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視覚刺激のサイズが両耳間差による音像の分離知覚に与える影響*☆酒井翼, 森川大輔, モクタリパーハム（富山県立大）
サンプリング周波数 48 kHz で測定された
HRIR を、192 kHz にアップサンプリングし 1
ヒトは騒音下であっても選択的聴取を行い、度間隔に補間したものを、バイノーラル信号会話することができる。この能力をカクテルの生成に用いた。音圧レベルは、水平角 0 度
パーティー効果といい、音色の違いや言語のの HRIR を畳み込んだ受聴者毎の聴覚刺激で違い、音の到来方向の違いなど様々な要因が70 dB とした。
作用して生じていると知られている[1]。
2.3 視覚刺激
音の到来方向によって変化する音響的特徴
視覚刺激は Unity で生成され、HMD (Oculusには両耳間時間差(ITD)、両耳間音圧差(ILD)
Quest 2, Facebook Technologies)で仮想空間になどがある。これまでに多くの研究で、ITD と提示された。視覚刺激は黒い球体であり、仮ILD が騒音下での目的音の検知能力を向上さ想空間は無響室を模した空間である。受聴者せることが報告されている[2]。また、音色が同に呈示される視覚刺激は、受聴者の頭部運動
じ 2 つの刺激音信号であっても、ITD・ILD まに追従するため、受聴者から見た角度は頭部たはそれらの相互作用によって、音像を 2 つ運動によって変わらない。一方仮想空間は、以上の異なる塊として知覚されることも報告頭部運動によって変化する。
されている[3,4]。
2.4 実験条件
一方、ヒトの聴こえは視覚の影響を受ける視覚刺激のサイズ(VS)を 10 度から 10 度間ことも知られている。視覚が聴覚に与える影隔で 70 度までの 7 条件と、視覚刺激なし響として、音像の位置が視覚に引き寄せられ(NON)の 1 条件の合計 8 条件で実験を行った。
る腹話術効果があり、1 音像に対する視覚のVS は、視覚刺激の中心(P)と受聴者の位置(O)影響が幅広く研究され、明らかになっていると 視 覚 刺 激 の 端 (Q) を 結 ん だ 角 度 の 倍[5,6]。そのため、2 つ以上の音像の分離知覚に(∠POQ × 2)で表される。視覚刺激の中心からも、視覚が影響を与える可能性がある。また、受聴者までの仮想空間上での距離を 1 とする
視覚刺激と音像の一致度が高いほど分離知覚と、Fig.1(a,b)のように視覚刺激の半径 r を求に与える影響は大きいと考えられる。
めることができる。そして、各条件の VS にそこで本稿では、視覚刺激が音像の分離知合わせた視覚刺激の r を Unity で設定した。
覚に影響を与えるか、および視覚刺激と音像(a)(b) Virtual Spaceの一致度の影響を明らかにするために、視覚P
Q
1r
PO
O
刺激のサイズに着目し、ヘッドマウントディr
スプレイ(HMD)で視覚刺激が提示される条件
r = sin( POQ)
Q
で、頭部インパルス応答(HRIR)を用いて合成
Fig.1 視覚刺激のサイズしたバイノーラル信号に対する分離知覚実験
2.5 実験システムを行った結果について述べる。
実験システムは防音室内に構築された(Fig.2)。MATLABで生成したバイノーラル信2 実験方法2.1 受聴者号を DA 変換器(Fireface UCX, RME)、ヘッド
受聴者は正常な聴力を有する 22 歳から 36ホンアンプ(AT-HA21, audio-technica)を通し、歳の 5 名である。
ヘッドホン(HDA 200, Sennheiser)で再生した。
2.2 聴覚刺激
それと同時に、MATLAB と Unity で通信を行
刺激音信号は、帯域フィルタ(250 Hz ~ 8い、VS と角度を制御し、HMD で呈示した。
kHz)を通した 2 つの無相関なピンクノイズでバイノーラル信号のサンプリング周波数はある。刺激音信号に受聴者本人の HRIR を畳192 kHz とし、視覚刺激のリフレッシュレーみ込んだバイノーラル信号を聴覚刺激とした。 トは 90 Hz とした。
仰角 0 度、水平面 1.5 m の円周上 5 度間隔で1はじめに(anechoic chamber)*

