보코더

보코더(Vocoder)는 음성 신호의 스펙트럼 특성을 분석하고, 이를 다른 신호(보통 캐리어 신호)에 적용하여 합성 음성을 생성하는 오디오 프로세서이다. 원래는 음성 부호화(Voice Coder) 기술에서 유래했으며, 이후 음악 및 사운드 디자인에서 널리 사용되었다.

보코더는 입력된 음성 신호(모듈레이터)의 주파수 성분을 분석하고, 그 특성을 신디사이저 또는 다른 오디오 소스(캐리어)에 적용하여 변조된 출력을 만든다.

• 모듈레이터(Modulator) – 분석할 입력 신호 (일반적으로 사람의 목소리)
• 캐리어(Carrier) – 변조될 신호 (보통 신디사이저의 패드 또는 톤)
• 밴드패스 필터(Bandpass Filter Bank) – 주파수 대역별로 신호를 나누어 변조
• 엔벨로프 팔로워(Envelope Follower) – 모듈레이터 신호의 다이나믹 변화를 추적하여 캐리어에 적용
• 시그널 믹서(Signal Mixer) – 변조된 신호를 합쳐 최종 보코딩된 사운드를 생성

1. 모듈레이터(보컬 또는 다른 신호)를 여러 개의 주파수 밴드로 분할
2. 각 주파수 밴드의 에너지를 분석하여 엔벨로프(Envelope)를 추출
3. 캐리어 신호도 같은 방식으로 주파수 밴드로 나눔
4. 모듈레이터의 엔벨로프를 캐리어 신호에 적용하여 변조
5. 변조된 캐리어 신호를 합쳐 최종 보코딩된 사운드를 출력

• 아날로그 보코더
  • 하드웨어 기반으로 주로 빈티지 신디사이저에 내장됨
  • Moog, Roland VP-330, Korg VC-10 등이 대표적인 모델

• 디지털 보코더
  • 소프트웨어 및 디지털 신호처리(DSP)를 활용한 보코딩
  • Waves Morphoder, iZotope VocalSynth, Native Instruments Razor 등

• 리니어 예측 코딩(LPC, Linear Predictive Coding) 보코더
  • 음성 데이터를 압축하여 저장하는 방식
  • 1970년대 텔레커뮤니케이션 및 음성 합성에 사용됨

• 포맷-프리퀀시 보코더(Formant-Frequency Vocoder)
  • 포맷(음색 특징)을 유지하면서 음성 신호를 변조
  • 고품질 음성 합성 및 보컬 변조에 사용

• 음악 – 로봇 보이스, 신디사이저 보컬 이펙트 (Daft Punk, Kraftwerk, Zapp & Roger 등)
• 사운드 디자인 – 영화 및 게임에서 로봇, 외계인, 컴퓨터 음성 제작
• 통신 – 음성 부호화를 통한 데이터 압축 (2차 세계대전 당시 군사 통신, VoIP)
• 음성 합성 – 장애인을 위한 전자 음성 보조기기 (Stephen Hawking의 음성 시스템)