人間の耳はどうやって、音源の位置を特定できる?

右の方で鳴った音が、仮に0.02秒で右耳に到達して、0.03秒で左耳に到達するとする。
その誤差0.01秒で、大体の距離や方向を知ることができると、昔、物理の先生が話してくれました。
しかし、その理論で、上下の音源の位置は特定がでないはず。
でも実際は、目を閉じていても、上から音が聞こえる、下のほうで音が鳴った、と分かる。
はてな?

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 13歳以上
  • 登録:2010/04/13 11:25:54
  • 終了:2010/04/20 11:30:03

回答(5件)

id:SALINGER No.1

SALINGER回答回数3454ベストアンサー獲得回数9692010/04/13 11:42:47

ポイント20pt

こちらに説明がありました。

http://www.matue.co.jp/HA_Web_Sight/HA_OTO_Onkyo.html

音源位置座標(音の方向・位置)の判定は左右耳での差異で知覚することになります。


上下前後の説明をまとめると。

耳は直接音と反射した間接音を聞きとります。

間接音は元の波形からある特性をもって変化した音として脳に認識されます。

人間の脳はその差異によって音源の座標(位置)を算出するといわれています。

壁などの反射物が無くても、耳介つまり耳そのものが壁の役割をして音源位置を割り出すことができます。

id:zenchi No.2

zenchi回答回数80ベストアンサー獲得回数22010/04/13 12:41:53

ポイント20pt

昔、物理の先生が話してくれた通りだと思います。

上下左右360℃、理屈は同じです。

フクロウは左右の耳をずらして音の方向を正確に知ります。

片方の耳を完全にふさぐと、音は聞こえていても方向は分からないようです。

参考までに。

http://www.asp.c.dendai.ac.jp/act_s_DOA01.html

id:taknt No.3

きゃづみぃ回答回数13537ベストアンサー獲得回数11982010/04/13 11:52:23

ポイント20pt

http://shikhokikan.at.webry.info/201003/article_11.html

音は空気の振動により伝わります。

耳もそうですが、人間の体全体で 肌で その空気の振動を感じ、位置を 感じ取るのでしょう。

id:hiko4karasu No.4

hiko4karasu回答回数106ベストアンサー獲得回数12010/04/13 13:18:44

ポイント20pt

耳介のおかげで音の質を感じ取れるようです。

http://www.matue.co.jp/HA_Web_Sight/HA_OTO_Onkyo.html

id:raywhite No.5

raywhite回答回数32ベストアンサー獲得回数42010/04/13 14:59:41

ポイント20pt

音の上下の定位は原則ないそうです。

過去の経験から音の来る方角を推定しているというのが実際みたいですね。

また頭を多少上下左右に動かすことで音の方角が確実になるということもあります。


http://pohwa.adam.ne.jp/you/music/aud/teii.html

オマケ1(上下の定位)

音楽用には飛び道具的な使い方しかしないだろうが一応可能、という話その1。

一般には、聴覚上の上下の定位はない(あるいは音以外の条件で簡単に覆るほど弱い)ことになっているらしい。たとえば、音源が上下に移動するのを目で見ると、音自体は全く変わらなくても、音源が上下に移動したように感じる(定位の解釈は脳の高次野で行っているため、聴覚以外の情報も総合して知覚する)。

聴覚上の上下の定位はないことになっているとはいっても、音源が真上くらいまで移動すれば耳の正面から音が入りにくくなるため、ハイが減衰するのではないかと思われる。

また、実際の室内を音源が上下移動した場合、天井や地面との距離が変わり、初期反射のばらけ方が変わるはずである(もう少し複雑な使い方のリバーブの項を参照)。たとえばMildonstudiosというサイトで配布されている3D Pannerというプラグイン(Audacityで動くかどうか確認していない)を使うと、上下の定位を擬似的に発生させられる。

