Formante

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Mediciones de los primeros formantes de las vocales del español (Bradlow, 1995).
Espectrograma de las vocales inglesas [i, u, ɑ]: f1, f1.
Formantes de las vocales del galés.

Un formante es el pico de intensidad en el espectro de un sonido; se trata de concentración de energía (amplitud de onda) que se da en una determinada frecuencia. En el habla se determinan por el proceso de filtrado por resonancia que se produce en el tracto vocal por la configuración de los articuladores.

Técnicamente los formantes son bandas de frecuencia donde se concentra la mayor parte de la energía sonora de un sonido.

¿Para qué sirven?[editar]

Los formantes permiten distinguir los sonidos del habla humana, sobre todo las vocales y otros sonidos sonorantes. También sirven para los sistemas de reconocimiento de voz y las transposiciones de altura del audio digital. Esto es posible porque cada sonido del habla humana tiene una marca característica de formantes, es decir, hace un reparto diferente de la energía sonora entre los diferentes formantes, lo cual permite clasificarlos o categorizarlos. El oído humano puede hacer ese análisis de formantes de manera inconsciente, y es por eso que podemos distinguir los sonidos de nuestra lengua materna.

Por ejemplo en muchas lenguas los dos formantes principales permiten distinguir la mayoría de sonidos vocálicos del habla. Típicamente el primer formante, el de frecuencia más baja está relacionada con la abertura de la vocal que en última instancia está relacionada con la frecuencia de las ondas estacionarias que vibran verticalmente en la cavidad. El segundo formante está relacionado con la vibración en la dirección horizontal y está relacionado con si la vocal es anterior, central o posterior.

¿Cómo se producen?[editar]

La mayoría de los formantes de los sonidos del habla se producen por la resonancia del tracto vocal (aunque algunos tonos silbantes se derivan del colapso periódico de zonas de baja presión debido al efecto Venturi). La vibración de las cuerdas vocales produce ondas sonoras con un espectro de frecuencia bastante distribuido; estas son filtradas por el tracto vocal y algunas frecuencias son reforzadas y otras atenuadas. Las frecuencias fuertemente reforzadas son precisamente los formantes principales de la emisión sonora.

El formante de frecuencia más baja se denomina F1; el segundo, F2; el tercero, F3, etc. Normalmente sólo se necesitan los dos primeros para caracterizar una vocal, sobre todo en las lenguas con menos de seis vocales; sin embargo, en ciertos casos pueden necesitarse hasta seis formantes para caracterizar adecuadamente una vocal. Los formantes posteriores determinan propiedades acústicas como el timbre. Las consonantes aproximantes se caracterizan por variaciones dinámicas de la frecuencia de los formantes principales. En las oclusivas y fricativas, los formantes son menos claros y esos sonidos se perciben en gran medida gracias al efecto ejercido en las vocales adyacentes, donde los formantes involucran más energía sonora o sonoridad.

En las vocales, los dos primeros formantes se determinan principalmente por la posición de la lengua. F1 tiene una frecuencia más alta cuanto más baja está la lengua; es decir, cuanta mayor abertura tenga una vocal, mayor es la frecuencia en que aparece el F1. El F2 tiene mayor frecuencia cuanto más hacia delante está posicionada la lengua, es decir, cuanto más anterior es una vocal, mayor es el F2.

No todos los sonidos humanos se componen de formantes definidos. Tan sólo aparecen en sonantes, que incluyen los sonidos pulmonares que incluyen vocales, aproximantes y nasales. Las nasales tienen un formante adicional (F3) en torno a los 1500 Hz. Las consonantes róticas, por su parte, presentan pequeñas oclusiones y, en el caso de la múltiple ([r] como en río) aparecen formantes vocálicos.

Si la frecuencia fundamental es mayor que la frecuencia de los formantes, entonces el carácter del sonido se perderá, de manera que, por ejemplo, en el canto de una soprano las vocales suelen ser difíciles de distinguir, tendiendo hacia la vocal neutra.

Centro formántico de las vocales
Vocal Formante F1 Formante F2
u 320 Hz 800 Hz
o 500 Hz 1000 Hz
å 700 Hz 1150 Hz
a 1000 Hz 1400 Hz
ö 500 Hz 1500 Hz
ü 320 Hz 1650 Hz
ä 700 Hz 1800 Hz
e 500 Hz 2300 Hz
i 320 Hz 3200 Hz


Formantes vocálicos
Vocal Región principal formántica
/u/ 200 a 400 Hz
/o/ 400 a 600 Hz
/a/ 800 a 1200 Hz
/e/ 400 a 600 y 2200 a 2600 Hz
/i/ 200 a 400 y 3000 a 3500 Hz

Enlaces externos[editar]