Effects of visual stimulus size on the sound images spatially split by interaural time and level differences,by SAKAI Tsubasa, MORIKAWA Daisuke and MOKHTARI Parham (Toyama Prefectural Univ).
日本音響学会講演論文集- 651 -

2022年3月

2.6 実験手続き
実験は調整法を用いて行った。各条件の聴覚刺激に畳み込まれる HRIR の初期値は受聴者の前面 0 度で、マウスホイール 1 ノッチ当たり±1 度変化する。同様に視覚刺激の初期位置も前面 0 度で、マウスホイール 1 ノッチ当たり±1 度移動する。受聴者はマウスホイールを用いて聴覚/視覚刺激を同時に制御し、Fig.3 に示すように音像が 2 つに分離したところを回答した。各条件はランダムに受聴者に呈示され、5 回ずつ回答され合計 40 回の回答を得た。受聴者には、視覚刺激を見続けながら聴覚刺激を意識し、音像が分離したところを回答するように教示した。
VISUALHDA 200

HMD

Keyboard

AT-HA21

Oculus Quest 2

Listener

DAC SOUND Client
Fireface
UCX

PC

Soundproof room

HRIR

Fig.2 実験系 (左図)Fig.3 受聴者が知覚する分離音像 (右図)

3

実験結果

Fig.4 に合成バイノーラル信号の音像の分離知覚の検知限DL𝜃 の平均値(青,紫,緑,黄,橙
線：各受聴者、黒線：全受聴者)を示す。DL𝜃は 2 つの聴覚刺激に畳み込まれている HRIRの角度差である。
受聴者と各条件で 2 要因の分散分析を行った結果、条件の要因に有意差があり[F(7, 73.2)= 8.75, p < 0.001]、受聴者の要因にも有意差があり[F(4, 5397.43) = 645.24, p < 0.001]、交互作用が認められた。また、各条件間に対して
Tukey の多重比較を行うと、Table.1 に示す組み合わせに有意差があった。
多くの受聴者が視覚刺激に惑わされず聴覚刺激で検知限を回答しており、条件による知覚の変化はないと内観を報告している。また、視覚刺激と音像のサイズ・位置の不一致による違和感も報告された。

Table.1 多重比較の結果
条件NONNONNONNONNON

41020304050p< 0.001< 0.001< 0.001< 0.05< 0.05

条件10102030306070706070p< 0.05< 0.05< 0.05< 0.05< 0.001

考察

2 要因の分散分析を行った結果、各条件間に有意差があり、内観報告では視覚刺激の影響がないにも関わらず、DL𝜃 に差がみられた。
したがって、音像の分離知覚にも視覚刺激のサイズによっては、視覚刺激が分離知覚を生じさせやすくする影響を与えると考えられる。
また、多重比較を行うと、表 1 に示す有意差があった。NON と比べて VS が 50 度以下の条件のDL𝜃 が有意に小さく、NON と VS が 60度以上のDL𝜃 に有意な差はない。また、VS が小さい条件と大きい条件の間にも有意差がみられた。したがって、VS が小さい場合には音像の分離知覚を生じさせやすくする影響があるのに対して、VS が大きい場合には音像の分離知覚に影響を与えないと考えられる。
また、DL𝜃 の平均値と分散が小さく、内観報
告でも違和感が小さかった VS が 30 度の視覚刺激が、音像との一致度が一番大きいと考えられる。

5まとめ

本稿では、視覚刺激のサイズ(VS)が、音像の分離知覚の検知限に与える影響を明らかにするために、HMD で視覚刺激が提示される条件で、HRIR を用いて合成したバイノーラ
ル信号に対する分離知覚実験を行った。その結果、VS が 50 度以下の場合、視覚刺激は音像を分離させやすくする影響を与え、検知限を小さくさせる。中でも、VS が 30 度の視覚刺激が分離知覚に与える影響は大きい。
謝辞
本研究の一部は科研費(20K19828)、東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究の支援による。
参考文献

Fig.4 実験結果

日本音響学会講演論文集[1]

平原ら, 音と人間, コロナ社, 2013.

[2]

Ebata et al., J. Acoust. Soc. Am., 43, 289-297, 1968.

[3]

森川, 信学技報, 114(242), 43-48, 2014.

[4]

酒井ら, 音講論(秋), 641-642, 2021.

[5]

木村ら, TVRSJ, 4(1), 253-260, 1999.

[6]

小林ら, TVRSJ, 16(1), 93-97, 2011.

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