CN113965859A - 头外定位滤波器确定系统、方法以及程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够进行适当处理的头外定位滤波器确定系统、方法以及程序。本实施方式涉及的头外定位滤波器确定系统包括：麦克单元(2)，被佩戴于用户的耳朵，拾取从输出单元输出的声音；测量部，测量从麦克单元(2)输出的拾音信号；数据保存部，将与空间音响传输特性相关的第一预设数据和与外耳道传输特性相关的第二预设数据相关联地进行存储；频率特性获取部(112)，将拾音信号变换到频域，并获取频率特性；极值提取部(113)，提取频率特性的极大值和极小值；包络线计算部(114)，通过分别对极大值和极小值进行插值，计算基于极大值的第一包络线数据和基于极小值的第二包络线数据。

Description

头外定位滤波器确定系统、方法以及程序

技术领域

本公开涉及头外定位滤波器确定系统、头外定位滤波器确定方法以及程序。

背景技术

作为声像定位技术，有使用头戴式耳机将声像定位在收听者的头部外侧的头外定位技术。在头外定位技术中，通过消除从头戴式耳机到耳朵的特性、并赋予从立体声扬声器到耳朵的四种特性，来使声像定位在头外。

在头外定位重放中，从2声道(以下记作ch)的扬声器发出的测量信号(脉冲音等)由设置在收听者本人(用户)耳朵上的麦克风(以下记作麦克)录音。然后，处理装置基于在脉冲响应中获得的拾音信号生成滤波器。由此，生成与从扬声器到外耳道的麦克位置的空间音响传输特性相对应的滤波器。通过将所生成的滤波器与2ch的音频信号进行卷积，能够实现头外定位重放。

此外，为了生成用于消除从头戴式耳机到耳朵的特性的滤波器，使用安装在收听者本人的耳朵上的麦克来测量从头戴式耳机到耳根乃至鼓膜的特性(外耳道传输函数ECTF，也称为外耳道传输特性)。

在专利文献1中公开了具备头戴式耳机和麦克单元的头外定位滤波器确定装置。在专利文献1中，服务器装置将与从声源到被测量者的耳朵的空间音响传输特性相关的第一预设数据和与被测量者的耳朵的外耳道传输特性相关的第二预设数据相关联地存储。用户终端测量与用户的外耳道传输特性有关的测量数据。用户终端向服务器装置发送基于测量数据的用户数据。服务器装置将用户数据与多个第二预设数据进行比较。服务器装置基于比较结果提取第一预设数据。

在专利文献2中公开了能够在适当的拾音位置对来自头戴式耳机的测量信号进行拾音的拾音装置。例如，在专利文献2中公开了听诊器那样的结构的拾音装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-191208号公报；

专利文献2：日本特开2018-133708号公报。

发明内容

当进行头外定位处理时，优选利用设置在收听者本人的耳朵上的麦克来测量特性。在收听者的耳朵上佩戴了麦克的状态下，实施脉冲响应测量(以下，也称为用户测量)等。通过使用收听者本人的特性，能够生成适合于收听者的滤波器。

即，通过进行用户测量，能够适当地测量从扬声器到外耳道的空间音响传输特性。但是，为了进行用户测量，需要用户去测听室，或者在用户自己家里等准备测听室。

在专利文献1的方法中，在数据库中与空间音响传输特性相关的第一预设数据和与外耳道传输特性相关的第二预设数据相关联起来。并且，根据用户个人的外耳道传输特性，从第一预设数据中提取适合于用户的空间音响传输特性。在专利文献1的方法中，即使不进行空间音响传输特性的用户测量，也能够确定滤波器。

期望更适当地确定用于执行头外定位处理的滤波器。

本公开是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够更适当地确定滤波器的头外定位滤波器确定系统、头外定位滤波器确定方法以及程序。

