Vocoder


Vocoder

Vocoder

Le vocoder ou vocodeur est un dispositif électronique de traitement du signal sonore. Son nom, contraction de voice coder (« codeur de voix » en anglais), a été francisé en « vocodeur ». Il analyse les principales composantes spectrales de la voix (ou d'un autre son) et fabrique un son synthétique à partir du résultat de cette analyse.

Sommaire

Histoire

Le vocoder a été imaginé par Homer Dudley, ingénieur aux Bell Laboratories, afin d'assurer une transmission efficace de la voix dans le cadre du réseau téléphonique américain en 1939. Développé alors sous le nom de voder (Voice Operating DEmonstratoR), il fut présenté à l'exposition universelle de New York la même année. S'ensuivra une version améliorée en 1940, le vocoder. Au premier abord, le vocodeur eut peu de succès, car il donnait à la voix une texture plutôt robotique. Il fut toutefois utilisé par l'armée US dans le premier système de communication numérique SIGSALY qui permettait notamment à Franklin Roosevelt et Winston Churchill de communiquer par-delà l'océan durant la Seconde Guerre mondiale. En 1945 il est signalé par Vannevar Bush dans un article célèbre de As we may think qui introduisait la notion de World Wide Web (Memex). En 1948, il en fera une démonstration aux studios de la WDR pour Werner Meyer-Eppler, directeur de l'Institut de phonétique à l'université de Bonn. Ce dernier était fasciné par le synthétiseur vocal et a employé ce premier vocodeur comme base pour ses écrits qui sont rapidement devenus la bible du mouvement allemand d’Electronische Musik. Ainsi le vocodeur était prêt pour être adopté comme instrument.

Technique

Le vocodeur de Dudley découpait la voix en 12 bandes de fréquences dont il mesurait l'amplitude. Ce sont ces coefficients qui étaient envoyés sur le câble téléphonique. De l'autre côté en sommant les 12 fréquences pondérées des chiffres mesurés on obtenait quelque chose de similaire au message initial. Ce procédé économise près de 90% de bande passante. En effet, le signal audio associé à la voix s'étend sur les fréquences de 400 à 3400 Hz, soit une bande passante de 3000 Hz. En décomposant son spectre en une douzaine de sous-bandes de fréquences d'intensités différentes nettement moins large, on peut n'utiliser que 300 Hz de largeur de bande totale.

La technique originale de "voicecoder" est toujours utilisée en musique avec certains termes normalisés. Deux signaux, le porteur et le modulateur sont passés dans une banque de filtres passe-bande. L'amplitude du modulateur est mesurée via un « suiveur d'enveloppe ». Les deux signaux sont ensuite modulés (multipliés) afin que l'enveloppe mesurée sur le modulateur soit appliquée au porteur. De cette manière les caractéristiques d'amplitude d'une voix peuvent être appliquées à un son de synthétiseur via un circuit parallèle de (Passe bande)*(Passe bande+suiveur d'amplitude)

Plus ce circuit est reproduit en parallèle, plus la resynthèse du modulateur (la voix couramment) sera précise. La technique de vocodage peut être également appelée « synthèse croisée ».

Certains vocodeurs permettent également de déplacer les fréquences du signal formant, de sorte que la voix devient totalement déformée et méconnaissable. Cette technique est par exemple utilisée pour rendre anonyme un locuteur à la télévision.

Notez qu'il ne faut pas confondre Vocoder et SVP (super vocoder de phase Cooley/Tuckey) qui n'utilise pas du tout la technique de croisement de banque de filtres BP, mais d'autres techniques complexes d'analyse d'échantillons basées sur la FFT (décomposition en sinusoïde).

Application musicale

Après les années 1940, le vocodeur n'a eu que peu d'applications : seuls certains studios comme ceux de la BBC en utilisaient pour proposer des sons particuliers. Mais ce sont les musiciens des années 1970 qui vont se l'approprier, grâce à la maison EMS qui fabriqua un vocodeur aux dimensions et prix raisonnables. Parmi eux Kraftwerk, dont pratiquement toutes les compositions sont agrémentées de voix vocodées. Mais aussi Daft Punk, Herbie Hancock, Frank Zappa, Giorgio Moroder, Electric Light Orchestra, Matthias Jabs des Scorpions, Stevie Wonder et son épouse Syreeta, Midnight Star, Afrika Bambaataa, Pink Floyd, Laurie Anderson ou Joe Zawinul. Neil Young surprendra notablement ses fans en sortant à l'aube des années 1980 un album inhabituel, Trans, où la moitié des titres sont chantés à travers un vocoder. Le vocodeur est également caractéristique du rap de style westcoast( des artistes comme Nate Dogg et Teddy Riley l'utilisent souvent)ou encore des rappeurs connus comme lil wayne et t-pain . Frank Farian a produit avec le fameux Vocoder de Sennheiser (25.000 DM à l'époque) Boney M. et après Milli Vanilli. Boney M. a été produit (et chanté) par lui-même en utilisant le timbre des africains.

Plus récemment, à la fin des années 1990 et dans les années 2000, le vocodeur reprit de la popularité grâce à certaines compositions de Madonna, Kid Rock, Daft Punk, Air, Marboss, Cascada et dernièrement en France, le rappeur Orelsan.

Fichier:Talkbox.jpg
TalkBox

Le chanteur Roger Troutman du groupe de funk Zapp, en revanche, utilisait la talkbox, un appareil différent du vocodeur — souvent assimilé à tort — qui permet de moduler un son de guitare ou de synthétiseur avec la bouche, au travers d'un tube.

Ainsi, le vocodeur est connu actuellement plus comme un instrument (ou plutôt un effet) de création musicale ou sonore que comme un moyen de communication.

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