piu lentoの日々 (piu lento days)

ヘッドフォン手直し後のチェック中に、右側の聞こえ方が違うのに気付いた。左に比べて低音が出ていない(聞こえにくい)感じだった。昔の突発性難聴の後遺症かと思ったのだが、悪化していないか知りたくなって、聴力を測ろうとした(あくまでも簡易なものである)。

最初は、昔測ったようにスマフォ用アプリを探したが、良く考えればPCの方が特性がいいに決まっているから、Linux用のアプリを探したが、もちろんそんなものはなく、web版とWindows版が見付かった。

Web版(→ 例)はインストール不要で手軽なのだが、粗くて満足できない。周波数や音量のステップが僕には大き過ぎるのだ。Windows版はwineやVirtualBoxで動いたが、有料でないと測る範囲が狭かったり、使い勝手が悪かったり、動作が不安定だったりした。例えば、高周波聴力検査ソフトは使い勝手は良かったが、しばらく測定していたら、途中で音が出なくなってしまった。耳の保護なのかと思ったが、何もメッセージは出なかったし、そういう記述もなかった。

それで、いつもスピーカーの再生特性の測定に使っている、REW(部屋の音響特性測定ソフト)のジェネレータ(発振器)を使って、自分で測定することにした。正弦波の周波数を変えながら、ぎりぎり聞こえる(感じる)音量を記録していくのだ。測定は たやすく終わった(ただし、間違って大きな音を出さないように注意が必要だった)。

ただ、測定した数値(閾値)をどのように聴力の値(いわゆる「オージオグラム」のデータ)に変換するのか分からなかった。最初は、等ラウドネス曲線で補正する必要があると思ってやってみた※のだが、良く調べたらその必要はなさそうだった(結果は後述の等ラウドネス曲線で補正した仮のオージオグラムと同様)。(注: 左の「必要はなさそうだった」という結論は間違いだったので、取り消しにした。)

※等ラウドネス曲線で補正するのに、曲線の元データが見つからなかったのだが、グラフ(このサービスはすごく便利だ!)から得た。 (データに著作権はないから、セーフだよね?ｗ)

(注: 以下の「というのは」から「でも、良く考えれば」までは間違いだったので、正しい部分を除いて灰色にした。)

というのは、聴力検査の解説(→ 例)によれば、単純に、各周波数でどこまで小さい音が聞こえるか(聞こえ出す音量)を記録するだけのようで、特別な補正はなさそうだ※。つまり、僕が測定した方法と同様だ。違うのは、オージオグラムは基準となる音量(0dB)が較正されているはずだが、僕のはそうでないことだろう(もちろん、防音室など、機材の問題はある)。

※それはそうで、聴力検査は各自の耳の聞こえ方(絶対値)を調べるのが目的であって、音響製品の出荷時検査のように「標準」からの差(相対値)を測る訳ではないからだ。仮にオージオメーターが等ラウドネス曲線で補正していたとしたら、近頃その曲線が修正されたから、測定器の入れ替えはもちろん、それまでの測定結果が無効になってしまって、耳鼻科界は大騒ぎになったに違いない。

それで、測定した数値の最大値からの差分を(仮に)「相対聴力レベル」とした。それで、オージオグラムもどきを作った。先に書いたように、基準となる音量(0dB)を較正していないので、「相対」である。実はもっと広い周波数(30Hz-13kHz)で測ったのだが、余り意味がないので、通常のオージオグラムの範囲に合わせた。

グラフを見ると、右(赤)の中高域が低いのと、両方の低域が悪い(超高域も悪いが、加齢のせいだろう)。右は昔の突発性難聴の影響だろうか。低域は室内の環境雑音の影響や突発性難聴かヘッドフォンの特性だろうかと思った。ただ、ヘッドフォンの特性で低域が出ていないのなら、低音がスカスカの印象になりそうなので、余り考えられないだろう。

