基本周波数とフォルマント周波数の違いとは？音の仕組みをわかりやすく解説

「基本周波数」と「フォルマント周波数」という用語は、音声や音楽における音の特徴を理解するうえで重要な概念です。これらの違いを理解することは、音を分析したり、音楽制作をしたりする際に非常に役立ちます。この記事では、基本周波数とフォルマント周波数の違いを、わかりやすく解説します。

1. 基本周波数とは？

基本周波数は、音の高さを決定する最も基本的な周波数です。音を発生させる物体が振動することで、その振動が音波となり、基本周波数が決まります。例えば、ピアノの「ド」の音や人間の声の音程は、この基本周波数によって決まります。

基本周波数は、音がどれくらい高いか低いかを示し、通常は「Hz（ヘルツ）」という単位で表されます。例えば、人の声の基本周波数は、男性で100Hz前後、女性で200Hz前後が一般的です。

フォルマント周波数は、音の「色」を決める要素であり、音色や音質に影響を与えます。人の声や楽器の音には、基本周波数に加えて、特定の周波数帯域でエネルギーが集中する部分があります。この部分がフォルマントです。

例えば、母音を発音する際には、舌や口の形によって、音波の中で特定の周波数が強調されます。この周波数帯域をフォルマントと呼び、音色や音の特徴を形成します。人の声において、フォルマント周波数は「話し方」や「声の個性」を決定する要因です。

基本周波数とフォルマント周波数は、音を構成する要素として異なる役割を果たします。基本周波数は音の「高さ」に関連し、フォルマント周波数は音の「色」や「個性」に関連します。

簡単に言えば、基本周波数が音の「メロディ」を決めるのに対し、フォルマント周波数は音の「キャラクター」や「個性」を決めると考えることができます。

例えば、同じ高さの音でも、異なる楽器が演奏すると音色が異なります。ピアノとバイオリンが同じ音程で同じメロディを演奏しても、その音色が異なる理由は、フォルマント周波数が異なるからです。

また、人の声でも、男性と女性の声では、基本周波数が異なるだけでなく、フォルマントの配置も異なるため、同じ言葉を話しても印象が大きく変わります。これにより、私たちは他の人の声を認識したり、楽器の音色を区別したりすることができます。

基本周波数とフォルマント周波数は、音を理解するために非常に重要な概念です。基本周波数は音の高さを、フォルマント周波数は音の色や音色を決定します。これらの違いを理解することで、音楽や音声の分析、制作、そして日常の音の聞き方がより深く楽しめるようになります。