■光音共演コンピュータにおける音楽の周波数の捉え方について

音楽に光が連動する光音共演コンピュータでは0.125秒前から直前の音の周波数を瞬時にフーリエ変換を行うことにより捉え、相応の色の光をハイパワーLEDで放っています。フーリエ変換を行うと周波数ごとの振幅が求まり、原則は最も振幅の大きな周波数をその時間帯の代表周波数としています。

しかし同じ周波数の音でも楽器によって、倍音と呼ばれる周波数が基本音の2倍、3倍、…の音の出方が異なります。「C言語ではじめる音のプログラミング」(青木直史著 オーム社)には、ギターとリコーダーの音の違いについて記述されています。下図(文献からの引用)がリコーダの周波数特性ですが、振幅の大きいものは基本周波数(f0)のみです。

リコーダー周波数

一方以下の図(上記文献から引用)は同じ音のギターの周波数特性です。基本音以外に周波数が倍の音の振幅が大きくなっています。音によっては倍音の振幅が基本音の振幅より大きくなっています。

ギター周波数特性

人間の耳は振幅の大きさだけではなく、たとえ倍音の振幅が基本音の振幅より大きくても、基本音の周波数として捉える応用力を発揮しているのでしょう。

上記の現象は光音共演コンピュータの昨日を検証する上で、度々経験しました。このような事象に対応するため、光音共演コンピュータでは振幅の大きな周波数を上位2つ選出し、最も振幅の大きな音の周波数の半分の音が、上位2番目にランクされているときは、上位2番目の音を当該時間帯における代表周波数とする論理を組み込んでいます。これにより人間がギターのような楽器の周波数を判別するときの応用力を真似するようにしています。

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