Binaural HearingにおけるInteraural Time Difference（ITD）の理解

両耳聴覚と両耳間時間差 (ITD): 式の理解

目を閉じていても、音がどこから来ているのかをどうやって判別できるのか疑問に思ったことはありませんか? この魅力的な能力は、主に両耳間時間差 (ITD) と呼ばれる現象のおかげです。ITD は両耳聴覚において極めて重要であり、両耳を使って音を知覚する能力を指します。

本質的に、ITD は音がそれぞれの耳に届くまでのわずかな時間差を測定します。このわずかな遅延により、脳は音源の方向を計算できます。この概念をより深く理解するのに役立つ式を詳しく見ていきましょう。

ITD 式

両耳間時間差を計算する式は次のとおりです。

さらに詳しく見てみましょう:

• itd: 両耳間時間差。秒単位で測定。
• distance: 両耳間の距離。メートル単位で測定。
• speedOfSound: 空気中の音速。室温では通常 343 メートル/秒 (m/s)。

では、入力と出力を詳しく調べて、式の複雑さを理解し、実際に動作を見てみましょう。

入力と出力出力

入力

• 距離 (d): 人間の耳の間の距離は平均して約 0.18 メートル (18 センチメートル) です。この距離は人によって若干異なります。この式では、値はメートル (m) 単位で測定する必要があります。
• 音速 (s): 室温 (20°C) での空気中の音速は 343 メートル/秒 (m/s) です。この値は温度や湿度の変化によって若干変わることがありますが、標準的な計算では 343 m/s で一定です。

出力

• 両耳間時間差 (ITD): これは、(距離/音速) を半分に割った結果で、時間差は秒 (s) で表されます。

計算例:

特定の方向から音が聞こえていると想像してください。両耳の間の距離は 0.18 メートルで、音速は毎秒 343 メートルです。これらの値を数式に当てはめると、次のようになります。

itd = (0.18 / 343) / 2

詳しく見てみましょう:

itd = 0.000524 / 2 = 0.000262 秒

この計算では、音が片方の耳にもう片方の耳より約 0.000262 秒早く届くことがわかります。この差はわずかですが、私たちの脳はこのような変化に驚くほど敏感で、音の方向を効果的に特定することができます。

ITD が実際の状況に与える影響

これをより身近に感じてもらうために、混雑した公園で遠くから友人が声をかけているのを聞いているところを想像してみてください。脳は ITD を使用して声の方向を正確に特定し、相手が見えなくても自分の方向を正確に把握できるようにします。

より高度な用途では、ITD は補聴器やバイノーラル オーディオ テクノロジーに不可欠です。これらのデバイスは自然な聴覚プロセスを模倣して、音の位置特定と明瞭度を向上させ、多くの聴覚障害のあるリスナーにメリットをもたらします。

要約

両耳間時間差 (ITD) は、音の位置を特定する能力において小さいながらも非常に重要な要素であり、日常の聴覚体験に重要な役割を果たします。 ITD の公式 itd = (distance / speedOfSound) / 2 を理解して適用することで、両耳聴覚の複雑さとテクノロジーへの応用を理解できるようになります。

よくある質問

Q: ITD は加齢とともに変化しますか?

A: ITD の基本原理は変わりませんが、加齢は聴覚処理効率に影響し、音源定位能力に影響を及ぼす可能性があります。

Q: ITD は仮想現実 (VR) で使用できますか?

A: もちろんです! ITD は、没入型のオーディオ体験を生み出し、空間認識を高めるために、VR と拡張現実 (AR) で広く使用されています。