短い音の知覚

質問

人間はどのレベルまで短い音を知覚できるのでしょうか？
目ならせいぜい百分の何秒かと思いますが、耳は最高で2万Hz辺りまで識別可能なはずです。
ということは1/20000秒でも認識可能という事になるんでしょうか？

ぶっちゃけ頑張ればサンプリングレート44100Hzのwavファイルをいじくり倒せば実験できる気もしましたが、例えできたとしても、スピーカーで音を出したところで反響してしまえば正確に分からないのでは？と考えが至ってしまいました。

何かご存知の方、試した事あるという方はよろしくお願いいたします。

（ちなみに今回は、音楽ファイルの分析をする際に何秒以下で処理区間を設定すれば、聞く際に影響が少ないかという悩みですので、大体の御回答でも教えていただければ幸いです）

回答No.1

A-Tanaka

こんばんは。
大変難しい質問をされていますね。

音の場合には、音圧と周波数の関係があるため一概には言えないと思います。デジタルオーディオ機器の開発において、32KHz、44.1KHz、48KHz等のフォーマットが決定されるに当たっては、音響心理学的実験によって行われたようです。

また、量子化ビットである、12bit対数、16bitリニア、その後の20Bit、24bitなどは音圧の変化を正確に捉えるために開発されたものです。特に、音をデジタル化しデジタルから音に戻すにあたっては、量子化ノイズと呼ばれるわずかな歪みが生じます。この歪みを最小限にするために、標本化bit数が増大することになったそうです。

さて、音圧と周波数の関係は、音信号の変化点で顕著に現れます。その音信号の変化点を上手にデジタルフィルターで圧縮することによって、MDやMPなどのフォーマットに繋がっています。

このような、実験や視聴の結果から言えることは、音圧が対数で増大すると、20KHz以上でも認識されうる可能性があるということなのです。なぜならば、多数の視聴者や産業領域における医学診断によって、耳の可聴範囲は、対数曲線と同じ分布を持つ可能性があるということです。

ただし、基本的な音楽サンプリングなどによって、音楽楽器などは有る程度の分布を持ちますので、現在ある44.1KHｚ～48KHz程度の標本化、すなわち、標本化定理から言えることは、20KHｚ～24KHｚ程で高いグレードになるわけです。

ちなみに、音声を主体にする場合には、8KHｚ、10bit折線量子化でも十分であり、これは電話通信などの領域で使われています。

参考文献：土井利忠、伊賀章(著), 新版 デジタルオーディオ, ラジオ技術社 1987,他

お礼

詳しいご説明ありがとうございます。

考えてみればとても短い音に1周期以上を表すとすると自ずと高音になり、そうなると音圧に拠ってきますね。
となると一概に言えないという結論になってしまいそうです（工学的というより学問的に）

やはり一度使用に耐えるレベルを調べるという意味で実験した方が早いのでしょうか。

補足

追記：
私の耳では1/44100秒でも音が知覚できました。
ただ、1/256秒以下になると所謂クリックノイズみたいに聞こえました。