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頭部運動が帯域制限雑音の水平面・正中面音像定位に与える影響*◎森川大輔，豊田勇気，平原達也（富山県立大 工学部）
条件では、正面を向いて頭部を静止し、頭部運動条件では、水平方向に自由に頭部を動か
我々はこれまでに、ハイパス、ローパス、した。
バンドパスノイズ(HPN, LPN, BPN)を用いた
水平面音像定位実験では、回答は水平面 12
水平面音像定位実験を頭部静止条件で行い、2方向の強制選択で、12 方向に区分けした回答～12 kHz の周波数帯域が含まれていればほ用紙の枠に 1 から 60 までの刺激音番号を記入
ぼ完全に水平面の音像定位が可能であることさせた。正中面音像定位実験では、回答は正を明らかにした[1,2]。一方、音像定位に頭部運中面 7 方向の強制選択で、設置したマイクに動が貢献していることが知られている[3]。
定位した方向を音声で回答させた。
そこで本報告では、周波数帯域の狭い HPN、1 セッションの実験は、水平面では 12 方向
LPN、BPN を用いて、水平面及び正中面の音のラウドスピーカから 5 回ずつ計 60 回の刺激像定位実験を頭部静止条件と頭部運動条件で音を、正中面では 7 方向のラウドスピーカか行い、音像定位に頭部運動が与える影響を明ら 5 回ずつ計 35 回の刺激音をランダムに呈示らかにする。
した。各条件について 4 セッションの実験を行い、1 方向あたり 20 回の回答を得た。実験
2 音像定位実験システム
はそれぞれの刺激音、頭部条件で別々に行っ
2.1 実験システム
PC 上 で 生 成 し た 信 号 を D/A 変 換 器た。
（UA-101, Roland）から出力し、パワーアン2.4 被験者
プ（1705II, BOSE）を通してラウドスピーカ正常な聴力を持った 20 台の男性 4 名を被験（MG10SD-09-08, Vifa）を駆動した。サンプ者とした。
リング周波数は 48 kHz とした。ラウドスピー
3 実験結果カは半径 1 m の水平面と正中面の上方の円周
Fig. 1 に被験者 4 名の各刺激音に対する音上に 30°間隔で設置した。水平面のラウドス
像定位の正答率の平均値と標準偏差を示す。
ピーカの高さは 1.1 m とした。
白枠が頭部静止条件、水色枠が頭部運動条件
2.2 刺激音の結果である。また、音像は全ての条件で頭刺激音には広帯域雑音(0.02～20 kHz)と広外に定位した。
帯域雑音にハイパス(遮断周波数 fc = 12 kHz)、3.1 水平面音像定位ローパス(fc = 500 Hz)、バンドパス(fc = 2-4、頭部静止条件での広帯域雑音に対する音像4-8、8-12 kHz)フィルタを通した HPN、LPN、定位正答率は 96%であった。しかし、帯域制BPN を用いた。
限雑音の定位正答率は低下し、12 kHz 以上の刺激音の持続時間は 3 s、ISI は 3 s で、刺激HPN、500 Hz 以下の LPN、2-4、4-8、8-12 kHz
音の最初と最後に 30 ms の線形テーパをかけの BPN に対する定位正答率はそれぞれ 76%、た。広帯域雑音を出力した場合の頭部中心位69%、64%、69%、70%であった。一方、頭部置での音圧レベルを 70 dB とし、他の刺激音運動条件での全ての刺激音に対する定位正答はフィルタによる減衰分だけ音圧が下がって率は 93%以上であった[4]。
いる。
3.2 正中面音像定位
2.3 実験手順
頭部静止条件では、広帯域雑音でも定位正
被験者はラウドスピーカの中心に置いた椅
答率は 72%であり、12 kHz 以上の HPN、500子に座り、実耳で受聴して実験を行った。被Hz 以下の LPN、2-4、4-8、8-12 kHz の BPN
験者は刺激音の呈示中は目を閉じ、頭部静止

1

はじめに

*

Impact of head-movement on horizontal and median sound localization with band-limited noise, by
MORIKAWA Daisuke, TOYODA Yuki and HIRAHARA Tatsuya (Toyama Prefectural University).

