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2016年9月15日(木) 『カクテルパーティ効果とミライスピーカーの音認識効果』

今週は、バッハの「人の悩みよ喜びよ」を聞いて癒されましょう。

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今週の技術のエッセイ

『カクテルパーティ効果とミライスピーカーの音認識効果』

 

「カクテルパーティ効果」は、音響関係者でなくても多くの方がご存知だと思います。

雑踏や、パーティのざわめきの騒音の多い中でも、話し相手と会話ができるという現象です。
会話の場での騒音レベルが、会話の音量より高くても相手の話が聞こえて理解できてしまうことですね。

ミライスピーカーにも音楽情報や会話の情報を明確に伝える、という能力があるので、今日は、音響で、情報が理解できるよう伝達される、ということはどういうことか、を考えてみましょう。
 

(1)言語情報の認識パターン

雑音の中でもこのように、その人が聞きたいと思う情報を認識できる、という現象ですが、人の脳は、聞きたい、欲しいと思う情報を選択的に抽出して認識する能力を持っています。
逆に言うと、人間の脳は余計なものを切り捨ててしまって必要な情報だけ取り出します。機械ではこのような操作は簡単ではありません。

この、必要な情報だけを取り出すことは、人間の脳にとってそれほど難しいことではありません。それは、ヒトは聞きたい、と思う情報には過去に経験した情報の音響的なパターンをもっていて、その過去の情報パターンに類似していることを認識すれば、情報を理解して会話をすることは可能なのです。

コンピューターの世界でも、ヒトの声などの認識にはこのようなプログラムを作っています。

 
(2)周波数パターン的に見ると

一方、音楽やヒトの声などを周波数的に見ると、上図のように、
✳ヒトの声を認識するには1KHzから5KHzぐらいが重要です
✳この帯域の3.5KHzには赤ん坊の泣き声があり、耳の構造でも認識しやすく、聴覚の感度が高い周波数です。

ですから、会話をするために言葉を認識するための音声帯域、1KHzから5kHzぐらいまでがあれば良いわけですから、そのこの周波数帯域の感度を上げておけば良いのです。

一方、空間に存在する雑音というのはかなり広い周波数帯域にあり、これが1KHzから5kHzだけに限って言えば、周波数のエネルギーとして、その周波数はレベルは高くないのです。

もしそうではなくてその1KHzから5kHzの帯域にだけ雑音が高いレベルであるとしたらヒトの脳は混乱を起こして、異常な精神状態に陥るでしょう。

 
(3)音に付く付帯音を考える

カクテルパーティー効果で、雑音の中でも話し相手の声がクリアに聞こえるには、音がクリアである、という条件が必要です。

音のクリアさを実現するためには、クリアになる音響条件があって、それは付帯音が少ないことが条件です。風呂場では声が響きすぎて話し声が聞き取りにくい、現象に似ています。

付け加えると、音には認識しやすい付帯音のつき方があるのです。
楽器の音が美しい付帯音のつき方とか、歪ませ方があります。

 
 
ここについてはまだまだ研究中ですが、ミライスピーカーは、「聞きやすい、認識しやすい」のですが、この項目の一つ一つを詳細に検討することで、色々面白いことがわかりそうです。

この、技術エッセーでは、こんなミライスピーカーをネタに色々議論していきたいと思います。

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