本实施方式涉及的头外定位滤波器确定系统，包括：输出单元，被佩戴于用户，并向所述用户的耳朵输出声音；麦克单元，被佩戴于所述用户的耳朵，拾取从所述输出单元输出的声音；测量部，向所述输出单元输出测量信号，并测量从所述麦克单元输出的拾音信号；数据保存部，将与从声源到被测量者的耳朵的空间音响传输特性相关的第一预设数据和与所述被测量者的耳朵的外耳道传输特性相关的第二预设数据相关联地进行存储，并存储针对多个所述被测量者获取的多个所述第一预设数据和所述第二预设数据；频率特性获取部，将所述拾音信号变换到频域，并获取频率特性；极值提取部，提取所述频率特性的极大值和极小值；包络线计算部，通过分别对所述极大值和所述极小值进行插值，来计算基于所述极大值的第一包络线数据和基于所述极小值的第二包络线数据；比较部，将基于所述第一包络线数据和所述第二包络线数据的用户特征量与基于多个所述第二预设数据的多个特征量分别进行比较；提取部，基于所述比较部的比较结果提取所述第一预设数据；以及确定部，确定与所提取出的所述第一预设数据相对应的滤波器。

本实施方式涉及的头外定位滤波器确定方法，是包括输出单元、麦克单元以及数据保存部的系统中的头外定位滤波器确定方法，所述输出单元被佩戴于用户，并向所述用户的耳朵输出声音；所述麦克单元被佩戴于所述用户的耳朵，拾取从所述输出单元输出的声音；所述数据保存部将与从声源到被测量者的耳朵的空间音响传输特性相关的第一预设数据和与所述被测量者的耳朵的外耳道传输特性相关的第二预设数据相关联地进行存储，并存储针对多个所述被测量者获取的多个所述第一预设数据和第二预设数据，所述头外定位滤波器确定方法包括：输出步骤，向佩戴于用户的输出单元分别输出测量信号；信号获取步骤，获取拾音信号，所述拾音信号是通过佩戴于用户的耳朵上的麦克单元对从所述输出单元向所述用户的耳朵输出的所述测量信号进行拾音而得的；频率特性获取步骤，将所述拾音信号变换到频域，并获取频率特性；极值提取步骤，提取所述频率特性的极大值和极小值；计算步骤，通过分别对所述极大值和所述极小值进行插值，来计算基于所述极大值的第一包络线数据和基于所述极小值的第二包络线数据；比较步骤，将基于所述第一包络线数据和所述第二包络线数据的用户特征量与基于多个所述第二预设数据的多个特征量分别进行比较；提取步骤，基于所述比较步骤中的比较结果提取所述第一预设数据；以及确定步骤，确定与所提取出的所述第一预设数据相对应的滤波器。

本实施方式涉及一种存储有程序的计算机可读存储介质，用于使计算机执行头外定位滤波器确定方法，所述计算机能够访问数据保存部，所述数据保存部将与从声源到被测量者的耳朵的空间音响传输特性相关的第一预设数据和与所述被测量者的耳朵的外耳道传输特性相关的第二预设数据相关联地进行存储，并存储针对多个所述被测量者获取的多个所述第一预设数据和第二预设数据，所述头外定位滤波器确定方法包括：输出步骤，向佩戴于用户的输出单元分别输出测量信号；信号获取步骤，获取拾音信号，所述拾音信号是通过佩戴于用户的耳朵上的麦克单元对从所述输出单元向所述用户的耳朵输出的所述测量信号进行拾音而得的；频率特性获取步骤，将所述拾音信号变换到频域，并获取频率特性；极值提取步骤，提取所述频率特性的极大值和极小值；计算步骤，通过分别对所述极大值和所述极小值进行插值，来计算基于所述极大值的第一包络线数据和基于所述极小值的第二包络线数据；比较步骤，将基于所述第一包络线数据和所述第二包络线数据的用户特征量与基于多个所述第二预设数据的多个特征量分别进行比较；提取步骤，基于所述比较步骤中的比较结果提取所述第一预设数据；以及确定步骤，确定与所提取出的所述第一预设数据相对应的滤波器。