日本音響学会講演論文集- 475 -

2011年9月

に対する定位正答率はそれぞれ 39%、17%、28%、25%、29%であった。一方、頭部運動条
件では、全ての刺激音の定位正答率は高くなり、広帯域雑音、12 kHz 以上の HPN、500 Hz
以下の LPN、2-4、4-8、8-12 kHz の BPN に対する定位正答率はそれぞれ 92%、71%、70%、55%、83%、70%であった[4]。

4Head-still condition
Head-movement condition
Horizontal

Broadband Noise

Broadband Noise

HPN12kHzHPN12kHz

LPN500Hz

LPN500Hz

BPN2-4kHz

BPN2-4kHz

BPN4-8kHzBPN4-8kHz

考察

音像定位に寄与する両耳間時間差(ITD)は1.5 kHz 以下[5]から、両耳間音圧差(ILD)は 1.5
kHz 以上[5]から、スペクトル的特徴(SF)は 5～10 kHz[5]や 6～16 kHz[6]から算出されると言われている。
従って、500 Hz 以下の LPN は ITD、2～4 kHz の BPN は ILD、4～8、8-12 kHz のBPN と 12 kHz 以上の HPN は ILD と SF を用いて音像定位が行われる。
水平面の音像定位では、頭部運動によってそれぞれの帯域制限雑音の定位正答率が 17%以上、最大 35%向上し、93%以上の定位が可能になった。これは、頭部運動によって、音像定位に、時間的変化が加わった情報、すな
わちΔITD、ΔILD、ΔSF を用いることが可能になり、前後誤りが激減したためであると考えられる。
正中面の音像定位では、頭部運動によってそれぞれの帯域制限雑音の定位正答率が 27%以上、最大 57%向上した。これは、静止した条件では、どの方向からの刺激音でも ITD とILD が同じ(=0)で音像定位に用いることができず、SF だけしか用いることができないのに対して、頭部運動条件では、ΔSF だけでなく、ΔITD、ΔILD を用いることが可能になったためと考えられる。

Median0

BPN8-12kHz
BPN8-12kHz
20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100
Pooled localization performance [ % ]Fig. 1 被験者 4 名の音像定位正答率の平均値と標準偏差

参考文献[1] D. Morikawa et al, “Signal frequency range
necessary for horizontal sound localization,”
Acoust. Sci. Technol., 31(6), 417-419, 2010.
[2] D. Morikawa et al, “Signal bandwidth
necessary for horizontal sound localization,”
Proc. 20th. International Congress onAcoustics, 477.1-477.4, 2010.
[3] 平原 他，“頭部伝達関数の計測とバイノ
5 結論ーラル再生にかかわる諸問題，”
4 名の被験者で、広帯域雑音、HPN、LPN
Fundamentals Review，2(4)，68-85，2009．
および BPN を用いて水平面・正中面音像定位[4] D. Morikawa et al, “Impact of head
実験を頭部静止条件と頭部運動条件で行った。
movement on sound localization with
その結果、12 kHz 以上の HPN、500 Hz 以
band-limited noise,” Proc. Inter Noise, 2011.
下の LPN、2～4、4-8、8-12 kHz の BPN の定[5] ブラウエルト 他，“空間音響，”鹿島出版
位正答率は、水平面音像定位では 17%以上、会，東京，1986．
最大 35%、正中面音像定位では 27%以上、最[6] E. Langedijk et al., “Contribution of spectral
大 57%向上し、どの周波数帯域の刺激音でもcues to human sound localization,” J. Acoust.
頭部運動を行うことで音像定位が正確になる
Soc. Am., 112(4), 1583-1596, 2002.
ことがわかった。
謝辞
本研究は科研費(22300061)の助成を受けた。

日本音響学会講演論文集- 476 -

2011年9月