それで、上に挙げた耳鼻科のサイトを更に読んだところ、両耳とも軽い低音障害型感音難聴の可能性があることが分かった。更に、右はメニエール病(突発性難聴の再発時にそういう診断になったのを思い出した)の進行に伴って、中高域も下がったのかも知れない(その後特に症状は出ていないので、当時から進行していないのかも知れない)。

ただ、低域は環境雑音の影響でマスクされていたことが考えられるので、更に確認が要るだろう。

でも、良く考えれば、人の耳は(各自で異なるものの)等ラウドネス曲線(下図)の特性があって、それは低域で感度が悪く(例: 閾値(図で音量が"0 Phons")の場合、125Hzで1kHzの-16.6dB)、高域で感度が良い(例: 同4kHzで1kHzの+8.5dB)。一方、実際のオージオグラムは平坦なものが標準(健康)のようなので、そうするには補正が要るだろう。であれば、オージオメーターはやっぱり等ラウドネス曲線での補正をしているのだろうか? (→ 等ラウドネス曲線が修正された時、耳鼻科界は大騒ぎになった? 知らん顔? 「直ちに影響はない」? → 調べたら、最小可聴域ではほとんど違いがなさそうだ。良かったねｗ)

※オージオメーターについて調べたら、オージオメーターは音が聞こえ出した音圧レベルをそのまま出している訳ではなく、正常値(「正常耳の聴覚閾値のレベル」)との差を「聴力損失」として出力していることが分かった(→ 参考1)。だから、何らかの補正をしているはずだ。

具体的な補正内容は、参考1ではIEC 645とかISO 389などを参照しており、それらは有料のために確認できなかったが、別の資料(→ 参考2: 鈴木他 「最小可聴値と等ラウドネス曲線をめぐる最近の話題」, 2002)によれば、最小可聴値はISO 389-7で規定されており、その形状はラウドネス曲線に近いようだ(下の中央に参考2から図を転載した)。なので、最新のオージオメーターでの補正はISO 389-7に基づいているのだろう(古いものは若干違うようだが、実用上の差はなさそうだ)。: すべて素人の推測である。

そして、今回の測定値を等ラウドネス曲線で補正した、仮のオージオグラムを作ったところ、中高域(概ね1.5-4kHz)での左右の感度差(最大約7dB)を除いて大きな問題はなさそうだ(なお、8kHzで10dBの大きな差があるが、誤りかも知れないので、再確認が要る)。

いずれにしても、最初の問題の、右での聞こえ方が違っていたのは、(左右の差は等ラウドネス曲線には依存しないため)右の中高域の聴力が左より低いことが原因のように思う(ただ、なぜそれを低域不足に感じたのかは不明だ。もしかして、100-120Hzの最大約6dBの差が効いているのだろうか?)。まあ、何にしてもこればかりはどうにもならないので、違いの原因が分かったので良しとする。

そういえば、昔から右だけで聞くと音質がちょっと違って聞こえていたことや、左右の音量を同じにしても左が強く(中心が左に寄って)聞こえたことや、電話は左耳で受けることが多い(右だとなんか変に感じる)のを思い出した。なるほど。

と書きつつ、グラフを良く見ると、むしろ右の方がフラットに近くて、特性としてはいいことに気付いた。他の要因もあるのだろうか? まあ、これ以上考えてもどうしようもないので、そういうものだとしよう・・・ 結局、左右の違いが問題なのには間違いない。

ここまで書いて、ふと心配になった。突発性難聴は左だった気がしたが、調べると確かに右だった。どうも腑に落ちないが、まあ、最初の記憶が正しかったのだからいいかｗ

(9/24 9:05) 昨夜寝る前か寝ながら気付いた。聴力(オージオグラム)は「聞こえる最小の音量」での特性なので、実際の日常生活や音楽を聴く時の音量での特性は違うだろう。耳や脳の特性がリニア(比例的)であればオージオグラムの形状と同じとしてもいいが、おそらく違うだろう。実際、等ラウドネス曲線は音量によって若干形状が変わっている。だから、オージオグラムの特性から(上述のように)日常生活での聞こえ方を考察するのは正しくないのかも知れない(まあ、音量によって聞こえ方の傾向まで変わるとは考えにくいので、定性的な考察はできそうだが)。

