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音源の角度間隔が水平面音像定位実験に及ぼす影響*○森川大輔，△柴野祥太，モクタリ パーハム（富山県立大）
はじめにヒトの聴覚特性や心理特性の調査や、立体音呈示システムの評価に、古くから音像定位実験が行われている[1]。音像定位実験を行う
際の音源の配置方法は、実験者が実験目的に合わせて検討したものとなっている。そのため、多様な音源間隔で、円周上や円弧上、直線上などに音源を配置し、その全てや一部から刺激音を呈示することで音像定位実験が行われている。しかし、これらの音源の配置方法の違いによって音像の定位結果が影響を受けるかについては明らかになっていない。
本報告では、音源の配置方法によって音像定位実験の結果に影響があるかを確認するた
めに、使用する音源の角度間隔を変えて行った水平面音像定位実験の結果について述べる。

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実験方法

受聴者は 20 歳代 10 名 (男性 8 名、女性 2名)である。受聴者の最小可聴値を測定し健聴であることを確認している。
刺激音は白色雑音に 200 Hz から 20 kHz のバンドパスフィルタとラウドスピーカ(Microsatellite, Anthony Gallo)の逆フィルタを畳み込んで作成した広帯域雑音である。刺激音の持続時間は 3 s とした。ラウドスピーカは高さ1.1 m 、半径 1 ｍの水平面円周上の 24 方向に 15°間隔で中心に向けて設置し、全てのラウドスピーカから呈示した刺激音の中心位置での音圧レベルを 70 dB とした。
Fig. 1 に実験システムを示す。刺激音の再生系はメイン PC (Windows 10, 64 bit)、DA 変換 器 (Fireface UFX, RME) 、 パ ワ ー ア ン プ(CR-N755, ONKYO)、ラウドスピーカで構成されている。DA 変換器のサンプリング周波数は 48 kHz、量子化精度は 24 bit/sample とした。実験システムは壁と天井に吸音材を貼り附け、床にフロアカーペットを敷き詰めた実験室に設置した。暗騒音レベルは 53 dB であった。
回答は回答用 PC (Surface, Microsoft) とタッチペン (JTM-PD-000019, Just Mobile) を用いて行った。回答用 PC にはリモートデスクトップアプリケーション(AnyDesk, AnyDesksoftware)を用いてメイン PC の画面をミラーリングし、刺激音ごとの受聴者の回答を GUIで収集すると共に、回答後に次の刺激音を呈示した。
15°間隔 24 方向のすべての音源を用いた条件 (15°条件) と、30°間隔 12 方向の音源を用いた条件 (30°条件) の角度間隔条件で実験を行った。15°条件では、24 方向のラウドスピーカから 3 回ずつ計 72 回の刺激音をランダムに呈示する実験を 1 セッションとし、1 被験者は 7 セッションの実験を行い 1 方向あたり 21 回の回答を得た。30°条件では、12 方向のラウドスピーカから 5 回ずつ計 60 回の刺激音をランダムに呈示する実験を 1 セッションとし、1 被験者は 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。また、5名の受聴者は 15°条件を先に行い、5 名の受聴者は 30°条件を先に行った。
受聴者はラウドスピーカの中心に置いた椅子に座り実耳で受聴した。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、刺激音の呈示後に目を開いて回答するよう指示した。回答は GUI 上で知覚位置を自由に点で示すことで行った。
正面 (0°)

Surface

270°

90°
15°

AD/DACPC

AD/DAC

・・・

1180°

Fig. 1 実験システム*

Effect of angular distance between sound sources on horizontal plane sound image localization
experiments, by MORIKAWA, Daisuke, SHIBANO, Shota, MOKHTARI, Parham (Toyama PrefecturalUniversity).
日本音響学会講演論文集- 915 -

2022年9月

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度間隔の変化が定位結果に与える影響は小さいものの、解析方法によっては影響を受ける可能性があることがわかった。
謝辞
本研究の一部は科研費(20K19828)の助成を受けた。

参考文献[1] ブラウエルト 他、 空間音響 , 鹿島出版会,

まとめ

音源の角度間隔 15°および 30°で水平面音像定位実験を行った。その結果、音源の角日本音響学会講演論文集- 916 -

pp.54-111, 1986.
360(a) 15°

300
240

180

Perceived Azimuth [deg]

結果と考察Fig. 2 に各条件の全受聴者の音像定位結果を示す。横軸は音源の方向、縦軸は回答された音像の方向である。角度は受聴者の正面を0°として時計回りである。右上がりの赤線は、音源の方向と音像が知覚された方向の差 Δθが 0、つまり一致することを示している。
Fig.3 に音源方向ごとの Δθ の平均と標準偏差を示す。音像が知覚された方向は、どちらの角度間隔条件でも斜め後ろ方向 (105°～165°、195°～255°) から呈示された場合に真横方向 (90°または 270°)にずれていた。30°条
件の呈示音源の受聴者ごとの Δθ の平均を用いて、角度間隔条件と呈示角度の 2 要因の分散分析を行った。その結果、音源の角度間隔に 有 意 差 は な く [F(1,216) = 0.34, n.s. (notsignificant)]、音源方向には有意差があった[F(11,216) = 12.74, p < 0.001]。したがって、音源の角度間隔による音像定位実験への影響は小さいと考えられる。
ただし、Fig.3 の 120°や 150°の結果では 15°条件の方が 30°条件より|Δθ|の平均が大きい。
このような小さな違いで、研究目的や解析方法によっては音源の角度間隔による影響が生じる可能性がある。例えば、30°条件で用いた音源での定位結果について、Δθ が±15°以内の割合 (一致率) の全受聴者の平均を求めると、15°条件で 85.2%、30°条件で 91.0%であった。一部の角度で 15°条件の方が|Δθ|の平均が大きくなった影響で、一致率が下がっている。
受聴者ごとの一致率を用いて角度間隔条件の差について t 検定を行った結果、15°条件の一致率は有意に低かった [t(9)=-5.18, p<0.001]。
また、呈示角度ごとの Δθ には違いがある
ため、ある方向の Δθ など、細かい角度の定位精度を得るためには音源を細かく設置しなければならない可能性もある。特に、15°条件のみ行った音源角度 75°、285°については、その他の斜め前方の音源方向と異なり、真横方向に大きくずれる傾向がみられた。音源方向によってΔθが異なったのは、方向によって最小可聴角度(MAA) [1]が異なることによると考えられる。

1200360(b) 30°
300
24018012000120180240

300

360

Sound Source Azimuth [deg]Fig. 2 音像定位結果
30

Perceived − Source Azimuth [deg]315°°150-15-30060

120180240

300

Sound Source Azimuth [deg]Fig. 3 音源角度と音像の知覚角度の差

2022年9月