根据本公开，能够提供可适当地确定滤波器的头外定位滤波器确定系统、头外定位滤波器确定方法以及程序。

附图说明

图1是表示本实施方式涉及的头外定位处理装置的框图；

图2是表示测量空间音响传输特性的测量装置的结构的图；

图3是表示测量外耳道传输特性的测量装置的结构的图；

图4是表示本实施方式涉及的头外定位滤波器确定系统的整体结构的图；

图5是用于说明极值提取部中的极大值的提取处理的图；

图6是表示根据极大值计算出的第一包络线数据的图；

图7是表示根据极小值计算出的第二包络线数据的图；

图8是表示服务器装置的结构的框图；

图9是用于说明保存在数据保存部中的第一预设数据和第二预设数据的表；

图10是用于说明聚类后的数据的表；

图11是用于说明对第一包络线数据和第二包络线数据分别进行聚类时的数据的表；

图12是用于说明对第一包络线数据和第二包络线数据分别进行聚类时的数据的表；

图13是表示头外定位滤波器确定方法的流程图；

图14是表示头外定位滤波器确定方法的流程图。

具体实施方式

(概要)

首先，对声像定位处理的概要进行说明。这里，说明作为声像定位处理装置的一例的头外定位处理。本实施方式涉及的头外定位处理使用空间音响传输特性和外耳道传输特性进行头外定位处理。空间音响传输特性是从扬声器等声源到外耳道的传输特性。外耳道传输特性是从外耳道入口到鼓膜的传输特性。在本实施方式中，测量在佩戴头戴式耳机的状态下的外耳道传输特性，并使用该测量数据实现头外定位处理。

本实施方式涉及的头外定位处理由个人计算机(PC)、智能电话、平板终端等用户终端执行。用户终端是具有处理器等处理单元、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、鼠标等输入单元的信息处理装置。用户终端具有收发数据的通信功能。此外，用户终端与具有头戴式耳机或耳机的输出单元连接。

为了获得高定位效果，优选通过测量用户本人的特性来生成头外定位滤波器。用户个人的空间音响传输特性一般在扬声器等音响器材或室内的音响特性完备的测听室中进行。即，需要用户去测听室或者在用户自己家里等准备测听室。因此，有时无法适当地测量用户个人的空间音响传输特性。

另外，即使是在用户的自己家里等设置扬声器来准备测听室的情况下，也存在左右非对称地设置扬声器的情况、房间的音响环境对于听音乐不是最佳的情况。在这种情况下，很难在自己家中测量适当的空间音响传输特性。

另一方面，用户个人的外耳道传输特性的测量在佩戴麦克单元和头戴式耳机的状态下进行。即，如果用户佩戴麦克单元和头戴式耳机，则能够测量外耳道传输特性。不需要用户去测听室，也不需要在用户家里准备大型的测听室。另外，用于测量外耳道传输特性的测量信号的产生、拾音信号的记录等能够使用智能电话、PC等用户终端来进行。

这样，有时难以对用户个人实施空间音响传输特性的测量。因此，本实施方式涉及的头外定位处理系统基于外耳道传输特性的测量结果确定与空间音响传输特性相对应的滤波器。即，根据用户个人的外耳道传输特性的测量结果，确定适合于用户的头外定位处理滤波器。

具体而言，头外定位处理系统具备用户终端和服务器装置。服务器装置预先保存对用户以外的多个被测量者预测量的空间音响传输特性以及外耳道传输特性。即，使用与用户终端不同的测量装置，进行使用扬声器作为声源的空间音响传输特性的测量(以下，也称为第一预测量)、和使用头戴式耳机作为声源的外耳道传输特性的测量(也称为第二预测量)。第一预测量和第二预测量是对用户以外的被测量者实施的。

服务器装置中保存有与第一预测量的结果对应的第一预设数据、和与第二预测量的结果对应的第二预设数据。通过对多个被测量者进行第一预测量和第二预测量，获取多个第一预设数据和多个第二预设数据。服务器装置将与空间音响传输特性相关的第一预设数据和与外耳道传输特性相关的第二预设数据按照每个被测量者相关联地存储。服务器装置在数据库中保存有多个第一预设数据和多个第二预设数据。

另外，对于执行头外定位处理的用户个人，使用用户终端，仅测量外耳道传输特性(以下，称为用户测量)。用户测量与第二预测量同样地，是使用头戴式耳机作为声源的测量。用户终端获取与外耳道传输特性相关的测量数据。然后，用户终端将基于测量数据的用户数据发送到服务器装置。服务器装置将用户数据与多个第二预设数据分别进行比较。服务器装置基于比较结果，从多个第二预设数据中确定与用户数据具有高相关性的第二预设数据。

