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Formant


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Formanten sind charakteristische Frequenzen oder Frequenzbereiche. Sie kennzeichnen Eigenresonanzbereiche des (eines bestimmten Vokals ebenso wie die des an sich) oder eines physikalischen Körpers (etwa Musikinstruments) in denen eine besondere Verstärkung von Obertönen ( Oberwellen ) Partialtönen Teiltönen oder Harmonischen durch Resonanz stattfindet. Siehe hierzu auch Klangfarbe oder Timbre .
Mit den Formanten lassen sich Stimmen Instrumente voneinander unterscheiden - etwa die Stimmen Frauen oder eine Geige von einer anderen.
Stimmen und Instrumente besitzen mehrere Formantregionen die nicht direkt aneinander anschließen und Verstärkung hervorrufen. Abhängig vom Untersuchungsziel kann die einer Formantregion ausreichen um zu den gewünschten zu gelangen; in anderen Fällen müssen alle in Betracht gezogen werden.
Mit zwei bis drei Formanten im Vokaldreieck lassen sich alle Vokale eines Lautsystems voneinander unterscheiden.

Der Begriff wurde 1929 von Erich in seiner Habilitationsschrift in Berlin eingeführt und heute ein breites Forschungsfeld sowohl auf analytischen nachrichtentechnischen wie klangsynthetischen Domänen.

Formanten spielen neben anderen charakteristischen Aspekten Stimme auch eine bedeutende Rolle in der Kriminalistik .

Vokal-Formantbereiche
Vokal Formantbereich
U 200 bis 400 Hz
O 400 bis 600 Hz
A 800 bis 1200 Hz
E 400 bis 600 und 2200 bis Hz
I 200 bis 400 und 3000 bis Hz

Die ersten beiden Formanten F1 und sind für die Verständlichkeit der Vokale wichtig. lassen erkennen wo welche Teiltöne verstärkt sind; hängt mit dem Sprechapparat zusammen (je nachdem der Vokaltrakt vom Sprecher eingestellt wird). Der und der vierte Formant F3 und F4 wichtig für die Persönlichkeit also dem Charakter Stimme. Die genauen Zahlen variieren von Sprecher Sprecher. Um sich aber verstehen zu können die Bereiche die verstärkt werden bei jedem in etwa gleich sein. Die Anzahl der bestimmt den hellen bzw. dunklen Klang einer Je mehr Teiltöne desto heller ist der Wird die Grundfrequenz beim Sprechen geändert so sich auch die Obertöne.
Spricht ein Mann z.B. mit 110 und eine Frau mit 220 Hz Grundschwingung ist bei der Frau nur jeder zweite vorhanden. Ein Formant ist also der Verstärkungsbereich einem Spektrum. Verschiebungen bei Musikinstrumenten erhält man speziellen Filtern.
Was die Singstimme bestrifft so sind Vokale ab einer gewissen Tonhöhe nicht mehr weil die Formanten nicht mehr erreicht werden

Siehe auch: Vocoder Pitch shifter Sprachsynthese Phonem Spektrum Sonogramm

Literatur:

  1. E. Schumann Physik der Klangfarben (1929) Habilitationsschrift an der Universität Berlin
  2. P. H. Mertens Die Schumannschen Klangfarbengesetze (1975) Verlag E. Bochinsky Frankfurt/M

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