フーリエ

人類は、今まで経験したことのない爆音の世界で生きている。
だから将来難聴に苦しむ人間はどんどん増えていくだろう。っていうか全員難聴だろう。
という話を思い出しました。下のニュースを見て。

「ｉＰｏｄで難聴の恐れ」米で購入者が賠償提訴
相変わらずアメ公は学が無いってことです。

私達が、自然界で聞く音は、常に基本波（サインウェーブ）とそれぞれの音に特有な高調波成分から構成されています。楽器の音を例にあげると、ほとんどの高調波は基本波より先に届き、若干の残りが基本波より後に届いています。例えばドラムをスティックで叩いた場合、スティックがドラムに当たった瞬間ノイズが発生します。（ドラムの皮の表面が分割共振を起こします）このノイズは高調波です。そしてしばらくしてスキン（皮）がゆっくりと振動を始めます。この、スキン全体のゆっくりした動きが基本波です。このようにして発生した音は、その一粒一粒が高調波と基本波の時間的関係を保ちながら飛んでくるわけです。（これは極端にモデル化した説明で、実際の音はきわめて複雑な構造になっています）そして、ドラムから出た音が人間の耳に届くと、脳は音の解析を始めますが、この時に脳は音の始めの部分（高調波）が入ってくるとすぐに解析を始め、その直後に入ってきた後半の部分（基本波）はマスクされて（切り捨てられて）耳には届いても聞こえにくくなっています。それは、人間が進化してきた過程で我々の脳が音を効率よく分析できるように、その仕組みが作られたからです。

基本波は単に音の高さ（音程）を決めるサイン波ですが、高調波は音の音色を決める重要な情報を含んでいます。この高調波の含まれ方によって私達はその音が何の音であるかを判断しています。例えば同じピアノの音でも、その高調波の含まれ方によってピアノの種類まで判別が可能ですし、他の楽器や人の声、物が壊れる音なども同様のプロセスで聞き分けが行われています。これを実験で確かめるには、楽器の音を録音したテープを逆回しで再生すれば良いのです。テープを逆回しにすると音程は変わらないのに楽器の種類は判別できなくなり、ピアノの音はオルガンのように聞こえます。これは、高調波が基本波よりも遅れることによって、音色が判別できなくなるためで、高調波が音の聞き分けに非常に重要である証明なのです。この高調波とは、いわゆる音楽用語で「アタック」と呼ばれる成分で、楽器の音の出始めから１/１０００～２/１００秒の時間帯に多く含まれています。

しかし、自然界の音をマイクで録り、イコライザーやフィルターを通したり、増幅アンプを通しスピーカーを鳴らす過程で一般的に高域が遅れ、それに伴ってそこに含まれる高調波も遅れます。録音－再生のプロセスでは、多くの場合基本波より高調波が遅れてしまうのです。そうなると人間の脳は、先に届いたあまり重要でない基本波を分析し、遅れて届いた重要な高調波を無視してしまうため、音の明瞭度が極端に悪化してしまいます。これらの理由から、スピーカーを含め周波数特性がいくらフラットであっても、高域に遅れがあると高調波が十分に耳に届かず、明瞭度が悪化することがわかります。結果として、オーディオ装置により再現される音楽は、アタックの再現が不十分となって、生音がいわゆるオーディオ的な音になったり、電気臭く感じられたりするのです。

フーリエ級数

フーリエ変換