特許 6981325 処理装置、処理方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981325

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】処理装置、処理方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G10K 15/00 20060101AFI20211202BHJP

   H04S 1/00 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   G10K15/00 L

   H04S1/00 500

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2018-53764(P2018-53764)

(22)【出願日】2018年3月22日

(65)【公開番号】特開2019-168481(P2019-168481A)

(43)【公開日】2019年10月3日

【審査請求日】2020年8月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】藤井 優美

(72)【発明者】

【氏名】村田 寿子

(72)【発明者】

【氏名】小西 正也

(72)【発明者】

【氏名】下条 敬洋

(72)【発明者】

【氏名】高地 邦明

【審査官】 堀 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０２８３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１１１８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２９４９９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１０Ｋ １５／００

Ｈ０４Ｓ １／００− ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

音源から出力される音を受聴者に装着された左右のマイクにより収音することで得られた収音信号を処理する処理装置であって、
前記受聴者の正面前方から角度θだけ傾いた方向に前記音源が配置された状態での特性測定を行うため、前記音源から出力される測定信号を生成する測定信号生成部と、
前記左右のマイクで収音された収音信号が入力されるモノラル入力端子と、
前記モノラル入力端子を介して、前記左右のマイクで収音された収音信号を取得する収音信号取得部と、
左の前記マイクのみから収音された第１の収音信号、及び、右の前記マイクのみから収音された第２の収音信号がそれぞれ前記モノラル入力端子に入力されるように接続状態を切替える切替器と、
前記受聴者の両耳間距離を取得する両耳間距離取得部と、
前記受聴者の正面前方に配置された前記音源から左右の前記マイクまでの到達時間の時間差を正面時間差として取得する正面時間差取得部と、
前記角度θと、前記正面時間差と、前記両耳間距離と、に基づいて、入射時間差を算出する入射時間差算出部と、
前記特性測定において取得された前記第１及び第２の収音信号に前記入射時間差に応じた遅延を与えて、前記音源から前記左右のマイクまでの伝達特性を算出する伝達特性生成部と、を備え、
前記切替器は、前記第１の収音信号、前記第２の収音信号、及び左右の前記マイクから収音された第３の収音信号がそれぞれ前記モノラル入力端子に入力されるように接続状態を切替え、
前記収音信号取得部は、前記受聴者の正面前方に前記音源が配置された状態の正面測定で、前記第１〜第３の収音信号をそれぞれ取得し、
前記正面時間差取得部は、前記正面測定で取得された前記第１〜第３の収音信号に基づいて、前記正面時間差を算出し、
前記収音信号取得部は、前記受聴者の横方向に前記音源が配置された状態の横方向測定で、前記第１〜第３の収音信号をそれぞれ取得し、
前記両耳間距離取得部は、前記横方向測定で取得された前記第１〜第３の収音信号に基づいて、前記両耳間距離を算出する処理装置。

【請求項2】

前記入射時間差算出部は、
前記角度θを入射角φ、前記両耳間距離をＤ、音速をｃ、推定時間差をＩＴＤとして、次の式により、推定時間差ＩＴＤを求めて、
φ＋ｓｉｎφ＝２ｃ×ＩＴＤ／Ｄ、
前記推定時間差ＩＴＤに、前記正面時間差を加えることで、前記入射時間差を算出する請求項１に記載の処理装置。

【請求項3】

音源から出力される音を受聴者に装着された左右のマイクにより収音することで得られた収音信号を処理する処理装置における処理方法であって、
前記処理装置は、前記受聴者の正面前方から角度θだけ傾いた方向に配置された前記音源に測定信号を出力することで特性測定を行い、
前記処理装置は、モノラル入力端子を備え、
前記モノラル入力端子と前記左右のマイクとの間には、切替器が設けられており、
前記切替器は、左の前記マイクのみから収音された第１の収音信号、及び、右の前記マイクのみから収音された第２の収音信号がそれぞれ前記モノラル入力端子に入力されるよう、前記モノラル入力端子への入力を切替え、
前記処理方法は、
前記受聴者の両耳間距離を取得するステップと、
前記受聴者の正面前方に配置された前記音源から左右の前記マイクまでの到達時間の時間差を正面時間差として取得するステップと、
前記角度θと、前記正面時間差と、前記両耳間距離と、に基づいて、入射時間差を算出するステップと、
前記特性測定において取得された前記第１及び第２の収音信号に前記入射時間差に応じた遅延を与えて、前記音源から前記左右のマイクまでの伝達特性を算出するステップと、を含み、
前記切替器は、前記第１の収音信号、前記第２の収音信号、及び左右の前記マイクから収音された第３の収音信号がそれぞれ前記モノラル入力端子に入力されるように接続状態を切替え、
前記受聴者の正面前方に前記音源が配置された状態の正面測定で、前記第１〜第３の収音信号をそれぞれ取得するステップと、
前記正面測定で取得された前記第１〜第３の収音信号に基づいて、前記正面時間差を算出するステップと、
前記受聴者の横方向に前記音源が配置された状態の横方向測定で、前記第１〜第３の収音信号をそれぞれ取得するステップと、
前記横方向測定で取得された前記第１〜第３の収音信号に基づいて、前記両耳間距離を算出するステップと、をさらに含む処理方法。

【請求項4】

左右のマイクにより収音することで得られた収音信号を処理する処理方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コンピュータは、受聴者の正面前方から角度θだけ傾いた方向に配置された音源に測定信号を出力することで特性測定を行い、
前記コンピュータは、モノラル入力端子を備え、
前記モノラル入力端子と前記左右のマイクとの間には、切替器が設けられており、
前記切替器は、左の前記マイクのみから収音された第１の収音信号、及び、右の前記マイクのみから収音された第２の収音信号がそれぞれ前記モノラル入力端子に入力されるよう、前記モノラル入力端子への入力を切替え、
前記処理方法は、
前記受聴者の両耳間距離を取得するステップと、
前記受聴者の正面前方に配置された前記音源から左右の前記マイクまでの到達時間の時間差を正面時間差として取得するステップと、
前記角度θと、前記正面時間差と、前記両耳間距離と、に基づいて、入射時間差を算出するステップと、
前記特性測定において取得された前記第１及び第２の収音信号に前記入射時間差に応じた遅延を与えて、前記音源から前記左右のマイクまでの伝達特性を算出するステップと、を含み、
前記切替器は、前記第１の収音信号、前記第２の収音信号、及び左右の前記マイクから収音された第３の収音信号がそれぞれ前記モノラル入力端子に入力されるように接続状態を切替え、
前記受聴者の正面前方に前記音源が配置された状態の正面測定で、前記第１〜第３の収音信号をそれぞれ取得するステップと、
前記正面測定で取得された前記第１〜第３の収音信号に基づいて、前記正面時間差を算出するステップと、
前記受聴者の横方向に前記音源が配置された状態の横方向測定で、前記第１〜第３の収音信号をそれぞれ取得するステップと、
前記横方向測定で取得された前記第１〜第３の収音信号に基づいて、前記両耳間距離を算出するステップと、をさらに含むプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、処理装置、処理方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