然后，服务器装置读出与具有高相关性的第二预设数据相关联的第一预设数据。即，服务器装置基于比较结果，从多个第一预设数据中提取适合于用户个人的第一预设数据。服务器装置将提取出的第一预设数据发送给用户终端。然后，用户终端使用基于第一预设数据的滤波器和基于用户测量的反向滤波器来执行头外定位处理。

(头外定位处理装置)

首先，图1示出作为本实施方式涉及的声场重放装置的示例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对佩戴头戴式耳机43的用户U重放声场。因此，头外定位处理装置100对Lch和Rch的立体声输入信号XL、XR进行声像定位处理。Lch和Rch的立体声输入信号XL、XR是从CD(Compact Disc，紧凑型光盘)播放器等输出的模拟的音频重放信号、或者mp3(MPEG音频层-3)等的数字音频数据。另外，头外定位处理装置100不限于物理上单一的装置，一部分处理也可以由不同的装置进行。例如，一部分处理可以由PC等执行，而剩余的处理可以由内置于头戴式耳机43中的DSP(Digital signalProcessor，数字信号处理器)等执行。

头外定位处理装置100包括头外定位处理部10、滤波器部41、滤波器部42以及头戴式耳机43。头外定位处理部10、滤波器部41以及滤波器部42构成后述的运算处理部120，具体而言可通过处理器来实现。

头外定位处理部10具备卷积运算部11～12、21～22以及加法器24、25。卷积运算部11～12、21～22进行使用了空间音响传输特性的卷积处理。头外定位处理部10被输入来自CD播放器等的立体声输入信号XL、XR。在头外定位处理部10中设定有空间音响传输特性。头外定位处理部10对各声道的立体声输入信号XL、XR卷积空间音响传输特性的滤波器(以下，也称为空间音响滤波器)。空间音响传输特性可以是在被测量者的头部或耳廓处测量的头部传输函数HRTF，或者可以是仿真头或第三人的头部传输函数。

将四个空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs作为一组的函数作为空间音响传输函数。在卷积运算部11、12、21、22中用于卷积的数据成为空间音响滤波器。空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs分别使用后述的测量装置进行测量。

然后，卷积运算部11对Lch的立体声输入信号XL卷积与空间音响传输特性Hls对应的空间音响滤波器。卷积运算部11将卷积运算数据输出到加法器24。卷积运算部21对Rch的立体声输入信号XR卷积与空间音响传输特性Hro对应的空间音响滤波器。卷积运算部21将卷积运算数据输出到加法器24。加法器24将两个卷积运算数据相加，并输出到滤波器部41。

卷积运算部12对Lch的立体声输入信号XL卷积与空间音响传输特性Hlo对应的空间音响滤波器。卷积运算部12将卷积运算数据输出到加法器25。卷积运算部22对Rch的立体声输入信号XR卷积与空间音响传输特性Hrs对应的空间音响滤波器。卷积运算部22将卷积运算数据输出到加法器25。加法器25将两个卷积运算数据相加，并输出到滤波器部42。

在滤波器部41、42中设定有消除头戴式耳机特性(头戴式耳机的重放单元与麦克之间的特性)的反向滤波器。然后，对已经在头外定位处理部10中实施了处理的重放信号(卷积运算信号)卷积反向滤波器。由滤波器部41对来自加法器24Lch的信号进行反向滤波器的卷积。同样地，由滤波器部42对来自加法器25的Rch信号进行反向滤波器的卷积。当佩戴头戴式耳机43时，反向滤波器消除从头戴式耳机单元到麦克的特性。麦克可以配置在从外耳道入口到鼓膜之间的任何地方。反向滤波器是根据用户U本人的特性的测量结果计算出的。

滤波器部41将校正后的Lch信号输出到头戴式耳机43的左单元43L。滤波器部42将校正后的Rch信号输出到头戴式耳机43的右单元43R。用户U佩戴着头戴式耳机43。头戴式耳机43向用户U输出Lch信号和Rch信号。由此，能够重放定位在用户U的头外的声像。

