3-1-19
音の分離知覚が生じる阻止帯域幅の条件*◎森川大輔（JAIST），平原達也（富山県立大学 工学部）
2.2 刺激音
刺激音は、WN と WN の 4955～9657 Hz (291 つのスピーカから呈示した帯域阻止雑音～35 ERB-rate) の帯域を ERB-rate を基準とし(BSN: Band Stop Noise) は、1 つの音ではなく、て系統的に阻止した BSN である。
BSN は WN
低域成分と高域成分とが分離して 2 つの音とを 512 次の帯域阻止型 FIR フィルタ (BSF:して知覚される場合がある[1,2]。Hirvonen は、Band Stop Filer) を通して作成した。BSF の周
2 つの帯域通過雑音 (BPN: Band Pass Noise)
波数特性は Fig. 1 に示すとおりで、阻止帯域を同時に呈示した場合に、2 つの BPN が別々減衰量は 60 dB とした。BSF の低域の遮断周の音として知覚される BPN 間の周波数の間波数を fcL、高域の遮断周波数を fcH として、隔を調べている。その結果、1.5 kHz 以下の帯各 BSN を BSN fcL- fcH として表すと、実験に域では 2 つの BPN の間が 1 ERB 以上離れて用いた刺激音は、
Table 1 に示す 17 種類に WN
いれば 2 つの BPN が分離して聴こえ、周波数を加えた計 18 種類である。刺激音の持続時間が高くなるにつれて、2 つの BPN が分離しては 3 s、ISI は 3 s で、刺激音の最初と最後に聴こえるために必要な周波数間隔が広がり、330 ms の線形テーパをかけた。
～5 kHz の帯域の BPN と、それと重ならない
2.3 実験方法
高域の BPN が 5 ERB 程度離れていれば 2 つ3 方向のスピーカから 18 種類の刺激音を各の BPN が分離して聴こえる、と報告している
1 回ずつ計 54 回の刺激音をランダムに呈示す[3]。本報告では白色雑音 (WN: White Noise)
る実験を 1 セッションとし、受聴者は 4 セッの 5 kHz 以上の一部の帯域を阻止した BSN がションの実験を行った。受聴者はスピーカア
2 つの音に分離して知覚されるために必要なレイの中心に置いた椅子に座り、刺激音を実阻止帯域幅を明らかにする。
耳で受聴した。受聴者には刺激音の呈示中は目を閉じ、正面を向いて頭部を静止させ、刺2 実験方法
2.1 システム
激音の呈示が後わった後に回答するよう指示
PC 上 で 作 成 し た 信 号 を D/A 変 換 器
fcL
fcH(Roland, UA-101) から出力し、パワーアンプ
6 dB(BOSE, 1705 Ⅱ ) を 通 し て ス ピ ー カ (Vifa,MG10SD-09-08) を駆動した。サンプリング周LowHigh
波数は 48 kHz とした。これまでに我々が行っComponent
Component
た BSN の音像定位実験の結果から、BSN をFrequency [Hz]
受聴者の後方から呈示した場合に、その音像が 2 方向に分離して定位しやすいことがわか
Fig. 1 帯域阻止雑音の周波数特性[1]っている 。そこで、本実験では半径 1 m のTable 2 帯域阻止雑音の遮断周波数
水平面円周上に 30°毎に並べた高さ 1.1 m の阻止幅
刺激音
スピーカアレイ内、後方の 3 つ (150、180、1 ERB BSN 29-30 BSN 30-31 BSN 31-32
1 ERB BSN 32-33 BSN 33-34 BSN 34-35
210°) のスピーカから刺激音を呈示した。
2 ERB BSN 29-31 BSN 31-33 BSN 33-35
刺激音の音圧レベルは、WN を呈示したと3 ERB BSN 29-32 BSN 32-35
きに、頭部中心位置で 70 dB とした。他の BSN
4 ERB BSN 29-33 BSN 30-34 BSN 31-35の音圧レベルは、フィルタによる減衰分だけ
5 ERB BSN 29-34 BSN 30-35
下がっている。実験は残響時間 50 ms 以下、
6 ERB BSN 29-35
暗騒音レベル 23 dB の実験室で行った。