頭外定位技術では、ヘッドホンから耳までの特性をキャンセルし、ステレオスピーカから耳までの４本の特性を与えることにより、音像を頭外に定位させている。特許文献１には、頭外に音像を定位させる方法として、受聴者の頭部伝達関数ＨＲＴＦ（Head Related Transfer Function）を用いる方法が開示されている。また、ＨＲＴＦは個人差が大きく、特に耳介形状の違いによるＨＲＴＦの変化が著しいことが知られている。

【0003】

したがって、ＨＲＴＦ等の空間音響伝達特性（以下、伝達特性とも称する）は、受聴者が左右の耳にマイクを装着した状態で、測定することが好ましい。ところで、昨今のメモリ容量の増大や演算速度の高速化に伴い、スマートホンやタブレット等の携帯端末を用いて、音像定位などのオーディオ信号処理を行うことが可能となった。そのため、携帯端末に付属するマイク端子を用いて、空間音響伝達特性の測定演算を行うことが可能となった。

【0004】

携帯端末の多くでは、マイク入力端子がステレオ入力ではなくモノラル入力となっている。さらに、パソコンなどでもマイク入力端子がモノラル入力となっていることがある。スピーカから左右の耳までの空間音響伝達特性を携帯端末等で測定する際に、スピーカから左右の耳までの距離が異なる場合、音響信号がスピーカから左右の耳へ到達するまでに必要な時間には差（時間差）が生じる。モノラルのマイク入力端子では左右の耳に設置したマイクで同時に録音することができないため、時間差を取得することはできない。したがって、モノラルのマイク入力端子では、左右の耳への到達時間の時間差を反映させた空間音響伝達特性を求めることが困難であった。

【0005】

上記の問題を解決するための技術が特許文献２に開示されている。特許文献２には、モノラルのマイク入力の場合でも適切に伝達特性を測定することができる音場再生装置が開示されている。この音場再生装置は、左右のマイクを備えたマイクユニットと、モノラル入力端子と、マイクユニットの出力を切り替える切替器とを、備えている。

【0006】

切替器を切り替えることで、左のマイクのみから収音された第１の収音信号、右のマイクのみから収音された第２の収音信号、及び左右のマイクから収音された第３の収音信号が測定している。処理装置は、第１〜第３の収音信号に基づいて、スピーカから左右の記マイクへの音の到達時間の時間差を算出している。処理装置は、第１及び第２の収音信号に基づいて時間差を反映した伝達特性を算出する。このようにすることで、モノラル入力端子であった場合でも、時間差を考慮した伝達測定を取得することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２−２０９３００号公報

【特許文献2】特開２０１７−２８３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

頭外定位技術では、ステレオスピーカから耳までの４本の伝達特性を与えることにより、音像を頭外に定位させている。頭外定位処理を行うためには、受聴者の左前方にスピーカを配置した測定と、右前方にスピーカを配置した測定をそれぞれ行う必要がある。特許文献２では、１つのスピーカ位置に対して、第１〜第３の収音信号を測定するために、３回の測定を行う必要がある。左右のスピーカのそれぞれに対して、第１〜第３の収音信号を取得するためには、合計６回の測定を行う必要がある。

【0009】

また、受聴者に対するスピーカの配置を変えて測定を行いたいという要求もある。例えば、受聴者の正面方向からの見開き角度を変えた伝達特性を用いることで、受聴者の好みに応じた定位感を実現することができる。配置数が増加すると、測定回数が増加してしまう。

【0010】

本開示は上記の点に鑑みなされたもので、簡便に伝達特性を測定することができる処理装置、処理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本実施形態にかかる処理装置は、音源から出力される音を受聴者に装着された左右のマイクにより収音することで得られた収音信号を処理する処理装置であって、前記受聴者の正面前方から角度θだけ傾いた方向に前記音源が配置された状態での特性測定を行うため、前記音源から出力される測定信号を生成する測定信号生成部と、前記左右のマイクで収音された収音信号が入力されるモノラル入力端子と、前記モノラル入力端子を介して、前記左右のマイクで収音された収音信号を取得する収音信号取得部と、左の前記マイクのみから収音された第１の収音信号、及び、右の前記マイクのみから収音された第２の収音信号がそれぞれ前記モノラル入力端子に入力されるように接続状態を切替える切替器と、前記受聴者の両耳間距離を取得する両耳間距離取得部と、前記受聴者の正面前方に配置された前記音源から左右の前記マイクまでの到達時間の時間差を正面時間差として取得する正面時間差取得部と、前記角度θと、前記正面時間差と、前記両耳間距離と、に基づいて、入射時間差を算出する入射時間差算出部と、前記特性測定において取得された前記第１及び第２の収音信号に前記入射時間差に応じた遅延を与えて、前記音源から前記左右のマイクまでの伝達特性を算出する伝達特性生成部と、を備えたものである。

【0012】

本実施形態にかかる処理方法は、音源から出力される音を受聴者に装着された左右のマイクにより収音することで得られた収音信号を処理する処理装置における処理方法であって、前記処理装置は、前記受聴者の正面前方から角度θだけ傾いた方向に配置された前記音源に測定信号を出力することで特性測定を行い、前記処理装置は、モノラル入力端子を備え、前記モノラル入力端子と前記左右のマイクとの間には、切替器が設けられており、前記切替器は、左の前記マイクのみから収音された第１の収音信号、及び、右の前記マイクのみから収音された第２の収音信号がそれぞれ前記モノラル入力端子に入力されるよう、前記モノラル入力端子への入力を切替え、前記処理方法は、前記受聴者の両耳間距離を取得するステップと、前記受聴者の正面前方に配置された前記音源から左右の前記マイクまでの到達時間の時間差を正面時間差として取得するステップと、前記角度θと、前記正面時間差と、前記両耳間距離と、に基づいて、入射時間差を算出するステップと、前記特性測定において取得された前記第１及び第２の収音信号に前記入射時間差に応じた遅延を与えて、前記音源から前記左右のマイクまでの伝達特性を算出するステップと、を備えたものである。

【0013】

本実施形態にかかるプログラムは、左右のマイクにより収音することで得られた収音信号を処理する処理方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記コンピュータは、受聴者の正面前方から角度θだけ傾いた方向に配置された音源に測定信号を出力することで特性測定を行い、前記コンピュータは、モノラル入力端子を備え、前記モノラル入力端子と前記左右のマイクとの間には、切替器が設けられており、前記切替器は、左の前記マイクのみから収音された第１の収音信号、及び、右の前記マイクのみから収音された第２の収音信号がそれぞれ前記モノラル入力端子に入力されるよう、前記モノラル入力端子への入力を切替え、前記処理方法は、前記受聴者の両耳間距離を取得するステップと、前記受聴者の正面前方に配置された前記音源から左右の前記マイクまでの到達時間の時間差を正面時間差として取得するステップと、前記角度θと、前記正面時間差と、前記両耳間距離と、に基づいて、入射時間差を算出するステップと、前記特性測定において取得された前記第１及び第２の収音信号に前記入射時間差に応じた遅延を与えて、前記音源から前記左右のマイクまでの伝達特性を算出するステップと、を備えたものである。

