ノイズキャンセリングミュージック：音楽の提示により騒音の不快度を低減する手法

ノイズキャンセリング ミュージック 音楽の提示により騒音の不快度を低減する 手法 徳久弘樹 佐藤剣太 松田滉平 松井啓司 中村聡史 （明治大学大学院 先端数理科学研究科）

まずは こちらをお聞きください！

騒音の印象を変化[松田 2017] 騒音に対する印象が 変わりませんでしたか？

背景 • 我々は常は騒音にさらされている • セミの音が気に触る • 工事の音がうるさい • 他人の会話にいらいら • うるさくて作業に集中できない！ 騒音は日常生活にありふれた フラストレーションの原因

背景 • 保育園の騒音による近隣トラブル • 「子供の声がうるさい」と抗議の声 • 反対運動による開園の延期や中止 • 武蔵野市の保育園の開園が延期に （2017年 読売新聞）

背景 • 保育園の騒音による近隣トラブル • 「子供の声がうるさい」と抗議の声 • 反対運動による開園の延期や中止 騒音が社会問題に発展することも • 武蔵野市の保育園の開園が延期に （2017年 読売新聞）

背景 • 身近な対応策として • 耳栓 • ヘッドホンやイヤホンで音楽 • ノイズキャンセリングデバイス • 重要な音を聞き逃すかも！ • インターフォンの音 • 電車の車内アナウンス

ノイズキャンセリングミュージック[松田 2017] • 音楽で騒音に対する心理的負荷を軽減する • 夏の雰囲気の音楽でセミの音を軽減 • 工事現場で働くかっこいい人の姿を想像させる音楽 で工事の騒音の印象を変化

ノイズキャンセリングミュージック[松田 2017] • 空間の騒音を低減する「消音剤」として の役割を想定 • 環境センシングで騒音を検出＋推定 • 耳を塞がない装着型音響デバイスへの応 用 • 人それぞれに違う音楽の提示が可能 • 分割磁界供給型骨伝導による常時装着音響デバイス [暦本 2018]

関連研究 • HIGH ANNOYANCE NOISE MASKING. [Haiyanら 2017] • 自然音で生活騒音をマスキング • ここでは川のせせらぎなど自然音のみ検証 • 携帯型音楽プレイヤのための騒音・音楽融合 型再生方式の評価 [井上ら 2007] • 騒音を演奏とみなし、リズムのあう音楽を提示 • 騒音は一定のリズムを刻むものに限られる 音の提示でユーザの気分を変化させる

研究グループの大きな目的 騒音を心理的に気にならなくさせる ノイズキャンセリングミュージックの実現

これまでの研究（EC2017にて発表） • 6種類のカテゴリの騒音と音楽について 手法の有効性を検証 カテゴリ 騒音 音楽 夏 セミの鳴き声 Summer 車 車の走行音 T-SQUARE 運動 運動部の掛け声 エンジン ロケットの打ち上げ音 燃焼系アミノ式 I Don’t Want to Miss a Thing 話し声 人混み Moanin’ 悪天候 雷 He’s a Pirate

これまでの研究（EC2017にて発表） 手法の有効性が確認されたが… • 実験に用いた騒音が限定的すぎる Ex)ロケットの打ち上げ音、運動部の掛け声 • 6種類の騒音しか検証していない • 歌詞の影響を考慮していない • そもそも騒音が不快なものではない？

改善点 今回は • より日常的な騒音を選定 Ex)子供の声、工事の削岩機 • 検証する騒音を9種類に • 日本語の歌詞がないものを採用 • 騒音の不快度も調査

本研究の目的 • 騒音に合わせた音楽の提示によって騒音 が気にならなくなるか実験で再検証 • 騒音が気にならなくなる音楽の傾向調査

実験 イメージの合う騒音と音楽を カテゴリごとにリストアップ カテゴリ 騒音 音楽 夏 セミの鳴き声 Summer 車 車の走行音 TRUTH 子供 子供のはしゃぎ声 エレクトリカルパレード 悪天候 強風 He’s a Pirate 話し声 人混み Moanin’ 機械の駆動音 エアコンの駆動音 Battaille Décisive 工事 削岩機 地上の星（カラオケバージョン） 音漏れ イヤフォンの音漏れ One more time 食事 咀嚼音 Attack on Titan

