VOCALOID

VOCALOIDとは、

ヤマハが開発した音声合成技術、およびその応用製品の総称。本項で詳述する。
上記応用製品に設定されているキャラクター群のこと。
それらを使用した楽曲群。詳細は「ボカロ 」を参照。
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VOCALOIDとは、ヤマハが開発した音声合成技術、及びその応用製品の総称である。略称としてボカロという呼び方も用いられる。メロディーと歌詞を入力することでサンプリングされた人の声を元にした歌声を合成することができる。対応する音源については、主にヤマハとライセンス契約を締結した各社がサンプリングされた音声を収録した歌手ライブラリを独自に製作し、ヤマハ製のソフトウェア部分と組み合わせて製品として販売されている。なお、VOCALOIDを使用した楽曲はボカロ曲、VOCALOIDを使用して楽曲を作る作曲家はボカロPと呼ばれる。「VOCALOID」および「ボカロ」はヤマハ株式会社の登録商標である。

1. 概要
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リアルな歌声を合成するためのソフトウェアであり、「実際に収録した人の声を音声ライブラリとして合成するため、より自然な歌声を合成できるほか、ビブラートやこぶしなど歌声に必要な音程変化や抑揚を指定でき、表情豊かな楽曲を手軽に作れるのが特徴」とされる。VOCALOIDにより、デスクトップミュージックにおいて実際に人間の歌声を録音せずとも、パソコンだけで人間らしい歌声のボーカルパートの作成が可能となっている。なおVOCALOIDで作成できるのは歌唱のみであり、伴奏などを作成する場合は別のソフトを使用するなどの手段が必要となる。

VOCALOIDのプロジェクトは「DAISY」というプロジェクト名で2000年3月に始まり、ヤマハとバルセロナのポンペウ・ファブラ大学 Music Technology Groupとの3年間の共同研究の結果、VOCALOIDの信号処理部分が開発された。2003年2月にVOCALOIDの発表が行われ、2004年にイギリスのZERO-G社からVOCALOID技術を使用した最初のパソコン向けのパッケージ製品が発売、以降日本国内外の業者からVOCALOID対応の音源が発売されている。2007年に「VOCALOID2」、2011年に「VOCALOID3」、2014年に「VOCALOID4」2018年に「VOCALOID5」にバージョンアップされ、2022年、最新バージョンである「VOCALOID6」が提供された。また、2009年以降ネットワーク経由で音声合成機能を提供するNetVOCALOIDの技術を使用した携帯電話向けサービスをはじめ、パソコンでの音楽製作以外の用途へのVOCALOID技術の利用も行われている。2010年2月に企業向けの提供が発表された合成エンジン「VOCALOID-flex」のような歌声だけでなく喋りの表現にも対応したバージョンもある。

VOCALOIDの利用目的については開発当初はバックコーラスのような使い方がメインになるとの想定もされていたが、発売後はメインボーカルへの利用も盛んに行われた。特に日本国内においては「VOCALOID2」を採用した「初音ミク」が発売された2007年以降、ネット上を中心にVOCALOIDをメインボーカルに起用した楽曲が数多く発表されるようになり、そうした中の人気楽曲からメジャーレーベルから発売されるものも現れるなど、一つの楽曲文化の様相を見せるようにもなっている。2010年には『EXIT TUNES PRESENTS Vocalogenesis feat.初音ミク』が、VOCALOIDをボーカルに用いた楽曲を集めたアルバムで、初のオリコン週間チャート1位を獲得している。

2. 名称の由来
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VOCALOIDという名称は、「vocal」に接尾辞の「-oid」を組み合わせて作られた造語である。「-oid」は「〜のようなもの」「〜状の」という意味の接尾辞で、「human」と組み合わせれば「humanoid」、ギリシャ語で男を意味する「andro」と組み合わせれば「android」となり、VOCALOIDについては「ボーカルのようなもの」といった意味となる。2003年2月に報道発表に先立って決定された剣持秀紀。

ただし、名称の由来とは別に「ボーカル・アンドロイド=VOCALOID」という説明が行われている場合もある。

3. 技術
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VOCALOIDの歌声合成技術は「素片連結型」と呼ばれるもので人の歌声の録音から切り出した歌声の素片を周波数領域で接続、加工することで歌声を合成する。合成の際、強弱やビブラート・息つぎなどの表情の情報を加えることでリアルな歌声が作られる。なお、VOCALOIDの合成技術の名称は「周波数ドメイン歌唱アーティキュレーション接続法」という名前で発表されている。この名称の「歌唱アーティキュレーション」については「ビブラートや音の断片など歌唱に必要な“声の表情”」として説明されている。ただし、この「周波数ドメイン歌唱アーティキュレーション接続法」という名称は、ヤマハのVOCALOID公式サイトではVOCALOID2、VOCALOID3の説明には使用されていない。

