CN110313188A - 头外定位处理装置、头外定位处理方法以及头外定位处理程序 - Google Patents

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Abstract

本实施方式涉及的头外定位处理装置包括：加法器(51)，计算立体声再现信号的同相信号；比率设定部(52)，设定用于减去所述同相信号的减法比率；减法器(53，54)，根据减法比率从立体再现信号中减去同相信号，由此生成校正信号；卷积运算部(11，12，21，22)，通过使用空间声学传递特性对校正信号进行卷积处理来生成卷积运算信号；滤波器部(41，42)，通过使用滤波器对卷积运算信号进行滤波处理来生成输出信号；以及头戴式耳机(45)，向用户输出输出信号。

Description

头外定位处理装置、头外定位处理方法以及头外定位处理 程序
技术领域
本发明涉及头外定位处理装置、头外定位处理方法以及头外定位处理程序。
背景技术
作为声像定位技术，存在使用双耳头戴式耳机将声像定位在收听者的头外的头外定位技术(专利文献1)。在专利文献1中，使用如下声像定位滤波器：该声像定位滤波器由对反向头戴式耳机响应和空间响应进行卷积的结果构成。通过测量从声源(扬声器)到耳边的空间传递特性(头部传递函数HRTF)来获得空间响应。反向头戴式耳机响应是消除从头戴式耳机到耳边乃至鼓膜的特性(外耳道传递函数ECTF)的反向滤波器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-252598号公报。
非专利文献
非专利文献1：医齿药出版Harvey Dillon著《助听器手册》；
非专利文献2：康暖(Corona)社日本声音学会《听觉和声音心理》。
发明内容
发明所要解决的问题
另外，已知有：对于健听人来说，声音的大小(响度)在两耳听到时比在单耳听到时大。这被称为所谓的“双耳效应”。另外，也有报告称，由于双耳效应，基于双耳的响度相加大致变化5～6[dB]，进而变化10[dB](非专利文献1)。
此外，在如立体声再现那样从两个扬声器提供声音的情况下，即使在一方的声音存在延迟等而听成位于两处的实际声源的情况下、或者在听成由两个声源的声音合成的虚拟声像的情况下，关于声音的大小的相加，也可以认为与单耳的现象完全相同(非专利文献2)。
由左右配置的两个扬声器合成的虚拟声像当然发生双耳效应，在头戴式耳机或入耳式耳机中提示的头外定位收听装置的声像也发生双耳效应。尤其头戴式耳机与扬声器相比，从再现单元到耳朵的距离更近，因此容易听起来音量大。另外，在发明者们的实验中，对于立体声扬声器生成的虚拟中心(Phantom center)的声像和立体声头戴式耳机生成的虚拟中心的声像、头外定位头戴式耳机的虚拟声像，比较了将各自对耳边的声压级设为恒定时的声音大小。其结果可知：在对耳边的声压级处于特定范围内时，立体声头戴式耳机与头外定位头戴式耳机生成的虚拟声像的音量大于立体声扬声器生成的虚拟声像的音量。即，与用扬声器进行的再现相比，用头戴式耳机进行再现时音量听起来更大，双耳效应更高。
因此，头外定位头戴式耳机生成的虚拟声像通过用头戴式耳机再现，与模拟的扬声器声场相比，双耳效应被进一步强调。具体而言，存在如下问题：将声乐等对虚拟中心定位的音像定位容易感觉近。进而，存在如下问题：当扬声器和头戴式耳机的再现音量增加时，立体头戴式耳机或头外定位头戴式耳机生成的虚拟声像的音量与立体声扬声器生成的虚拟声像的音量反转，用立体声头戴式耳机或头外定位头戴式耳机进行再现时，将声乐等定位在虚拟中心的声像的音量听起来较大。
本实施方式是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够适当地进行头外定位处理的头外定位处理装置、头外定位处理方法以及头外定位处理程序。
解决问题的技术手段
本实施方式涉及的头外定位处理装置包括：同相信号计算部，计算立体声再现信号的同相信号；比率设定部，设定用于减去所述同相信号的减法比率；减法部，根据所述减法比率从所述立体再现信号中减去同相信号，由此生成校正信号；卷积运算部，通过使用空间声学传递特性对所述校正信号进行卷积处理来生成卷积运算信号；滤波器部，通过使用滤波器对所述卷积运算信号进行滤波处理来生成输出信号；以及输出部，具有头戴式耳机或入耳式耳机，向用户输出所述输出信号。
本实施方式涉及的头外定位处理方法包括如下步骤：计算立体声再现信号的同相信号；设定用于减去所述同相信号的减法比率；根据所述减法比率从所述立体声再现信号中减去同相信号，由此生成校正信号；通过使用空间声学传递特性对所述校正信号进行卷积处理来生成卷积运算信号；通过使用滤波器对所述卷积运算信号进行滤波处理来生成输出信号；以及具有头戴式耳机或耳机，向用户输出所述输出信号。
本实施方式涉及的头外定位处理程序，使计算机执行如下步骤：计算立体声再现信号的同相信号；设定用于减去所述同相信号的减法比率；根据所述减法比率从所述立体声再现信号中减去同相信号，由此生成校正信号；通过使用空间声学传递特性对所述校正信号进行卷积处理来生成卷积运算信号；通过使用滤波器对所述卷积运算信号进行滤波处理来生成输出信号；具有头戴式耳机或耳机，向用户输出所述输出信号。
发明效果
根据本实施方式，能够提供能够适当地进行头外定位处理的头外定位处理装置、头外定位处理方法以及头外定位处理程序。
附图说明
图1是示出本实施方式所涉及的头外定位处理装置的框图；
图2是示出输入信号SrcL的波形的图；
图3是示出输入信号SrcR的波形的图；
图4是示出同相信号SrcIp的波形的图；
图5是示出校正信号SrcL’的波形的图；
图6是示出校正信号SrcR’的波形的图；
图7是示出用于测量传递特性的构成的图；
图8是示出校正处理的流程图；
图9是示出进行听觉实验的构成的图，所述行听觉实验用于比较立体声扬声器、立体声头戴式耳机以及头外定位头戴式耳机所生成的虚拟中心的耳边处的声压级；
图10是通听觉实验评价了开放型头戴式耳机中的虚拟中心的声像的音量的耳边处的声压级的图表；
图11是通过听觉实验评价了密闭型头戴式耳机中的虚拟中心的声像的音量在耳边处的声压级的图表；
图12是示出图10的图表的头外定位头戴式耳机的虚拟声像与立体声扬声器的虚拟声像的声压级之差的图表；
图13是示出图11的图表的头外定位头戴式耳机的虚拟声像与立体声扬声器的虚拟声像的声压级之差的图表；
图14是示出设定系数表的设定处理的流程图；
图15是示出变形例所涉及的系数m表的设定处理的流程图；
图16是示出变形例中的近似函数和系数的图表；
图17是示出实施方式2的系数表的设定处理的图；
图18是用于说明实施方式2中的系数表的图表。
具体实施方式
对本实施方式所涉及的头外定位处理的概要进行说明。本实施方式所涉及的头外定位处理是使用个人的空间声学传递特性(也称为空间声学传递函数)和外耳道传递特性(也称为外耳道传递函数)进行头外定位处理的处理。在本实施方式中，使用从扬声器到收听者的耳朵的空间声学传递特性、以及佩戴了头戴式耳机的状态下的外耳道传递特性的逆特性，来实现头外定位处理。
在本实施方式中，利用外耳道传递特性、即头戴式耳机佩戴状态下的从头戴式耳机扬声器单元到外耳道入口的特性。然后，通过使用外耳道传递特性的逆特性(也称为外耳道校正函数)进行卷积处理，消除外耳道传递特性。
本实施方式所涉及的头外定位处理装置具有个人计算机、智能手机、平板电脑等信息处理装置，具备处理器等处理单元、存储器或硬盘等存储单元、液晶监视器等显示单元、触摸面板、按钮、键盘、鼠标等输入单元、具有头戴式耳机或入耳式耳机的输出单元。在以下的实施方式中，以头外定位处理装置为智能手机的情况进行说明。更具体而言，智能手机的处理器通过执行用于进行头外定位处理的应用程序(应用)，来实施头外定位处理。这样的应用程序可以经由因特网等网络获得。
实施方式1.
