4. 母音のフォルマント
フォルマントの原理については授業中に説明します。ここでは，Praatでフォルマントの測定を行ってみます。サンプルファイルはこちら。
4.1. SoundEditorでフォルマントを測定する
分析するSoundオブジェクトを選択し，いつものようにEditを押してSoundEditorを開きましょう。サンプルファイルは「イ，エ，ア，オ，ウ」を5回発音したものです。とりあえず1回目の「イ，エ，ア，オ，ウ」の部分だけズームしてみましょう。
設定によっては青い線（基本周波数）や黄色い線（インテンシティー）や赤い線（フォルマント）が見えるかもしれません。今はスペクトログラムがよく見えるように，それらの線を出さないようにしておきましょう。以下の手順で線を出さないようにすることができます。SoundEditorの上部メニューから
Pitch -> Show pitchのチェックを外す
Intensity -> Show intensityのチェックを外す
Formant -> Show formantsのチェックを外す
さて，フォルマントとは何か？簡単に言えば，スペクトログラム上に現れた濃く黒い横棒のことです。下から順に第1フォルマント（F1），第2フォルマント（F2），・・・といいます。たとえば，「イ」の第1フォルマントは，下図のカーソルをあてたあたりの周波数にあります。
Praatでは，フォルマントの周波数を推定してくれる機能があります。最も手軽なのは，SoundEditor上で上部メニューからShow formantsにチェックを入れるという方法です。以下のように表示されるはずです。
ただし，正確に測るには，設定を少し変更するのがおすすめです。SoundEditorの上部メニュー Formantから，Formant settingsを選んでください。以下の設定ウィンドウが立ちあがるはずです。
女性の音声の場合にはこのデフォルトの設定のままでいいのですが，男性の音声の場合にはMaximum formantを5000に変えた方がいいでしょう。変更してOKを押してください。今度は赤い点々が以下のように表示されるはずです。先ほどとの違いがわかるでしょうか？
特に顕著な違いは，4番目の「オ」に見られます。「オ」は第1フォルマントと第2フォルマントが接近しているため，先ほどは両者がひとつのフォルマントとして誤って捉えられてしまっていたのです。変更した後の設定では，第1フォルマントと第2フォルマントは適切に検出されました。
さて，赤い点々で示されたフォルマントの値を記録しましょう。フォルマントを知りたい時点にカーソルをあてた状態で上部メニューからFormant -> Formant listingとすれば，値を表示してくれます。上のサンプルにおける「イ」の場合，F1は約280Hz，F2は約2300 Hzほどになるはずです。
4.2. スペクトルを見る
フォルマントを調べるためのもう一つの方法として，スペクトルを見るという方法があります。
上でみたSoundEditor上で，例えばiの中心付近50ms (0.05 秒) ほどを選択してください。
そして，SoundEditorの上部メニューから，Spectrum -> View spectral sliceを選択してください。これは，選択した範囲のスペクトルを示すという機能です（「高速フーリエ変換」（Fast Fourier Transform; FFT）という手法が用いられています）。以下のウィンドウが立ちあがるはずです。
以前にも学んだように，スペクトルの表示においては，横軸が周波数，縦軸が振幅となります。
このスペクトルを見ると，縦方向のギザギザがいくつも現れているのがわかります。そのうちのいくつかは，振幅が大きめに現れています。例えば，280 Hz付近と2400Hz付近の振幅が大きいことがわかるでしょう。これは，先ほどスペクトログラム上で見た第1フォルマント，第2フォルマントの値と近いものです。
しかし，このFFTのスペクトル上で振幅のピークをとってフォルマントとみなすのは，良い方法ではありません。スペクトル上のギザギザは倍音を反映したものであって，フォルマントそのものではないのです（「倍音」とは何かについては，授業中に説明します）。
フォルマントを測る上でより適した方法は，LPC（linear predictive coding; 線形予測符号化）というものです。以下の図は，FFT（黒線）とLPC（赤線）によるスペクトルを比較したものです。ピークの位置に若干ずれがあることがわかるでしょう。ここではズレはさほど顕著ではありませんが，場合によってはピークの値にかなり顕著な違いが現れることがあります。
実は，PraatにおいてSoundEditor上で赤い点々で示されるフォルマントは，このLPCで計算されたものです。したがって，（設定さえ適切であれば）上の4.1でみた方法によってフォルマントはかなり正確に測定できることができるのです。