ちなみに、聴き手が下を向いているときは床からの反射音が、上を向いているときは天井からの反射音が聴こえて音質が変わるはずだが、ヘッドフォンをしている場合はこれがまったく変化しない。このため、ヘッドフォンで音楽を流しながら目を瞑ったまま頭を上下に動かすと、奇妙な感覚を味わえる(左右に動かしたときほどではないが)。


http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/soundimage.htm

上下位置の検知

上下方向の検知は両耳が水平に且つ左右対称についているので難しい。しかし、耳介(みみたぶ)の構造が上下非対称であることから、到達した音波が耳介により反射干渉を起し、聴力感度にピークやディップなどの周波数依存性が生じる。その、ピークやディップの位置や強度が、音源の上下方向の角度により異なり、これを脳内で解析し上下方向を検知するという。このように、耳介やその周辺の頭部の構造によって生ずる聴覚感度の周波数依存性のこと頭部伝達関数といい、これにより±5度程度の感度で上下方向を検知することが出来るそうである。当然、純音では上下方向の検知は殆んど不可能である。

  • id:taku0208
    正確な答えではなく、私の考えなのでコメント欄に書きます。

    人間の耳は上下だけでなく、前後ももちろん判断できます。

    前後の判断は、耳の形がフィルターの役割をすることよって判断しているみたいです。
    つまり、後ろからの音は、耳という障害物を通り抜けてくるため、すこしこもったような音になるのです。

    同じように、右からの音を、右耳で聞いたときと、左耳で聞いたときとでは耳の形状に起因して聞こえる音が少し異なるのだと思います。

    物理の先生がおっしゃった様な効果もあると思いますが、耳の形状に起因する音の違いによって判断している部分も大きいのではないかと思います。

  • id:taku0208
    あ、すみません。少しピントのずれた回答でした。

    音の上下も、同じように聞こえる音の音質の変化を感知して判断しているのだと思います。
    例えばバイノーラル録音された音源は、上下の聞き分けがある程度できます。

    もう一点、書き忘れたことですが、音の上下については経験からの判断もかなりあるように思います。

    例えば、5.1chでヘリコプターの音を聞くと、あたかも上から聞こえてくるように感じます。
    おそらく映画の効果音はおそらくバイノーラル録音されていないので、ヘリコプターは上を飛んでいるという先入観が上から音を聞かせるのだと思います。
  • id:ryota11
    全ての謎はここにある
    http://www.nicovideo.jp/watch/sm1425841
  • id:Hyperion64
    回答閉じられていたのでここに記します。
    1930年代まではその先生の発言にあったように左右の耳での音波の「位相差」で
    判断というのが定説であったようです。さらに「音圧差」もあるようですが。
    上下方向の弁別は確かにそれだけだと困難です。
    現在では、「頭部伝達関数」で音源定位ができるよう聴覚系神経が学習するとされている
    ようです。頭部伝達関数は左右の耳ごとの音圧レベルを周波数を仰角毎(上下方向)に
    測定したものです。
    音源から音波が耳介や頭部形状などの影響で回折されて耳孔に伝わるので、その位置を身体全体(頭を動かす、視覚で音源を確かめるなど)を通して学習しているのではないかと推察されます。
    ちなみに「頭部伝達関数」の事項は「音のなんでも小事典」(講談社)を参照しました。
  • id:PORIGON2
    私も、よく分からないので、専門的なことは言えません。
    外側の耳たぶは、広い形をしているので、
    上の方と下の方で音を感じるタイミングが違うのではないでしょうか。

    無知な中学生のガキの意見を読んで下さり、ありがとうございました。
  • id:SALINGER
    無知なのは回答がオープンされる前にコメント欄に好きかって書くことで
    結果的に回答欄がオープンされていないということに気付いていないことだと思います。
  • id:taku0208
    >無知なのは回答がオープンされる前にコメント欄に好きかって書くことで
    結果的に回答欄がオープンされていないということに気付いていないことだと思います。

    好き勝手な意見で、回答欄に書くのは忍びないのでコメント欄に書いたのであって、
    回答欄がオープンされないのをコメントを書いた人のせいにするのは筋違いというものです。

    質問者の方に直接訴えてください。
  • id:ko8820
    >人間の耳はどうやって、音源の位置を特定できる?

    正解:人間の耳は、音源の位置を特定できるようにはなってません。

    >右の方で鳴った音が、仮に0.02秒で右耳に到達して、0.03秒で左耳に到達するとする。
    >その誤差0.01秒で、大体の距離や方向を知ることができると、昔、物理の先生が話してくれました

    学校の先生失格だな。

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