(头外定位处理装置的构成)
图1示出本实施方式的头外定位处理装置100。图1是头外定位处理装置100的框图。头外定位处理装置100向佩戴头戴式耳机45的用户U再现声场。因此，头外定位处理装置100对Lch和Rch的立体声输入信号SrcL和SrcR进行头外定位处理。Lch和Rch的立体声输入信号SrcL和SrcR是从CD(Compact Disc，光盘)播放器等输出的模拟音频再现信号、或者mp3(MPEG Audio Layer-3，音频动态压缩第三层)等数字音频数据。此外，头外定位处理装置100不限于物理上单一的装置，也可以其一部分处理由不同的装置执行。例如，可以通过个人计算机或智能手机等进行其一部分处理，并通过内置于头戴式耳机45中的DSP(DigitalSignal Processor，数字信号处理器)等来进行剩余的处理。
头外定位处理装置100具备运算处理部110和头戴式耳机45。运算处理部110具备校正处理部50、头外定位处理部10、滤波器部41、42、D/A(Digital to Analog，数字到模拟)转换器43、44、以及音量获取部61。
运算处理部110通过执行保存在存储器中的程序，进行校正处理部50、头外定位处理部10、滤波器部41、42、音量获取部61的处理。运算处理部110是智能手机等，执行用于进行头外定位处理的应用程序。此外，D/A转换器43、44也可以内置于运算处理部110或头戴式耳机45中。另外，运算处理部110与头戴式耳机45的连接可以是有线连接，也可以是Bluetooth(蓝牙)(注册商标)等无线连接。
校正处理部50具备加法器51、比率设定部52、减法器53、54以及相关性判断部56。加法器51是基于立体声输入信号SrcL、SrcR来计算立体声输入信号SrcL、SrcR的同相信号SrcIp的同相信号计算部。例如，加法器51通过对立体声输入信号SrcL、SrcR进行相加并取其一半，来生成同相信号SrcIp。
同相信号由以下的式(1)获得。
SrcIp＝(SrcL+SrcR)/2……(1)
图2～图4示出立体声输入信号SrcL、SrcR、以及同相信号SrcIp的一个例子。图2是示出Lch的立体声输入信号SrcL的波形图，图3是示出Rch立体声输入信号SrcR的波形图。图4是示出同相信号SrcIp的波形图。在图2～图4中，横轴为时间，纵轴为振幅。
校正处理部50基于立体声输入信号SrcL、SrcR的再现音量，减去立体声输入信号SrcL、SrcR的同相信号SrcIp的比率并调整，由此校正立体声输入信号SrcL、SrcR。因此，比率设定部52设定用于减去同相信号SrcIp的比率(称为减法比率Amp1)。减法器53以所设定的减法比率Amp1，从立体声输入信号SrcL中减去同相信号SrcIp，生成Lch的校正信号SrcL’。同样，减法器54以所设定的减法比率Amp1，从Rch的立体声输入信号SrcR中减去同相信号SrcIp，生成Rch的校正信号SrcR’。
校正信号SrcL’、SrcR’通过以下的式(2)、式(3)获得。此外，Amp1是减法比率，可以取0％～100％的值
SrcL’＝SrcL-SrcIp*Amp1……(2)
SrcR’＝SrcR-SrcIp*Amp1……(3)
图5、图6示出校正信号SrcL’、SrcR’的一个例子。图5是示出Lch的校正信号SrcL’的波形图。图6是示出Rch的校正信号SrcR’的波形图。在此，减法比率Amp1为50％。由此，减法器53根据减法比率，从立体声输入信号SrcL、SrcR中减去同相信号SrcIp。
比率设定部52将减法比率Amp1与同相信号SrcIp相乘，输出到减法器53、54。比率设定部52中保存有用于设定减法比率Amp1的系数m。系数m根据再现音量chVol而被设定。具体而言，比率设定部52中保存有将系数m与再现音量chVol对应起来的系数表。比率设定部52根据由后述的音量获取部61获取的再现音量chVol，变更系数m。由此，能够根据再现音量chVol设定适当的减法比率Amp1。
另外，为了判断在立体声输入信号SrcL、SrcR中包含多少同相分量，立体声输入信号SrcL、SrcR被输入到相关性判断部56。相关性判断部56判断Lch的立体声输入信号SrcL与Rch的立体声输入信号SrcR之间的相关性。例如，相关性判断部56求出Lch的立体声输入信号SrcL与Rch的立体声输入信号SrcR之间的互相关函数。然后，相关性判断部56基于互相关函数来判断相关性是否高。例如，相关性判断部56根据互相关函数与相关阈值的比较结果进行判断。
通常，互相关函数为1(100％)是两个信号一致的状态、即有相关性的状态，互相关函数为0是没有相关性的无相关的状态，互相关函数为-1(100％)是两个信号中的任意一个的正负反转后的信号一致的状态、即逆相关的状态。在此，对互相关函数设置相关阈值，并比较互相关函数与相关阈值。将互相关函数为相关阈值以上的情况定义为相关性高，将互相关函数小于相关阈值的情况定义为相关性低。例如，相关阈值能够设为80％。另外，相关阈值必须设定为正方向的值。
在相关性低的情况下，不进行校正处理部50的校正处理，将立体声输入信号SrcL、SrcR直接输出到头外定位处理部10。即，校正处理部50不会从立体声输入信号SrcL、SrcR中减去同相信号而输出。因此，校正信号SrcL’、SrcR’与立体声输入信号SrcL、SrcR一致。换言之，式(2)、式(3)的Amp1为0。
在相关性高的情况下，校正处理部50从立体声输入信号SrcL、SrcR中减去如下信号，并作为校正信号SrcL’、SrcR’而输出：所述信号是对同相信号SrcIp乘以减法比率Amp1而得到的信号。即，校正处理部50根据式(2)、式(3)，计算校正信号SrcL’、SrcR’。由此，生成从立体声输入信号SrcL、SrcR生成的、被调整了同相分量的比率的立体声的校正信号SrcL’、SrcR’。
如上所述，在相关性满足预定条件的情况下，减法器53、54进行减法运算。然后，卷积运算部11、12、21、22针对从立体声输入信号SrcL、SrcR中减去同相信号SrcIp而得到的校正信号SrcL’、SrcR’，进行卷积处理。另一方面，在相关性不满足预定条件的情况下，减法器53、54不进行减法运算，卷积处理部11、12、21、22将立体声再现信号SrcL、SrcR作为校正信号SrcL’、SrcR’而进行卷积处理。即，卷积处理部11、12、21、22对立体声再现信号SrcL、SrcR进行卷积处理。作为相关性，例如能够使用互相关函数。然后，校正处理部50根据互相关函数与相关阈值的比较结果，判断是否进行减法处理。
头外定位处理部10具备卷积运算部11～12、卷积运算部21～22、放大器13、14、放大器23、24、以及加法器26、27。卷积运算部11～12、21～22进行使用了空间声学传递特性的卷积处理。头外定位处理部10中被输入来自校正处理部50的校正信号SrcL’、SrcR’。