这样，头外定位处理装置100使用与空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs对应的空间音响滤波器和头戴式耳机特性的反向滤波器，进行头外定位处理。在以下的说明中，将与空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs对应的空间音响滤波器和头戴式耳机特性的反向滤波器汇总作为头外定位处理滤波器。对于2ch立体声重放信号，头外定位滤波器包含四个空间音响滤波器和两个反向滤波器。然后，头外定位处理装置100通过使用总共六个头外定位滤波器对立体声重放信号执行卷积运算处理来执行头外定位处理。

(空间音响传输特性的测量装置)

使用图2，对测量空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs的测量装置200进行说明。图2是示意性地表示用于对被测量者1进行第一预测量的测量结构的图。

如图2所示，测量装置200具有立体声扬声器5和麦克单元2。立体声扬声器5设置在测量环境中。测量环境可以是用户U自己家的房间、音频系统的销售商店、陈列室等。优选地，测量环境是扬声器和音响完备的测听室。

在本实施方式中，测量装置200的测量处理装置201进行用于适当地生成空间音响滤波器的运算处理。测量处理装置201例如具有CD播放器等音乐播放器等。测量处理装置201也可以是个人计算机(PC)、平板终端、智能电话等。另外，测量处理装置201也可以是服务器装置自身。

立体声扬声器5包括左扬声器5L和右扬声器5R。例如，在被测量者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输出用于进行脉冲响应测量的脉冲音等。以下，在本实施方式中，将成为声源的扬声器的数量设为2(立体声扬声器)来进行说明，但测量中使用的声源的数量不限于2，只要是1以上即可。即，在1ch的单声道或5.1ch、7.1ch等所谓的多声道环境中也同样能够应用本实施方式。

麦克单元2是具有左麦克2L和右麦克2R的立体声麦克。左麦克2L设置在被测量者1的左耳9L上，右麦克2R设置在被测量者1的右耳9R上。具体而言，优选在从左耳9L、右耳9R的外耳道入口到鼓膜的位置设置麦克2L、2R。麦克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。麦克2L、2R将拾音信号输出到测量处理装置201。被测量者1可以是人，也可以是仿真头。即，在本实施方式中，被测量者1的概念不仅包括人，还包括仿真头。

如上所述，通过由麦克2L、2R测量从左扬声器5L、右扬声器5R输出的脉冲音来测量脉冲响应。测量处理装置201将通过脉冲响应测量而获取的拾音信号存储在存储器等中。由此，测量左扬声器5L与左麦克2L之间的空间音响传输特性Hls、左扬声器5L与右麦克2R之间的空间音响传输特性Hlo、右扬声器5R与左麦克2L之间的空间音响传输特性Hro、右扬声器5R与右麦克2R之间的空间音响传输特性Hrs。即，通过左麦克2L对从左扬声器5L输出的测量信号进行拾音，获取空间音响传输特性Hls。通过右麦克2R对从左扬声器5L输出的测量信号进行拾音，获取空间音响传输特性Hlo。通过左麦克2L对从右扬声器5R输出的测量信号进行拾音，获取空间音响传输特性Hro。通过右麦克2R对从右扬声器5R输出的测量信号进行拾音，获取空间音响传输特性Hrs。

另外，测量装置200也可以根据拾音信号生成与从左右扬声器5L、5R到左右麦克2L、2R的空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs对应的空间音响滤波器。例如，测量处理装置201以规定的滤波器长度截取空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs。测量处理装置201也可以校正所测量的空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs。

通过如此，测量处理装置201生成在头外定位处理装置100的卷积运算中使用的空间音响滤波器。如图1所示，头外定位处理装置100使用与左右扬声器5L、5R和左右麦克2L、2R之间的空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs对应的空间音响滤波器，进行头外定位处理。即，通过将空间音响滤波器与音频重放信号进行卷积，进行头外定位处理。

测量处理装置201对分别与空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs对应的拾音信号实施同样的处理。即，对于与空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs对应的4个拾音信号分别实施同样的处理。由此，能够分别生成与空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs对应的空间音响滤波器。