なお、一般向けに販売されているVOCALOIDの合成エンジンは、歌を作成することを前提に開発されており、文章の読み上げには対応していない。また歌唱に係わる表現でも、だみ声やシャウトなどを自然に再現することは出来ない。

パソコン向けのVOCALOIDは当初Windows用のみあったが、2013年8月に一部のVOCALOID3製品でMac OS X対応が行われた。また、パソコン以外のプラットフォームへの対応も進められており、2010年10月にiOS上で動作するiPad、iPhone向けのアプリケーションや、組み込み用のハードウェアとしての提供が発表され、2013年にはニンテンドー3DSへの対応も行われた。

3.1. システム構成
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VOCALOIDのシステム構成をVOCALOID2を中心に説明する。大きく分けてユーザーが歌詞やメロディなどを入力する「スコアエディタ」、音声素片を収録した「歌声ライブラリ」、音声素片を連結して歌声を合成する「合成エンジン」の三要素で構成される。「スコアエディタ」に入力された情報が合成エンジンに送られ合成エンジンが「歌声ライブラリ」から適切な音声素片を選び出し、接続して出力する流れとなる。ヤマハの提供部分である「スコアエディタ」と「合成エンジン」についてはVOCALOID2同士であれば基本的に製品ごとの違いは無いため、既にVOCALOID2製品がインストールされているパソコンに別のVOCALOID2製品をインストールする場合はライブラリの追加だけで使用可能となる。スタンドアローン。

スコアエディタユーザーが入力を行う部分。音符はピアノロールスタイルで入力し、歌詞はピアノロールの音符の中に入力する。日本語用のライブラリを使用する場合は平仮名、片仮名もしくはローマ字を用いて五十音で歌詞を入力。英語用のライブラリでは英単語を入力し、内部の発音辞書により自動的に発音記号に変換される。発音辞書に登録されていない単語は発音記号を直接編集する。日本語用のライブラリと英語用のライブラリでは歌詞の入力方法は異なるが、プラットホームが同じであるためVOCALOID2同士であれば日本語版のスコアエディタでも英語用のライブラリを読み込ませることも出来、逆も可能。スコアエディタは歌声に表情付けを行うための各種パラメータを備えており、歌声を作成する際はこうしたパラメータを調整し、曲にあわせた加工を施すことが前提となっている。歌声ライブラリヤマハからライセンス供与を受けた各社の担当部分で、人間の声からサンプリングした音声素片を含むデータベース。音声素片は、VOCALOID2では、2つの音が変化する際の移り変わりの部分と、母音や鼻音の伸ばし音が収録されている。例えば「さーいーたー」という歌詞を合成する場合は二音素連鎖「#-s,s-a,a-i,i-t,t-a,a-#」と母音の伸ばし音「a,i」を用い、これらを接続して歌声が作られる。これら音声素片は合成する際に入力されたメロディに合うピッチに変換されるがより自然な合成を得られるよう歌手ライブラリには異なるピッチのものを複数用意している2009年12月に行われた講演によると通常は3段階のピッチで収録、「SF-A2 開発コード miki」については4段階で収録しているという。1ピッチあたりの二音素連鎖は日本語用ライブラリでは約500個、英語では約2500個収録している。この違いは言語の特性の違いによるもので日本語の二音素連鎖が少ないのは日本語の音素の数が少ないことと、音節がほとんどの場合開音節であるためである。日本語の子音
を含む二音素連鎖では基本的に「無音-子音」「母音-子音」「子音-母音」という組み合わせのパターンとなるが英語の場合は閉音節も多く存在し、「子音-子音」や「子音-無音」といったように組み合わせのパターンも多くなるため日本語用ライブラリに比べ収録しなければならない二音素連鎖の数も多くなる。またこのような違いがあるため、日本語用ライブラリで英語の歌詞を発音させるといったような使用は適さない。なお、VOCALOID3では、2までと同様の2音素連鎖だけでなく3音素連鎖も扱えるようになっている。合成エンジンスコアエディタに入力された情報を元にライブラリから音声素片を選び出し周波数領域でピッチ、音色などを調整、連結して歌声に合成する。VOCALOID2では、エディタに入力された情報はVOCALOID MIDIという専用のMIDIメッセージを用いて合成エンジンへ送られる。DAW等からVOCALOID2をVSTiとして使用する場合は、製品に同梱されているVSTプラグインを用いてスコアエディタを介さず合成エンジンへ直接VOCALOID MIDIメッセージを送る形となる。合成エンジンに送られたVOCALOID MIDIメッセージは合成用の楽譜情報に変換される。子音+母音の音節の場合は音符の位置と実際の発音の開始位置にずれがあり音符の位置より早く発音が始まるため、子音ではなく母音の開始位置を音符の位置と合わせるようタイミングが調整される。入力された音符とアタック、ビブラートのパラメーターを元にピッチの変化も計算されこれらの情報を元にライブラリから必要な音声素片が選択される。合成する際は音声素片のピッチの変換を行うがピッチを調整しただけでは同じ音素であっても音声素片毎に音色に違いがあることから、音色の合わせこみも行う。伸ばし音部分では前後の二音素連鎖の末端部のスペクトル包絡に合わせ伸ばし音のスペクトル包絡の変化を決定し、ピークの強度を調整することで音色の突然の変化が生じないようにする。周波数領域でピッチ、音色といった調整がされた後、逆高速フーリエ変換などの処理を行い、合成音声が出力される。