はじめにSound Pressure Level [dB]1

*Stop band width necessary for a band-stop noise which can be heard two separate sounds, by
MORIKAWA, Daisuke (JAIST) and HIRAHARA, Tatsuya (Toyama Prefectural University).
日本音響学会講演論文集- 867 -2013年9月

3

実験結果

Fig. 2 に受聴者 6 名の各刺激音に対する結果の平均を示す。1 名の被験者は、どの BSNも 2 つの音として知覚することが無かったた
め結果から除外した。外側の枠が「明らかに1 つ」と回答しなかった割合(「明らかに 2 つ」または「判断できない」と回答した割合)、内側の枠が音像を「明らかに 2 つ」と回答した割合を示している。どの受聴者も、WN や阻止帯域幅が狭い BSN (1～2 ERB) は 1 つの音として知覚することが多かった。そして、阻止帯域幅が広くなるにつれて、BSN は 2 音に分離知覚することが多くなり、阻止帯域幅が4～6 ERB になると、BSN は 2 つの音として分離して知覚した。
ただし、受聴者によって、どの帯域を阻止した方が分離して知覚しやすいかには個人差があった。受聴者の内観報告によると、BSN を 1 つの音ではなく 2 つの音に分離して知覚した要因は、低域音と高域音で、音像の位置、音像の広がり、音の音色が異なることである。

4考察

べ、分離して知覚するための阻止帯域幅が広くなるのは、1.5 kHz 以下の帯域では両耳間時間差が音像定位に利用されるのに対して、5kHz 以上は両時間音圧差やスペクトラルキューが音像定位に利用されることが関与しているためと考えられる。

WN の 5～10 kHz の帯域のうち 4 ERB 以上の帯域を阻止した BSN では、音を 2 つに分離して知覚する場合が多いことがわかった。また、このような BSN に対する音の分離知覚には個人差があることもわかった。
謝辞
本研究の一部は科研費(25240026)の助成を受けた。

参考文献[1] 森川 他，“帯域制限雑音による水平面音像定位，”信学技報 EA，Vol.110, No.239,
pp.85-90，2010．
[2] 森川 他，“音像を二方向に分離知覚する帯域阻止雑音の条件，”音講論（春），pp.533-534，2011．
[3] T. Hirvonen, “Segregation of Two Simultaneously Arriving Narrowband Noise Signals
as a Function of Spatial and Frequency
Separation,” Proc. Of 8th Int. Conference on
Digital Audio Effects, pp.20-22, 2005.
.

実験結果から、4 ERB 以上の帯域を阻止した BSN では、音を 2 つに分離して知覚すると言える。この結果は、Hirvonen の高域の BPNの結果とも一致する。
これまでに、2-12 kHz を阻止した BSN では、それを受聴者の後方から呈示した場合に、音像が 2 方向に分離しやすいこと[1]、8-12 kHzを阻止した BSN を後方から呈示した場合には、音像を 2 方向に分離しやすいが、2-8 kHzを阻止した BSN を後方から呈示した場合には、音像は必ずしも 2 方向に分離しないこと[2]がわかっている。本実験では最大で約 5-10kHz を阻止した BSN を後方から呈示しているが、音像は必ずしも 2 方向には分離しなかった。したがって、本実験に用いた BSN で音が分離したのは、音像の広がりと音色が異なることが主な要因で、音像を 2 方向に分離して知覚しやすくなるのは、高域音が 12 kHz 以上の成分からなる場合であると考えられる。
Hirvonen の低域 (1.5 kHz 以下) の結果と比日本音響学会講演論文集

結論

5- 868 -WN

percentage [%]した。受聴者には聴こえた音の数を「明らかに１つ」、「明らかに 2 つ」、「判断できない」の中から選ぶよう指示した。受聴者は 20 台の男性 7 名である。

100500110050031005004100500244551006500 29 30 31 32 33 34 35Cut-off frequency [ERB-rate]
Fig. 2 刺激音毎の分離知覚の割合

2013年9月