第１３回
聴こえのしくみ
言語聴覚士のための音声学
第１３回
聴こえのしくみ
| 今日のポイント | |
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聴覚器官の解剖 |
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可聴範囲 |
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音の大きさ（ラウドネス） |
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様々な聴覚現象 |
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オクターブ |
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復習テスト |
ところで、音声って誰かが聞いてくれることによって存在するだよね。
そうだね。
一方的に話すんじゃなくて、
相手がどう聞いているかってとっても大事だよね。
人は機械で聞くのとちがった複雑な聞き方をしてるんだ。
へ～、どんな風に？
じゃあ、今日は音の聴こえのしくみについてみてみよう。
1．聴覚器官の解剖
まずは人が耳で音をどうやって聞いているかについてだよ。
耳の解剖
（外耳・中耳・内耳の図）
人間の耳は大きく外耳、中耳、内耳に分かれるよ。
外耳は耳介から外耳道へと外界の音を鼓膜に効率よく伝える構造になっている。
中耳には耳小骨（つち骨、きぬた骨、あぶみ骨）という３つの骨があって、
てこの原理で鼓膜の振動を増幅して内耳に伝える。
（耳小骨の図）
内耳には聴覚器官の蝸牛と平衡器官の前庭がある。
蝸牛はカタツムリのような形で、中はリンパ液で満たされているんだ。
ここで中耳からの音の振動をふるい分けしたあと、神経パルスに変えて、聴神経に伝える。
ふるいわけって？
蝸牛は渦巻きの入り口から先端まで感じる高さの音が違うんだ。
入り口は高い音、先端は低い音を感じるようになってるんだ。
これを応用したのが人口内耳だよ。
へ～、すごいね。
（蝸牛を引き延ばした図を入れる）
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CochSimを使ってみよう！ | |||||
| ロンドン大学（UCL）のHPにあるよ。 CochSim  - Cochlear Simulation このソフトで蝸牛の基底板の振動を見てみよう。 いろいろな音に対する蝸牛の振動の様子が観察できるよ。 |
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| サムネイルをクリック すると大きく見えます。→ |
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| 画面上部の音声が、右側の蝸牛の基底板の「特定の周波数」のところを振動させる 様子がデモで見られるよ。 縦軸には周波数の目盛があるので確認してね。 |
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| 見てみたい音をメニューから選んで。。。 ①パルス波 ②パルス列 ③ノコギリ波 ④ノコギリ波(no...) ⑤サイン波 ⑥矩形波 ⑦２つのサイン波の合成 ⑧ホワイトノイズ ⑨母音[a] ⑩母音[i] |
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スタートボタンを押すとデモが始まります。 | |||||
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再生する音の周波数が変えられます。 | |||||
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再生する音の波形の振幅が変えられます。 | |||||
| Imput→print | 画面の印刷ができます。 | |||||
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入力音のよって反応の違いがどのように出るかを観察しよう。 | |||||
２．可聴範囲
ところで、人ってどのくらい範囲の音を聞いているか分かる？
| 【ここがポイント！】 | ||||||||||
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人間の可聴範囲はこのくらいだっていわれてるよ。 | |||||||||
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他の動物はもっと聞こえてるんだ！すごいよね。 | |||||||||
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20Hzから20kHz | |||||||||
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15Hzから50kHz | |||||||||
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60Hzから65kHz | |||||||||
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150Hzから150kHz | |||||||||
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50Hzから10000Hz | |||||||||
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3kHzから150kHz | |||||||||
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1kHzから120kHz | |||||||||
３．難聴の種類
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Hear Lossを使ってみよう！ | ||||
| ロンドン大学（UCL)のHP Hear Loss 音の強さ・周波数・スペクトル情報を変化させて様々な要因による 「難聴を体験」するソフトだよ。 |
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| サムネイルをクリック すると大きく見えます。→ |
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| Speech/Music/Noiseのボタンから聞く音を選んでね。 ２つ以上を同時に聞くこともできるよ。 |