3.2. バージョン
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VOCALOID 通称「V1」。 2003年2月に発表され、2004年1月から2006年2月にかけて、ZERO-G、クリプトン・フューチャー・メディアの2社から、パソコン用のパッケージ5製品が発売された。 後のバージョンとの間に互換性は無く、歌手ライブラリをVOCALOID2以降のエディタで使用することは出来ない。日本語と英語の2言語に対応。ReWireに対応しており、他の楽曲制作ソフトと同期可能。DAWからVSTインストゥルメントとして、使用することも可能となっている。VOCALOID2 2007年1月に発表され、同年6月から2011年4月にかけて、ZERO-G、クリプトン・フューチャー・メディアに加え、PowerFX、インターネット、AHS、ビープラッツ、キューンレコードの計7社から、パソコン用のパッケージ22製品が発売された。 初代のVOCALOIDから合成エンジンが完全に入れ替えられ、エディタのインターフェースも一新された。よりリアルな歌声が実現できるようノイズとしてカットしていた息遣いなどを原音のまま生かしており、ハスキーな歌声にも対応できるようになった。日本語と英語の2言語に対応。ReWireに対応しており、他の楽曲制作ソフトと同期可能。DAWからVSTインストゥルメントとして、使用することも可能となっている。あらかじめ歌詞を入力しておきMIDIキーボードを使ってリアルタイムに歌を「演奏」することも出来る。VOCALOID3 2011年6月に発表され、同年10月より提供が開始された。 従来苦手とされていた早口の表現や、音色の変化の滑らかさなどの改良が行われているという。VOCALOID3では、1から2の時のような信号処理の根幹に及ぶような大きな変更ではなく、不自然な箇所を直して良くするという方向性で開発されており、ライブラリの作りは基本的にVOCALOID2と変わらないため、2用のライブラリをコンバートして使うことも可能となっている。言語は従来の「日本語」「英語」に加え、新たに「中国語」「韓国語」「スペイン語」の計5言語に対応した。2013年8月以降は、Windows/Mac OS X両対応のライブラリの発売も行われており、ライブラリによってはMac OS Xで使用することも可能となった。
2までは、販売形態はエディタとライブラリのセットでの販売のみであったが、3ではライブラリとエディタの別売りが行われている。エディタは、「VOCALOID3 Editor」、ライブラリに付属する機能限定版の「Tiny VOCALOID3 Editor」、DAW「Cubase」上で動作する「VOCALOID Editor for Cubase」、クリプトン・フューチャー・メディア製の「Piapro Studio」が提供されている。VOCALOID3 Editor 「VOCALOID Editor」、「VOCALOID2 Editor」には無かった機能として、エディタ単独でのオーディオトラックの再生や、VSTエフェクトの使用に加えて、VOCALOID3エディタ独自のJob PluginというLuaスクリプト形式のエフェクタの実装および自作等が可能となっている。VOCALOID3用だけでなく、VOCALOID2用のライブラリをVOCALOID3用に変換して使うこともできる。また、2まで1回しか出来なかったアンドゥとリドゥが、3では無限となった。 一方で、2までと異なりReWireや、VSTインストゥルメントとしての使用は出来ず、「VOCALOID3 Editor」は完全なスタンドアローン音源となっている。ただし、他のソフトウェアの側でVOCALOID3 Editorとの連携機能を用意しているものある。インターネット社は2012年11月9日に発売したDAW「Singer Song Writer 10」に「VOCALOID3 Editor」とReWire接続を行うプラグインを搭載、2013年12月19日にAHSが発売したMAGIX製のDAW「Music Maker MX2 Producer Edition」には、VOCALOID3 Editorを連携して操作できる「V3Sync」機能が搭載されている。Windows版のみ。Tiny VOCALOID3 Editor ライブラリ付属の機能限定版のエディタ。17小節まで、1トラックのみといった制限つきながら、ライブラリ単体のみの購入でも歌声を出力することは出来るようになっている。Windows版のみ。VOCALOID Editor for CubaseVOCALOID Editor for Cubase NEO