【発明の効果】

【0014】

本開示によれば、簡便に伝達特性を測定することができる処理装置、処理方法、及びプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施の形態に係る頭外定位処理装置を示すブロック図である。

【図2】伝達特性を測定する構成を示す図である。

【図3】スピーカの入射角φと両耳時間差ＩＴＤを説明するための図である。

【図4】特性測定における構成を模式的に示す上面図である。

【図5】伝達特性を測定するための処理装置を示すブロック図である。

【図6】正面測定における構成を模式的に示す上面図である。

【図7】時間差を求めるための処理を示すフローチャートである。

【図8】横方向測定における構成を模式的に示す上面図である。

【図9】本実施の形態にかかる処理方法を示すフローチャートである。

【図10】正面測定時に位置合わせを行う処理を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本実施の形態にかかる処理装置で生成したフィルタを用いた音像定位処理の概要について説明する。本実施形態にかかる頭外定位処理は、空間音響伝達特性と外耳道伝達特性を用いて頭外定位処理を行うものである。空間音響伝達特性は、スピーカなどの音源から外耳道までの伝達特性である。外耳道伝達特性は、ヘッドホンやイヤホンのスピーカユニットから鼓膜までの伝達特性である。本実施形態では、ヘッドホン又はイヤホンを装着していない状態での空間音響伝達特性を測定し、それらの測定データを用いて頭外定位処理を実現している。

【0017】

本実施の形態にかかる頭外定位処理は、パーソナルコンピュータ、スマートホン、タブレットＰＣなどのユーザ端末で実行される。ユーザ端末は、プロセッサ等の処理手段、メモリやハードディスクなどの記憶手段、液晶モニタ等の表示手段、タッチパネル、ボタン、キーボード、マウスなどの操作手段を有する情報処理装置である。ユーザ端末は、データを送受信する通信機能を有していてもよい。さらに、ユーザ端末には、ヘッドホン又はイヤホンを有する出力手段（出力ユニット）が接続される。頭外定位処理装置としては、モノラル入力端子を有する汎用の処理装置を用いることができる。

【0018】

実施の形態１．
（頭外定位処理装置）
本実施の形態にかかる音場再生装置の一例である頭外定位処理装置１００を図１に示す。図１は、頭外定位処理装置１００のブロック図である。頭外定位処理装置１００は、ヘッドホン４３を装着する受聴者Ｕに対して音場を再生する。そのため、頭外定位処理装置１００は、ＬｃｈとＲｃｈのステレオ入力信号ＸＬ、ＸＲについて、音像定位処理を行う。ＬｃｈとＲｃｈのステレオ入力信号ＸＬ、ＸＲは、ＣＤ（Compact Disc）プレイヤーなどから出力されるアナログのオーディオ再生信号、又は、mp3(MPEG Audio Layer-3)等のデジタルオーディオデータである。なお、頭外定位処理装置１００は、物理的に単一な装置に限られるものではなく、一部の処理が異なる装置で行われてもよい。例えば、一部の処理がスマートホン等の情報処理装置により行われ、残りの処理がヘッドホン４３に内蔵されたＤＳＰ(Digital Signal Processor)などにより行われてもよい。

【0019】

頭外定位処理装置１００は、頭外定位処理部１０、フィルタ部４１、フィルタ部４２、及びヘッドホン４３を備えている。頭外定位処理部１０、フィルタ部４１、及びフィルタ部４２は、具体的にはプロセッサ等により実現可能である。

【0020】

頭外定位処理部１０は、畳み込み演算部１１〜１２、２１〜２２、及び加算器２４、２５を備えている。畳み込み演算部１１〜１２、２１〜２２は、空間音響伝達特性を用いた畳み込み処理を行う。頭外定位処理部１０には、ＣＤプレイヤーなどからのステレオ入力信号ＸＬ、ＸＲが入力される。頭外定位処理部１０には、空間音響伝達特性が設定されている。頭外定位処理部１０は、各ｃｈのステレオ入力信号ＸＬ、ＸＲに対し、空間音響伝達特性のフィルタ（以下、空間音響フィルタとも称する）を畳み込む。空間音響伝達特性は被測定者の頭部や耳介で測定した頭部伝達関数ＨＲＴＦでもよいし、ダミーヘッドまたは第三者の頭部伝達関数であってもよい。

【0021】

４つの空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓを１セットとしたものを空間音響伝達関数とする。畳み込み演算部１１、１２、２１、２２で畳み込みに用いられるデータが空間音響フィルタとなる。空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓを所定のフィルタ長で切り出すことで、空間音響フィルタが生成される。

【0022】

空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓのそれぞれは、インパルス応答測定などにより、事前に取得されている。例えば、受聴者Ｕが左右の耳にマイクをそれぞれ装着する。受聴者Ｕの前方に配置された左右のスピーカが、インパルス応答測定を行うための、インパルス音をそれぞれ出力する。そして、スピーカから出力されたインパルス音等の測定信号をマイクで収音する。マイクでの収音信号に基づいて、空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓが取得される。左スピーカと左マイクとの間の空間音響伝達特性Ｈｌｓ、左スピーカと右マイクとの間の空間音響伝達特性Ｈｌｏ、右スピーカと左マイクとの間の空間音響伝達特性Ｈｒｏ、右スピーカと右マイクとの間の空間音響伝達特性Ｈｒｓが測定される。

【0023】

そして、畳み込み演算部１１は、Ｌｃｈのステレオ入力信号ＸＬに対して空間音響伝達特性Ｈｌｓに応じた空間音響フィルタを畳み込む。畳み込み演算部１１は、畳み込み演算データを加算器２４に出力する。畳み込み演算部２１は、Ｒｃｈのステレオ入力信号ＸＲに対して空間音響伝達特性Ｈｒｏに応じた空間音響フィルタを畳み込む。畳み込み演算部２１は、畳み込み演算データを加算器２４に出力する。加算器２４は２つの畳み込み演算データを加算して、フィルタ部４１に出力する。

【0024】

畳み込み演算部１２は、Ｌｃｈのステレオ入力信号ＸＬに対して空間音響伝達特性Ｈｌｏに応じた空間音響フィルタを畳み込む。畳み込み演算部１２は、畳み込み演算データを、加算器２５に出力する。畳み込み演算部２２は、Ｒｃｈのステレオ入力信号ＸＲに対して空間音響伝達特性Ｈｒｓに応じた空間音響フィルタを畳み込む。畳み込み演算部２２は、畳み込み演算データを、加算器２５に出力する。加算器２５は２つの畳み込み演算データを加算して、フィルタ部４２に出力する。

