蓮尾 美沙希
音源の特徴がマルチチャンネル音響方式の知覚にもたらす影響
近年、高さ方向にスピーカをもつマルチチャンネル音響方式が興隆を見せており、映画や放送コンテンツに積極的に用いられている。チャンネル数が増えたことで印象が変わりやすい音源を制作に効果的に使用すれば、マルチチャンネル音響方式時代の強みを生かしたコンテンツ制作が可能になると考えられる。本研究では、音源のもつ特徴がマルチチャンネル音響再生方式の印象知覚にどう影響するのか検討するための実験及び分析を行った。
実験１では、楽器や音の長さの違いが、チャンネル数判別に影響するかを確かめる聴取実験を行った。音源はシロフォンとチェロそれぞれの単音、フレーズの計４種類を用意した。マルチチャンネル音響方式は、5、7、9、13、22チャンネルの５種類を用意した。ABX法を用いて、同じ音源で異なるチャンネル数を判別できるか実験した。得られた回答は二項検定を行い、音源ごとにチャンネル数判別の正答率に変化があるかを比較した。チャンネル数の組み合わせごとにみると、どの組み合わせでも有意にチャンネル数を判別できていた。一方音源ごとに正答率をみると、チャンネル数を有意に判別できていない組み合わせがみられ、シロフォン単音の場合に最も多かった。しかしチェロのフレーズの時には全ての組み合わせで有意に判別できていた。楽器別にみるとシロフォンの方がチェロよりもチャンネル数の変化に気づきづらい傾向があることがわかった。フィッシャーの正確確率検定およびボンフェローニの多重比較の結果、シロフォン単音時はチェロのフレーズに対してチャンネル数判別の正答率が低いということが有意に示された。
実験２では音源の倍音構造に着目し、倍音数の違いがチャンネル数判別に影響するかを確かめる実験を行った。音源は250Hzを気音とし、第2、4、8、16、32倍音までの倍音をもつ鋸歯波（以下倍音刺激と称する）と、250Hz以下をカットしたピンクノイズの7種類を用意した。マルチチャンネル音響方式は、5、9、22チャンネルの３種類を用いた。さらに座席位置は中央位置と中央から50cm後方位置の2種類で行った。実験１と同じくABX法と二項検定をを用いて、同じ音源でチャンネル数が異なるものを判別できるかを実験した。結果は、座席が中央位置の場合には2、4倍音刺激で、後方位置の場合は4倍音刺激で、5チャンネルと9チャンネルの組み合わせが有意に判別できていなかった。理由を検討するため、実験２に用いた刺激音の物理特徴を調べた。まず側方・上方反射音エネルギー率の時間変動の再生方式間の創刊を比較し、さらにそれをオクターブバンドごとにも比較した。加えて、IACCの時間変動の再生方式間相関値も比較した。まず基音刺激とノイズ刺激では、上記のいずれの場合でも他の倍音刺激と異なる傾向を示した。つまり、他の倍音刺激と異なる部分を手掛かりにしていたと考えられる。さらに再生方式間の相関値が他刺激より低い場合が多く、チャンネル数の違いで差が生まれやすかったのだと考えられる。2倍音刺激は、5と9チャンネルの組み合わせでの再生方式間の相関値がいずれも高いため、チャンネル数の違いによる差が少なく、チャンネル数判別がしづらかったと考えられる。4、8、16、32倍音刺激では、周波数ごとの側方・上方反射音エネルギーの変動の差がチャンネル数判別に影響している可能性がみられた。さらに倍音数が増えると変動する周波数も増え、チャンネル数判別の手掛かりが増えるという可能性が示された。
HASUO Misaki
The effect of sound source characteristics on spatial impression of multichannel sound reproduction system
In recent years, multichannel sound systems with height direction speakers have been used for movies and broadcasted content. If one effectively uses sound sources that are easy to determine that the number of channels have increased, it will be possible to produce content that makes full use of the strengths of these systems. In this research, I examined how the the sound source characteristics affect the impression of multichannel sound systems through 2 experiments.
In Experiment 1, I tested whether the difference in the number of channels can be significantly perceived, depending on certain musical instruments and the length of the sound. Four sound sources were prepared: a single tone from xylophone and cello, and a short musical phrase played by xylophone and cello. For the multichannel sound systems, 5, 7, 9, 13, and 22 channels were prepared. Using the ABX method, I tested whether it was possible to distinguish between different channels within the same sound source. The binomial test was conducted on the answers, which compares whether there is a change in the correct answer rate for each sound source. The results concluded that the number of channel combinations with a low percentage of correct answers was the largest in a xylophone single tone, and the smallest in a cello phrase. There was also a tendency showing that it is more difficult to distinguish the number of channels when listening to the xylophone, rather than cello. In addition, the results showed a tendency indicating that the number of channels was harder to distinguish from a single tone, rather than a musical phrase.
In Experiment 2, I focused on the harmonic structure of the sound source, and experimented using sawwaves with a different number of overtones and pink noise cut at 250 Hz or under. Three multichannel sound systems – 5, 9 and 22 channels – were used. In addition, 2 seat positions were prepared: one from the center, and one 50 centimeters back from the center. As in Experiment 1, the experiment was conducted using the ABX method, and the correct answer rate was analyzed using a binomial test. As a result, in the center position, the combination of 5 and 9 channels could not be significantly distinguished within the sound sources up until the second and fourth overtone. In the rear position, it was the same with the sound source, up to the fourth overtone. It was found that the temporal change of reflected sound energy on the lateral and above affects the channel number discrimination. In addition, time variation of IACC between channel combinations are also related.