聴覚系におけるスペクトル分析過程の新しい推定手法に関する研究

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本研究では,聴覚における情報処理過程を「聴覚系がその非線形な特性により,音の物理スペクトルを主観スペクトルに変換する過程である」という仮説を設けた.また,その変換に際しては,聴覚系の特性の中でも,複合音の成分間に生ずるマスキング現象(相互妨害現象)が支配的であると仮定した.本研究の特色は,聴覚においてはスペクトルの差異が音色の相違として知覚されることを利用した聴取実験により,以上の仮定の妥当性を検証することである.本年度は,広帯域な周波数特性を有する音を対象として,二つの観点から検討を行った.一つは,ヒトは高次の高調波成分を単一成分として聞き分けることができないという現象に着目したものである.この現象は,聴覚フィルタ(聴神経系の応答として観測される非線形なバンドパスフィルタ群)の存在を想定することにより説明できると考えた.高次の高調波成分のみからなる刺激音を用意し,そのスペクトルを変化させて音色の変化を調べた観測結果は,物理スペクトルが聴覚フィルタの特性によって変換された出力とよく対応するものであった.このとき,バンドパスフィルタの周波数特性における裾の広がりは,ある周波数成分に他の周波数成分が及ぼすマスキング現象の生理学的背景を表現していることから,本研究で設けた仮説の妥当性が示されたものと考える.もう一つは,基本周波数が異なる二つの高調波構造複合音は,ピッチ(主観的な高さ)だけでなく音色も異なって聞こえることに着目したものである.その2音の音色の相違は,物理スペクトルの距離よりも,(成分音間に生ずるマスキングを考慮した)主観スペクトルの距離に対応するものであった.この結果も,上述の仮説の妥当性を支持するものである.ただし,聴取実験結果との完全な整合を図るためには,主観スペクトルの推定モデルをより精密化することの必要性が示唆された.