头外定位处理部10中设定有空间声学传递特性。头外定位处理部10对各ch的校正信号SrcL’、SrcR’进行卷积。空间声学传递特性可以是由用户U本人的头部或耳廓测量的头部传递函数HRTF，也可以是虚拟头或第三者的头部传递函数。这些传递特性可以当场测量，也可以预先准备。
空间声学传递特性是从扬声器到耳边的四个传递特性，具有从SpL到左耳的传递特性Hls、从SpL到右耳的传递特性H1o、从SpR到左耳的传递特性Hro、从SpR到右耳的传递特性Hrs。并且，卷积运算部11对Lch的校正信号SrcL’卷积传递特性Hls。卷积运算部11经由放大器13将卷积运算信号输出到加法器26。卷积运算部21对Rch的校正信号SrcR’卷积传递特性Hro。卷积运算部21经由放大器23将卷积运算信号输出到加法器26。加法器26将两个卷积运算信号相加，并输出到滤波器部41。
卷积运算部12对Lch的校正信号SrcL’卷积传递特性H1o。卷积运算部12将卷积运算信号经由放大器14输出到加法器27。卷积运算部22对Rch的校正信号SrcR’卷积传递特性Hrs。卷积运算部22将卷积运算信号经由放大器24输出到加法器27。加法器27将两个卷积运算信号相加，并输出到滤波器部42。
此外，放大器13、14、23、24以预定的放大率Amp2对卷积运算信号进行放大。另外，放大器13、14、23、24的放大率Amp2可以相同，也可以不同。
另外，音量获取部61根据放大器13、14、23、24的放大率Amp2，获取再现中的音量(或者再现中的声压级)chVol。此外，获取音量chVol的方法没有特别限制。根据用户操作的头戴式耳机45或者智能手机的音量(Vol)，可以获得音量chVol。或者，也可以根据后述的输出信号outL、outR，获取音量chVol。音量获取部61将音量chVol输出到比率设定部52。
参照图7，对四个传递特性Hls、H1o、Hro、Hrs进行说明。图7是示出用于测量四个传递特性Hls、H1o、Hro、Hrs的滤波器生成装置200的示意图。滤波器生成装置200包括立体声扬声器5和立体声麦克风2。并且，滤波器生成装置200具备处理装置201。处理装置201将拾音信号存储在存储器等中。处理装置201是具备存储器以及处理器等的运算处理装置，具体而言，是个人计算机等。处理装置201根据预先保存的计算机程序进行处理。
立体声扬声器5包括左扬声器5L和右扬声器5R。例如，在收听者1的前方设置有左扬声器5L和右扬声器5R。左扬声器5L和右扬声器5R为了测量从扬声器到耳边的空间声学传递特性，输出测量信号。例如，测量信号可以是脉冲信号、TSP(Time Streched Pule，时间拉伸脉冲)信号等。
立体声麦克风2具有左麦克风2L和右麦克风2R。左麦克风2L设置在收听者1的左耳9L上，右麦克风2R设置在收听者1的右耳9R上。具体而言，优选在左耳9L、右耳9R的从外耳道入口至鼓膜位置为止的任意位置处设置麦克风2L、2R。此外，麦克风2L、2R可以配置在从外耳道入口到鼓膜之间的任何地方。麦克风2L、2R对从立体声扬声器5输出的测量信号进行拾音，并获取拾音信号。
收听者1可以是与头外定位处理装置100的用户U相同的人，也可以是不同的人。收听者1既可以是人，也可以是虚拟头。即，在本实施方式中，收听者1是不仅包括人、还包括虚拟头的概念。
如上所述，通过用麦克风2L、2R对从左右的扬声器5L、5R输出的测量信号进行拾音，来测量空间传递特性。处理装置201将所测量的空间传递特性存储在存储器中。由此，测量从左扬声器5L到左麦克风2L的传递特性Hls、从左扬声器5L到右麦克风2R的传递特性H1o、从右扬声器5L到左麦克风2L的传递特性Hro、从右扬声器5R到右麦克风2R的传递特性Hrs。即，通过左麦克风2L对从左扬声器5L输出的测量信号进行拾音，来获取传递特性Hls。通过右麦克风2R对从左扬声器5L输出的测量信号进行收音，来获取传递特性H1o。通过麦克风2L对从右扬声器5R输出的测量信号进行收音，来获取传递特性Hro。通过右麦克风2R对从右扬声器5R输出的测量信号进行收音，来获取传递特性Hrs。
并且，处理装置201基于拾音信号，生成与从左右的扬声器5L、5R到左右的麦克风2L、2R的传递特性Hls～Hrs对应的滤波器。具体来说，处理装置201以预定的滤波器长度切出传递特性Hls～Hrs，生成头外定位处理部10的卷积运算中使用的滤波器。如图1所示，头外定位处理装置100使用左右的扬声器5L、5R与左右的麦克风2L、2R之间的传递特性Hls～Hrs来进行头外定位处理。即，通过将校正信号SrcL’、SrcR’与传递特性Hls～Hrs进行卷积，进行头外定位处理。
返回到图1的说明。在滤波器部41、42中设定有消除从头戴式耳机45到麦克风2L、2R的外耳道传递特性(也称为头戴式耳机特性)的逆滤波器Linv、Rinv。然后，对由加法器26、27相加后的卷积运算信号，分别卷积逆滤波器Linv、Rinv。在滤波器部41中，对来自加法器26的Lch的卷积运算信号卷积逆滤波器Linv。同样地，滤波器部42对来自加法器27的Rch卷积运算信号卷积逆滤波器Rinv。在佩戴了头戴式耳机45的情况下，逆滤波器Linv、Rinv消除从头戴式耳机45的输出单元到麦克风的特性。即，当在外耳道入口附近配置麦克风时，消除每个用户的外耳道入口到头戴式耳机的再现单元之间、或者鼓膜到头戴式耳机的再现单元之间等的传递特性。此外，麦克风可以配置在从外耳道入口到鼓膜之间的任何位置。逆滤波器Linv、Rinv可以根据当场测量的用户U本人的特性的结果来计算，也可以预先准备如下逆滤波器：根据使用虚拟头或第三者等的任意的外耳来测量的头戴式耳机特性计算出的逆滤波器。
为了生成逆滤波器，左单元45L向收听者1的左耳9L输出测量信号。右单元45R向收听者1的右耳9R输出测量信号。
图7的左麦克风2L设置在收听者1的左耳9L上，右麦克风2R设置在收听者1的右耳9R上。具体而言，优选在左耳9L、右耳9R的从外耳道入口至鼓膜位置的任意位置设置麦克风2L、2R。此外，麦克风可以配置在从外耳道入口到鼓膜之间的任何位置。麦克风2L、2R对从头戴式耳机45等输出的测量信号进行拾音来获取拾音信号。即，在收听者1佩戴了头戴式耳机45和立体声麦克风2的状态下进行测量。例如，测量信号可以是脉冲信号、TSP(TimeStreched Pule，时间扩展脉冲)信号等。然后，基于拾音信号，计算头戴式耳机特性的逆特性，生成逆滤波器。
滤波器部41将滤波处理后的Lch的输出信号outL输出到D/A转换器43。D/A转换器43对输出信号outL进行D/A转换，并输出到头戴式耳机45的左单元45L。
滤波器部42将滤波处理后的Rch的输出信号outR输出到D/A转换器44。D/A转换器44对输出信号outR进行D/A转换，并输出到头戴式耳机45的右单元45R。
用户U佩戴着头戴式耳机45。头戴式耳机45将Lch的输出信号和Rch的输出信号向用户U输出。由此，能够再现定位在用户U的头外的声像。