(外耳道传输特性的测量)

接着，使用图3对用于测量外耳道传输特性的测量装置200进行说明。图3表示用于对被测量者1进行第二预测量的结构。

测量处理装置201与麦克单元2和头戴式耳机43连接。麦克单元2包括左麦克2L和右麦克2R。左麦克2L被佩戴在被测量者1的左耳9L上。右麦克2R被佩戴在被测量者1的右耳9R上。测量处理装置201和麦克单元2可以与图2中的测量处理装置201和麦克单元2相同，也可以不同。

头戴式耳机43包括头戴式耳机带43B、左单元43L和右单元43R。头戴式耳机带43B连结左单元43L和右单元43R。左单元43L向被测量者1的左耳9L输出声音。右单元43R向被测量者1的右耳9R输出声音。头戴式耳机43可以是封闭式、开放式、半开放式或半封闭式等任何形式的头戴式耳机。在头戴式耳机43被佩戴的状态下，头戴式耳机43的麦克单元2被佩戴在被测量者1上。即，在佩戴有左麦克2L、右麦克2R的左耳9L、右耳9R上分别佩戴头戴式耳机43的左单元43L、右单元43R。头戴式耳机带43B产生将左单元43L和右单元43R分别按压在左耳9L和右耳9R上的施加力。

左麦克2L收集从头戴式耳机43的左单元43L输出的声音。右麦克2R收集从头戴式耳机43的右单元43R输出的声音。左麦克2L和右麦克2R的麦克部配置于外耳孔附近的拾音位置。左麦克2L和右麦克2R被构成为不干扰头戴式耳机43。即，在左麦克2L和右麦克2R被配置在左耳9L、右耳9R的适当位置的状态下，被测量者1能够佩戴头戴式耳机43。此外，左麦克2L和右麦克2R分别内置于头戴式耳机43的左单元43L和右单元43R中。例如，左麦克2L被固定在左单元43L的框体内，右麦克2R被固定在右单元43R的框体内。当然，左麦克2L和右麦克2R也可以与头戴式耳机43分开设置。

测量处理装置201对左麦克2L以及右麦克2R输出测量信号。由此，左麦克2L和右麦克2R产生脉冲音等。具体而言，用左麦克2L测量从左单元43L输出的脉冲音。用右麦克2R测量从右单元43R输出的脉冲音。通过如此来实施脉冲响应测量。

测量处理装置201将基于脉冲响应测量的拾音信号存储在存储器等中。由此，获取左单元43L与左麦克2L之间的传输特性(即，左耳的外耳道传输特性)、以及右单元43R与右麦克2R之间的传输特性(即，右耳的外耳道传输特性)。这里，将左麦克2L获取的左耳的外耳道传输特性的测量数据设为测量数据ECTFL，将右麦克2R获取的右耳的外耳道传输特性的测量数据设为测量数据ECTFR。

测量处理装置201具有分别存储测量数据ECTFL、ECTFR的存储器等。此外，测量处理装置201产生脉冲信号或TSP(Time Stretched Pulse，脉冲时间扩展)信号等，作为用于测量外耳道传输特性或空间音响传输特性的测量信号。测量信号包含脉冲音等测量音。

通过图2、图3所示的测量装置200测量多个被测量者1的外耳道传输特性以及空间音响传输特性。在本实施方式中，对多个被测量者1实施基于图2测量结构的第一预测量。同样地，对多个被测量者1实施基于图3测量结构的第二预测量。由此，针对每个被测量者1，测量外耳道传输特性以及空间音响传输特性。

(头外定位滤波器确定系统)

接下来，使用图4描述本实施方式涉及的头外定位滤波器确定系统500。图4是表示头外定位滤波器确定系统500的整体结构的图。头外定位滤波器确定系统500包括麦克单元2、头戴式耳机43、头外定位处理装置100和服务器装置300。

头外定位处理装置100和服务器装置300经由网络400连接。网络400例如是如因特网或移动电话通信网络这样的公共网络。头外定位处理装置100和服务器装置300能够通过无线或有线进行通信。此外，头外定位处理装置100和服务器装置300也可以是一体的装置。

