主観的音程と支配的周波数について

質問

こんにちは。
カラオケでふと疑問に思ったので、質問です。

歌を歌うときに音程が取れている、合っているなどと言いますが、様々な周波数成分が含まれている場合にどのように判断されるのでしょうか。
例えば、ドの音をピアノで弾いて「この音を出してください」と言われ、ドの音を発声するとき、感覚的にはその音を出せているかどうかわかりますが、突き詰めると何を基準にしているのか、ひいては仮に機械で判定するとしたらどのような基準になるのか、という疑問です。
人間の声は楽器のように比較的単純な音ではなく、色々な成分が混ざった複雑な音です。しかし、どうやら人間の耳はその複雑な音を複雑なままに処理しているというよりは、特定の周波数（帯）の音として認識しているようです。（そうでないと様々な音色を持った楽器や声の「音程が合っている」と判断できないはず。）
単に最も音の大きな周波数を支配的として捉えるのか、それとも最低／最高音を支配的と捉えるのか。。

人間は機械ではないので例外は多くあるでしょうが、基本原則のようなものがあると思うので、ご存じの方がいらっしゃれば教えてください。
また少し脱線しますが、「音色」と「和音」の違いは何でしょうか。
例えばピアノの音でも、完全に単一の周波数というわけではないはずで、それが「ピアノの音色」を構成していると思います。しかし、ドの音を弾けば、いくつかの成分（ほかの周波数）が検出されつつも「これはドの音だ」と感じます。一方で、ドミソを同時に引いた場合は、和音だと認識されると思います。
ドミソを「どの音程でしょうか」と聞かれても「和音だから特定の音程では表せないよ」となるでしょうが、（一応は）色々な成分が混ざっているはずのドの音はすんなり「これはドですね」となる不思議を感じています。
仮に和音を「特定の周波数の組み合わせが、同時に、同じくらいの大きさで鳴った時の現象」とするなら、そういった内訳に近づけることで「和音のように聞こえる声」を一人の人物から発声することもできることになりますね。逆に言うと、普通に喋っているだけなのに、不協和音のように響く声の持ち主もあり得るということになるでしょうか。（いい声／嫌な声、に感じるのはこういったところにも関係がある？）

回答No.1

sirasak · ベストアンサー

声帯でも弦でも管楽器でも基本音程の他に倍音列が出来ての音圧ばらつき差で音色が決まるのは周知されています。
図のように個々の倍音は個人で違うので声の違いが分かります。
携帯電話のように基音が小さくても音程が分かるのは倍音列で感じているのも周知されています。

和音は基音の他に10倍音位で調和する音程が出来てドミソの主和音が出来て良く調和するので和音と言うことだと思います。
割と調和するレが出来てドレミソが確定したはずで、それ以外の音は調和しにくいはずですが、人は良い音で聴こうとしているので不完全調和音でも良い音に聴こえたりします。
倍音列に無いが割と調和するラが加わってドレミソラが確定して音階が出来て、移調楽器の必要性からファとシと半音階が加わってＫＢのように自由に音程を変えられる楽器が出来たと考えました。
私見です、参考まで。

お礼

ご回答ありがとうございます。
基音がどのようにして決まるのか補足いただけると幸いです。

回答No.2

sirasak

開放管なら、音速340ｍ÷開放管長さ1.3ｍ＝基音が264Hzになって倍音列が続いているのを感じると、
基音が聴こえないレベルであっても基音を想定出来ると思います。
弦、声なども同じと思います。