東京藝術大学 大学院 音楽音響創造

要旨

小規模スピーカーアレイによる音の距離表現についての考察 

映画『アバター』の成功と3DTVの普及により、立体映像は新しいエンターテイメントとして脚光を浴びている。しかし、3D映像の音響再生は、いまだに2D映像と同じの5.1チャンネルサラウンドシステムを使っている。それによって3D映像の特徴である飛び出す映像の音響表現には、限界がある。3D映像をより楽しく見るためには、3D立体映像にふさわしい音響再生システムが必要であると考えられる。 

そのため、本研究では、3D映像にふさわしい音響を楽しめる方法として、音源を自由に配置できるスピーカーアレイシステムに着目する。特に、3DTVの普及により、家庭のような小規模な空間での再生を目的にして、小規模のスピーカーアレイを用いたシステムを研究の題材にしている。 

本論文では、自作したスピーカーアレイを利用して主観評価実験を行い、その結果を報告する。スピーカーアレイによって再現される仮想音源について、定位の聴き分けができるかを始め、仮想音源による距離感表現まで、その評価範囲を広げていく。 

実験1では、スピーカーアレイによって再現される仮想音源において、左右定位と前後定位の聴き分けに対する主観評価実験を行った。仮想音場の中心部から近くなると左右定位の聴き分けがよくなるという結果を得た。また、仮想音源において定位の聴き分けは、スピーカーアレイを構成するスピーカーの左右バランスが重要であるが分かった。 

実験2では、スピーカーアレイによって再現される仮想音源と実音源との比較を通じて、仮想音源の距離表現を評価した。実験の結果、実音源の40cm距離変化は、スピーカーアレイによって再現できることが分かった。また、仮想音源の距離表現には、仮想音源が形成される位置とレベルが影響を及ぼすことが明らかになった。2つの要素の重回帰分析結果、回帰式が導出された。それによって予測された仮想音源の距離と実音源の距離には、0.7以上の高い相関関係が見られた。仮想音源の距離認識において、実験参加者間の個人差があるかを検討するために、単回帰分析を行った。しかし、仮想音源の距離認識では、実験参加者間の個人差を確認することができなかった。 


A study of sound distance impression created by a small sized speaker array 

 With the success of the movie Avatar and the growth of 3D TV, 3D video is receiving a good deal of attention as a new form of entertainment. 3D video still, however, uses 5.1-surround sound, just like 2D video. This puts a limit on the acoustic expression available to accompany the popping-out images that characterize 3D video. To make 3D video more enjoyable a suited audio-reproduction system is necessary. 

 To that end, this research focuses on a speaker-array system wherein sound sources can be arranged freely to produce audio in a manner that is appropriate to 3D video. More specifically, because of the proliferation of 3D TV, this research involves a system using a small-scale speaker array for audio reproduction in a small space, such as a in a home entertainment device. 

 This paper reports on the results of subjective tests using a speaker array built by the author. These tests include both auditory localization of virtual sound sources simulated by the speaker array and the sensation of distance produced by virtual sound sources. 

 In experiment 1, a subjective test of left-right and front-rear auditory localization of virtual sound sources simulated by the speaker array, found that left-right auditory localization improved with decreasing distance from the center of the virtual sound field. Also, the left-right balance of the speakers constituting the speaker array is important for auditory localization. 

 In experiment 2, virtual sound sources simulated by the speaker array were compared to real sound sources in order to assess the sense of distance produced by the virtual sound sources. The experiment showed that the speaker array was capable of reproducing a 40 cm distance change of real sound sources and that the sense of distance produced by the virtual sound sources is affected by the positions and levels of the virtual sound sources. A regression equation was derived by two-element multiple regression, and predicted virtual sound source distances exhibited a high correlation (≧ 0.7) with real sound source distances. A single regression was also performed in an attempt to determine the presence or absence of inter-participant differences in distance awareness with respect to the virtual sound sources, although no such differences were found.