1-6-1
超近接場の頭部伝達関数*○ 平原達也, 岡田脩平（富山県立大学）
遠隔場 (r = 1 m) と近接場 (r = 0.22 m) のHRTF 測 定には円状フレームに小型 ECM
頭部伝達関数(HRTF)は頭部周辺の一点か(EM-133, Primo) を水平面に 10°間隔で配置
ら両耳の受音点までの音響伝達特性を規定すしたものを用いた。超近接場 (r < 0.2 m)のる複素伝達関数で、両耳音響特徴が全てそこHRTF 測定には、頭部に装着したベルトからに含まれる。通常の HRTF は、頭部中心から放射状に伸ばした 1φの針金の先に小型 ECMの距離 r が 1 m 以上離れた位置に置いたラを水平面に 30°間隔で配置したものを用い
ウドスピーカから音波を放射し、外耳道入口た（Fig. 2）。に置いたマイクロホンでそれを受けることに音響インパルス応答の計測に用いた信号はより測定した音響インパルス応答から算出す65,536 点の OATSP 信号で、左右の耳栓スピる。しかし、ラウドスピーカの形状が大きいーカから交互に放射した。遠隔場の HRTF をと、r が小さい場合には音源が点音源とみな求めるときには S/N を確保するために OATSPせず、HRTF の測定は困難である。そのため、信号の加算回数は 20 回とし、計測時間は約
これまでに r < 0.2 m の超近接場の HRTF はス55 秒であった。一方、超近接場の HRTF を求
パーク音源を用いてしか測定されていない[1]。
めるときの加算回数は 10 回とし、計測時間は本稿では、音響系の相反性を利用した約 30 秒であった。
HRTF 高速計測システムを用いて測定した、Soundproof Room
頭部中心からの距離が 0.13 m の超近接場に
1 ch
おける水平面の HRTF とその特徴について述ADC1EM-158
べる。
(Primo)1

はじめに2相反則による HRTF 計測システム

ADC2

ADC3音響系の相反性により、小型ラウドスピー
max
48ch
Linuxカを外耳道入口に、小型マイクロホンを頭部PC周辺に置いても音響インパルス応答を測定でearplugspeaker
きる。この相反則による HRTF の計測では、
DAC1
小型ラウドスピーカの放射音響パワーが小さ
DASmini-E2000
いために遠隔場の音響インパルス応答は S/N(COMEX)が低下するが、近接場の音響インパルス応答
Fig.1 相反則による HRTF 高速計測システムは問題なく計測できる。また、一度の信号放射で多点の音響インパルス応答を同時に測れるために、高速に HRTF を計測できる。
我々が構築した相反則を利用した HRTF 計測システムは、Linux PC で AD/DA 変換器(DASmini-E2000, COMEX)を制御し、48 kHzのサンプリング周波数で 48 ch の音響インパルスを同時計測できる（Fig.1）。外耳道入口に設置する小型ラウドスピーカは挿入型イヤホン (HS-930i, CREATIVE) から取り出した超小型動電型スピーカユニット[2] で、シリコーン印象材に埋めこんだ耳栓スピーカである。 Fig.2 超近接場の HRTF 測定用マイクロホンアレイ*

Super-near-field head-related transfer function,
by HIRAHARA Tatsuya and OKADA Shuhei (Toyama Prefectural Univ.)

日本音響学会講演論文集- 505 -

2015年9月

3

結果

r = 1.0, 0.22, 0.13 m で計測した水平面
HRTF のコンター図の一例を Fig.3 に示す。
r = 1.0 m の遠隔場では、5 kHz 附近にある|HRTF| の山 P1、1～2 kHz 附近にある|HRTF|の浅い谷 N0、および 6～10 kHz 附近にある|HRTF| の深い谷 N1 と N2 などが、水平角に応じて変化している。
r = 0.22 m の近接場では、肩部の反射に起因する N0 が消失するとともに、頭部による遮蔽効果が大きくなり、音源と同側耳では約5 kHz 以下で周波数による |HRTF| の変化が小さくなる。これに対して、耳介の凹凸に起因する高域の N1, N2 は遠隔場と同じ周波数に出現する。
r = 0.13 m の超近接場では、頭部による遮蔽効果がさらに大きくなり、約 5 kHz 以下で周波数による|HRTF| の変化がさらに小さい。
音源と同側耳の |HRTF| は一様に大きく、音源の対側耳の |HRTF| は一様に小さい。これに対して、耳介の凹凸に起因する高域の N1,N2 は遠隔場と同じ周波数に出現する。
r = 1.0 m Left ear

90
N1 N20

参考文献[1] 荒木 他,スパーク音源を用いた頭部伝達関数の測定, 音響学会誌 60(6), 314-318, 2004.
[2] 今井, 他, 相反法による頭部伝達関数計測に用性,音響学会誌 68(10), 513-519, 2012.

N1 N2[3] S. Okada, T. Hirahara, Perception of approaching
and retreating sounds, Acoust. Sci. & Tech. 36(5),1510r = 0.22 m Left ear

20 0.51510202015.
1000

Right ear

80090P1

N1 N2|ITD| in μs

Azimuthal angle in degree

本研究の一部は科研費(25330203)の助成を受けた。

いる超小型動電型スピーカユニットの音響特-90180

謝辞

P1P1

まとめ

相反則を利用して超近接場の HRTF を計測した。超近接場 ILD の方位角変化は遠隔場と異なり、これが頭部への接近遠離音の音像が耳元で後ろへ動く現象[3]の原因かもしれない。

N0N0-1800.5

0N1 N2P1-90-1800.5
180

Azimuthal angle in degree

Right ear

4600
4002001510

r = 0.13 m Left ear

20 0.51510200040

Right ear

900N1 N2
P1-90

1510Frequency in kHz

20 0.51510Frequency in kHz

360

90
180
270
Azimuthal angle in degree]360

r = 0.22

r = 1.020

Fig. 3 遠隔場 (r = 1.0 m)、近接場 (r = 0.22 m)、
超近接場 (r = 0.13 m) で計測した同じ実頭の水平面 HRTF のコンター図

日本音響学会講演論文集270

2010-1800.5

18030

P1N1 N290
r = 0.13 m|ILD | in dBAzimuthal angle in degree180

Fig.4 は、Fig.3 に示す HRTF の 5 kHz 以下の帯域から算出した両耳間時間差(ITD) と500 Hz から 20 kHz の帯域から求めた両耳間レベル差 (ILD) の絶対値を描いた図である。
頭部中心からの距離 r の違いに伴う ITD の違いは少ないが、ILD の違いは大きい。まず、|ILD| の最大値は r が小さいほど大きくなる。
また、遠隔場では前半面の水平角に対するILD の変化は緩やかで後半面のそれは急であるのに対し、近接場と超近接場では、後半面の水平角に対する ILD の変化の方が前半面よりも急である。さらに、超近接場では 60°と90°、270°と 300°の ILD の差は小さい。

00

Fig. 4 遠隔場、近接場、超近接場の ITD と ILD- 506 -

2015年9月