実験 イメージの合う騒音と音楽を カテゴリごとにリストアップ カテゴリ 騒音 音楽 夏 セミの鳴き声 Summer 車 車の走行音 TRUTH 話し声 人混み Moanin’ 機械の駆動音 エアコンの駆動音 Battaille Décisive 工事 削岩機 地上の星（カラオケバージョン） 音漏れ イヤフォンの音漏れ One more time 食事 咀嚼音 Attack on Titan 同カテゴリの騒音に音楽を提示することで 子供 子供のはしゃぎ声 エレクトリカルパレード 騒音が気にならなくなるか検証 He’s a Pirate 悪天候 強風

実験 • 音楽提示による騒音の印象変化の調査 • 音楽と騒音を合わせて聞くタスク • 音楽(9曲+無音) 騒音(9つ)＝90通り • 実験協力者14名（男性5名 女性9名） • 明治大学及び同大学大学院の学生 19歳〜23歳 14名 9曲＋無音 9つ

実験環境 • 防音室で実施 • ２つのスピーカーから騒音と音楽を別々 に流す 実験風景 実験画面

実験タスク 1. 騒音＋音楽を同時に聞く（30秒） 2. 1と同じものを騒音だけで聞く（30秒） 3. 1の騒音の音量を再現する（0~40で評価） 4. 1〜3を全パターン（10 9通り）行う

実験結果：結果の正規化 • 人物・カテゴリごとに評価値を正規化 • 騒音単体の評価値を1.0とする • 1.0以下だと騒音単体より静かと評価 • 1.0以上だと騒音単体よりうるさいと評価 Aさんの評価の例 騒音 夏 夏 夏 音楽 無音 夏 車 音量評価値 正規化後の値 29 1.00 25 0.86 34 1.17

実験結果：対応表 全体的に音量評価値が低くなる傾向 音楽 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事 0.81 1.04 0.90 0.88 0.90 0.82 0.94 0.97 0.95 0.89 0.85 1.05 0.77 0.90 0.91 0.96 0.86 0.84 1.00 0.94 0.82 0.92 0.81 0.99 0.97 0.96 0.74 1.10 0.94 1.31 0.72 0.83 0.93 0.89 0.95 0.62 0.82 0.76 1.24 0.95 0.91 0.92 0.88 0.81 1.03 0.84 0.82 1.38 0.89 0.97 0.81 0.91 0.88 0.79 0.83 0.91 1.04 0.81 0.91 0.82 0.87 0.99 0.84 0.97 0.92 0.97 0.86 0.95 0.85 0.92 0.91 0.68 0.86 0.94 1.11 0.80 1.00 0.81 0.91 0.82 0.76 騒音 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事

実験結果：対応表 全体的に音量評価値が低くなる傾向 音楽 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事 0.81 1.04 0.90 0.88 0.90 0.82 0.94 0.97 0.95 0.89 0.85 1.05 0.77 0.90 0.91 0.96 0.86 0.84 1.00 0.94 0.82 0.92 0.81 0.99 0.97 0.96 0.74 1.10 0.94 1.31 0.72 0.83 0.93 0.89 0.95 0.62 0.82 0.76 1.24 0.95 0.91 0.92 0.88 0.81 1.03 0.84 0.82 1.38 0.89 0.97 0.81 0.91 0.88 0.79 0.83 0.91 1.04 0.81 0.91 0.82 0.87 0.99 0.84 0.97 0.92 0.97 0.86 0.95 0.85 0.92 0.91 0.68 0.86 0.94 1.11 0.80 1.00 0.81 0.91 0.82 0.76 騒音 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事

実験結果：対応表 全体的に音量評価値が低くなる傾向 音楽 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事 0.81 1.04 0.90 0.88 0.90 0.82 0.94 0.97 0.95 0.89 0.85 1.05 0.77 0.90 0.91 0.96 0.86 0.84 1.00 0.94 0.82 0.92 0.81 0.99 0.97 0.96 0.74 1.10 0.94 1.31 0.72 0.83 0.93 0.89 0.95 0.62 0.82 0.76 1.24 0.95 0.91 0.92 0.88 0.81 1.03 0.84 0.82 1.38 0.89 0.97 0.81 0.91 0.88 0.79 0.83 0.91 1.04 0.81 0.91 0.82 0.87 0.99 0.84 0.97 0.92 0.97 0.86 0.95 0.85 0.92 0.91 0.68 0.86 0.94 1.11 0.80 1.00 0.81 0.91 0.82 0.76 騒音 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事