Steinberg社のDAW「Cubase」に「VOCALOID3 Editor」の機能を組み込むことができる。2013年1月にWindows専用の「VOCALOID Editor for Cubase」が発売され、同年8月に、Windows/Mac OS X両対応となった「VOCALOID Editor for Cubase NEO」が発売された。Piapro Studio ヤマハではなくクリプトン・フューチャー・メディア製のエディタで、VSTインストゥルメントやAUインストゥルメントとして動作する。VOCALOID Editorのデータファイルであるvsq、vsqxファイルを読み込んでそのまま使用することも可能。2013年2月15日発売の「KAITO V3」から、同社製音源に付属する形で提供されている。2013年8月31日にWindows/Mac OS X両対応となった。VOCALOID4 2014年11月20日に発表され、同年12月17日より歌声編集ソフトウェアである「VOCALOID4 Editor」と「VOCALOID4 Editor for Cubase」、歌声ライブラリ第1弾として「VOCALOID4 Library VY1V4」が発売された。 今回の特徴としては「表現力」と「使いやすさ」があり、新たに喉を震わせて唸るような声を出せる「グロウル」と、複数の音声ライブラリをブレンドして新たな音色を作り出したりライブラリ間で音声コントロールができる「クロスシンセシス」が搭載された。また、ピッチやビブラートの掛かり具合が視覚的に分かるグラフを描画する「ピッチレンダリング」、これまでVOCALOIDの歌声合成エンジンが作成していたピッチカーブをオフにすることで、ロボットのようなボイスを生成することができる「ピッチスナップモード」、外部MIDI入力情報をもとに、子音を先行して発音させるために設定されている遅延を無くした発声を行ってVOCALOIDの編集画面に反映する「リアルタイムレコーディング」が搭載されている。これらの新機能は専用の波形データが必要なグロウルを除き、VOCALOID3の歌声ライブラリでも使えるようになっている。
歌声ライブラリとしてはヤマハ以外からもクリプトン・フューチャー・メディア、AHS、インターネットの各社が既存製品のVOCALOID4対応版の開発を進めていると発表されている。 なお、Piapro Studioの歌声合成エンジンについては、2015年3月19日に発売された「巡音ルカ V4X」を導入することでVOCALOID4対応のエンジンにアップグレードできる。 また、今バージョンより歌声ライブラリへのTiny VOCALOID Editorの添付が無くなった。VOCALOID5 2018年7月に発表、発売された。 VOCALOID4からUIを刷新したほか、初のMacでのスタンドアロン対応製品である。またこのバージョンから、同Steinberg社製のDAW「Nuendo」でも動作するようになった。2000個以上のプリセットフレーズやオーディオをドラッグ＆ドロップするだけで歌のベースが出来上がる新しい制作フローを採用し、あらかじめ歌詞が入った調整済みのフレーズから、試聴して気に入ったものを選んで貼り付けるだけで歌声制作が行えるようになった。ユーザーが細かく調整する形式だった歌唱表現の調整も、わかりやすくビジュアル化されたアイコンを選択するだけで、よりすばやくダイレクトにクリエイターの感性を反映できるようになった。また、好みの歌い方、声色に一発変換する「スタイル機能」、自力では調整が難しかったビブラートなどの歌唱表現技法を、アイコンを選んで貼り付けるだけで反映できる「アタック＆リリースエフェクト」、歌い方の抑揚やスピード、音素の長さなどを波形を見ながらマウス操作を行うだけで調整できる「エモーションツール」を搭載している。販売形態はスタンダードとプレミアムの2種類となっており、どちらもボイスバンクをあらかじめ搭載している。スタンダードはAmy、Chris、 Kaori、 Kenの4種。プレミアムはこれに加え既成品4種を加えた8種）（スタジオ・ミュージシャン
）（EXIT TUNESボカロコンピシリーズ
）