eVY1 シールド/モジュール 技術情報

データ公開

「なんて淫らなシーケンサーだ」の eVY1 用データ（ラマーズP許諾済み）

• midaraRevA2.zip … Rev.A2。展開後 readme.txt の内容を確認して下さい
• 【eVY1】「なんて淫らなシーケンサーだ」をeVY1に歌わせてみた（ニコ動）

VSQ コンバータ

え〜い、もってけ泥棒（をい）。 VSQ からのデータコンバータ（BGM SMF ミキシング機能付き）を公開。 非営利活動限定かつ、将来有償版が出た場合に権利が消失する（場合がある） 制約付き（未練たらたら…）。ライセンスファイルを一読下さい。 Java です。実行環境構築はご自身で頑張って下さい（投げやり〜） VSQ2eVY1_0_1.zip

公開資料

• Yamaha-WebMusic GitHubPage（転送先)
• YAMAHA 音源チップ（PDF）
• SWITCH SCIENCE 販売ページ（回路図などがあります）
• SWITCH SCIENCE GitHub
• AiDES のサイト（モジュールの技術情報。ツールもあります）

制御方法

• USB で接続すると USB MIDI として動作する
• シリアルも MIDI IN として動作している。31.25kbps（MIDI のボーレート）で MIDI メッセージを送る
• 発声音素（歌詞）を exclusive で事前に転送し、Key On を送ると、送られた音素を順番に歌う。末尾に達するとループする
• ビブラートやポルタメントも eVocaloid 用の NRPN で制御可能
• XG の Pitch Change Effect でハモリを実現可能（下記 exclusive 参照）

非公式断片情報

• eVocaloid は厳密には Vocaloid ではない？
  YMW820（135MHz 32bit RISC CPU）で実現可能な範囲で新たに作った歌声合成手法。 「Vocaloid 風」くらいに考えた方がいい？
• eVocaloid は完全な CPU ソフトウェア実装
• eVY1 Shield の USB は AiDES モジュールに乗ってるマイコン（G+）が制御？（YMW820 に USB Target 機能はない）
• AiDES モジュールのシリアル ROM に YMW820 のプログラムも載っている？
  （このシリアル ROM が書き換えられるなら、ファームのバージョンアップが可能？
  YMW820 側の CPU コードはマスク固定で、変更可能なのは G+ の CPU のコードだけの可能性も？）
• AiDES モジュールの機能として GPIO が MIDI で制御可能？（近日 AiDES より公開？）。公開されました。
• 発音遅延は 20msec くらいだが、先行発音分の遅延が +50msec くらいある？
  ただし eVocaloid は先行発音処理を行わないので、シーケンスで鳴らすと発音タイミングが音素によってばらつく？
  発音タイミングの調教が必要（ってか、変換ツール作ってで対応しましょうかね…）。
  「Phoneme Unit Connect Type」で遅延の種類を制御可能。50msec 固定モードがある。
  が、滑らかに歌わせるには Minimum mode にして調教したほうが接続がいいかも？
• 1 音毎に exclusive で Phonetic Alphabet を送ってもいいが、早くなると間に合わない？
• 音声出力にかなりのノイズが乗る。USB Audio で録音しようとするとさらにノイズが増える。
  USB からの電源処理の問題か？（基板を見る限り弱そう？）
• text-input の JavaScript には間違いがある。「ざ行、だ行、じゃ行」あたり（dz,dZ）
• Phonetic Alphabet 表の「ぎゃ」「ぎょ」は「ぎゃ：誤 "N' a"、正 "g' a"」「ぎょ：誤 "N' o"、正 "g' o"」
  だと思われる。というか Vocaloid と同一でいい。
• モジュールの J3 には未使用の信号が結線されている。スピーカー出力か？
• モジュールの J4 には未使用の信号が結線されている。オーディオ入力か？
• Windows XP は System Exclusive が欠落する？（AiDES 情報）
• AiDES の資料、間違ってるらしい（Exclusive が）今は修正されている
• モジュールの J1-8 はたぶん MIDI-OUT?
• モジュールの YMW820 の SDI2 はどこかに（YMU819に？）結線されてる
• 内部は 35msec インターバルで動作している？（撮影できますP動画内情報）
• 発音遅延は「え（52〜85msec）」「し（128〜163msec）」（撮影できますP動画内情報）。
  ちなみに私の VSQ コンバータは、母音 80msec、子音 110msec の設定です（聴感で決定した値）。
• 発音記号は国際音声記号の ASCII 文字表現 X-SAMPA をベースにしている（情報ソース）
• 13/12/11 出荷分から新ファームになっている
• PSOLA で dihone（2 音素片）。4bit(NOISE)/16bit 22.05kHz（情報ソース）

ビブラート

• NRPN で Type（どっちかというと深さ？）,Rate（速さ）,Delay（KeyOn からのかかるまでの時間）を設定
• Control Change の Modulation でかかり具合を設定