【0025】

フィルタ部４１、４２にはヘッドホン特性（ヘッドホンの再生ユニットとマイク間の特性）をキャンセルする逆フィルタが設定されている。そして、頭外定位処理部１０での処理が施された再生信号（畳み込み演算信号）に逆フィルタを畳み込む。フィルタ部４１で加算器２４からのＬｃｈ信号に対して、逆フィルタを畳み込む。同様に、フィルタ部４２は加算器２５からのＲｃｈ信号に対して逆フィルタを畳み込む。逆フィルタは、ヘッドホン４３を装着した場合に、ヘッドホンユニットからマイクまでの特性をキャンセルする。マイクは、外耳道入口から鼓膜までの間ならばどこに配置してもよい。逆フィルタは、受聴者Ｕ本人の特性の測定結果から算出されていてもよく、他の受聴者やダミーヘッドで測定されたものでもよい。

【0026】

フィルタ部４１は、処理されたＬｃｈ信号をヘッドホン４３の左ユニット４３Ｌに出力する。フィルタ部４２は、処理されたＲｃｈ信号をヘッドホン４３の右ユニット４３Ｒに出力する。受聴者Ｕは、ヘッドホン４３を装着している。ヘッドホン４３は、Ｌｃｈ信号とＲｃｈ信号を受聴者Ｕに向けて出力する。これにより、ユーザＵの頭外に定位された音像を再生することができる。

【0027】

このように、頭外定位処理装置１００は、空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓに応じた空間音響フィルタと、ヘッドホン特性の逆フィルタを用いて、頭外定位処理を行っている。以下の説明において、空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓに応じた空間音響フィルタと、ヘッドホン特性の逆フィルタとをまとめて頭外定位処理フィルタとする。２ｃｈのステレオ再生信号の場合、頭外定位フィルタは、４つの空間音響フィルタと、２つの逆フィルタとから構成されている。そして、頭外定位処理装置１００は、ステレオ再生信号に対して合計６個の頭外定位フィルタを用いて畳み込み演算処理を行うことで、頭外定位処理を実行する。

【0028】

図２を用いて、空間音響伝達特性を測定する測定装置について説明する。測定装置２００は、マイクユニット２、ステレオスピーカ５、処理装置２１０、及び切替器７を備えている。処理装置２１０は、モノラル入力端子８と、音声出力端子９と、を備えている。切替器７は、スイッチ７ａ、及び加算器７ｂを有している。

【0029】

処理装置２１０は、パーソナルコンピュータ、スマートホン、タブレットＰＣ等の情報処理装置である。処理装置２１０は、メモリ６１等に格納されたプログラムを実行することにより、測定を実施する。処理装置２１０は、収音信号を記憶するメモリ６１、受聴者Ｕの操作を受け付ける操作部６２、各信号を処理する処理部６３を備えている。操作部６２は、例えば、タッチパネルである。

【0030】

具体的には、処理装置２１０がアプリケーションプログラム（アプリ）を実行すると、インパルス信号を生成し、伝達特性の測定を開始する。なお、処理装置２１０は、図１に示した頭外定位処理装置１００と同一の装置であってよいし、別の装置であってもよい。処理装置２１０と頭外定位処理装置１００とが同一の装置である場合、処理装置２１０が、測定された伝達特性をメモリ６１等に記憶する。処理装置２１０と頭外定位処理装置１００とが別の装置である場合、処理装置２１０は頭外定位処理装置１００へ、有線通信又は無線通信によって、伝達特性（伝達関数）を送信する。なお、測定用の信号はインパルス信号に限らず、ＴＳＰ（Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅｃｈｅｄ Ｐｕｌｓｅ）信号やＭ系列信号等の他の信号を用いてもよい。

【0031】

図２では、受聴者Ｕの前方に左スピーカ５Ｌと右スピーカ５Ｒが設置されている。左スピーカ５Ｌと右スピーカ５Ｒは左右対称に配置されている。左スピーカ５Ｌと右スピーカ５Ｒを備えているステレオスピーカ５は、音声出力端子９を介して、処理装置２１０と接続されている。音声出力端子９がステレオ出力端子となっているため、左スピーカ５Ｌと右スピーカ５Ｒとに接続されているが、音声出力端子９は、モノラル出力端子であってもよい。この場合、音声出力端子９は、１つのスピーカと接続される。そして、スピーカを受聴者Ｕの左前方の位置（つまり、図２中の左スピーカ５Ｌの位置）から右前方の位置（つまり、図２中の右スピーカ５Ｒの位置）に変えることで左スピーカからの伝達特性と右のスピーカからの伝達特性を測定することができる。

【0032】

また、モノラル入力端子８と音声出力端子９は、共通の入出力端子であってもよい。この場合、３極又は４極のプラグを接続することにより、音声を入出力することができる。さらに、処理装置２１０はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信によって、スピーカユニット５に測定信号を出力してもよい。

【0033】

処理装置２１０は、左スピーカ５Ｌと右スピーカ５Ｒのそれぞれから出力されるインパルス信号を生成する。すなわち、測定装置２００は、左スピーカ５Ｌから左のマイク２Ｌまでの伝達特性Ｈｌｓの測定と、右スピーカ５Ｒから右のマイク２Ｒまでの伝達特性Ｈｌｏの測定とをそれぞれ行う。なお、図２では、受聴者Ｕの前方左側に左スピーカ５Ｌを、前方右側に右スピーカ５Ｒをそれぞれ配置したが、スピーカの配置は任意の位置でよく、この配置に限らない。また、配置するスピーカの数は、１でもよく、２より多くてもよい。

【0034】

また、受聴者Ｕの左耳３Ｌの外耳道入口、又は鼓膜位置に収音用のマイク２Ｌが設置される。受聴者Ｕの右耳３Ｒの外耳道入口、又は鼓膜位置に収音用のマイク２Ｒが設置される。なお、受聴者Ｕは、人でもよく、ダミーヘッドでもよい。したがって、本実施形態において、受聴者Ｕは人だけでなく、ダミーヘッドを含む概念である。左のマイク２Ｌ、及び右のマイク２Ｒを有するマイクユニット２は、切替器７と接続されている。なお、切替器７は、マイクユニット２に内蔵されていてもよい。

【0035】

切替器７は、処理装置２１０に設けられたモノラル入力端子８にケーブルを介して接続されている。したがって、左のマイク２Ｌ、及び右のマイク２Ｒは、切替器７を介して、モノラル入力端子８に接続されている。さらに、マイクユニット２は、モノラル入力端子８を介して、処理装置２１０に接続されている。よって、マイクユニット２で収音された収音信号は、切替器７、及びモノラル入力端子８を介して、処理装置２１０に入力される。

【0036】

切替器７は、左右のマイク２Ｌ、２Ｒの一方又は両方で収音された収音信号がモノラル入力端子８に入力されるよう、マイクユニット２の出力を切替える。加算器７ｂは、左のマイク２Ｌからの信号と右のマイク２Ｒからの信号とを加算する。スイッチ７ａは、左のマイク２Ｌのみの出力、右のマイク２Ｒのみの出力、及び加算器７ｂからの出力を選択的に切り替える。切替器７の制御は、処理装置２１０が行ってもよく、受聴者Ｕが行ってもよい。