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| 次に、何を聴こえにくくするかを選ぶ。（３種類） ①振幅に対する感度 ②周波数帯 ③スペクトル情報 それぞれについて難聴度をどのくらいにするかを選ぼう。 →それぞれの帯をマウスでクリックすると１０段階変化するよ。 |
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スピーチ・音楽・ノイズによって「同じ条件の聴こえ」でも違いがあるかな？ |
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あるとしたら、その理由を考えてみようね。 |
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４．音の大きさ（ラウドネス）
テレビとかで同じボリュームじゃ低い音は高い音より聞きづらいので
ボリュームを上げたって経験はないかな？
あるある。
人間の耳はそんな風にできてるんだ。
どういうこと？
つまり、音の高さによって同じ音の強さでも聞こえ方が違うんだ。
等ラウドネス曲線ってのがあるんだけど。。。
５．様々な聴覚現象
最後は人の耳独特の現象を紹介しよう。
うわあ～、空耳アワー？
まあ、近いものはあるね。
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カクテルパーティー効果 | ||
カクテルパーティー効果って知ってる？ パーティーとかの人が沢山しゃべているところで、多く音の中から 自分の聴きたい音を聞き分けることができるんだって。 機械で録音すると聴こえないけど、人間の耳は「選択的注意」を働かせて、 ある音を集中的に聞くことができるんだ。 つまり、ロバ耳ってこと？ まあね、機械はロバ耳はできない！（笑） 両耳で聴くともっとよく聴こえるんだって。 |
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 小野測器さんのHP 「カクテルパーティ効果」 |
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ドップラー効果 | ||
救急車の音が近づく時には高くなって、遠ざかる時には低くなるのを経験した ことはないかな？ ある場所に近づいてくる音源は近づく分だけ波長が短くなり、 遠ざかる時は遠ざかる分だけ波長が長くなるんだ。 だから止まって聞いている人には音の高さが変わって聞こえる。 これをドップラー効果というよ。 |
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小野測器さんのHP 「ドップラー効果」 |
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マガーク効果 | ||
ある人が発音している画像をモニターで見ながら、別の音を聞くと、 音が視覚情報によって変わって聞こえるんだ。 人は音だけじゃなくて同時に目からの情報も使って聞いているんだね。 |
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 ビデオ画像の口の動きと流れる音声が違う場合、２つが融合して聴こえる。 |
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ハース効果 | ||
AとBの２方向の音源から音が出ている時、Bの音源を時間的に遅らせる （または音源を遠ざける）とAの方向から音が出ているように感じるんだ。  また、ＡとＢと同じ音を出している時、Ａの出力を上げると Ａから音が出ているように聴こえる。  こんな風に、人間の聴覚特性を利用して音に方向感を持たせること を「ハース効果」と言うよ。 |
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音韻修復効果 | ||
ある音声の一部を削除すると、その音声が何であるか認識 しづらくなる。 （図を入れる） でも、削除した部分にノイズを入れると、人は削除した部分を頭の 中で修復して聞くことができるんだ。 （図を入れる） |
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６．オクターブ （平均律）
（いらない？）
オクターブとは？
オクターブって知ってるかな？
そのくらいはね。ドからドが１オクターブでしょ。
そうだね、じゃあどのくらい音の高さが違うか知ってる？
そこまでは。。。
周波数が２倍になると１オクターブ！なんだ。
で、１オクターブ内での分割方法にもいろいろあるけど、
平均率ってので鍵盤は均等に１２個に分割されてるんだ。
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オクターブ、平均率の周波数をみてみよう！ | ||
| 「たまきちの物理」（北村俊樹さん）というHＰに 「発音（はつね）」というソフトがあるよ。 |
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各鍵盤と周波数の関係がクリックするだけで分かる。 |
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それぞれの周波数に合わせて様々な音を鳴らすこともできるよ。 |
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| サイン波、三角波、ノコギリ波、方形波に変えることもができるんだ。 | |||
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ラの周波数はいくつか？ | ||
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低いドと高いドとの周波数の違いを見てみよう。 | ||
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半音の周波数はどのくらい違っているかな？ | ||
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1/3オクターブの周波数も見てみようね。 | ||
| →騒音計では1/3オクターブバンドってのをよくつかうよ。 |
７．復習テスト
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それでは、まとめのテストです！ |
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ちょっと、国試に挑戦！ |
第5回午前84 音の到達時間差によって音像が移動する現象はどれか。 1．ハース効果 2．カクテルパーティ効果 3．ドプラ効果 4．ベルヌーイ効果 5．音韻修復効果 第7回午前82 音の3属性に含まれないのはどれか。 a.大きさ b.高さ c.強さ d.周波数 e.音色 1.a,b 2.a,e 3.b,c 4.c,d 5.d,e |
