フォルマント

私たちは、日常的に相手の声を聞き分け、誰の声かを認識しています。声には、高低や強さだけでなく、一人ひとり異なる個性的な特徴、すなわち声色があります。この声色の違いを生み出す要素の一つに、「フォルマント周波数」と呼ばれるものがあります。フォルマント周波数とは、人間の声が持つ音響的な特徴の一つで、音声のスペクトル分析を行った際に現れる、ピークの周波数のことを指します。 例えるなら、人間の指紋のように、声にも固有のパターンが存在すると言えるでしょう。同じ「あ」という母音を二人の人が発声したとしても、全く同じ音に聞こえるわけではありません。これは、声の通り道である声道（声帯から唇、鼻腔までの空間）の形状が人によって微妙に異なるためです。声帯で発生した音が、この声道を通過する際に共鳴し、特定の周波数が強調されます。この強調された周波数がフォルマント周波数であり、この周波数の違いが、私たちが聞き取る声色の違いとなって現れるのです。 フォルマント周波数は、音声認識や話者識別など、様々な音声技術に応用されています。声紋認証も、このフォルマント周波数を利用した技術の一つと言えるでしょう。

私たちが日常会話で何気なく聞いている音声、特に「あ」や「い」といった母音は、実は特定の周波数の音が強調されることで、はじめて聞き分けることができるのです。この音声認識において重要な役割を果たす、強調された周波数のことを「フォルマント周波数」と呼びます。 フォルマント周波数は、声道の形や長さに大きく影響を受けます。声道の形や長さは、一人ひとり異なり、まさに十人十色です。そのため、フォルマント周波数は声紋のように個人を特定する重要な特徴となります。 例えば、「あ」という母音を発音する状況を考えてみましょう。この時、第一フォルマント、第二フォルマントと呼ばれる二つの周波数が特に強く観測されます。 「あ」という音は、この第一フォルマントと第二フォルマントの周波数の組み合わせによって、私たちの耳に「あ」の音として認識されるのです。 つまり、フォルマント周波数の組み合わせこそが、私たちが様々な母音を聞き分けられる鍵と言えるでしょう。