実験結果：対応表 全体的に音量評価値が低くなる傾向 音楽 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事 0.81 1.04 0.90 0.88 0.90 0.82 0.94 0.97 0.95 0.89 0.85 1.05 0.77 0.90 0.91 0.96 0.86 0.84 1.00 0.94 0.82 0.92 0.81 0.99 0.97 0.96 0.74 1.10 0.94 1.31 0.72 0.83 0.93 0.89 0.95 0.62 0.82 0.76 1.24 0.95 0.91 0.92 0.88 0.81 1.03 0.84 0.82 1.38 0.89 0.97 0.81 0.91 0.88 0.79 0.83 0.91 1.04 0.81 0.91 0.82 0.87 0.99 0.84 0.97 0.92 0.97 0.86 0.95 0.85 0.92 0.91 0.68 0.86 0.94 1.11 0.80 1.00 0.81 0.91 0.82 0.76 騒音 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事

実験結果：対応表 同カテゴリの騒音も音量は低く評価 音楽 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事 0.81 1.04 0.90 0.88 0.90 0.82 0.94 0.97 0.95 0.89 0.85 1.05 0.77 0.90 0.91 0.96 0.86 0.84 1.00 0.94 0.82 0.92 0.81 0.99 0.97 0.96 0.74 1.10 0.94 1.31 0.72 0.83 0.93 0.89 0.95 0.62 0.82 0.76 1.24 0.95 0.91 0.92 0.88 0.81 1.03 0.84 0.82 1.38 0.89 0.97 0.81 0.91 0.88 0.79 0.83 0.91 1.04 0.81 0.91 0.82 0.87 0.99 0.84 0.97 0.92 0.97 0.86 0.95 0.85 0.92 0.91 0.68 0.86 0.94 1.11 0.80 1.00 0.81 0.91 0.82 0.76 騒音 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事

実験結果：対応表 各カテゴリの最小評価値 音楽 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事 0.81 1.04 0.90 0.88 0.90 0.82 0.94 0.97 0.95 0.89 0.85 1.05 0.77 0.90 0.91 0.96 0.86 0.84 1.00 0.94 0.82 0.92 0.81 0.99 0.97 0.96 0.74 1.10 0.94 1.31 0.72 0.83 0.93 0.89 0.95 0.62 0.82 0.76 1.24 0.95 0.91 0.92 0.88 0.81 1.03 0.84 0.82 1.38 0.89 0.97 0.81 0.91 0.88 0.79 0.83 0.91 1.04 0.81 0.91 0.82 0.87 0.99 0.84 0.97 0.92 0.97 0.86 0.95 0.85 0.92 0.91 0.68 0.86 0.94 1.11 0.80 1.00 0.81 0.91 0.82 0.76 騒音 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事

実験結果：対応表 5つの同カテゴリで最小評価値 音楽 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事 0.81 1.04 0.90 0.88 0.90 0.82 0.94 0.97 0.95 0.89 0.85 1.05 0.77 0.90 0.91 0.96 0.86 0.84 1.00 0.94 0.82 0.92 0.81 0.99 0.97 0.96 0.74 1.10 0.94 1.31 0.72 0.83 0.93 0.89 0.95 0.62 0.82 0.76 1.24 0.95 0.91 0.92 0.88 0.81 1.03 0.84 0.82 1.38 0.89 0.97 0.81 0.91 0.88 0.79 0.83 0.91 1.04 0.81 0.91 0.82 0.87 0.99 0.84 0.97 0.92 0.97 0.86 0.95 0.85 0.92 0.91 0.68 0.86 0.94 1.11 0.80 1.00 0.81 0.91 0.82 0.76 騒音 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事

実験結果：平均値の比較 同カテゴリと別カテゴリの平均値 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 夏 ⾞ ⼦供 悪天候 話し声 駆動⾳ ⼯事 ⾳漏れ ⾷事 同カテゴリ 別カテゴリ

実験結果：平均値の比較 同カテゴリと別カテゴリの平均値 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 夏 ⾞ ⼦供 悪天候 話し声 駆動⾳ ⼯事 ⾳漏れ ⾷事 同カテゴリ 別カテゴリ

