音声の個人性 発声器官のサイズの違いによるもの 口の大きさと声帯の大きさ 発話の仕方の違いによりもの アクセント 口の動かし方 声質（声帯の振動様式の違い） 男女のホルマント周波数 母音５角形 唇 声道長 声帯 男性と女性のホンルマント周波数の違いは声道（声帯から 唇までの口の中）の長さの違いによる． もし、口の形が相似的であるとすれば、 男性のF/女性のF＝女性声道長/男性声道長 口の形態の年齢変化 口の形態は年齢とともに相似的に大きくなるのではなく、 相対的に喉頭が下がる形で大きくなる 平均的声道長 17.5cm 男女のピッチ周波数 声帯の大きさの違いは、声の高さの違いに現れる． ピッチ周波数 f0 は声帯の質量（重さ）を M 、声帯 の緊張力を K すると f0 K M 成人男性： 80-150Hz 成人女性：200-350Hz 子供： 300-800Hz 声の高さを変更 声の高さを変更するだけでは、男声、女声の変換はできない 男声： 元の声 低い声 高い声 女声： 元の声 低い声 高い声 腹話術の声質 通常発声 か き く け 腹話術発声 こ か き く け 「あ」と「お」の高い周波数のスペクトルに差 こ 声帯長の年齢変化 年齢による声の高さの変化は、声帯サイズの変化が原因 変声 声帯が大きくなると、同じ声の高さを保つためより声帯筋を緊張させる ある段階で、緊張させることをやめ、元の緊張度に戻ると声が低くなる 男性では１オクターブの変化 変声後 変声中 変声前 女性では変化しない 声質 声帯振動の違いが主要因 声の大きさ 声の高さ 声帯振動様式 声の大きさとスペクトル 強い発声 強い発声 弱い発声 スペクトルの高域が異なる 弱い発声 声の大きさと声帯振動 強い声では、OQが小でSQが小．弱い声では、OQが大でSQが大 声帯振動と音声スペクトルの関係 声の大きさが小さくなる 1kHz以上のスペクトルに 深い谷が生じる さまざまな声質 スペクトルの傾き と高調波成分に 違いが見れる 地声 ささやき声 嗄声 裏声 さまざまな声質 地声 喉つめ声 笑い声 通常発話 笑い声 声帯のファイバースコープ観察 歌声のしくみ 歌声発声と音声発声 呼気量 安静時 100ml／秒 発声時 300ml／秒 歌唱時 600ml／秒 声門下圧（肺圧） 発声時 8cmH2O 歌唱時 ～20, 30 H2O 歌唱時では、声門下圧を用いて声の高さを調整する 声門下圧と音声パワーの関係 声区 地声 輪状甲状筋と甲状披烈筋でピッチを調整 声門の閉鎖区間が長く、倍音に富む音 裏声 主に輪状甲状筋でピッチを調整 声門の閉鎖区間が短く、倍音に乏しい音 声種 バス、バリトン、テノール、アルト、ソプラノ 声域（声の高さ）より音色（声道の共鳴特性）と関連 Singing Formant 2.5～3kHz付近のスペクトルに広めの山が現れる 音声 歌声 なぜSinging Formantが有効なの か オーケストラ音のスペクトルの弱い周波数に歌声の Singing Formant成分が現れ、声が通るようになる 同時マスキング 純音より雑音の パワーが20dB 大きいため マスキーよりマスカー の周波数が低い方 がマスキングされや すい 20dB 80dBSPL どのようにしてSinging Formantを作るの か ボイストレーナーの指示 「喉頭を下げなさい」 喉頭管 喉頭が下がると喉頭寄りの咽頭部が 広がる また、喉頭蓋によって喉頭管の出口 が狭まる したがって、喉頭管が閉じた管になる どうしてSinging Formantが現れるか 喉頭管 声帯 咽頭以降の声道 約3cm 喉頭管の１/４波長共振は、 34000cm/sec÷(4×3cm)=2500Hz Singing Formantとなる ホルマント周波数と倍音周波数 音声 音声スペクトル 声道 共振特性 声帯音源スペクトル （調波成分、ハーモニックス） 声帯 肺 ホルマント周波数を倍音周波数の関係 （ソプラノ歌手） 6f0 4f0 f0 2f0 7f0 各倍音の周波数が ホルマント周波数と一致 5f0 3f0 ビブラートはピッチ周波数が 約5Hzで揺らぐことでおこる ホルマント周波数を倍音周波数の関係 （テノール歌手） なぜホルマント周波数を倍音周 波数に一致させるのか 歌声のパワーを最大限に高める ホルマント周波数よりピッチ周波数が高いと、 パワーが減少してしまう （母音/a/でソプラノ歌声の場合） ソプラノ歌手はどのようしてホルマント 周波数を倍音周波数に一致させるのか 声道断面積関数 顎を開くと第１ホルマント周波数が 上がる（声道の摂動理論より） 対数声道断面積関数を フ ーリ エ余弦級数展開し たと き 、 ln A( x) Ck cos k x 0x k 0 一様断面積関数のホ ルマン ト 周波数の摂動は、 次式で表さ れる Fi 1 C2 m 1 (m 1, 2,......) Fi 2 ホ ルマン ト 周波数は、 奇数次の余弦成分にのみ関係し 、 偶数次の余弦成分に関係し ない。 すなわち声道長の中心に対し て対称な断面積変形は、 ホ ルマン ト 周波数を 変化さ せない 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 フーリエ余弦成分 1.5 1 0.5 0 -0.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 -1 -1.5 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 ソプラノ歌手の発声時の顎の開き /heed/ /who’d/ 声が高くなる (顎が開く）
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