【0037】

受聴者Ｕ又は処理部６３がスイッチ７ａを制御することで、接続状態が切替えられる。スイッチ７ａが左のマイク２Ｌに接続した状態を第１の接続状態とする。スイッチ７ａが右のマイク２Ｒに接続した状態を第２の接続状態とする。スイッチ７ａが加算器７ｂに接続した状態を第３の接続状態とする。第１〜第３の接続状態で、マイクユニット２がスピーカで発生した音をそれぞれ収音する。ここで、第１の接続状態で収音した信号を第１の収音信号ｓＬとする。第２の接続状態で収音した信号を第２の収音信号ｓＲとする。第３の接続状態で収音した信号を第３の収音信号ｓＣとする。

【0038】

左のマイク２Ｌのみで収音される信号が第１の収音信号ｓＬとなる。右のマイク２Ｒのみで収音される信号が第２の収音信号ｓＲとなる。左右のマイク２Ｌ、２Ｒで収音される２つの信号を加算した信号が第３の収音信号ｓＣとなる。第３の収音信号ｓＣは、第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲが重ね合わされた信号となる。

【0039】

ここで、上面視において、ユーザＵの真正面を基準とする入射音の角度を入射角φとする（図３参照）。入射角φは、水平面内において、受聴者Ｕの正面方向を０°とする見開き角度であり、０〜９０°の範囲となる。入射角φが任意の角度θの場合の伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏを求める処理について以下に説明する。

【0040】

図４に示すように、スピーカ５Ｌが角度θの位置に配置された状態での測定を特性測定とする。特性測定において、左スピーカ５Ｌはインパルス信号を再生する。処理装置２１０は切替器７を切替えて、収音信号を測定する。すなわち、切替器７がマイクユニット２の出力を切替えて、左スピーカ５Ｌからのインパルス信号による伝達特性の測定を２回実施する。これにより、左スピーカ５Ｌからのインパルス信号に対して、処理装置２１０が第１、及び第２の収音信号をそれぞれ収録する。

【0041】

さらに、処理装置２１０は、スピーカから左右の耳へ音が到達する時間の時間差ＩＴＤを算出している（図３参照）。具体的には、左のスピーカ５Ｌから左のマイク２Ｌにインパルス信号が到達するまでの時間をｔＬ、右のスピーカ５Ｒから右のマイク２Ｒにインパルス信号が到達するまでの時間をｔＲとすると、時間差ＩＴＤはｔＬとｔＲの差分（ｔＬ−ｔＲ）により求められる。ところが、第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲの収音は別々に行われているため、第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲのみからでは、時間差ＩＴＤを正確に求めることが困難になる。

【0042】

そこで、処理装置２１０は、任意の角度θに配置した場合の時間差ＩＴＤθ（以下、入射時間差ＩＴＤθともいう）を、角度θ、正面時間差ＩＴＤ０、及び両耳間距離Ｄに基づいて求めている。このようにすることで、角度θの方向にスピーカを配置した特性測定において、第３の収音信号を測定しなくても、伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏを正確に求めることができる。

【0043】

なお、両耳間距離Ｄは、受聴者Ｕの左耳から右耳までの距離である（図３参照）。正面時間差ＩＴＤ０は、受聴者Ｕの正面前方にスピーカを配置した正面測定で取得される。正面時間差ＩＴＤ０については後述する。

【0044】

右スピーカ５Ｒについても同様の測定を行うことで、処理装置２１０が右スピーカ５Ｒに対する第１、及び第２の収音信号をそれぞれ収録する。処理装置２１０は、右スピーカ５Ｒに対する第１、及び第２の収音信号に基づいて、伝達特性ＨＲｏ、ＨＲｓを求める。

【0045】

本実施の形態では、角度θにスピーカ５Ｌ、５Ｒが配置された状態で、第３の収音信号を取得することが不要となる。よって、特許文献２に比べて、少ない収音回数で、伝達特性を測定すること可能となる。例えば、スピーカ５Ｌ、５Ｒの配置を変えて、伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、ＨＲｏ、ＨＲｓを複数セット測定する場合、収音回数の増加を抑制することができる。

【0046】

上記の処理について、図５を用いて、詳細に説明する。図５は、処理装置２１０の構成を示す制御ブロック図である。処理装置２１０は、測定信号生成部２１１と、収音信号取得部２１２と、正面時間差取得部２１３と、両耳間距離取得部２１４と、入射時間差算出部２１５と、伝達特性生成部２１６と、を備えている。なお、以下の説明では、左スピーカ５Ｌを用いた場合の処理について説明を行うが、右スピーカ５Ｒを用いた場合の処理についても同様であるため、適宜説明を省略する。

【0047】

上記したように、処理装置２１０は、モノラル入力端子８を備えた情報処理装置であり、メモリ６１、操作部６２、及び処理部６３を備えている（図２を合わせて参照）。メモリ６１は、処理プログラムや各種パラメータや測定データなどを記憶している。処理部６３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサを有しており、メモリ６１に格納された処理プログラムを実行する。処理部６３が処理プログラムを実行することで、測定信号生成部２１１と、収音信号取得部２１２と、正面時間差取得部２１３と、両耳間距離取得部２１４と、入射時間差算出部２１５と、伝達特性生成部２１６と、における各処理が実施される。

【0048】

測定信号生成部２１１は、測定信号を生成する。測定信号生成部２１１で生成された測定信号は、Ｄ／Ａ変換器（不図示）でＤ／Ａ変換されて、左スピーカ５Ｌに出力される。測定信号は、インパルス信号やＴＳＰ信号等であってもよい。測定信号はインパルス音等の測定音を含んでいる。

【0049】

収音信号取得部２１２は、左マイク２Ｌ、右マイク２Ｒからの収音信号を取得する。なお、マイク２Ｌ、２Ｒからの収音信号は、Ａ／Ｄ変換器（不図示）でＡ／Ｄ変換されて、収音信号取得部２１２に入力される。収音信号取得部２１２は、複数回の測定により得られた信号を同期加算してもよい。さらに、切替器７がスピーカ５Ｌからのモノラル入力端子８への入力を切替えている。収音信号取得部２１２は、第１〜第３の収音信号をそれぞれ取得する。

【0050】

正面時間差取得部２１３は、受聴者Ｕの正面時間差ＩＴＤ０を取得する。正面時間差ＩＴＤ０を取得するための正面測定について、図６、及び図７を用いて説明する。図６は、正面時間差ＩＴＤ０を取得するための正面測定の構成を模式的に示す上面図である。図７は、正面測定の処理を示すフローチャートである。

【0051】

正面測定では、スピーカが左右の中央に配置されているため、図６のように、スピーカ５Ｃとして示している。図６では、スピーカ５Ｃが受聴者Ｕの真正面に配置されている。スピーカ５Ｃの左右の中心が、受聴者Ｕの左右の中心に一致している。入射角φ＝０°となっている。

