振幅スペクトルと音階の関係

質問

楽器を演奏する際，A（ラ）の音を440～442Hzとなるよ
うに合わせますが，通常，楽器の音は単純な正弦波では
ないので，スペクトルのピークが一つでなく，たくさん
あると思います．

ピークの現れた周波数成分のうち，どの周波数成分が音
階を表しているのかわかりません．振幅スペクトルが最
大となる周波数成分が音階を表すものと単純に思い込ん
でましたが，色々調べたところ，どうやらそうでもない
ようなので，わからなくなってしまいました．

また，チューナはどんな楽器の音でも音程のずれをメー
タで表すことが出来ますが，これも不思議です．チュー
ナはスペクトル解析を行っているのでしょうか？スペク
トル解析とは全く異なるメカニズムで作られているよう
な気もしますけど，全く検討がつきません．

よろしくお願いします．

回答No.2

tocoche

No.1 mickjey2 さんの言うとおり、基本音とその倍音というパターンに照らし合わせて、基本音の周波数を音程として認識しています。
基本音と倍音のパターンの性質を利用すると、フランジングをかけて特定の音程の音だけを消し、コードの解析をおこなうことができます。

チューナーは１周期積分や共振器を使ったものからスペクトル解析をするものまで、いろいろあると思います。　私はスペクトル解析をおこなわずに、和音関係にある音程までパターン表示によってチューニングする「サイクロイドチューナー」というものを発明しましたが、全く商品化されず特許も放棄となりました。（やたら高いものを使わなくてもチューニングはできるのだから、たぶん今後も商品化されることはないでしょう）

お礼

ありがとうございます．お礼が遅くなって申し訳ござい
ません．

> 基本音と倍音のパターンの性質を利用すると、フラン
> ジングをかけて特定の音程の音だけを消し、コードの> 解析をおこなうことができます。

なるほど，面白いです．直感的に考えると，メロディと
伴奏を分離することが原理的には可能だということです
ね．チューナも様々な原理があるんですね．大変参考に
なりました．

回答No.1

noname#11476

私の認識では基音の周波数を見ればよくて、その高調波（２倍、３倍、４倍、、、、、）を無視すれば良いと思っていましたが、そう言うことではないのですか？
チューナーは単に４４０Ｈｚ付近の音をバンドパスフィルターで切り出して（基音のみを抽出するため）、その周波数と基準の周波数との差を表示していると思います。
要するにＦＭラジオと同じ原理です。
具体的なＦＭ復調回路はいろんな方式がありますが。

お礼

ありがとうございます．お礼が遅くなって申し訳ござい
ません．

つまり，たくさんのピークの中で，最も周波数の低いも
のに着目すれば良いんですね？その辺が全く自信なかっ
たんですけど，これで安心（安眠）できました．