歌声や歌唱力が目に見えたら

歌のうまい、へたをどうやって判断するか

音や音楽は私たちにとって身近なものです。それらの情報を電気信号としてコンピュータで処理し、生活の中に生かそうという研究があります。
例えば、歌がうまいかどうかを判定するカラオケの採点システムの仕組みは、声の大きさや音程が正確にとれているかなどを測定し、数値化したものです。しかし声自体は目に見えません。歌がうまいかどうかという判断は人によって違うので、「なぜ、この点数になるのだろう？」と疑問が湧いたこともあるでしょう。歌声が目に見えたらそのような疑問が解消できるかもしれないということで、歌声という音声情報をグラフに表し、歌い方の違いを見る研究が進んでいます。

歌い方が渦巻きの形に

歌声の高さを表す成分を「基本周波数」と言います。この基本周波数を横軸に、基本周波数の変化を縦軸に置いて描いた、歌声の軌跡を「相平面」と呼びます。相平面とは、微分方程式の解の性質を調べるために使われている手法です。
歌声には声を周期的に振るわせる「ビブラート」や、音の高さの変わり目で目標の高さを飛び越える「オーバーシュート」などの特徴があります。こういった歌声の特徴を相平面で表すと、その軌跡は目標の音の高さを中心にクルクルといくつもの渦（うず）を描くことが見てとれます。歌声を相平面で表すことによって、さまざまな歌い方の特徴を視覚的にとらえることができるのです。

プロと素人の歌唱力の違いが一目瞭然

相平面表現を使ってプロの声楽家と素人の歌い方を比べてみると、プロの歌声は渦の形が縦に広がり、ビブラートが強くかかっていることがわかります。一方、素人の歌声は渦が縦には広がらず横に広がるので、ビブラートが弱く、音程が安定していないことがわかります。
この相平面表現をカラオケの採点システムに使えば、歌唱力を目で確かめることができます。歌声に合わせて楽しく渦巻きが描かれていくので、カラオケがいつもより盛り上がるかもしれません。

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先生情報 / 大学情報

名古屋大学工学部電気電子情報工学科電気電子工学コース教授武田一哉先生

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情報科学、音声信号処理　

メッセージ

音の研究の歴史は物理学から始まりました。2つの音が響き合う条件や音の大きさを計測することは、ギリシャ時代には大きな問題でした。近代に入り、電話が発明され、音や声が通信の手段になって以降、音は電気や電子回路などと関連づけて研究されてきました。そして今ではコンピュータなしに音を語ることはできません。音の研究は情報科学の研究でもあります。学際的なこの分野に興味を持ったら、幅広い科目の勉強を続けてください。

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