とはいえ、実際の音量での耳の特性を測るのは至難の技(人は音量を「数値」で表すことができない。それどころか、２つの音が「同じ音量」かを正確に判断するのも難しい)だ。いろいろやれば分かるとしても、それこそ(PSに書いたように)耳に悪いから全く遠慮したい。まあ、等ラウドネス曲線の形状は音量によって異なるとはいえ、概ね似ているから、それほど大きな違いはないのかも知れないが、個人によって変わり方は変わりそうだ。

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今思い付いたのは、等ラウドネス曲線の音量による変化をもとにオージオグラムを変形させて、実際の音量での耳の特性を生成(推定)することだ。具体的にどう処理すればいいのかは分からないが、できそうではある。マッピングのようなものだろうか? 最低の音量での等ラウドネス曲線の形状と目的の音量での形状の「差」(倍率?)を求めて、それをオージオグラムに「掛け」ればいいのか。もちろん、これは平均的な人での変化を求めているだけなので、各自での違いは分からない。探せば、こういう研究はいろいろありそうだ。

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(9/24 13:19) 実際の音量での耳の特性の推定を試してみた。恥ずかしながら、推定値を求めるのに加算と乗算のどちらがいいのか分からなかったので、とりあえず加算にした。つまり、以下のようになる。

周波数f、音量vでの等ラウドネス値をE_v(f)とする。なお、最低の音量はv=0とする。
この時、周波数fでの等ラウドネス値の音量vと0の差は以下になる。

⊿_v(f)= E_v(f) - E₀(f)

それで、オージオグラム(音量は0相当なので、R₀(f)とする)から、音量vでの耳の特性(R_v(f)とする)は、以下のように推定できるだろう。

R_v(f)= R₀(f) + ⊿_v(f)

上のようにして、音量40phons(音楽を聴く音量は50phons程度だろうと考えたが、そのデータがないので40にした)での耳の特性の推定値をグラフにした。比較のため、オージオグラム(仮)も点線で載せた。

傾向には大きな違いはなさそうだ。が、どちらの音量でも高域(8kHz付近)が妙に高い(感度がいい)うえに、左右で10dBくらいも差があるのが気になる。以前問題になった、音質補正に使うイコライザによっては耳が痛くなる現象(→ 参照)は、これに関係しているのかも知れない(左のページでは6kHz付近を下げて耳痛を和らげていた)。

感度が良くて大き目に聞こえるうえに左右で音量がバラついていたら、脳が悲鳴を上げそうな気はする。ただ、耳が痛くならないイコライザもあるし、当然ながらイコライザを使わなければ痛くならないので、そうならない何か(→ 音の良さ?)があるのだろう。位相(時間差)だろうか? 耳の痛いイコライザは左右(左右での設定の違いに起因する)なり周波数での時間差の出方がおかしくて(例: 不自然)、脳を痛めるのだろうか?

誇張して書けば、ただでさえ耳が痛くなるような高い音を、左右同時ならまだしも、(微妙な)時間差攻撃で左右からダダっと入れられたら、さすがに音を上げるのではないかと思う。

 

PS. 聴力チェックのせいか、左耳の調子がちょっと悪くなった。大音量で聴いた訳ではないが、長時間小さい音に集中するので耳に良くないのだろう。だから、むやみに測るのはお勧めしない。

PS2. 別件で過去の投稿を見ていたら、5年くらい前(2014/10)にも測定していた。グラフの表現が異なるので簡単には比較できないが、概ね大きな変化はなさそうだ。あとで詳しく比較してみたい。おもしろいのは、そこに「また5年後とかにやってみたい。」と書いてあって、すっかり忘れていたのに、本当に5年後に測定したことだ。 (10/9 15:34)