由此，在本实施方式中，用校正处理部50从立体声输入信号SrcL、SrcR中减去同相信号SrcIp。由此，能够抑制由于用头戴式耳机再现而音量变动或双耳效应而被进一步增强的同相成分，能够进行将同相信号SrcIp校正为适当的音量的头外定位收听，以使其与扬声器声场相同。因此，能够适当地进行声像定位处理。例如，能够抑制声乐等声像的定位通过音量变动或两耳效果而被强调，其中，所述声乐等声像定位在头外定位头戴式耳机所生成的虚拟中心。因此，能够防止容易在近处感觉到定位在头外定位头戴式耳机生成的虚拟中心的声像的情况。
并且，在校正处理部50中，减法比率Amp1是可变的。比率设定部52根据再现音量chVol来变更同相信号的减法比率Amp1。即，当再现音量chVol变化时，比率设定部52变更减法比率Amp1的值。由此，即使在再现音量chVol变化的情况下，也能够根据再现音量chVol而适当地进行声像定位处理。即，即使在再现音量chVol变化的情况下，也能够抑制由于双耳效应而定位在虚拟中心的声像被强调的情况。
(校正处理)
接着，使用图8，对校正处理部50中的校正处理进行说明。图8是示出校正处理部50中的校正处理的流程图。图8所示的处理在图1的校正处理部50中实施。具体而言，头外定位处理装置100的处理器通过执行计算机程序来实施图8的处理。
在此，作为用于求出减法比率Amp1的系数，设定系数m[dB]。并且，系数m[dB]作为与再现音量chVol对应的系数表而被保存在比率设定部52中。另外，系数m[dB]是指定将立体声输入信号SrcL、SrcR降低多少dB的值。
首先，校正处理部50从立体声输入信号SrcL、SrcR获取一帧的立体声输入信号(S101)。接着，音量获取部61获取再现音量chVol(S102)。
然后，音量获取部61判断再现音量chVol是否在后述的控制范围的范围内(S103)。在再现音量chVol在控制范围外的情况下(S103的“否”)，校正处理部50不进行校正，结束处理。即，校正处理部50直接输出立体声输入信号SrcL、SrcR。
在再现音量chVol在控制范围内的情况下(S103的“是”)，比率设定部52参照系数表，设定系数m[dB](S104)。如上所述，从音量获取部分61向比率设定部52输入再现音量chVol。在系数表中，再现音量chVol与系数m[dB]相对应。比率设定部52能够根据再现音量chVol设定适当的减法比率Amp1。比率设定部52中预先保存有系数表。此外，关于系数表的生成，将在后面叙述。
然后，相关性判断部56逐帧进行立体声输入信号SrcL、SrcR的相关性判断(S105)。具体而言，相关性判断部56判断立体声输入信号SrcL、SrcR的互相关函数是否在相关阈值(例如80％)以上。
互相关函数φ12由下式(4)给出。
[数学式1]
g1(x)是一帧的立体声输入信号SrcL，g2(x)是一帧的立体声输入信号SrcR。在式(4)中，互相关函数以自相关性为1的方式被进行归一化。
在互相关函数比相关阈值小的情况下(S105的“否”)，不进行校正，结束处理。在立体声输入信号SrcL、SrcR相关性低、即立体声输入信号SrcL、SrcR的同相信号SrcIp中同相分量少的情况下，能够提取的同相信号也变少，因此也可以不进行校正处理。
此外，可以根据再现的乐曲或音乐类型来变更相关阈值。例如，古典音乐的相关阈值可以设为90％、爵士乐(JAZZ)的相关阈值可以设为80％、如JPOP那样在虚拟中心中含有较多声乐的乐曲的相关阈值可以设为65％等。
在互相关函数比相关阈值大情况下(S105的“是”)，减法器53、54根据减法比率Amp1，从立体声输入信号SrcL、SrcR中减去同相信号SrcIp(S106)。即，根据式(2)、式(3)，计算校正信号SrcL’、SrcR’。
并且，在立体声输入信号SrcL、SrcR的再现中，反复进行S101～S106的处理。即，对每个帧实施S101～S106的处理。由此，在再现音量chVol变化的情况下，由于按照每帧检测音量的变化，因此即使在立体声输入信号SrcL、SrcR的再现中，也更新为与再现音量chVol匹配的系数m。
在此，系数m[dB]的单位是分贝[dB]。因此，对于立体声输入信号SrcL、SrcR，针对系数m[dB]的减法比率Amp1可以通过以下的式(5)求出。
m[dB]＝20*log10(Amp1)
Amp1＝10(m/20)……(5)
例如，在m＝-6[dB]的情况下，Amp1＝10^(-6/20)＝0.5倍＝50％。校正信号SrcL’、SrcR’由以下的式(6)、(7)给出。
SrcL’＝SrcL-SrcIp*10(m/20)……(6)
SrcR’＝SrcR-SrcIp*10(m/20)……(7)
减法比率Amp1在大于0％且小于100％的范围内给出。即，关于系数m[dB]，在0＜10(m/20)＜100的范围内给出。例如，Amp1＝0％表示不进行校正处理。如果指定m＝0，则Amp1＝100％，因此系数m的应用范围可以通过以下的式(8)来定义。
-∞＜m＜0……(8)
由此，校正处理部50通过从立体声输入信号SrcL、SrcR中减去如下信号来求出校正信号SrcL’、SrcR’：所述信号是对同相信号SrcIp乘以减法比率Amp1的信号。然后，基于校正信号SrcL’、SrcR’，头外定位处理部10、滤波器部41、滤波器部42进行处理。由此，能够适当地进行头外定位处理，能够减轻由于音量变动或双耳效应而定位在虚拟中心的声像被强调的情况。通过使用系数m[dB]的系数表，可以进行适当的校正。
进而，在本实施方式中，校正处理部50根据再现音量，改变减法比率Amp1。因此，即使用户U提高再现音量，也不会出现只有虚拟中心的声像接近用户U。由此，能够适当地进行头外定位处理，能够再现与扬声器声场同等的声场。可以通过用户输入来变更减法比率。例如，在用户感到定位于虚拟中心的声像的位置近的情况下，用户进行用于提高减法比率的操作。由此，能够进行适当的头外定位处理。
进而，根据立体声输入信号SrcL、SrcR的相关性，校正处理部50决定是否进行校正。在立体声输入信号SrcL、SrcR的相关性低的情况下，几乎不包含同相成分、且校正的效果小，因此不进行校正处理。即，变成SrcL’＝SrcL，SrcR’＝SrcR。由此，能够省略多余的校正处理，能够减轻运算的处理量。
系数m[dB]能够设为作为目标的扬声器的特性(系数)。根据后述的头外定位头戴式耳机的定位在虚拟中心的声像的音量和扬声器的定位在虚拟中心的声像的音量的关系，能够设定与扬声器的虚拟声像的音量相等的系数m[dB]。系数m[dB]从通过以下所述的实验得到的系数表中求出。
在此，针对为了求出系数表而进行的实验进行说明。关于立体声扬声器所生成的虚拟中心的声像的音量和立体头戴式耳机及头外定位头戴式耳机所生成的虚拟中心的声像的音量，进行了如下实验：所述实验用于验证根据再现方法的不同而双耳效应的大小是否发生变化。