如图1所示，头外定位处理装置100是将头外定位处理后的重放信号输出到用户U的用户终端。并且，头外定位处理装置100测量用户U的外耳道传输特性。因此，在头外定位处理装置100上连接有麦克单元2和头戴式耳机43。头外定位处理装置100与图3的测量装置200同样地，进行使用了麦克单元2和头戴式耳机43的脉冲响应测量。此外，也可以通过BlueTooth(注册商标，蓝牙)等与麦克单元2和头戴式耳机43进行无线连接。

头外定位处理装置100具备脉冲响应测量部111、频率特性获取部112、极值提取部113、包络线计算部114、发送部131、接收部132、运算处理部120、反向滤波器计算部121、滤波器存储部122和开关124。此外，在头外定位处理装置100和服务器装置300是一体装置的情况下，该装置也可以具备获取用户数据的获取部来代替接收部132。

开关124对用户测量和头外定位重放进行切换。即，在用户测量的情况下，开关124连接头戴式耳机43与脉冲响应测量部111。在头外定位重放的情况下，开关124将头戴式耳机43连接到运算处理部120。

首先，对求出外耳道传输特性的反向滤波器的处理进行说明。脉冲响应测量部111为了进行用户测量，将成为脉冲音的测量信号输出到头戴式耳机43。麦克单元2对头戴式耳机43输出的脉冲音进行拾音。这里，麦克单元2内置于头戴式耳机43中。另外，麦克单元2可以可拆卸地安装到头戴式耳机43。

麦克单元2将拾音信号输出到脉冲响应测量部111。此外，脉冲响应测量由于与图3的说明是相同的，因此适当省略说明。即，头外定位处理装置100具有与图3的测量处理装置201同样的功能。由头外定位处理装置100、麦克单元2和头戴式耳机43构成进行用户测量的测量装置的脉冲响应测量部111也可以对拾音信号进行A/D变换或同步加法运算处理等。

通过脉冲响应测量，脉冲响应测量部111获取与外耳道传输特性相关的测量数据ECTF。测量数据ECTF包括与用户U的左耳9L的外耳道传输特性相关的测量数据ECTFL和与右耳9R的外耳道传输特性相关的测量数据ECTFR。

频率特性获取部112通过对测量数据ECTFL和ECTFR执行预定处理来获取测量数据ECTFL和ECTFR的频率特性。例如，频率特性获取部112通过执行离散傅立叶变换来计算频率振幅特性和频率相位特性。另外，频率特性获取部112不限于离散傅立叶变换，也可以通过离散余弦变换等将离散信号变换到频域的单元，计算频率振幅特性和频率相位特性。也可以使用频率功率特性来代替频率振幅特性。

反向滤波器计算部121根据外耳道传输特性的频率特性，计算反向滤波器。例如，反向滤波器计算部121校正测量数据ECTFL、ECTFR的频率振幅特性和频率相位特性。反向滤波器计算部121求出消除外耳道传输特性ECTFL、ECTFR的振幅频谱那样的反向特性。反向特性是具有消除对数振幅频谱的滤波器系数的振幅频谱。

反向滤波器计算部121通过反向离散傅立叶变换或反向离散余弦变换，根据反向特性和相位特性计算时域的信号。反向滤波器计算部121通过对反向特性和相位特性进行IFFT(快速傅立叶逆变换)，生成时间信号。反向滤波器计算部121通过以规定的滤波器长度截取所生成的时间信号，计算反向滤波器。反向滤波器计算部121通过对来自麦克2L、2R的拾音信号进行同样的处理，来生成反向滤波器Linv、Rinv。此外，用于求出反向滤波器的处理能够使用公知的方法，因此省略详细的说明。

如上所述，反向滤波器是用于消除头戴式耳机特性(头戴式耳机的重放单元与麦克之间的特性)的滤波器。滤波器存储部122存储反向滤波器计算部121计算出的左右的反向滤波器。由此，在图1所示的滤波器部41、42中设定反向滤波器Linv、Rinv。

接着，对用于确定与空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs相关的空间音响滤波器的处理进行说明。

