フォルマント周波数

私たちが普段耳にしている音は、高い音や低い音、大きな音や小さな音といった違いだけでなく、音色も実に様々です。例えば、同じ高さの音符をピアノで弾いたときとバイオリンで弾いたときでは、全く異なる音色に聞こえますよね。また、人の声の場合でも、話す人によって声色が違うように、声にも個性があります。 では、このような音色の違いは何によって生まれるのでしょうか？その秘密の一つが、「フォルマント」と呼ばれるものです。 音は、空気の振動によって生まれます。楽器や声帯が振動すると、その振動が空気中を伝わって、私たちの耳に届き、音として認識されます。このとき、音は様々な周波数の波を含んでおり、この周波数の成分とその強度のバランスによって、音色が決まります。フォルマントとは、この周波数成分の中で、特に強く響く周波数帯域のことを指します。 楽器や声帯の形や材質、発声方法などによって、フォルマントの周波数や強度は異なります。そのため、同じ高さの音であっても、楽器や声によって異なる音色に聞こえるのです。例えば、バイオリンの音色が豊かに聞こえるのは、高周波数のフォルマントが強く響くためです。また、人の声の場合、声道の長さや形によってフォルマントの周波数が変わるため、大人と子供、男性と女性で声色が異なります。

私たち人間の声は、楽器のように個性豊かです。声の高さや調子、抑揚といった様々な要素が組み合わさることで、私たちは一人ひとりの声を聞き分けることができます。この声の特徴を生み出す要素の一つに、「フォルマント」というものがあります。 フォルマントとは、簡単に言うと音声の周波数特性に現れるピークのことです。人間の声は、声帯の振動によって生み出された音が、声道（口の中や鼻の奥などの空間）で共鳴することで作られます。この時、共鳴しやすい周波数帯域があり、その部分がフォルマントとして現れます。 楽器で例えると、ギターの弦や太鼓の皮が振動することで音が鳴りますが、楽器の形や材質によって共鳴しやすい音の高さは異なります。フォルマントもこれと同じように、一人ひとりの声道の形や大きさによって異なるため、声の個性を生み出すのです。 フォルマントは、「音の指紋」とも呼ばれます。指紋が一人ひとり異なるように、フォルマントもその人特有のパターンを持っているからです。そのため、音声認識や話者識別など、様々な技術に応用されています。