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声の周波数分布

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声の周波数分布


楽器やシンセサイザー等の音は、基音とその倍音で構成されたりしますよね。その殆どの音が、弾いている音程の音(基音)の音量が最も大きく、また偶数倍音のうち、2,4,8,16といった「2のn乗(n=1,2,3,4)の倍音」は、オクターブの音になるので、音程が掴みやすいのかもですね。ちなみに440Hzの音についての倍音の周波数と音程とを対応させると、こんな感じになります。



- 440Hzの倍音と音程についての図 -

440Hzの倍音と音程についての図

  • 数値は周波数です。
  • 白と黒の縦棒は、鍵盤つもりです^^;
  • 黄色い丸は440Hz、赤色は、偶数倍音、青色は奇数倍音です。
  • おおよその図になっています。




黄色の丸が、440Hzの基音で、赤色は偶数倍音、青色は奇数倍音になっています。その丸印の位置が、倍音の周波数を表しています。因みに、倍音は、必ず「ドレミ…」の音程に当てはまるものではないので、その位置は「おおよそ」です^^;

余談ですが、基音や倍音の音程を見ると、低い方から「ラ」「ラ」「ミ」「ラ」「ド#」「ミ」…という感じで、音が構成されていますよね。これは、Aメジャーのキー(イ長調)が含む音程ですよね^^;。倍音を発生させる波形では、その倍音構成で、ほんのりとキーを作り出すことも可能かもですね。勿論、高次倍音になるほど、音量が小さくなるので、殆どの場合、キーなんか感じることはできないと思いますが…^^;。周波数や音量を変調させる仕組みを持つシンセサイザー等では、高次倍音の音量を大きくすることが出来たりします。

ところで「声紋」という言葉を耳にした事があると思いますが、これは「指紋」と性質が似ていて、一人一人違うのですよね。人によって声門の形が違ったり、気管の太さや長さ、口の形や、発声方法等が違うためなんですよね。

声も音なので、幾つもの周波数の音が混ぜ合わさっており、楽器みたく「倍音」があります。こんな感じです。



- 声「あ」の周波数分布(フォルマントの位置) -

声「あ」の周波数分布(フォルマントの位置)

  • 青の線は周波数毎の音量を大雑把な形で結んだものです。
  • 第1フォルマントは、約600Hz、第2、第3は、それぞれ、1000、3000Hzです。




幾つかの周波数帯で、音量が大きく高まってますよね。その高まった周波数帯をフォルマントと呼ぶそうです。これの位置が「あ」「い」「う」「え」「お」一つ一つで異なっているんです。人が喋る時には、喉や口を使って、素早くフォルマント位置を変えてるんです(っていう意識はないですよね^^)。

普段、喋り声に音程を感じないと思いますが、フォルマントの違いと、イントネーションで、声の上げ下げをめまぐるしくしているからなんでしょうね(多分^^;)。一昔前のロボットは、それが出来なかったりして「ロボットの声だ」って分かりましたよね^^




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