【0052】

顔や耳の形状が完全に左右対称であれば、真正面に配置されたスピーカ５Ｃから左耳３Ｌまでの到達時間と、スピーカ５Ｌから右耳までの到達時間とは同じになるはずである。しかしながら、実際には、頭部や耳介形状の差によって微小な距離の差が生じ、その結果、正面時間差ＩＴＤ０が発生する。つまり、正面時間差ＩＴＤ０は、受聴者Ｕ個人の顔や耳の形状が持つ反射や回折によって生じる時間差となる。

【0053】

処理装置２１０が、マイク２Ｌに入力されるＬｃｈ信号の測定を行う（Ｓ１１）。具体的には、切替器７を切替えて第１の接続状態として、測定信号生成部２１１が、スピーカＣからインパルス信号を出力させる。これにより、収音信号取得部２１２が第１の収音信号ｓＬを収音する。第１の収音信号ｓＬは、スピーカ５Ｃから左耳３Ｌ（マイク２Ｌ）までの伝達特性ＣＨｌｓに対応している。処理装置２１０は、第１の収音信号ｓＬのデータをメモリ６１等に記憶する。

【0054】

次に、マイク２Ｒに入力されるＲｃｈ信号の測定を行う（Ｓ１２）。具体的には、切替器７を切替えて第２の接続状態として、測定信号生成部２１１が、スピーカ５Ｃからインパルス信号を出力させる。これにより、収音信号取得部２１２が第２の収音信号ｓＲを収音する。第２の収音信号ｓＲは、スピーカ５Ｃから右耳３Ｒ（マイク２Ｌ）までの伝達特性ＣＨｒｓに対応している。処理装置２１０は、第２の収音信号ｓＲのデータをメモリ６１等に記憶する。

【0055】

さらに、マイク２Ｌに入力されるＬｃｈの信号とマイク２Ｒに入力されるＲｃｈの信号とが加算された信号の測定を行う（Ｓ１３）。具体的には、切替器７を切替えて第３の接続状態として、測定信号生成部２１１が、左スピーカ５Ｌからインパルス信号を出力させる。これにより、収音信号取得部２１２が第３の収音信号ｓＣ（＝ｓＬ＋ｓＲ）を収音する。処理装置２１０は、第３の収音信号ｓＣのデータをメモリ６１等に記憶する。なお、第１〜第３の収音信号の測定順序は特に限られるものではない。Ｓ１１〜Ｓ１３は、スピーカ５Ｃが受聴者Ｕの正面に配置されている状態で実施される。

【0056】

正面時間差取得部２１３は、第１〜第３の収音信号に基づいて、スピーカ５Ｃから左右のマイク２Ｌ、２Ｒに音が到達するまでの時間差（正面時間差ＩＴＤ０）を算出する（Ｓ１４）。正面時間差取得部２１３は、第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲとの間に、遅延時間ｄｔを与えて、加算した信号を加算信号ｙとして求める。正面時間差取得部２１３は、加算信号ｙと第３の収音信号ｓＣとの相互相関関数を求める。収音信号の測定時間（フィルタ長）をＬｆとし、遅延時間ｄｔを−Ｌｆ〜Ｌｆまで変えたときに、相互相関関数が最も高いときの遅延時間ｄｔが正面時間差ＩＴＤ０となる。

【0057】

正面測定では、第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲのどちらの信号が遅延するか明らかではないため、第１の収音信号ｓＬに遅延を与えた場合と第２の収音信号ｓＲに遅延を与えた場合との双方において加算信号ｙを算出する必要がある。すなわち、第１の収音信号ｓＬを第２の収音信号ｓＲよりも遅延させた場合と、第２の収音信号ｓＲを第１の収音信号ｓＬよりも遅延させた場合で、相互相関関数を求める。そのため、遅延時間の範囲を−Ｌｆ〜＋Ｌｆとしている。また、遅延時間ｔ＝０の時、第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲの出現タイミング（つまり、耳に最初に到達する直接音のタイミング）は一致している。

【0058】

図５の説明に戻る。両耳間距離取得部２１４は、両耳間距離Ｄを取得する。両耳間距離Ｄは、例えば、横方向測定により取得することができる。横方向測定の構成を図８に示す。横方向測定では、スピーカ５Ｌが受聴者Ｕの真横に配置されている。すなわち、入射角φ＝９０°となっている。

【0059】

図８に示す横方向測定では、左スピーカ５Ｌから左耳３Ｌまでの到達時間が、スピーカ５Ｌから右耳３Ｒまでの到達時間よりも短くなる。具体的には、受聴者Ｕの頭部の幅だけ、左耳３Ｌに音が早く到達する。さらに、φ＝９０°＝π／２［ｒａｄ］の時に、時間差ＩＴＤが最大となるため、横方向測定で求められる時間差を最大時間差ＩＴＤｍａｘとする。両耳間距離取得部２１４は、最大時間差ＩＴＤｍａｘに基づいて、両耳間距離Ｄ（つまり、頭部の幅）を求める。

【0060】

両耳間距離取得部２１４は、横方向測定での第１の収音信号ｓＬ、第２の収音信号ｓＲ、第３の収音信号ｓＣを用いて、最大時間差ＩＴＤｍａｘを算出する。具体的には、図７に示すフローチャートにしたがって、両耳間距離取得部２１４が最大時間差ＩＴＤｍａｘを算出する。正面時間差ＩＴＤ０と同様の手法により、収音信号取得部２１２が第１〜第３の収音信号を取得する。１の収音信号ｓＬは、伝達特性Ｒｈｌｓに対応し、第２の収音信号ｓＲは、伝達特性Ｒｈｌｏに対応する。

【0061】

図７のＳ１４と同様に、両耳間距離取得部２１４は時間差ＩＴＤを求める。両耳間距離取得部２１４は横方向測定での第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲとの間に、遅延時間ｄｔを与えて、加算した信号を加算信号ｙとして求める。そして、両耳間距離取得部２１４は加算信号ｙと第３の収音信号ｓＣとの相互相関関数を求める。各収音信号の測定時間（フィルタ長）をＬｆとし、遅延時間ｄｔを０〜Ｌｆまで変えたときに、相互相関関数が最も高いときの遅延時間ｄｔが最大時間差ＩＴＤｍａｘとなる。

【0062】

横方向測定では、第２の収音信号ｓＲが第１の収音信号ｓＬよりも遅れるのは明らかであるため、第２の収音信号ｓＲのみに対して遅延を与えればよい。そのため、遅延時間の範囲を０〜Ｌｆとしている。また、遅延時間ｔ＝０の時、第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲの出現タイミング（つまり、耳に到達する直接音のタイミング）は一致している。

【0063】

次に、両耳間距離取得部２１４は、最大時間差ＩＴＤｍａｘから両耳間距離Ｄを算出する。後述する両耳時間差モデルを用いると、両耳間距離Ｄと時間差ＩＴＤの関係式は、以下の式（１）のようになる。
φ＋ｓｉｎφ＝２ｃ×ＩＴＤ／Ｄ ・・・（１）

