日本語音声学

第9回

母音を見てみよう その2

今日のポイント
サウンドスペクトログラム
フォルマント周波数って?
狭帯域分析・広帯域分析をしてみよう
復習テスト

1.サウンドスペクトログラム

実験1 5母音のサウンドスペクトログラムを観察しよう。


日本語の5母音のサウンドスペクトログラムを見てみよう。

また、フォルマントを見てみよう。

サウンドスペクトログラムってなあに?

テンプレートで2段目に出てるのがサウンド・スペクトログラムだよ。

縞々模様の段だよ。

これで何がわかるって?

いろんなことが分かるんだけど。

とりあえず、5母音の特徴の違いを見てみようね。

パッと見て何が違う?

縞模様が違う!そうそう。

当り!

縞模様はどうなってる?

よくわかんない。

この「縞模様の位置」ってのがとっても大事なんだ。

以下の実験で「縞模様の位置」を調べてみよう。

母音のサウンドスペクトログラムの縞模様の濃くなってるところを「フォルマント」っていうんだ。

このフォルマントの位置を調べてみよう。

ちなみに、サウンドスペクトログラムの縦軸は「周波数」(音の高さを表すよ)だよ。


実験2 フォルマント周波数


自分の5母音のフォルマント周波数を以下の図にプロットしてみよう。

この図はどんな特徴があるか考えてみよう。



2.フォルマント周波数って?

【ここがポイント!】
フォルマント周波数とは?

→声道による共鳴周波数のこと(この辺は音響学でやるよ、今は気にしなくてOK!)

周波数の低い方からF1(第1フォルマント)、F2(第2フォルマント)、F3(第3フォルマント)。。。と呼ぶよ。

一般に、
母音はF1とF2によって弁別されると言われているんだ。

つまり、F1とF2が分かれば、この母音は「あ」、「い」、「う」、「え」、「お」のうちどれか?ってことが分かるってこと。


フォルマント周波数の平均はこんな感じ
【手順】

@CDの音声3をWavesurferで、日本語5母音のフォルマント周波数を見てみよう!

A自分の声で「あ、い、う、え、お」をマイクから録音して、フォルマント周波数を見てみよう!

 周波数の低い方から第1フォルマント、第2フォルマント(それぞれF1、F2と略して書きます)という。

Bカーソル(つまり、ポインターの矢印の先)を各母音のフォルマントの中心の周波数にあて、測定しよう。

(一番下の帯のところに○○Hzと数字が出るよ)


C 
Bの代わりに、波形のウィンドウの下の境界線のところで、

右クリック→Create pane→Formant Plotを実行すると、以下のような画面になるよ。



D今回は、Wavesurferが見つけてくれた赤い線と緑の線(デフォルトで赤F1・緑F2)の値ををとりあえず読もう!


E男性と女性のフォルマント周波数を比較してみよう。



モデル母音
F1
__________________Hz


__________________Hz
__________________Hz __________________Hz __________________Hz

F2
__________________Hz

__________________Hz __________________Hz __________________Hz __________________Hz

自分の母音
F1
__________________Hz

__________________Hz __________________Hz __________________Hz __________________Hz
F2
__________________Hz

__________________Hz __________________Hz __________________Hz __________________Hz

(男性・女性)
F1
__________________Hz

__________________Hz __________________Hz __________________Hz _________________Hz
F2
__________________Hz

__________________Hz __________________Hz __________________Hz __________________Hz


実験3 フォルマント周波数


自分の5母音のフォルマント周波数を以下の図にプロットしてみよう。

この図はどんな特徴があるか考えてみよう。


「フォルマント」
ってなあに?


みんなで測定したF1とF2を集計してみるとこんな風になるよ!

F1とF2のゼロの位置が右上
に来ているグラフだってことに注意!

発音記号のところで習った何かに似てない?


口を開けながら(笑)よ〜く見てみて。

あっと思いついたら、なんでそうなるか考えてみよう!



3.狭帯域分析・広帯域分析をしてみよう

余裕があったらこれも見とこう。

サウンドスペクトログラムの狭帯域分析広帯域分析の違いを観察してみよう!

狭帯域分析・広帯域分析の設定の仕方

@Wavesurferを立ち上げよう。

A音声3のファイルをテンプレートonsei_1で開く。

BSpectrogramのpaneの上で、右クリック

CProperties→Spectrogramのタブ(→右の図を参照)を選択。

D以下のところを変更する。

典型的な例を見てみよう!

狭帯域分析の場合(Analysis bandwidth:
45Hzに近くする)

FFT window length: 512 points, 45.0704 Hz, Window:
355 points

広帯域分析の場合(Analysis bandwidth:
300Hzに近くする)

FT window length: 128 points, 301.888 Hz, Window: 53 points

Eスペクトログラムを比べよう。

F自分で「あいうえお」のファイル(過去の録音)
  「おはようございます」を録音
  その他の自由な文を録音

  これらのファイルを
  狭帯域分析・広帯域分析で見てみよう!
注意!
@
FFT window lengthは、2のべき乗(2の何乗かの値)を入れないとエラーが出るので注意しようね。

AAnalysis bandwidth:○HzのあとのWindowspointsの値はFFT window lengthpointsの値より小さくしておこうね。

【ここがポイント!】
広帯域分析
(Wide band)

時間分解能を高めた
分析方法です。

周波数分析能は低くなります。

→フォルマントの時間的変化の観測に向いている

狭帯域分析
(Narrow band)

周波数分解能を高めた
分析方法です。

時間解像度は低くなります。

→アクセントやイントネーションなど声の基本周波数に
  関する観測に向いている



【ちょっと国試に挑戦】
第1回午前80
母音弁別を左右する主要因はどれか。
1.基本周波数
2.第1、第2倍音の周波数
3.アンチホルマント周波数
4.ホルマント周波数
5.ピッチ
第7回午前72
広帯域サウンドスペクトログラフでの測定に適さないのはどれか。
1.分節音の持続時間
2.母音の無声化
3.ホルマント周波数
4.子音の破裂の有無
5.イントネーション
全部できたかな?


4.復習テスト

それでは、まとめのテストです!
名前

メールアドレス

学籍番号


1.フォルマント周波数は○○周波数から第一、第二と決まっている
高い 低い

2.人は母音を聞き分けるのにどのフォルマント周波数は使っている?
F1とF2 F2とF3

3.フォルマント周波数は何と関係がある?
声帯振動数 声道の共鳴

4.母音の中で、狭母音は第一フォルマントが?
高い 低い

5.広帯域分析は何に使う?
アクセント・イントネーションの分析フォルマント周波数の時間変化の観察

6.今日の授業の進度はどうでしたか?
もっと速くてもいい ちょうどいい速すぎた

7.今日の授業のコンピュータ操作はどうでしたか?
簡単だった 大体大丈夫大変だった

8.授業の感想・今後の希望