音源库(SingerLibrary)是Vocaloid系统架构的核心部分。每一个由Vocaloid授权的音源库或数据库都采样于真人实录片段。音源库的基础数据必须包含其目标语言可能包含的所有音素(phonemes)的所有组合。还包括双音素(相连的两个不同的音素)和长原音。如果需要的话，数据库还需要有多音，暨三个及三个以上的音素相连的组合。举例说明，若声音对应的单词是“初”(chū)，可以按顺序来串联合成“#-c，c-h，h-u，u-#”(#代表清音，不过现代汉语，或者说“普通话”是不需要清音的)的组合，其中“u”作为原音用于拼接其他字段。Vocaloid的合成引擎改变这些片段的音调，使其贴合旋律。计步宝怎么能赚钱
为了得到更自然的声音，需要不同音高范围的片段。日语有500种双音素组合，而英语则有2500种。
日语的双音素很少，主要是因为日语的音素少，并且有较多的以原音为结尾的开音节。在日语中，基本只有三种双音素含有辅音：“清音-辅音”、“元音-辅音”和“辅音-原音”，而在英语中很多的辅音后面会跟有闭音节。例如双音素“辅音-辅音”和“辅音-清音”。因此，日语的组合难度较低，而英语则需要更多的双音节资料。也因为这个差异，日语音源库从理论上和技术上是无法去唱出英语词的。Vocaloid的所有版本也均不能支持这些操作。日语版本虽然声称可以唱出英文，其实只是利用了和制英语的发音相似性。
Vocaloid4主要支持2种语言，日语和英语，但是也支持普通话、韩语和西班牙语，未来也可能会支持更多语言。Vocaloid的整体系统建构是独立的(可输出为WAV)，并可和DAW搭配使用。还可以与ReWire程序同步或作为VSTi插件来访问。
Vocaloid4歌手库里面包含了很多歌手的声源，各种音色都有，可以自己合成他们的音乐，自己创新，自己制作，是一个很不错的软件。
Vocaloid4汉化版所使用的声音合成引擎可以拼接和处理在频段中摘录的声音片段，这个技术被归类于波形拼接声音合成技术的一种。歌曲的基础声音数据来自配音演员，把人类的歌音从韵母、子音、气音、延长音、切音、组合音等等去切割再分别录制，这些庞大的数据被称为“音源库”。然后用户通过类似于一个个“字”造句的创作方式，利用储存音源和旋律的生成歌曲，这独特的设计令Vocaloid在使用有极高的自由度，只要有音源，他不仅能模仿任何任何歌手，还能创作出人类发音语速极限的歌曲。
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