但是，难以直接比较立体声头戴式耳机或头外定位头戴式耳机所生成的虚拟中心的声像的音量与立体声扬声器所生成的虚拟中心的声像的音量。另外，由于虚拟中心的音量是感觉量，因此为了进行比较，需要置换为物理指标来进行评价。
因此，在收听者1的正面配置中心扬声器(参照图9)，以中心扬声器生成的声像的音量为基准，比较中心扬声器声像的音量与立体声扬声器所生成的虚拟中心的声像的音量、中心扬声器声像的音量与立体声头戴式耳机及头外定位头戴式耳机所生成的虚拟中心的声像的音量，由此相对比较了立体声扬声器所生成的虚拟中心的声像的音量与立体头戴式耳机以及头外定位头戴式耳机所生成的虚拟中心的声像的音量。
具体而言，求出如下情况时的耳边处的声压级：中心扬声器所生成的声像的音量与立体声扬声器所生成的虚拟中心的声像的音量听起来是相同大小。接着，求出如下情况时的耳边处的声压级：中心扬声器声像的音量与立体声头戴式耳机及头外定位头戴式耳机所生成的虚拟中心的声像的音量听起来是相同大小。由此，经由中心扬声器所生成的声像的音量在耳边处的声压级，比较了立体声扬声器所生成的虚拟中心的声像的音量在耳边处的声压级与立体头戴式耳机及头外定位头戴式耳机所生成的虚拟中心的声像的音量在耳边处的声压级。
求出绘制了如下情况的耳边声压级的图表：如果将中心扬声器所生成的声像的音量的耳边处的声压级设为基准声压级，则在经由基准声压级而将立体声扬声器、立体声头戴式耳机、头外定位头戴式耳机的再现音量每次提高5[dB]时，立体声扬声器所生成的虚拟中心的声像的声压级与立体头戴式耳机及头外定位头戴式耳机所生成的虚拟中心的声像的声压级相对于基准声压级如何变化。
在实验中，使用图9所示的测量装置300。测量装置300包括头戴式耳机45、立体声扬声器5、中央扬声器6以及处理装置301。处理装置301是具备存储器以及处理器等的运算处理装置，具体而言，是个人计算机等。处理装置301根据预先保存的计算机程序进行处理。例如，处理装置301向立体声扬声器5以及头戴式耳机45输出用于实验的信号(例如，白噪音)。
立体声扬声器5具有与图7相同的构成。另外，左扬声器5L和右扬声器5R配置成在将收听者1的正面设为0°时在水平面上成为相同的对开角的角度，并且配置成距收听者1为等距离。此时，优选采用与图7所示的扬声器相同距离、相同角度的配置。
中心扬声器6配置于左扬声器5L与右扬声器5R的中间。即，中心扬声器6配置于收听者1的正前方。因此，在中心扬声器6的左侧配置有左扬声器5L、在右侧配置有右扬声器5R。
在从头戴式耳机45输出信号的情况下，收听者1佩戴头戴式耳机45。另外，在从立体声扬声器5或中心扬声器6输出信号的情况下，收听者1取下头戴式耳机45。
本发明人首先在基准声压级为72[dB]的情况下，从作为基准的中心扬声器以在耳边成为相同的声压级的方式提示白噪音，并使各输出系统的增益与立体声扬声器6、立体声头戴式耳机和头外定位头戴式耳机一致。接着，在使基准声压级每次变化±5[dB]时，在以下的(a)～(c)中通过听觉实验求出如下音量，并用线连接耳边的声压级变化的情况并生成图表：所述音量是定位在虚拟中心的声像相对于基准声压级听起来是相同音量时的音量。
(a)立体声扬声器所生成的虚拟中心的声像(以下称为立体声扬声器的虚拟声像)
(b)立体声头戴式耳机所生成的虚拟中心的声像(以下称为头戴式耳机直通的虚拟声像)
(c)头外定位头戴式耳机的虚拟中心的声像(以下称为头外定位头戴式耳机的虚拟声像)
比较(a)～(c)的耳边处的声压级的图表的结果，可知：在某个特定范围内，头戴式耳机直通及头外定位头戴式耳机的虚拟声像的耳边处的声压级变得比立体声扬声器的虚拟声像的耳边处的声压级大。即，可知：与扬声器相比，利用头戴式耳机进行再现时双耳效应更高。
在本发明中，开发者们预先进行如上所述的实验，并根据声压级的图表计算出系数。在本发明中，使用根据所述实验结果计算出的系数表。
根据上述实验结果，将用听觉实验评价了在(a)立体声扬声器的虚拟声像、(b)头戴式耳机直通的虚拟声像、以及(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像的、经由基准声压级比较的虚拟声像的耳边处的声压级的图表示出在图10、图11中。图10是示出作为头戴式耳机45使用开放型头戴式耳机时的结果的图表。图11是示出使用密闭型头戴式耳机作为头戴式耳机45时的结果的图表。
另外，图10、图11示出用线连接如下声压级的图表：在62[dB]至97[dB]的范围内，当每隔5[dB]使基准声压级变化时，(a)～(c)的各虚拟中心的声压级在听觉上听起来像与基准声压级相同音量时的耳边处的声压级。在图10、图11中，横轴表示基准声压级[dB]。纵轴表示根据听觉求出的听起来是与基准声压级相同大小的各虚拟中心的声像的耳边处的声压级[dB]。
例如，在图10的基准声压级为72dB时，(a)立体声扬声器的虚拟声像的耳边声压级表示为80dB。这是因为，在将作为基准声压级的中心扬声器所生成的声像的音量以72dB提示时，将(a)立体声扬声器的虚拟声像的耳边处的声压级以80dB提示时，听起来像是相同的音量。
另外，在图10的基准声压级为72dB时，(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像的耳边声压级表示为67dB。这是因为，在将作为基准声压级的中心扬声器所生成的声像的音量以72dB提示时，以67dB提示(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像的耳边处的声压级时，听起来像是相同的音量。
由此可知，在提示了相同的基准声压级为72dB时，可知在(a)立体声扬声器的虚拟声像和(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像中，根据声音的提示方法不同，耳边处的声压级也不同。进而，可知(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像以比(a)立体声扬声器的虚拟声像更少的声压级听起来像是相同的音量。
在图10的基准声压级为62[dB]时，(a)立体声扬声器的虚拟声像的耳边处的声压级比(b)头戴式耳机直通的虚拟声像和(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像在耳边处的声压级高10～12[dB]左右。即，(a)立体声扬声器的虚拟声像在耳边处的声压级尽管比(b)头戴式耳机直通的虚拟声像和(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像在耳边处的声压级高10～12[dB]，但在听觉上听起来是同等程度。因此，在使用头戴式耳机45的情况下，与使用立体声扬声器5的情况相比，双耳效应变高。即，若比较横轴所示基准声压级为相同大小时的3个声压级的图表，则可以说与扬声器的声压级之差越大，双耳效应起着越大的作用。
