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2015/05/15 プレーヤーミントの周波数解析で表示帯域が拡大


m-Boxedに搭載されているプレーヤーミント（プロ）の周波数解析で表示帯域が拡大された。

従来の周波数解析(spectrogram)表示帯域は0〜3KHzに固定されていた。今回のバージョンアップでは、表示帯域が7つに増えたので、目的に応じて表示帯域が選べるようになった。これで、音声の様子をさらに詳細に分析できるようになった。


もくじ
  1. 主な周波数帯域の特徴
  2. 解析例
  3. 周波数解析の手順
  4. 周波数解析の要件

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 1 主な周波数帯域の特徴もどる
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基本周波数（F0）帯域、フォルマント（F1, F2）帯域、高周波帯域と目的に応じて必要な音響特性にアクセスできるようになった。これらにより、抑揚、母音、子音について知ることができる。

  1. 基本周波数帯域
    • 50Hz〜300Hz 程度にある周波数線（F0）
    • 声帯で生成される周波数に等しい。
    • 抑揚についての情報が得られる。顕著な男女差が知られていて、一般に男性は 100〜150Hz、女性は200〜300Hz とされる。これにあわせて選択帯域として低周波数域を〜200Hz と〜300Hz とした。また、広い範囲で俯瞰した方が見やすいという知見から〜900Hz と〜1500Hz の帯域を設けた。
  2. フォルマント帯域
    • 1〜3KHz 前後にあるフォルマント（主に F1, F2）
    • 母音についての情報が得られる。
    • 主に母音の発声に伴う口形の変化を共鳴周波数変動として観察できる。
  3. 高周波帯域
    • 4KHz 以上
    • 子音についての情報が得られる。ただし、子音にもいろいろあって、高周波で観察されるのは /s/ （摩擦音）や、 /d/ （閉鎖音）などである。
    • 一般に /s/ のような子音は 高周波帯域に雲様の塊り（雑音）として現れるので、〜5KHzと〜10KHz 帯域を設けた。
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 2 解析例もどる
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映画のシーンで周波数解析の様子を見ることにする。

以下は、映画 Roman Holiday（ローマの休日）より選んだ場面である。正体を明かした王女アンが新聞記者のジョーに、公衆の面前で別れを告げる記者会見での出来事。挨拶をすませ、異例にも下段して 握手をして回るアン王女に、同僚記者のアーヴィンが「May I present Your Highness」（贈り物してもいいですか、殿下）と申し出て記念の写真を送る場面である。


上からA, B, C, D の4つの解析図が描かれている。横軸は時間で左から右へ進む。左右の赤線の間が May I present Your Highness の音声に対応していて、D図の下に対応する単語（音節区切り）が記入してある。

  • 図 A 波形（wave）： 音量
    • 大きく膨れている太くて長い所ほど 大きく強い音が出ている。
  • 図 C 周波数解析： 0〜3Khz
    • 初期状態では この図が表示される。
    • 横向きの縞模様がフォルマント。
    • 慣れると 模様から 母音の種類が推測できるようになる。
  • 図 B 周波数解析： 0〜7Khz
    • メニューでは 5KHz を選択。
    • 3〜5KHｚあたりに見える雲のような部分 B1, B2, B3 が子音。
    • 左から順に sent の /z/, sent Your の /ch/（音変化で セント ユァーが センチュー となっている）, ness の /s/。
  • 図 D 周波数解析： 0〜900hz
    • 抑揚（音声の高低変化）が（それほど鮮明とは言えないが）観察できる。
    • 赤の矢印で示した3箇所 D1, D2, D3 で音が高くなっている。これを抑揚核と呼ぶ。
    • 波形図D を見ると、抑揚核のところで大きく膨らんでいる。周波数が高くなると同時に音量も大きくなっていることがわかる。ただし、波形図で大きく膨らんでいる様に見えても、抑揚核とは限らないことも分かる。

この会話シーンは 映画映像検索サイト・セリーフで視聴できる。

m-Boxed については こちらへ
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 3 周波数解析の手順もどる
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プレーヤーミント（プロ）による周波数解析は、編集機能に組み込まれている。

  1. 目的のタイトルを 編集モードで開く
    • この段階では、波形図だけが表示されている
    • 音声ファイルの様式によっては 波形図や周波数図が表示されない 詳しくは ⇒周波数解析の要件
  2. 編集ツールバーにある「声紋表示」をクリックする
    • ここで 周波数図が表示される
    • 帯域は 3KHz
  3. 周波数図が表示された状態で「声紋表示」をもう一度クリックする
  4. ポップアップメニューから 目的の周波数帯を選ぶ
    • サンプル周波数によっては 表示できない帯域もある
    • 周波数図を隠すには「非表示」を選ぶ
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 4 周波数解析の要件もどる
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周波数解析の要件： 音声ファイルが以下の仕様であること。
  • .wav ファイル（pulse code modulation; PCM、非圧縮）
  • サンプル周波数 44,100Hz
  • サンプルサイズ 16 bit または 8 bit
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