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頭部伝達関数における基準点に関する検討*☆今井悠貴，森川大輔，平原達也（富山県立大）
答 irC と頭部があるときの外耳道入り口で測ったインパルス応答 ir から計算した HRTFC
頭部伝達関数（HRTF）は、頭部がある場合は、観測点の角度による伝播時間が変わらなの音源から外耳道入り口までの音響伝達関数
い irC を基準としているため、irC と左右の irH(ω)を、頭部が無い場合の音源から頭部中心の時間差が両耳間時間差（ITD）として反映までの音響伝達関数 HC(ω)で除算して求める。
される。一方、頭部がない場合の E で測った
これは、音響系と電気音響系の伝達特性と距
インパルス応答 irE から計算した HRTFE は、離減衰をキャンセルするためである[1]。しか角度によって伝播時間が変わる irE を基準とし、音源から外耳道入り口までの距離と頭部し、それは ir とほぼ同じであるため、irE と中心までの距離は厳密に言えば異なる。その左右の ir の時間差が ITD にならない。そこで、ため、実際に我々の両耳に届くバイノーラル正面から±90°の位置で測った左右の irE の音と HRTF を用いて合成したバイノーラル音
時間差から、各方位角 θ の irE が頭部中心位置とでは両耳間レベル差（ILD）に差異が生じまでの伝播時間になるように irE を時間シフる。
トした。この前処理により、H(ω)/ HE(ω)から
本報告では、基準点を H(ω) を測るときとir の ITD を反映した HRTF が得られる。
同じ外耳道入り口位置に置いて近接場のHRTF を相反法で計測し、従来の頭部中心を3 計測結果基準点とした HRTF との物理的な差異とそれ3.1 HRTF のコンター図らを用いた合成バイノーラル音の聴こえの違ある被験者の左耳 HRTFE のコンター図をいを検討した結果について述べる。
Fig.1 に示す。同図に示されるように、r = 0.22m の近接場の HRTF は相反法により問題なく2 HRTF 計測方法計測できる。
2.1 計測システム
Fig.1 の θ =－90°における HRTFE の振幅ス
HRTF の計測は、外耳道に装着した耳栓スペクトルを描いたものが Fig.2 の赤線である。
ピーカから放射した信号を、被測定頭の周囲同図の青線は、HRTFC の θ =－90°におけるに設置したマイクロホンアレイで同時収録す振幅スペクトルである。両者のスペクトル形る相反法を用いた[2]。HRTF を算出する基準点状は全く同じだが、前者の振幅レベルは後者
は、頭部中心 C と左右それぞれの外耳道入りよりも全帯域で 約 3 dB 低い。
口位置 E とした。
[dB]
耳栓スピーカは、超小型動電型スピーカを180
25シリコーン印象材に埋め込んだものである。
2015マイクアレイは、小型エレクトレット・コン
9010
デンサ・マイク（Primo, EM-133）を高さ 1.1 m、5半径 r = 0.22 m の水平面円周上に 10 度間隔に00-5並べたものである。
-10-90
計測場所は暗騒音レベルが 16.5 dB の防音-15室内で、サンプリング周波数 48 kHz、信号長-20-25-18065,536 点の OATSP 信号を放射し、20 回加算
0.3 0.5
15 1020平均してインパルス応答を算出した。
周波数 [kHz]2.2 信号処理
Fig.1 相反法で測定した左耳 HRTF のコンター図
頭部がない場合の C で測ったインパルス応

はじめに

水平角度 [°]

1*

Study on the reference point in measuring head-related transfer functions,by IMAI, Yuki and MORIKAWA, Daisuke and HIRAHARA, Tatsuya (Toyama Prefectural University).

日本音響学会講演論文集- 579 -2012年9月425θ = －90° 左耳

2015| HRTF(ω) | [dB]

3.2 両耳間レベル差
HRTFC と HRTFE から算出した ILDC と ILDEの絶対値を Fig.3 に示す。側方の測定位置では、頭部中心までの距離が外耳道入り口位置までの距離よりも長くなったり短くなったりするために、両者の ILD には最大 6 dB の違いが生じていた。
3.3 両耳間時間差
HRTFC および HRTFE から算出した ITDC とITDE は完全に一致していた。

1050-5-10-15

HRTFC-20-250.3

受聴実験

HRTFE
0.5

151020

周波数 [kHz]ILD [dB]

HRTFC および HRTFE を白色雑音に畳みこ
Fig 2. 左耳 HRTF の振幅スペクトル（θ =－90°）
み、水平面上を 2 rad/s で回転移動するバイノ40ーラル音を合成した。それをヘッドホン
35(Sennheiser, HDA200) から呈示し、3 名の被験30者に音像の聴こえ方の違いを判断させた。
HRTFC を用いた合成バイノーラル音では、
25
正面から±50°あたりで音像距離が変動して20聴こえた。一方、HRTFE を用いた合成バイノ
15ーラル音の音像は滑らかに水平面を一周した。
10
また、真正面位置でも音像は頭外に定位した。

考察

HRTF を計測した被測定頭の頭部中心から外耳道入口位置までの距離は約 0.07 m であった。r = 0.22 m のとき、θ =－90°では音源から受音点までの距離は、外耳道入口位置から 0.15 m、頭部中心からは 0.22 m で、両者では理論上 3.3 dB の音圧レベル差が生じる。
Fig.4 は、ILDC と ILDE の差の最大値を、ス
ピーカアレイの半径 r が 0.15 ~1.5 m の範囲で描いたものである。近接場になるほど ILDCは過大に算出されており、r < 0.4 m では ILDCが ILDE よりも 3 dB 以上過大になっているた
め、基準点を C とした場合、近接場の HRTFには音圧レベルの誤差が含まれる。

60060120180角度θ [°]2403003609r87 cm

76CE5
観測点

43210

まとめ0.220.4 0.5

1.01.5

頭部中心から観測点までの距離 r [m]

近接場の HRTF を相反法で計測し、HRTFを算出する基準点の影響を検討した。その結果、従来の頭部中心を基準点にすると r < 0.4m では ILD が 3 dB 以上過大に算出されていることが分かった。また、近接場の場合は、外耳道入口位置を基準点に用いた方が、音像は正確に再生できることも分かった。
謝辞
本研究の一部は科研費(22300061)の助成を受けた。

日本音響学会講演論文集

ILDEFig 3. 基準点が異なる HRTF の ILD の比較

max| ILDC – ILDE | [dB]

5ILDC

5Fig 4. 基準点を頭部中心と外耳道入り口位置としたときの ILD の差の最大値

参考文献[1] 平原 他, “頭部伝達関数の計測とバイノー
ラル再生にかかわる諸問題,” Fundamentals
Review, 2(4), pp.68-85, 2009.
[2] Matsunaga, et al, “Reexamination of fast
head-related transfer function measurement,”
Acoust. Sci. & Tech., 31, 414-416, 2010.

- 580 -2012年9月