos en una frecuencia. Los distintos valores de esos filtros no son guardados como números, que están basados en la frecuencia original, sino más bien por una serie de modificaciones que el esencial precisa para ser cambiado en la señal vista en el filtro. A lo largo de la reproducción esos números son mandados de vuelta a los filtros y entonces se alteran con el conocimiento de que el habla cambia típicamente entre esas frecuencias. El resultado es habla comprensible, si bien algo mecánica. Los vocoders frecuentemente incluyen asimismo un sistema para producir sonidos suecos, utilizando un segundo sistema consistente en un generador de estruendos en vez de la frecuencia esencial.


Un ejemplo de uno de los primeros vocoders es el Sonovox que fue utilizado en una buena cantidad de canciones desde la década de mil novecientos cuarenta a la década de mil novecientos sesenta, y se empleó para crear la voz de Casey Junior, el tren de Dumbo y el piano de El Piano Mágico de Sparky.


Vocoders basados en predicción lineal


Desde finales de la década de mil novecientos setenta, muchos vocoders no musicales se han empleado utilizando predicción lineal, donde la envolvente fantasmal de la señal se estima por un filtro digitalIIR todo polos. En codificación lineal predictiva, el sistema todo-polos sustituye el banco de filtros paso-banda de su precursor y se emplea en el encoder para blanquear la señal (aplanar su fantasma) y nuevamente en el decodificador para reasignar la envolvente fantasmal de la señal de voz original. En contraste con los vocoders efectuados utilizando bancos de filtros, la ubicación de los picos fantasmales está determinada completamente por la señal objetivo y no precisa ser armónica, esto es, un múltiplo de la frecuencia esencial.


Implementaciones modernas del vocoder


Incluso con la necesidad de grabar muchas frecuencias y los sonidos suecos, la compresión del vocoder es increíble. Los sistemas estándar de grabación de habla registran un rango de frecuencias entre 500Hz y 3.400Hz (ancho de banda frecuente en telefonía), requieren sesenta y cuatro kbits/s de ancho de banda, conforme el Teorema de muestreo de Nyquist-Shannon. No obstante, un vocoder puede administrar una simulación razonablemente buena con menos de dos mil cuatrocientos bits/s de ancho de banda.


Muchos vocoders se emplean en los sistemas de cifrado de la NSA:



  • LPC-diez, FIPS Pub ciento treinta y siete, dos mil cuatrocientos bit/s, que emplea codificación lineal predictiva.
  • Code Excited Linear Prediction, (CELP), dos mil cuatrocientos and cuatro mil ochocientos bit/s, Federal Estándar mil dieciseis, utilizado en STU-III
  • Continuously Variable Slope Delta-modulation (CVSD), dieciseis kbit/s, utilizado en cifradores de banda ancha como el KY-cincuenta y siete.
  • Mixed Excitation Linear Prediction (MELP), MIL STD tres mil cinco, dos mil cuatrocientos bit/s, utilizado en la Future Narrowband Digital TerminalFNBDT,
  • Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM), precedente ITU-T G.721, 32Kbit/s utilizado en el teléfono seguro STE.

ADPCM no es un vocoder propiamente dicho sino más bien un codificador general de formas de onda. ITU ha reunido G.721 con otros codificadores ADPCM en la recomendación G.726.


Para las aplicaciones musicales, una fuente de sonidos musicales se emplea como portadora, en vez de extraer la frecuencia esencial.Por servirnos de un ejemplo, se puede emplear el sonido de una guitarra como la entrada del banco de filtros, una técnica popular en la década de mil novecientos setenta.


En mil novecientos setenta, los vanguardistas de la música electrónica Wendy Carlos y Robert Moog desarrollaron uno de los primeros vocoders realmente musicales. Un dispositivo de diez bandas inspirado por los diseños de vocoder de Homer Dudley, que recibió el nombre de codificador-decodificador de fantasma, y después nominado sencillamente como vocoder. La señal portadora es un sintetizador modular de Moog, y se modulaba desde la entrada de un micrófono. La salida del vocoder de diez bandas era bastante comprensible, mas precisaba de un habla singularmente articulada. Ciertas mejoras siguientes utilizan un filtro de frecuencias de paso alto para permitir la producción de un sonido sibilante; esto no es recomendable para la aplicación original de codificación del habla, mas hace que el «sintetizador parlante» sea considerablemente más comprensible.


El vocoder de Carlos y Moog fue utilizado en muchas grabaciones, incluyendo la banda sonora de la película La naranja mecánica, dirigida por Stanley Kubrick, donde el vocoder «canta» la parte vocal de la Novena Sinfonía de Ludwig van Beethoven. Asimismo aparece en una canción llamada Timesteps.


A finales de la década de mil novecientos setenta, el vocoder comenzó a utilizarse en música pop, en especial en la llamada música disco. El conjunto Alan Parsons Project empleó un vocoder en su primer álbum Semejantes of Mistery and Imagination. El vocoder ha aparecido en grabaciones pop de forma regular desde ese momento. Artistas electrónicos experimentales (muchos de ellos formaron parte después del género New Age) asimismo usaron esporádicamente el vocoder. Otros artistas que han hecho del vocoder una parte esencial de sus trabajos son el conjunto alemán Kraftwerk, Herbie Hancock, Stevie Wonder en I just called to say I love you y Phil Collins, quien utilizó el efecto para acentuar ciertas palabras para dar un efecto trágico en su canción In the Air Tonight.


Recientemente fue usado Por la vocalista estadounidense Britney Spears En Su Canción It Should Be Easy, perteneciente a su octavo álbum de estudio "Britney Jean".


Tampoco debemos olvidar su utilización por músicos de jazz, muy en especial Joe Zawinul tanto en Weather Report como con Zawinul Syndicate.


Otro empleo singular de los vocoder fue el que le dio la banda de rock británica Queen a la canción Radio Ga Ga en donde era usado, como enfatizador en los coros y ciertos arreglos en los versos. Este hecho era más conocido en los conciertos.


Daft Punk es un claro ejemplo, puesto que la mayor parte de música que generan es con Vocoder no con autotune.


Este empleo del vocoder no ha de ser confundido con el efecto de guitarra inventado por Doug Forbes y popularizado por Peter Frampton llamado talkbox. En este efecto, el sonido amplificado es mandado por un cilindro a la boca del músico y entonces toma forma a través de los movimientos de sus labios, lengua y boca ya antes de ser recogido por un micrófono. Stevie Wonder empleó el talkbox con ingenio, no con la amplificación de la guitarra eléctrica, si no que con el sintetizador, lo que fue todavía más popularizado por Roger Troutman de la banda de funk Zapp en temas como More Bounce To The Ounce. La canción Livin' on a Prayer de Bon Jovi es una grabación más reciente con este efecto. En contraste, el efecto del vocoder se genera de forma absolutamente electrónica. Tampoco está basado en esta técnica el efecto del Órgano que habla desarrollado en los años cincuenta sobre los Órganos Hammond.


La codificación por predicción lineal se emplea asimismo como efecto musical (normalmente para síntesis cruzada de timbres musicales), mas no es tan popular como los bancos de filtros del vocoder, y el empleo musical de la palabra vocoder se refiere solamente a este último género de dispositivo.


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