另外，在图10的基准声压级为92[dB]时，(a)立体声扬声器的虚拟声像与(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像在耳边处的声压级相等。即，在基准声压级92[dB]中，(a)立体声扬声器虚拟声像与(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像在耳边处的声压级在听觉上听起来是同等程度，在基准声压级92[dB]以上时，头戴式耳机的双耳效应不会带来影响，虚拟中心的声像的音量不被增强。
相反，在图10的基准声压级为97[dB]时，(a)立体声扬声器的虚拟声像在耳边处的声压级变得比(c)头外定位头戴式耳机的人虚拟声像在耳边处的声压级小。因此，在基准声压级97[dB]中，立体声扬声器和头外定位头戴式耳机的虚拟中心的声像的耳边处的声压级反转。即，在基准声压级为超过92[dB]的97[dB]时，用头戴式耳机提示的虚拟中心的音量比实际的立体声扬声器的音量听起来更大。
进而，在图10中，在(a)立体声扬声器的虚拟声像和(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像中，图形的倾斜度不同。因此，在(a)立体声扬声器的虚拟声像和(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像中，声压级的上升方式不同。具体而言，(a)立体声扬声器的虚拟声像的图形的倾斜度比(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像的图形的倾斜度小。即，在(a)立体声扬声器的虚拟声像和(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像中，提高基准音量时的声压级的上升方式各不相同。因此，在(a)立体声扬声器的虚拟声像和(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像中，需要分别设定声压级的上升方式。另外，在(b)和(c)中，曲线的倾斜度也不同，因此可以说与(a)和(c)时相同。
在此，为了说明(a)～(c)的因听觉引起的虚拟声像的声压级差，图12、图13示出(c)头外定位头戴式耳机虚拟声像在耳边处的声压级与(a)立体声扬声器的虚拟声像在耳边处的声压级的差分(以下，称为声压级差Y)。此外，在基准声压级相同情况下，声压级差Y是从(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像的耳边处的声压级中减去(a)立体声扬声器的虚拟声像的耳边处的声压级的值。图12用虚线示出图10所示的图表的声压级差Y，图13用虚线示出图11所示的图表的声压级差Y。横轴是基准声压级[dB]，纵轴是声压级差Y。
如图12、图13所示，将声压级差Y开始上升的基准声压级设为阈值S。将声压级差超过0[dB]的基准声压级设为阈值P。阈值P是比阈值S大的值。即，(c)头部外定位头戴式耳机虚拟声像在耳边处的声压级变得大于(a)立体声扬声器的虚拟声像在耳边处的声压级时的基准声压级成为阈值P。在图12中，阈值S为77[dB]，阈值P为92[dB]。在图12中，阈值S为72[dB]，阈值P为87[dB]。阈值S和阈值P表示根据开放型或密闭型等头戴式耳机的类型而不同的值。
在阈值P处，(c)头部外定位头戴式耳机的虚拟中心声像在耳边处的声压级成为与立体声扬声器的虚拟中心声像的耳边处在声压级相同程度的声压级。当再现音量chVol小于阈值P时，(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像在耳边处的声压级比(a)立体声扬声器的虚拟声像在耳边处的声压级小。另一方面，当再现音量chVol大于阈值P时，(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像在耳边处的声压级比(a)立体声扬声器的虚拟声像在耳边处的声压级大。
基于阈值P和阈值S设定系数m[dB]。在此，使用图14，对系数m[dB]的设定方法进行说明。图14是示出系数m[dB]的设定方法的流程图。需要说明的是，以下的各处理也可以通过执行计算机程序来进行。例如，处理装置301的处理器通过执行计算机程序来实施图14所示的处理。当然，一部分或全部处理可以由用户或开发者来实施。
首先，处理装置301对于基准声压级，计算(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像在耳边处的声压级和(a)立体声扬声器的虚拟声像在耳边处的声压级(S201)。这些声压级的图表由开发者预先进行实验作为系数表而准备。在本实施例中，使用根据上述实验计算出的系数表。
此外，各个声压级的图表优选按照头戴式耳机的每个类型来准备。另外，基准声压级的调整范围没有特别限定。
接着，处理装置301求出(c)头外定位头戴式耳机虚拟声像在耳边处的声压级与(a)立体声扬声器的虚拟声像在耳边处的声压级的声压级差Y(S202)。然后，处理装置301根据声压级差Y，设定阈值S(S203)。阈值S是声压级差Y开始上升的基准声压级。
接着，处理装置301根据声压级差Y，设定阈值P(S204)。阈值P是声压级差Y超过0[dB]的基准声压级。在声压级差Y不超过0[dB]的情况下，可以将不超过0[dB]的最大值设定为阈值P。即，可以将基准声压级的最大值设为阈值P。例如，在图13中，在基准声压级为62[dB]～97[dB]的范围内，声压级差Y超过0[dB]的基准声压级为92[dB]。即，可以将92[dB]设为阈值P。
然后，处理装置301根据阈值P和阈值S，生成系数m[dB]的系数表(S205)。系数表是将头外定位处理时的再现音量chVol(参照图1)与系数m[dB]对应起来的表。因此，作为图12、图13的横轴的基准声压级被头外定位处理时的再现音量chVol置换。即，通过将横轴的基准声压级设为音量获取部61所获取的再现音量chVol，设定系数表。
在图12、图13中，用实线表示系数表中的系数m[dB]的值。在再现音量chVol小于阈值S的情况下，将系数m[dB]作为阈值S处的声压级差Y。即，在再现音量chVol小于阈值S的情况下，系数m[dB]为阈值S处的声压级差Y且是恒定的。在再现音量chVol为阈值S以上、阈值P以下的情况下，声压级差Y直接成为系数m[dB]。例如，随着再现音量chVol增加，系数m[dB]也增加。当再现音量chVol大于阈值P时，系数m[dB]成为最大值。此外，在系数m[dB]大于阈值P的情况下，系数m[dB]成为小于0[dB]的固定值。
因此，在头外定位处理时，在再现音量chVol小于阈值S的情况下，系数m[dB]为最小值且是恒定的。在再现音量chVol为阈值S以上、阈值P以下的情况下，随着再现音量chVol的增加，系数m[dB]单调增加。当再现音量chVol大于阈值P时，系数m[dB]为最大值且是恒定的。此外，在再现音量chVol比阈值S小的情况下，由于要减去的同相信号SrcIp也变小，因此也可以不进行校正处理。