ハモる

• Variation として「Pitch Change 1」を設定（下記 exclusive 参照）
• Control Change の 「Effect4 Depth（Variation Send Level)」を設定（音量みたいなもん。最大 127）
• ハモる音程は「Variation Parameter 1(pitch)」で音符毎にリアルタイムで変更可能（0x40 が +-0。半音単位）
• フォルマントが考慮されないので、音程が離れるほど声が別人化します（3 度程度が実用限界）
• パラメータ設定のタイミング？によっては異音が発生します。また、無音化暴走しやすい…かも？

NRPN での歌詞転送

NRPN でも歌詞を送れますが、もしかしたらかえって重いかも…（MIDI メッセージ数が増えるので）

• Start of Phonetic Symbols で 0x00 を送る
• Phonetic Symbol で Phonetic Alphabet を文字数分繰り返して先頭から送る（"s a" なら 's',' ','a' の 3 回）
• Phonetic Symbol で 0x00 を送る（終端コード）
• End of Phonetic Symbols で 0x7f を送る

その他 Q&A

Q. 促音ってどうするの？
A. 無音で開けます。「びっくり」は「び」+（無音1音分の間）+「くり」です。
　 もしくは「びいくり」にして、「い」の音だけ Expresssion で無音化します。
　 無音化するタイミングを前後にずらすと、聴こえ方が変わります。後半だけ無音化とかも良いでしょう。
　 あるいは、例えば「ドレレミ」と音程がついてる場合、「びいくり」でも十分です。

Q. 英語ってどうするの？
A. 空耳して、聴こえたように入力しましょう（笑）。
　 例えば「and a」だったら「アンド　ア」じゃなくて「えんだ」になるでしょう。
　 「good」は「グウド」にして、「ウ」と「ド」を Expression でほぼ無音化します。
　 「ウ」「ド」が「一瞬聴こえたかどうか」くらいを狙います。「ド」は「ドゥ」でもいいかもしれません。

Q. 発音が途切れるんだけど？
A. 連続する言葉は NoteOff を送らず、NoteOn だけで発声させると繋がります。
　 ピアノロールで入力するときは、次の音声が鳴った後で NoteOff がくるように発声をオーバーラップ
　 させるように入力します。

Q. 「かかし」が「かあし」に聴こえるんだけど？
A. NoteOff を送らずに同じ音素を発音させると、2 音目以降の子音が欠落します
　（音を伸ばしながら音程を替えられるようにする為と思われる）。
　 同じ音素が連続する場合は、間に NoteOff を入れて下さい（オーバーラップさせない）。

Q. Windows につないでも内蔵音源が鳴るんだけど？
A. Vista 以降は、コントロールパネルに MidiMapper がないので、ツールで複数音源の中から使用するデバイスを
　 選択できない場合、内蔵音源が鳴ってしまう場合があります。選択可能なツールを使用するか、こちらのような
　 MidiMapper 的ソフトを利用して下さい（レジストリを書き換えるようです）。

Q. 選択機器リストにも出ないし、デバイスドライバ一覧にも出ないけど？
A. 100円ショップのケーブルには、一部「充電専用」があります（電源しか配線されてない）。
　 該当しそうなら、ケーブルを変えてみて下さい。

Q. 「NSX-1」と「eVY1」って同じなの？
A. 「NSX-1」はチップ（YMW820）の名称。単品では販売されてない（販売されても使えない）。
　 「eVY1 Module」は、VY1（MIZKI）の音声データを元にした eVY1 音声データを搭載し、USB やシリアルで
　 MIDI 音源として使えるようにする制御用 CPU や D/A 変換などを搭載して、利用しやすくした物で、
　 シリアルは LVTTL（3.3V）レベル。コネクタはピンヘッダのみ。主に自作ハードへの組み込み用。
　 「eVY1 Shield」は「eVY1 Module」を搭載し、Arduino のシールドの形にしたもの。
　 Arduino のシリアルが TTL(5V) レベルなため、トランジスタによる LVTTL(3.3V）変換が搭載されている。
　 USB コネクタが等が実装されているため、PC に USB 接続する場合も、こちらが利用しやすい。

Q. 黒いスポンジに挿したままだけど認識されません
A. そのスポンジは導電性です。端子がショートしてます。すぐにはずして下さい。

喋らせてみた

MikuMikuJTalk のエンジン（OpenJTalk の一部を含む）を用いてイントネーションを生成したサンプル。
文節毎に発音を転送している（現状、文節毎に KeyOff してるため若干切れる）。

• mid
• mp3 … ノイズが乗っているので音量注意

MIDI 音源化

MIDI をフォトカプラで受けて、RX へ繋いであげると MIDI 音源になる。
eVY1 shield の RX は Arduino 用の 5V 系ですが、モジュールは 3.3V 系なので注意。
（eVY1 shield 側にレベル変換の回路が入ってる）。

