星街すいせいの歌声スペクトル解析および1/fゆらぎの確認

1. 背景

星街すいせいさんは2021年5月末現在、90万人超のYouTubeチャンネル登録者数を誇るアイドルVTuberである。彼女の魅力は、トーク力や夢に賭ける想いの強さなど留まるところを知らないが、大きな魅力の一つに人を惹きつけて止まない歌唱力の高さが挙げられる。その歌声が聴き心地が良いことから、彼女の声に1/fゆらぎが含まれているのではないかと推測したことが本研究の発端である。

「1/fゆらぎ」とは、パワーが周波数fに反比例するゆらぎのことであり、「規則的」なものと「不規則」なものが調和した状態のことを指す。波の音など自然界に存在する人が見たり聞いたりして心地よいと感じる様々なものに「1/fゆらぎ」が関係していることが報告されており、このゆらぎが個人の生体リズムに近い時に心身ストレスを緩和すると言われている[1]。

本研究は、星街すいせいさんの歌声をスペクトル解析した上で、その歌声に1/fゆらぎが含まれているのかを確認することを目的とする。

2. スペクトル解析および1/fゆらぎの確認手法について

　今回、歌声のスペクトル解析および1/fゆらぎの確認には「Art Studio まほろば」様[2]の開発した「ゆらぎアナライザーVersion1.15」を使用した。 サンプリングは振幅(音量)に対して実施し、サンプリング周期は25msecとした。この場合のサンプリング周波数は40Hzとなり、ナイキストのサンプリング定理により、有効なゆらぎ周波数はその半分の20Hzとなる。この場合、検出可能な音の最低周波数も20Hzとなり、人間の耳に聴こえる最低周波数が約20Hz程度であることから妥当な値と言える。

　解析には星街すいせいさんがアカペラで歌唱した音声をWAVファイルとして9ファイル用意し、それぞれに対してスペクトル解析、スペクトルが1/(f^λ)の分布に従うと仮定して最小二乗法により直線近似を行う。係数λの値がおよそ0.9～1.1の範囲に入っていれば、1/fゆらぎをもっていると言える。用意した9つのWAVファイルについて係数λを導出し、その平均値を確認することで星街すいせいさんの歌声が1/fゆらぎを持っているかを確認する。

3. スペクトル解析結果および1/fゆらぎが含まれているかの考察

ゆらぎアナライザーVersion1.15を使用して、星街すいせいさんの歌声をスペクトル解析した結果を図1～9(次ページ以降)に示す。どのスペクトル解析結果も縦軸であるパワースペクトルの対数(全周波数におけるパワーの最大値を1とする正規化を実施)に対して反比例していることが分かる。また、係数λの値は0.855～1.138となっており、どの解析結果もおよそ0.9～1.1程度の値となっている。9つの解析結果より係数λの平均値をとるとλ=1.004となり、星街すいせいさんの歌声には1/fゆらぎが含まれていることを確認した。

4. まとめ

　本研究において、星街すいせいさんの歌声のスペクトル解析したことにより、彼女の歌声には人が聞いて心地いいと感じる1/fゆらぎが含まれていることを確認した。1/fゆらぎは著名な歌手の歌声に含まれていることが多くあり、星街すいせいさんの歌声には人を癒す効果があることが結論付けられた。彼女の歌声が世界中にこれからも響き渡り、多くの人々を癒すことを切に願う。

参考

[1] 佐巻 優太, 森 亮徳, 森 幸男: 1/f ゆらぎのリラックス効果に関する研究. SALESIO特別研究・卒業研究概要集(2015)

[2] https://mahoroba.logical-arts.jp/