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日記

音の極性を聴き分ける

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2017年10月22日

■波形の作り方

WaveGeneで図1のようにラの音のサイン波を片側だけクリップさせた波形を生成する。図2は出てきた波形。

図1

図2 波形1は図1の設定でWaveGeneから出てきたWAVファイルの波形。波形2は波形1をAdobe Audition CS5.5で開いて[エフェクト][位相反転]で作成。

2017年10月25日追記: 作った音声ファイル(波形1)を置きました。リンクを右クリックして保存して下さい。https://sourceforge.net/p/playpcmwin/code/HEAD/tree/PlayPcmWin/00experiments/data/AbsolutePolarityListeningTestTone.flac?format=raw

極性反転したファイル(波形2): https://sourceforge.net/p/playpcmwin/code/HEAD/tree/PlayPcmWin/00experiments/data/AbsolutePolarityListeningTestToneInverted.flac?format=raw

■瞬時切り替えしながら聴き比べる

作った音声ファイル(波形1)をPlayPcmWinで読み込み、1曲繰り返し再生に設定し、図3のように極性反転の設定を行い、再生中に「有効にする」チェックボックスをチェックしたり外したりして聴き比べる。

音量を小さめにして再生する。

極性反転の有無で音色が変わり音のピッチが僅かに上がったり下がったりする。半音も変わっていない。4分音(半音の2分の1)か6分音(半音の3分の1)という感じ。Lynx HiloとHD650の組み合わせで聴くと波形1はピッチが高い感じがした。

2017年11月3日追記:再生音量を70dB SPL位にすると差異が際立つ感じがした。作った音声を極性反転しないで聴くとき、反転した場合よりも基音が強調され太い音に感じる。

図3

■楽音で音の極性を聴き比べる

トロンボーン(波形が図2に似ている)の独奏をワンポイント録音したものをモノラル(片チャンネル再生)で聴くとわかりやすいかもしれない。

2017年11月11日追記

■音の違いが本当にあるかどうか確認する

foobar2000に上記2個のファイルを読み込んで、ABX Comparatorで音の違いが分かっているかどうか確認した。

使用した機器はRME Fireface400 + ゼンハイザーHD650

16回試行して16回正解。音の違いが分からないが偶然正答を選んだ確率は0.0%。

音のピッチの違いを聴いて選べば間違えない。

図4

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レス一覧

  1. こんにちは。試聴はスピーカーでしょうか、それともヘッドフォンでしょうか?
    単独の正弦波でなくクリップさせた波形であれば、幾つかの高調波を含みますので、普通の室内のような環境では基本波と高調波のレベルは、位相の反転で変わる可能性はあります。ヘッドフォンでは少ないでしょう。

    ただ現実のオーケストラのような場合、奏者の位置、聞く人の位置、ホールの特性などで位相が一致する可能性はゼロです。音は本質的にそういうものなので、違っていても適当に脳内で補正するのだと思います。なので私は位相に関しては特に気にしていません。音楽とはそういうものなんだと。

    by如月 at2017-10-22 14:20

  2. 如月さんこんにちは。

    ヘッドホン(Sennheiser HD650 正極性)で聴き比べました。Sennheiser HD800やスタックスのような逆極性のヘッドホンでは逆の印象になるでしょう。

    これは基音が500Hz以下の帯域の音でないと判らないそうです。ウーファーが正極性でツィーターが逆極性接続のスピーカーは正極性に聴こえるんだと思います。ウィルソンオーディオ アレクサンドリアのようにウーファーが正極性でミッドレンジが逆極性の場合はどうなるんでしょうね。

    録音のAbsolute polarityについてGearslutzに以下の書き込みがありました。要するにこれが気になる人は1曲1曲それぞれについて自分が好ましいと思う設定を見つけていくしかないという事と思います。
    https://www.gearslutz.com/board/4337730-post49.html

    byyamamoto2002 at2017-10-22 15:06

  3. なるほど、そうですか。私は1kHzぐらいの方形波で二次と三次の極性を反転したものとしないものを、5秒ぐらいで切り替える音声を作り聞いて見た事があります。結果は全く区別がつかなかったです。

    それと室内で聞く場合、温度で音速が変わると位相がずれたようになるので、現実として位相はいつも違ってしまいます。そんなこんなで、位相は考えない事にしています。何らかの理由で変わる事は事実のようですが、思うような状態には出来ないと思ってます。

    by如月 at2017-10-22 21:41

  4. 如月さんこんばんは。

    これは低い音であるという事と、片側だけがクリップしている上下非対称波形という点がポイントらしいです。音が違って聴こえる原因は物理的なものではなくて耳か脳で違いが生じているのだと思います。

    byyamamoto2002 at2017-10-22 21:57

  5. こんにちは

    これは、片クリップさせない完全対称波形では極性を反転しても区別がつかないという前提なのでしょうか?実際にその実験はされているということと受け止めてよろしいでしょうか?

    もしそうであれば、私の「絶対位相の違いが感知されるのは原波形が非対称な場合である」という仮説の見事な検証実験ですね。ありがとうございます。

    ピッチが変わって聞こえるというのは少々驚きましたが、上下非対称であるための干渉による高調波の効果なのでしょうね。アンサンブルなどでも立ち上がりで調子が上がらずアインザッツが微妙にずれていたり各自のピッチが正確に合っていないと、ピッチが違って聞こえますね。

    byベルウッド at2017-10-23 10:55

  6. なるほど。片側だけがクリップするような音声は、自然界ではまず存在しませんから、人の感覚が違うものとして認識する可能性は十分にあります。目の錯覚というのと同じで、耳もある程度の予測の元での判断でしょうから、ものによっては錯聴という現象が起きるのでしょう。

    とっても面白いです。このような上下不対象は、アンプやDACでも量はともかく起こります。特に真空管の無帰還ならば。

    by如月 at2017-10-23 13:41

  7. ベルウッドさんこんばんは。

    極性を反転したときに音が違って聴こえるかどうかというのは、いまのところ聴いて比べるしかなくて、あらゆるパターンを調べつくすのはまだできていないと思います。この記事で作った合成波形はかなり違って聴こえるのですが、さらに大きく激変する波形もあるかもしれませんね

    byyamamoto2002 at2017-11-06 21:35

  8. 如月さんこんばんは。

    錯視や錯聴は、手品とは違って種がわかった後にもう一度体験しても知覚が間違ったままで直らないところが面白いと思います。頭の中のハードワイヤードされた回路が情報処理しているのでしょう。

    byyamamoto2002 at2017-11-06 21:44

  9. 私は、ABXテストではないですが、両者の違いは全く判りませんでした。ABXをしても、相関は全くなしとなるでしょう。ピッチが違うかと耳を傾けましたが、やはり違いは分かりませんでした。

    by如月 at2017-11-14 13:20

  10. 如月さんこんばんは。

    私も最初は全く同じに聴こえました。聴き方にコツがあるみたいです。再生音量がとても重要で、私の場合小さい音では違いがわからず、やや大き目の音量で聴く必要がありました。個人差があると思います。

    上記モノラルFLACファイルをPlayPcmWinで鳴らすと2chに水増しされ2chで同じ音が(左右同相で)再生されます。この状態では、ピッチの差に加えて、波形2は波形1よりも音像が少しだけ右に移動する感じがしました。foobar2000のABXテストでは、上記FLACファイルを再生すると左チャンネルだけ鳴るので、この聴き分け方は使えませんでしたが、ピッチの差だけで確実に聴き分けることができました。

    byyamamoto2002 at2017-11-14 21:47

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