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心理音響学では、純音は正弦 波形の音、つまり一定の周波数、位相シフト、振幅を持つ正弦 波です。[1] 拡大解釈すると、信号処理では、単一周波数音または純音は純粋な正弦波信号(たとえば、電圧) です。純音は、実数値の波形の中では独特な、線形時間不変システムでは波形が変わらない、つまり、そのようなシステムの純音入力と出力の間で位相と振幅のみが変化するという特性を持っています。
正弦波と余弦波は、より複雑な波の基本的な構成要素として使用できます。異なる周波数の正弦波をさらに組み合わせると、波形は正弦波からより複雑な形状に変化します。純音は、スペクトル全体の一部として考えると、スペクトル成分と呼ばれることもあります。
臨床聴覚学では、純音聴力検査では純音が使用され、さまざまな周波数での聴力閾値を特徴付けます。 純音では他の音よりも音源定位が困難な場合が多いです。 [2] [3]
音程と音色との関係
純音は、19世紀の物理学者ゲオルク・オームやヘルマン・フォン・ヘルムホルツによって、耳がフーリエ周波数解析と同等の機能を果たすという理論を裏付けるために使われてきた。[4] [5]後にヘルムホルツによってさらに詳しく述べられたオームの音響法則では、楽音は純音の集合として知覚される。音高の知覚は最も目立つ音の周波数に依存し、個々の成分の位相は無視される。この理論は、音高、周波数、純音の混同を生んでいるとしばしば非難されてきた。[6]
多数の調和的に関連する正弦波成分の合計から構成される楽音 とは異なり、純音にはそのような正弦波が 1 つだけ含まれています。 純音は、単独で提示され、その周波数が特定の範囲に属する場合、周波数によって特徴付けられる単一のピッチ知覚を引き起こします。 この状況では、純音の瞬間的な位相は時間とともに直線的に変化します。 純音が一定の定常知覚を引き起こす場合、その位相はこの知覚に影響を与えないと結論付けることができます。 ただし、楽音のように複数の純音が同時に提示される場合、それらの相対的な位相が結果として生じる知覚に影響を与えます。 このような状況では、知覚されるピッチは個々の成分の周波数ではなく、これらの成分間の周波数関係によって決まります (ミッシングファンダメンタルを参照)。
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中央 C (262 Hz) の純音オシログラム。(スケール: 1 平方は 1ミリ秒に相当) -
中央 C の 1オクターブ下のC3 の純音。周波数は中央 C (131 Hz)の半分です。 -
中央 C の 1オクターブ上のC5 の純音オシログラム。周波数は中央 C (523 Hz) の 2 倍です。
参照
参考文献
- ^ ANSI S1.1-1994 音響用語
- ^スタンレー・スミス・スティーブンス とエドウィン・B・ニューマン（ 1936年）。「実際の音源の位置特定」アメリカ心理学会誌48 （ 2）：297-306。doi ：10.2307/1415748。JSTOR 1415748。
- ^ Hartmann, WM (1983). 「室内の音の定位」アメリカ音響学会誌74 (5): 1380–1391. Bibcode : 1983ASAJ...74.1380H. doi :10.1121/1.390163. PMID 6643850.
- ^ ヘルムホルツ、ヘルマン LF; エリス、アレクサンダー J. (1875)。音楽理論の生理学的基礎としての音の感覚について。ロンドン、イギリス: Longmans、Green、and Co.
- ^ オーム、ゲオルグ (1843)。 「Ueber die Definition des Tones, nebst daran geknupfter Theorie der Sirene und ahnlicher tonbildenden Vorrichtungen」。ポッゲンドールの物理学と化学のアナレン。59 : 513–565。
- ^ W. Dixon Ward (1970)。「音楽知覚」。Jerry V. Tobias (編)。現代聴覚理論の基礎。第1巻。Academic Press。438ページ。