実験結果：平均値の比較 同カテゴリと別カテゴリの平均値 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 実験協力者の音楽に対するイメージが 夏 ⾞ ⼦供 悪天候 話し声 駆動⾳ ⼯事 ⾳漏れ ⾷事 想定と差があったことが原因の可能性 同カテゴリ 別カテゴリ

アンケート（音楽から連想するもの） 実験協力者が音楽から 想起するイメージをアンケート • 音楽を聞いて何を連想するか • 自由記述で回答

アンケート（音楽から連想するもの） 我々と同じ連想、異なる連想で分類 回答例 • 夏の音楽「Summer」 • 同じ連想：「夏」、「入道雲」 • 違う連想：「昔の思い出」 • 工事の音楽「地上の星」 • 同じ連想：「プロジェクトX」、「働く姿」 • 違う連想：「砂漠」、「宇宙」

アンケート結果 カテゴリ 同じ連想 異なる連想 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事 合計 7 7 12 12 8 2 3 8 1 60 7 7 2 2 6 12 11 6 13 66 14人の実験協 力者の連想が • 同じか • 異なるか

アンケート結果 カテゴリ 同じ連想 異なる連想 夏 車 子供 悪天候 話し声 駆動音 工事 音漏れ 食事 合計 7 7 12 12 8 2 3 8 1 60 7 7 2 2 6 12 11 6 13 66 14人の実験協 力者の連想が • 同じか • 異なるか

同カテゴリの音量評価値を分類 連想が我々と同じでも、異なっていても 同カテゴリの音量評価値に有意差なし 同じ連想（回答60件） 異なる連想（回答66件）

アンケートの考察 • 連想するものが異なっていても、騒音 の印象を変容させるような音楽であれ ば、騒音の音量評価値を下げる傾向 • 実験協力者の連想が我々の意図しない ところで騒音のイメージと一致 • 同じ連想、異なる連想の区別はあくまで 我々の主観

アンケート（音声の不快度） 音声の不快度を調査 • 音楽を聞いて不快度を回答 • 7段階リッカート尺度 • 「騒音のみ」と「同カテゴリの騒音と音楽」 について回答

アンケートの結果 カテゴリ 騒音のみ 騒音+音楽 夏 5.36 5.29 車 3.57 3.14 子供 3.57 2.86 悪天候 2.93 1.57 話し声 4.00 4.71 駆動音 4.29 4.00 工事 4.79 4.50 音漏れ 4.57 4.43 食事 5.50 4.71

アンケートの結果 カテゴリ 騒音のみ 騒音+音楽 夏 5.36 5.29 車 3.57 3.14 子供 3.57 2.86 悪天候 2.93 1.57 話し声 4.00 4.71 駆動音 4.29 4.00 工事 4.79 4.50 音漏れ 4.57 4.43 食事 5.50 4.71

アンケートの結果 カテゴリ 騒音のみ 騒音+音楽 夏 5.36 5.29 車 3.57 3.14 子供 3.57 2.86 悪天候 2.93 1.57 話し声 4.00 4.71 駆動音 4.29 4.00 工事 4.79 4.50 音漏れ 4.57 4.43 食事 5.50 4.71

考察 • 騒音にイメージのあった音楽で不快度が 低減する傾向が示された • 「話し声」カテゴリーでは不快度が上昇 • カフェやバーのマナーの悪い客を彷彿とさ せるという意見も • 元々の不快度が高い騒音に対しては効果 は薄い • うるさい騒音と生理的に嫌な騒音がある

結果 • 騒音を心理的に許容させるノイズキャン セリングミュージックについて再検証 • 騒音の印象が変わる音楽を被せると、騒音 の音量及び不快度を低く評価する傾向

今後の展望 • 提案手法がコンテキスト依存か、周波数 依存かを実験で検証 • 騒音の印象変容についてさらなる検証 • 騒音を別の音として認識させることで、騒音の影 響をなくす可能性 • 適切な騒音と音楽のパターン化

まとめ 実験 9種類の騒音と音楽で音量評価値、不快度を 調査 結果 印象を変化させる適切な音楽で音量評価値、 不快度ともに下がる傾向 「子供の声」は、不適切な音楽では逆効果！ 今後の展望 依存先や印象変容、パターン化の可能性につ いて検証