モジュールへの接続の場合の回路イメージ


vocaROBOard（ニコ静画）…基板化例

こんなボードも欲しい

SPI 接続,シリアル ROM なし,D/A 付き（簡素）

マイコンに繋ぐのに、間にマイコンが乗ってるのは美しくない。YMW820 も CPU なのでなおさら。
シリアル ROM もマイコン側のメモリ、SD メモリなどが使えるなら不要。
小型モジュール基板（2 層で…）

USB 接続,シリアル ROM なし,D/A・A/D,USB MIDI,USB Audio IN/OUT 付き（てんこ盛り）

USB 接続するようなホストならメモリは十分にあるはずなので、シリアル ROM は不要。
USB 経由で波形テータをセットできるようにしたい（プロトコルをどうするかが問題）。
発声制御は USB MIDI。
HOST（PC）側の音声もミキシングして出したいので USB Audio OUT 機能を付けたい。
どうせ付いてるなら USB Audio IN 機能も付けたい（マイク、ライン入力）。
USB Audio IN（か独自プロトコル）で、出力をデジタルでホスト側に戻したい
（レンダリングハード（VSTi）として使用。レコーディング。PC 側でミキシング）。
ケース入りで USB ドングル形状。

「ふるさと」の初期化 exclusive

System Exclusive

Data	Parameter
7e7f0901	GM1 System ON
7e7f0903	GM3 System ON

XG Exclusive

ID	Address	MSB	LSB	Parameter			Value
43104c	00007e	00		XG System ON
	020100	01	07	REVERB	TYPE		HALL L
	020102	10			PARAMETER 01	TIME	7.5sec (table#4)
	020110	08			11	Rev Delay	12.7msec (table#5)
	020114	40			15	Feedback level	0:64 (table#16)
	020120	44	10	CHORUS	TYPE		SYMPHONIC 1
	020140	50	10	VARIATION	TYPE		PITCH CHG 1
	020142	00	3d		PARAMETER 01	PITCH	短3度下
	020144	00	04		02	Initial Delay	12.7msec (table#7)
	020146	00	40		03	Fine1	0
	020148	00	40		04	Fine2	0
	02014a	00	40		05	Feedback level	0
	020170	01			11	PAN1	L63
	020171	60			12	Output Level 1	-4.86dB (table#18)
	020172	7f			13	PAN2	R63
	020173	60			14	Output Level 2	-4.86dB (table#18)
	02015a	01			CONNECTION		SYSTEM
	020156	50			RETURN		+1.5dB? (40:0db 7f:+6db)
	020157	40			PAN		center
	020158	40			TO REVERB		0dB
	020159	00			TO CHORUS		-Inf.dB

AiDES モジュール

4 層基板

Face	Pos	Device	Comment
表	U5	YMW820	YAMAHA NSX-1
裏	U1	MX25L1633E	MACRONIX 16Mbit シリアル Flash ROM
	U2	GPEL3101A	Generalplus のマイコン？（USB Target 機能付き？）
	U3	YMU819	YAMAHA オーディオインターフェース A/D,D/A
	Y1	1200P	1.2V レギュレータ？

NRPN		DATA		Parameter		Comment
MSB	LSB	MSB	LSB
70	01	mm		Enable Auto Pitch Control	0:Disable 1:Enable	(詳細不明）
70	02	mm		Enable Auto Dynamic Control	0:Disable 1:Enable	(詳細不明）
70	03	mm		Vibrato Type	0:extreme 1:fast 2:normal 3:slight	ビブラートの種類
70	04	mm		Vibrato Rate	0 〜 127	ビブラートの早さ
70	07	mm	ll	Vibrato Delay	(mm * 127 + ll) msec	Note On からビブラート開始までの遅延時間
70	08	mm		Portamento Timing	0:fast 〜 127:slow	音素設定タイミングで更新
70	09	mm		Seek	0 〜 127	発音音素位置移動。Phonetic Alphabet 単位で 0 から
70	0A	mm		White Noise Control	0:-24dB 〜 64:0dB 〜 127:24dB	(詳細不明）
70	0C	mm		Phoneme Unit Connect Type	0:Fixed 50 msec mode 1:Minimun mode 2:Vetocity mode	先行発音タイプ。Velocity mode は velocity で長さが変化。弱いと長く
71	12	mm		Start of Phonetic Symbols	0:Start of Phonetic	Phonetic Alphabet の転送開始宣言
71	13	mm		Phonetic Symbol	0 〜 127 (ASCII)	Phonetic Alphabet を 1 文字送る（文字数分だけ繰り返し、最後は 0）
71	4F	mm		End of Phonetic Symbols	127:End of Phonetic symbols	Phonetic Alphabet の転送終了宣言

ID	Address	Data	Parameter
437909	010100			NSX-1 リブート
	005010	dd,…	歌唱データ	音素区切りはスペース " "、音節区切りはコンマ ","、終端は 0 "\0"
	1004	dd	LED 点灯モード	00:非点等、01:ドラム、02:CH1〜4、03:CH1音階、04:ユーザー
	0300	dd	LED 点灯ユーザーコマンド	bit 0〜3 が LED 1〜4。1:点等、0:消灯。ピンの出力は負論理（点灯：L）