【0064】

φは入射角［ｒａｄ］、ｃは音速、ＩＴＤは時間差、Ｄは両耳間距離である。式（１）では、受聴者Ｕの鼻から頬までの音路長を直線で近似し、頬から耳までの音路長を円弧で近似する両耳時間差モデルを用いている。式（１）の近似式に示されるように、両耳時間差ＩＴＤは、入射角φ及び両耳間距離Ｄに応じて変化する。

【0065】

上面視における頭部の形状を半径ｒの円形とし、両耳間距離Ｄ＝半径２ｒとすると、式（１）から以下の式（２）が得られる。
ＩＴＤ＝ｒ（φ＋ｓｉｎφ）／ｃ ・・・（２）

【0066】

ｃ＝３４０ｍ／ｓｅｃとする。横方向測定では、φ＝π／２（＝９０°）となるため、φにπ／２を代入し、ＩＴＤ＝ＩＴＤｍａｘとすると両耳間距離Ｄが得られる。このように両耳間距離Ｄは、両耳時間差モデルに、時間差ＩＴＤｍａｘを適用することで、求められる。なお、横方向測定はφ＝９０°に限られるものではない。φが任意の値であっても、式（１）から両耳間距離Ｄを算出することができる。

【0067】

図５の説明に戻る。入射時間差算出部２１５は、入射角φ＝θにおける時間差を入射時間差ＩＴＤθとして求める。入射時間差算出部２１５は、両耳時間差モデルに角度θ及び両耳間距離Ｄを適用して推定時間差を推定している。さらに、入射時間差算出部２１５は、推定時間差に正面時間差を加えることで、入射時間差ＩＴＤθを算出している。

【0068】

具体的には、入射時間差算出部２１５は、両耳時間差モデルから導き出された式（１）の計算式において、φ＝θ［ｒａｄ］として、推定時間差を推定してる。すなわち、入射時間差算出部２１５は、上記の式（１）において、φ＝θ／（２π）［ｒａｄ］としたときの時間差ＩＴＤを推定時間差として求める。さらに、入射時間差算出部２１５は、推定時間差に正面時間差ＩＴＤ０を加算することで、入射時間差ＩＴＤθを求める。このようにすることで、受聴者Ｕに最適な入射時間差ＩＴＤθを求めることができる。

【0069】

伝達特性生成部２１６は、特性測定において収音された第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲとの間に、入射時間差ＩＴＤθに応じた遅延を与えることで、伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏを生成する。特性測定は、図４に示したように、スピーカ５Ｌが角度θの方向に配置された状態で実施されている。

【0070】

具体的には、第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲの出現タイミングを一致させた状態から、入射時間差ＩＴＤθだけ、第２の収音信号ｓＲを遅延させる。そして、第１の収音信号ｓＬを伝達特性Ｈｌｓとし、遅延時間が与えられた第２の収音信号ｓＲを伝達特性Ｈｌｏとする。また、所定のフィルタ長で切り出すことで、伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏを算出してもよい。

【0071】

Ｒｃｈのスピーカに対して同様の処理が実施される。具体的には、受聴者Ｕの右前方の角度θの位置に配置された右スピーカ５Ｌを用いて特性測定を行う。左スピーカ５Ｌでの処理と同様に、入射時間差算出部２１５は、角度θ、両耳間距離Ｄ、正面時間差ＩＴＤ０に基づいて、入射時間差ＩＴＤθを求める。なお、両耳間距離Ｄと、正面時間差ＩＴＤ０は、左右の伝達特性で共通とすることができる。

【0072】

伝達特性生成部２１６は、第１の収音信号ｓＬと第２の収音信号ｓＲとの出現タイミングを一致させた状態から、入射時間差ＩＴＤθだけ、第１の収音信号ｓＬを遅延させる。伝達特性生成部２１６は、遅延時間が与えられた第１の収音信号ｓＬを伝達特性Ｈｒｏとし、第２の収音信号ｓＲを伝達特性Ｈｒｓとする。また、所定のフィルタ長で切り出すことで、伝達特性Ｈｒｓ、Ｈｒｏを算出してもよい。このようにすることで、頭外定位処理に用いられる１セットの伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｓ、Ｈｒｏを取得することができる。図１に示した頭外定位処理装置１００は、伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｓ、Ｈｒｏを用いて、頭外定位処理を実施する。

【0073】

上記の通り、両耳間距離Ｄと、正面時間差ＩＴＤ０は、伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏと、伝達特性ＨＲｏ、ＨＲｓとで共通の値を用いることができる。よって、両耳間距離Ｄを取得するための横方向測定は、一人の受聴者Ｕに対して１回実施される。同様に、正面時間差ＩＴＤ０を取得するための正面測定は、一人の受聴者Ｕに対して１回実施される。

【0074】

以上まとめると、処理装置２１０は、正面測定、及び横方向測定では、第１〜第３の収音信号を取得し、特性測定では、第１及び第２の収音信号を取得する。従って、伝達特性の数を増やしたい場合、すなわち、スピーカを様々な場所に配置して伝達特性を測定したい場合、特許文献２に比べて、全体の収音回数を低減することができる。

【0075】

具体的には、スピーカの配置数をＮとすると、特許文献２では、それぞれの配置で、第１〜第３の収音信号を測定するため、（３Ｎ）個の収音信号を収音する必要がある。一方、正面測定と横方向測定は、左右両方のスピーカに対して行う必要が無いため、本実施の形態では、（２Ｎ＋６）個の収音信号を収音するだけでよい。これにより、スピーカの配置数を増やした場合でも、簡便に伝達特性を測定することができる。

【0076】

本実施の形態では、正面測定で得られた正面時間差ＩＴＤ０を用いて、入射時間差ＩＴＤθを算出している。上記のように正面時間差ＩＴＤ０は、受聴者Ｕの顔や耳介の形状を反映した値となっているため、より正確に、伝達特性を算出することができる。さらに、受聴者Ｕに対して測定された両耳間距離Ｄ、第１及び第２の収音信号を用いているため、受聴者Ｕの顔や耳介の形状を反映した伝達特性を求めることができる。よって、受聴者Ｕに適した頭外定位処理を実施することができる。

【0077】

本実施の形態では、収音回数を少なくすることができるため、測定に起因する誤差を低減することができる。例えば、収音回数が多くなると、測定途中で、受聴者Ｕの姿勢が変化してしまうおそれがある。受聴者Ｕの姿勢が変化してしまうと、適切な伝達特性を取得することができなくなってしまう。本実施の形態では、収音回数を少なくすることができるため、測定時間を短縮することができる。測定に起因する誤差を低減することができる。

【0078】

図９を用いて、本実施の形態にかかる処理方法について説明する。図９は、本実施の形態にかかる処理方法を示すフローチャートである。なお、既に説明した内容については、適宜、説明を省略する。

