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体表面にある音源の定位*―着信音が鳴る携帯電話を探しまわる理由―○ 平原 達也，野田 陽平，松永 悟行, 森川 大輔（富山県立大学 工学部）

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はじめに携帯電話が普及し始めたころ、バスや電車の中で誰かの着信音が鳴ると、その周辺にいる乗客が一斉に自分のポケットやバッグの中を探り始めるというコミカルな光景がよく見られた。現在は多様な着信音と振動が利用できるようになったので、その様な光景は少なくなった。しかし、着信音だけを利用している場合、今でも携帯電話の在り処を探し回ることはしばしばある。これまでの音源定位や音像定位は体から離れた場所にある音源の定位を対象としており、体表面にある音源の定位については何も調べられていない。
本稿では、体表面にある広帯域雑音源に対する音源定位能力を明らかにする。そして、体表面上の音源位置から耳までの身体音響伝達関数（BRTF: body-related transfer function）と体表面音源定位との関係を論じる。

2PC 上で作成した白色雑音信号を、500 Hz～18 kHz のスピーカレスポンスを補正する逆フィルタ(2048-tap)に通して、広帯域雑音信号を得た。それを DA 変換 (44.1 kHz, 24 bit)し、パワーアンプを通してスピーカに導いた。
刺激音の音圧レベルは、スピーカからの距離10 cm で 70 dB とした。
被験者は正面を向いて開眼状態で立ち、体表面に取りつけたスピーカから出力される刺激音を聴き、その位置を口頭で回答した。実験中はできるだけ頭部と体を動かさないように指示した。ランダムな順序で各スピーカから刺激音を 3 回ずつ呈示したものを 1 セッシ
ョンとし、日を変えて 10 セッションの実験を行った。刺激音の長さと刺激音間隔はいずれも 3 秒とした。被験者は聴力特性に問題のな
い 20 歳代の男性 4 名である。
Front
3

体表面にある音源に対する定位実験

2.1 方法36φの小型スピーカ（松下:3P121A）を、被験者の左右の肩の上側、臍および左右の胸、腰、太腿、脛の前側（前面）と、上腕と下腕の外側、臍および左右の胸、腰、太腿、脛の裏側（背面）の各位置に取りつけた（Fig.1）。
被験者により体格が異なるため、上下腕、太腿、脛では関節と関節の二等分位置とした。
総数は、前面が 7 箇所×2（左右）＋1（臍）、背面が 4 箇所×2＋1 の計 24 箇所である。
36φ×10 mm 円筒ケースに収納した小型スピーカは、1 kHz 以下で約-15 dB/oct.、5 kHz以上で約-6 dB/oct.でレスポンスが低下する。
個体差はほとんど無い。5 kHz 以上のレスポンスは指向性があるが、全帯域(100 Hz～20kHz)で見るとほぼ無指向性である。なお、ス
ピーカを体表面に取りつけると、体表がバッフルとなり低域の応答が上がる。

Backrightleft2

１4leftright

１B0F0526374Fig. 1 体表面に取りつけたスピーカの位置。
各位置は RF1 (right front 1) 等と呼ぶ。

2.2 結果刺激音は全て頭外定位した。Fig.2 は全被験者の全セッションの定位実験結果をまとめたもので、赤丸の面積が回答数に比例している。
横軸は音源位置、縦軸は知覚位置で、右側前面(RF: right front)、左側前面(LF: left front)、右側背面(RB: right back)、左側背面(LF: left back)ごとに、図１に示した番号と記号で位置を表*

Localization of sound sources on the body surface－Why do we dig through all pockets to find aringing cell phone?－by Hirahara Tatsuya, Noda Yohei, Matsunaga Noriyuki, Morikawa Daisuke(Toyama Prefectural Univ.)日本音響学会講演論文集- 463 -2010年9月

RFLF

RB

LB4321BO43217654321FO
76543211 2 3 4 5 6 7 FO 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 BO 1 2 3 4RFLF
RB
LB
source location
Fig. 2 全被験者の定位実験結果

身体音響伝達関数（BRTF）

服 を 着 せ て 模 擬 脚 を 取 り つ け た HATS(Head and Torso Simulator, B&K: 4128C) の体表面位置から耳までの音響伝達関数である
BRTF を相反法[1]を用いて計測した。Fig.3 は前面の体表面位置から左耳までの BRTF のコンター図である。
BRTF スペクトルは、HRTF スペクトルに見られるような高域における特徴的なピークやディップの変化は乏しく、距離に伴う変化[2]が主であった。BRTF より算出した ITD と ILDは対側の肩と上腕で最大となり（500μs と 25dB）、下半身では位置に関らず 100μs と 5 dB程度であった。なお、背面の各位置からのBRTF スペクトルは前面のものとほとんど同じで、ITD と ILD も前背面で同じであった。
このような BRTF の特徴から、体表面の広帯域音源の位置の左右は ITD と ILD とスペク
トル、前後（背）はわずかなスペクトルの違い、上下は音圧と僅かなスペクトルの違いを頼りにして判断していると考えられる。
right arm

Source location

RF3
RF2
RF10.5right bodyRF3

right body

LF3

RF4

LF4

FOFO

5 12 RF5

LF5RF6

LF6

RF70.55 124まとめ

体表面にある広帯域雑音源に対する音源定位正解率は約 72%で、背面と下半身の定位精度が低い。体表面の各位置に対する両耳音響情報は ITD, ILD, BRTF スペクトルであるが、各位置の水平角と仰角の差は少なく、距離が大きく違うために、僅かな ITD, ILD,スペクトルの違いと音圧の違いを頼りに、音源位置を判断せざるを得ない。
広帯域音でさえ 3 割近く正しく定位できないのであるから、携帯電話の着信音のような高周波の狭帯域音では、定位がはるかに困難になることは想像に難くない。
参考文献[1] 松永悟行, 平原達也, "相反法による近接場
HRTF の計測," 音講論, 635-654, (2009.10).
[2] M. Otani et al., "Numerical study on sourcedistance dependency of head-related transfer
functions," JASA 125(5), 3253-3261, (2009).

leftbody
left body

LF7
0.5

left armLF320LF210LF10.55 120Level (dB)

3perceived location

してある。緑色のサブエリアは前後誤り、黄色の対角サブエリアは左右誤り、同じサブエリア内の番号の違いは上下誤りに対応する。
全体の定位正解率は 72.3 %、前面にある音源の定位正解率は 82.3 %で、近傍位置への定位誤りと背面への定位誤りが多い。背面にある音源の定位正解率は 55.6 %で、上下位置への誤りが顕著であった。前後（背）誤りは、スピーカの個数が多い部位（胸と腰は上腕と下腕を含めてそれぞれ 6 個）と、耳からの距離が遠い脚部で多く生じていた。左右誤りは、主にへそと腰の位置で生じていた。上下誤りは、背面と下半身で多く生じていた。肩に置いた音源の定位誤りはほとんど無かった。

--10--20
5 12

Frequency (kHz)Fig. 3 前面の体表面位置から左耳までの BRTF (body-related transfer function) のコンター図

日本音響学会講演論文集- 464 -2010年9月