通过由此求出系数表，能够生成考虑了实际的头戴式耳机和扬声器的音量差的校正信号。即，根据再现音量，减法比率Amp1成为适当的值。由此，能够从立体声输入信号中适当地减去同相信号。即，能够根据与再现音量对应地变化的音量差，适当地进行校正。
通过调整头戴式耳机声像的同相成分的减法比率，能够减轻由于头戴式耳机的双耳效应而定位在虚拟中心的声像被强调的情况。因此，即使用户U改变音量，也不会只有虚拟中心的声像的位置靠近，能够再现与扬声器声场相同的声场。通过头戴式耳机的双耳效应而变化的虚拟中心的声像的声压级根据输出的再现音量chVol的大小而非线性地变化。
由此，处理装置301根据声压级差Y，设定阈值S和阈值P。另外，当再现音量chVol在阈值S以上、阈值P以下的范围内时，根据再现音量chVol，系数m[dB]单调增加。由此，再现音量越大，同相信号的成分越小，因此能够适当地减轻音量的变动和头戴式耳机的双耳效应的影响。
此外，如图12、图13所示，由于阈值P及阈值S根据头戴式耳机类型而不同。因此，优选对头戴式耳机的每个类型设定阈值P及阈值S，制作系数表。即，对每个头戴式耳机类型进行实验，求出(a)立体声扬声器的虚拟声像、以及(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像的声压级。然后，根据各个耳边处的声压级，求出声压级差Y，并设定阈值S以及阈值P。此外，阈值S以及阈值P的设定、以及系数表的设定的一部分或者全部可以由用户或者开发者进行，也可以由计算机程序自动地进行。另外，对于(b)头戴式耳机直通的虚拟声像可以不实施。
(系数m的设定的变形例1)
在上述说明中，将声压级差Y为0[dB]的基准声压级设为阈值P，但在变形例中，以不同的方法设定阈值P。具体而言，通过声压级差Y的近似函数Y’设定阈值P。图15是示出用变形例的方法设定阈值P时的、用于设定系数m[dB]的处理的流程图。
此外，由于头外定位处理装置的基本构成以及处理与上述相同，因此省略详细说明。由于(a)立体声扬声器的虚拟声像以及(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像也与上述相同，因此省略详细说明。
首先，处理装置301计算(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像在耳边处的声压级和(a)立体声扬声器的虚拟声像的耳边处在声压级(S301)。接着，处理装置301求出(c)头外定位头戴式耳机的虚拟声像和(a)立体声扬声器的虚拟声像的声压级差Y(S302)。然后，处理装置301根据声压级差Y设定阈值S(S303)。S301～S303的处理与S201～S203的处理相同，因此省略说明。
接着，处理装置301求出声压级差Y的近似函数Y’(S304)。根据基准声压级为S以上的范围，计算近似函数Y’。通过线性近似来计算近似函数Y’。图16中用虚线示出图11、图13所示的密闭头戴式耳机中的头外定位头戴式耳机的虚拟声像的声压级、声压级差时的近似函数Y’。在图16中，以Y’＝x-86.2的线性近似来近似。
此外，近似函数Y’可以通过线性近似来计算，也可以通过2次以上的多项式来计算。或者，也可以通过移动平均来计算近似函数Y’。通过进行近似，能够求出平均的系数m[dB]。
处理装置301基于近似函数Y’设定阈值P(S305)。然后，将近似函数Y’的值为0[dB]的基准声压级x的值设为阈值P。在图16所示的图表中，由于在x＝86.2[dB]时Y＝0，因此阈值P＝86.2[dB]。
然后，处理装置301根据阈值S、阈值P以及近似函数Y’，生成系数表(S306)。图16中对应地示出系数表。在再现音量chVol小于阈值S的情况下，系数m[dB]成为阈值S处的声压级差Y。即，在再现音量chVol小于阈值S的情况下，系数m[dB]为阈值S处的声压级差Y且是恒定的。或者，在小于阈值S的情况下，也可以不进行校正处理。
在再现音量chVol为阈值S以上、阈值P以下的情况下，系数m[dB]成为近似函数Y’的值。例如，随着再现音量chVol增加，系数m[dB]增加。在再现音量chVol大于阈值P的情况下，系数m[dB]为近似函数Y’的最大值且是恒定的。
如上所述那样设定阈值P和系数表，也能够得到与实施方式1同样的效果。即使在音量变化的情况下，也能够适当地进行声像定位处理。即，能够抑制由于音量的变动或头戴式耳机的双耳效应而定位在虚拟中心的声像被强调的情况。
实施方式2.
在实施方式2中，作为系数表，没有设定从分贝换算的比率的系数[dB]，而是设定以百分比指定了直接比率的系数m[％]。即，对于再现音量chVol，将以百分比指定了直接比率的系数m[％]对应起来，设定为系数表。即，系数m[％]与式(2)、(3)的Amp1一致。进而，在进行了头外定位再现的情况下，根据用户U的听觉来设定系数m[％]。
使用图17，对系数表的设定处理进行说明。图17示出系数表的设定处理。首先，处理装置301设定阈值S(S401)。在此，根据用户U佩戴头戴式耳机45收听头外定位处理后的信号时的听觉，输入控制范围的最小的阈值S。
接着，处理装置301设定阈值P(S402)。在此，与S401中的处理同样地，根据当用户U佩戴头戴式耳机45收听头部外定位处理后的信号时的听觉，输入控制范围的最小的阈值P。例如，能够将阈值S设为72[dB]、将阈值P设为87[dB]。然后，将阈值S和阈值P存储在存储器等中。可以根据用户输入来设置阈值S和阈值P。
然后，处理装置301根据阈值S以及阈值P，生成系数表(S403)。在此，使用图18，对系数表进行说明。系数表的系数m[％]根据阈值S和阈值P来设定为三个阶段。例如，在比阈值S小的再现音量chVol中，系数m[％]设为0[％]。在阈值S以上、小于阈值的再现音量chVol中，将系数m[％]设为15[％]。在阈值P以上的再现音量chVol中，将系数m[％]设为30[％]。
由此，设定系数表以使得随着再现音量chVol的增加而系数m[％]阶段性地增加。当然，系数m[％]的值不限于3个阶段，也可以增加到4个阶段以上。也可以在阈值S和阈值P之间的范围内设定多个系数m[％]。系数m[％]设定在大于0％且小于100％的范围内。
另外，在使用包含Amp1＝系数m/100[％]的系数表的情况下，代替式(6)和式(7)，基于以下的式(9)和式(10)计算校正信号。
SrcL’＝SrcL-SrcIp*m/100……(9)
SrcR’＝SrcR-SrcIp*m/100……(10)
在本实施方式中，关于头外定位处理方法，由于与实施方式1相同，因此省略详细说明。例如，可以按照图8所示的流程进行头外定位处理。然后，在设定系数的S104中，设定系数m[％]，而不是设定系数m[dB]即可。另外，在从立体声再现信号中减去同相信号的S106中，代替式(6)和式(7)，使用上述式(9)和式(10)即可。
变形例2.