【0079】

両耳間距離取得部２１４が両耳間距離Ｄを取得する（Ｓ２１）。具体的には、図８に示すスピーカ配置において、横方向測定が行われる。両耳間距離取得部２１４は、横方向測定で得られた第１〜第３の収音信号に基づいて、両耳間距離Ｄを算出する。横方向測定は、φ＝９０°に限られるものではなく、φを任意の角度とした状態で行うことができる。

【0080】

両耳間距離Ｄは、横方向測定以外の測定で取得することも可能である。例えば、カメラ画像により両耳間距離Ｄを求めることも可能である。処理装置２１０のカメラが、受聴者Ｕの頭部を撮像する。処理部６３が画像処理により、両耳間距離Ｄを算出してもよい。

【0081】

あるいは、受聴者Ｕやその他の人が、スケールなどの測定機器を用いて両耳間距離Ｄを測定してもよい。この場合、受聴者Ｕ等が、操作部６２を操作して、測定値を入力する。さらに、他の装置などで予め受聴者Ｕの両耳間距離Ｄが測定されていてもよい。この場合、他の装置から処理装置２１０に測定値が予め送信されていてもよく、処理装置２１０がその都度読み出すようにしてもよい。

【0082】

正面時間差取得部２１３が、正面時間差ＩＴＤ０を取得する（Ｓ２２）。ここでは、図６に示すスピーカ配置において、正面測定が行われる。正面時間差取得部２１３は、正面測定で得られた第１〜第３の収音信号に基づいて、正面時間差ＩＴＤ０を算出する。なお、他の装置などで予め正面時間差ＩＴＤ０が測定されていてもよい。この場合、他の装置から処理装置２１０に測定値が予め送信されていてもよく、処理装置２１０がその都度読み出すようにしてもよい。

【0083】

両耳間距離Ｄ、及び正面時間差ＩＴＤ０が、予め他の装置で測定されている場合、切替器７が第３の接続状態に切替えることが不要となる。切替器７は第１の接続状態と第２の接続状態とを切替えるように構成されていればよい。

【0084】

入射時間差算出部２１５が、入射時間差ＩＴＤθを算出する（Ｓ２３）。上記の通り、入射時間差算出部２１５は、角度θ、正面時間差ＩＴＤ０、両耳間距離Ｄを用いて、入射時間差ＩＴＤθを算出する。

【0085】

次に、特性測定により、収音信号取得部２１２が第１及び第２の収音信号を取得する（Ｓ２４）。そして、伝達特性生成部２１６は、第１及び第２の収音信号との間に入射時間差ＩＴＤθに応じた遅延時間を与えて、伝達特性を生成する（Ｓ２５）。上記の処理を、スピーカの配置数だけ繰り返し行う。

【0086】

このようにすることで、受聴者Ｕ個人に適した伝達特性を生成することができる。なお、横方向測定、特性測定、正面測定の順番は、図９のフローチャートに示す順番に限られるものではない。すなわち、Ｓ２１〜Ｓ２４の処理の順番は特に限定されるものではない。例えば、Ｓ２２の後にＳ２１が実施されていてもよい。

【0087】

なお、両耳間距離Ｄ、及び入射時間差ＩＴＤθを求めるための両耳時間差モデルは、式（１）に示す計算式に限定されるものではない。例えば、受聴者Ｕの顔の輪郭全体を円弧で近似してもよい。あるいは、顔の輪郭全体を直線や多項式で近似してもよい。

【0088】

図２では、受聴者Ｕの前方にステレオスピーカ５が配置されている測定構成を示したが、スピーカは１つであってもよい。この場合、Ｌｃｈのスピーカの特性測定では、スピーカを受聴者Ｕの左前方に配置し、Ｒｃｈのスピーカの特性測定ではスピーカを受聴者Ｕの右前方に配置する。この場合、モノラル出力端子での測定が可能となる。

【0089】

なお、図５に示す正面測定では、受聴者Ｕの真正面にスピーカ５Ｃを配置することが好ましい。すなわち、左右方向におけるスピーカ５Ｃの中心が、受聴者Ｕの顔の中心と一致することが好ましい。スピーカ５Ｃが受聴者Ｕの真正面からわずかにずれてしまうと、正面時間差ＩＴＤ０に測定誤差が含まれてしまう。従って、スピーカ５Ｃがφ＝０の方向、つまり真正面に配置することが重要となる。以下、スピーカ５Ｃが受聴者Ｕの真正面に配置されているかを確認する方法について、図１０を用いて説明する。

【0090】

図１０は、スピーカ５Ｃが受聴者Ｕの真正面、つまり、φ＝０°の位置に配置されているかを確認するための構成を示している。図１０に示すように、処理装置２１０は、第１カメラ２５１と第２カメラ２５２とを備えている。例えば、タブレットＰＣやスマートホンに搭載されているインカメラとアウトカメラが、それぞれ第１カメラ２５１、第２カメラ２５２となる。

【0091】

第１カメラ２５１が受聴者Ｕの顔を撮像し、第２カメラ２５２が受聴者Ｕの前方に配置されたスピーカ５Ｃを撮像する。そして、処理装置２１０は、第１カメラ２５１の撮像画像と第２カメラ２５２の撮像画像とを画像処理することで、スピーカ５Ｃが受聴者Ｕの真正面に配置されているか否かを判定する。例えば、処理装置２１０は、画像処理により、スピーカ５Ｃが配置された角度φを求める。処理装置２１０は、角度φが閾値以下であるか否かに応じて、スピーカ５Ｃが真正面に配置されているか否かを判定する。

【0092】

図１０に示すように、スピーカ５Ｃが受聴者Ｕの真正面に配置されていない場合、スピーカ５Ｃが左右方向にずれていることを処理装置２１０が受聴者Ｕに知らせる。例えば、処理装置２１０は、表示画面中にずれている方向を表示する。この場合、受聴者Ｕがスピーカ５Ｃと受聴者Ｕとの相対位置を調整する。

【0093】

スピーカの角度φが閾値以下となった場合、処理装置２１０は、正面測定を可能とさせる。例えば、処理装置２１０は、正面測定ボタンを表示画面に表示する。受聴者Ｕが正面測定ボタンをタッチすることで、正面測定が開始する。このようにすることで、より正確に正面時間差ＩＴＤ０を測定することができる。

【0094】

上記処理のうちの一部又は全部は、コンピュータプログラムによって実行されてもよい。上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ)、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0095】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0096】

Ｕ 受聴者
７ 切替器
１０ 頭外定位処理部
１１ 畳み込み演算部
１２ 畳み込み演算部
２１ 畳み込み演算部
２２ 畳み込み演算部
２４ 加算器
２５ 加算器
４１ フィルタ部
４２ フィルタ部
４３ ヘッドホン
２００ 測定装置
２１０ 処理装置
２１１ 測定信号生成部
２１２ 収音信号取得部
２１３ 正面時間差取得部
２１４ 両耳間距離取得部
２１５ 入射時間差算出部
２１６ 伝達特性生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】