在实施方式2中，参照系数表，设定了与再现音量chVol对应的系数m，但在变形例2中，用户U根据听觉来设定系数m。例如，用户U可以在收听头外定位处理后的立体再现信号的过程中，根据听觉改变同相分量的减法比率。
例如，在用户U感觉到从头外定位头戴式耳机生成的定位在虚拟中心的声乐的声像近的情况下，进行用于增大系数[％]的输入。例如，用户U通过操作触摸面板来实施用户输入。然后，在接受了用户输入的情况下，头外定位处理装置100增大系数m[％]。例如，在用户U感觉到虚拟中心的声像近的情况下，进行增大系数m[％]的操作。相反，在用户U感觉到虚拟中心声像近的情况下，进行减小系数m[％]的操作。在变形例2中，系数m[％]也可以阶段性地增减为0[％]、15[％]、30[％]等。
进而，也可以组合基于用户输入的系数的设定和与再现音量对应的系数的设定。例如，头外定位处理装置100以与再现音量对应的系数进行头外定位处理。用户可以根据用户收听头外定位处理后的再现信号时的听觉，进行变更系数的操作。并且，也可以在用户进行了调整再现音量的操作的情况下，变更系数m。
此外，当系数m[dB]超过-6[dB](即，m[％]＝50％)时，有时成为左右平衡被破坏的听觉。因此，也可以将-6[dB]作为系数m[dB]的上限，在系数表中设定-6[dB]以下的值。
根据等感曲线求出的系数始终是理想值，根据系数m的设定值，左右音量的平衡有时会被破坏。也可以配合实际的乐曲，调整为比理想值小的值等。提取同相信号的算法只是一个例子，并不限于此。例如，可以使用自适应算法来提取同相信号。
上述头外定位处理和测量处理中的一部分或全部可以由计算机程序来执行。上述程序使用各种类型的非临时性计算机可读介质(non-transitory computer readablemedium)来保存，并且可以被提供给计算机。非临时性计算机可读介质包括各种类型的存在实体的记录介质(tangible storage medium)。非临时性计算机可读介质的例子包括磁记录介质(例如软盘、磁带、硬盘驱动器)、磁光记录介质(例如磁光盘)、CD-ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)、CD-R、CD-R/W、半导体存储器(例如，掩模ROM、PROM(ProgrammableROM，可编程ROM)、EPROM(Erasable PROM，可擦可编程ROM)、闪存ROM、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器))。另外，程序也可以通过各种类型的临时性计算机可读介质提供给计算机。临时性计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。临时性计算机可读介质可以经由诸如电线和光纤等有线通信路径、或无线通信路径，将程序提供给计算机。
以上，基于实施方式具体说明了由本发明人完成的发明，但本发明并不限于上述实施方式，当然，在不脱离其要旨的范围内可以进行各种变更。
本申请要求以2017年2月20日申请的日本申请特愿2017-29296为基础的优先权，并将其公开内容全部纳入此处。
工业可用性
本申请可应用于将头戴式耳机或入耳式耳机的声像定位在头外的头外低位处理装置。
符号说明
U…用户
1…收听者
2L…左麦克风
2R…右麦克风
5L…左扬声器
5R…右扬声器
9L…左耳
9R…右耳
10…头外定位处理部
11…卷积运算部
12…卷积运算部
13…放大器
14…放大器
21…卷积运算部
22…卷积运算部
23…放大器
24…放大器
26…加法器
27…加法器
41…滤波器部
42…滤波器部
43…D/A转换器
44…D/A转换器
45…头戴式耳机
50…校正处理部
51…加法器
52…比率设定部
53…减法器
54...减法器
56…相关性判断部
61…音量获取部
100…头外定位处理装置
110…运算处理部
200…滤波器生成装置
201…处理装置
300…测量装置
301…处理装置

Claims (9)

1.一种头外定位处理装置，包括：
同相信号计算部，计算立体声再现信号的同相信号；
比率设定部，设定用于减去所述同相信号的减法比率；
减法部，根据所述减法比率从所述立体再现信号中减去同相信号，由此生成校正信号；
卷积运算部，通过使用空间声学传递特性对所述校正信号进行卷积处理来生成卷积运算信号；
滤波器部，通过使用滤波器对所述卷积运算信号进行滤波处理来生成输出信号；以及
输出部，具有头戴式耳机或入耳式耳机，向用户输出所述输出信号。
2.根据权利要求1所述的头外定位处理装置，其中，
所述比率设定部根据再现音量来变更所述减法比率。
3.根据权利要求2所述的头外定位处理装置，其中，
当所述再现音量在预定范围内时，所述减法比率随着所述再现音量的增加而单调增加。
4.根据权利要求2所述的头外定位处理装置，其中，
所述减法比率随着所述再现音量的增加而阶段性地增加。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的头外定位处理装置，其中，
在再现音量低的情况下，不进行所述减法部的减法运算，所述卷积处理部将所述立体声再现信号作为所述校正信号来进行卷积处理。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的头外定位处理装置，其中，
所述比率设定部根据用户输入来变更所述减法比率。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的头外定位处理装置，其中，
在所述立体声再现信号的相关性满足预定条件的情况下，所述减法部进行减法运算，
在所述立体声再现信号的相关性不满足预定条件的情况下，所述减法部不进行减法运算，所述卷积处理部将所述立体声再现信号作为所述校正信号来进行卷积处理。
8.一种头外定位处理方法，包括如下步骤：
计算立体声再现信号的同相信号；
设定用于减去所述同相信号的减法比率；
根据所述减法比率从所述立体声再现信号中减去同相信号，由此生成校正信号；
通过使用空间声学传递特性对所述校正信号进行卷积处理来生成卷积运算信号；
通过使用滤波器对所述卷积运算信号进行滤波处理来生成输出信号；以及
具有头戴式耳机或入耳式耳机，向用户输出所述输出信号。
9.一种头外定位处理程序，使计算机执行如下步骤：
计算立体声再现信号的同相信号；
设定用于减去所述同相信号的减法比率；
根据所述减法比率从所述立体声再现信号中减去同相信号，由此生成校正信号；
通过使用空间声学传递特性对所述校正信号进行卷积处理来生成卷积运算信号；
通过使用滤波器对所述卷积运算信号进行滤波处理来生成输出信号；以及
具有头戴式耳机或耳机，向用户输出所述输出信号。
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