由频率特性获取部112获取的频率特性被输入到极值提取部113。具体而言，频率特性获取部112在将频率振幅特性平滑化后，输出到极值提取部113。或者，也可以由极值提取部113对频率振幅特性进行平滑化。

极值提取部113提取频率特性的极值。极值提取部113提取多个极大值和多个极小值。图5是用于说明极值提取部113的极大值的提取处理的图。在图5中，横轴表示频率，纵轴表示振幅。

在图5中，将平滑化后的频率振幅特性表示为频率特性user-bim。频率振幅特性user-bim具有5个极大值p0～p4。极值提取部113可以提取全部的极大值p0～p4，也可以间拔去除一部分。在极值的两点间的频率位置不满足任意的阈值的情况下，留下振幅的值大的极值，间拔去除小的极值。例如，第一极大值p0和第二极大值p1频率位置间的距离小。因此，间拔去除比极大值p0低的极大值p1。在该情况下，极值提取部113提取四个极大值p0、p2～p4。极值提取部113同样提取多个极小值。极值提取部113保存提取出的极值的频率和振幅的值。

包络线计算部114分别基于极大值和极小值的每个来计算包络线。这里，将基于极大值计算出的包络线的数据设为第一包络线数据user-bim_max，将基于极小值计算出的包络线的数据设为第二包络线数据user-bim_min。

例如，包络线计算部114对多个极大值进行样条插值等多项式插值而得的数据成为第一包络线数据user-bim_max。包络线计算部114对多个极小值进行样条插值等多项式插值而得的数据成为第二包络线数据user-bim_min。当然，包络线的计算不限于样条插值等多项式插值。这里，包络线计算部114可以使用相同的多项式对第一包络线数据user-bim_max和第二包络线数据user-bim_min进行插值，但也可以是不同的式子。

图6是表示基于频率特性user-bim的极大值p0～p3计算出的第一包络线数据user-bim_max的图。图7是表示基于频率特性user-bim的极小值n0～n2计算出的第二包络线数据user-bim_min的示意图。

这样，包络线计算部114分别计算极大值和极小值的包络线数据。由此，计算出基于极大值的第一包络线数据user-bim_max和基于极小值的第二包络线数据user-bim_min。成为表示第一包络线数据user-bim_max、第二包络线数据user-bim_min和用户的外耳道传输特性的特征的用户特征量。

例如，第一包络线数据user-bim_max和第二包络线数据user-bim_min是每个频率的振幅值的集合。即，第一包络线数据user-bim_max和第二包络线数据user-bim_min被表示为包括多个振幅值的多维矢量。第一包络线数据user-bim_max和第二包络线数据user-bim_min是相同维数的向量，但也可以是不同维数的向量。

发送部131将第一包络线数据user-bim_max和第二包络线数据user-bim_min作为用户数据(用户特征量)发送到服务器装置300。发送部131对用户数据进行与通信标准对应的处理(例如，调制处理)，并进行发送。发送部131可以发送构成第一包络线数据user-bim_max和第二包络线数据user-bim_min的振幅值作为用户数据。或者，发送部131也可以将通过极值或多项式插值得到的近似式的系数作为用户数据进行发送。

接着，使用图8对服务器装置300的结构进行说明。图8是表示服务器装置300的控制结构的框图。服务器装置300包括接收部301、比较部302、数据保存部303、提取部304、确定部305和发送部306。服务器装置300成为基于用户数据来确定空间音响滤波器的滤波器确定装置。此外，在头外定位处理装置100和服务器装置300是一体的装置的情况下，该装置也可以不包括发送部306等。

并且，服务器装置300还包括频率特性获取部312、极值提取部313、包络线计算部314、聚类部315和代表特征量计算部316。

此外，服务器装置300是具备处理器、存储器等的计算机，按照程序进行以下的处理。另外，服务器装置300不限于单一的装置，也可以通过两个以上的装置的组合来实现，也可以是云服务器等虚拟服务器。保存数据的数据保存部303、进行数据处理的比较部302、确定部305等也可以是物理上不同的装置。

数据保存部303是将在预测量中测量的与多个被测量者有关的数据作为预设数据进行保存的数据库。参考图9，对保存在数据保存部303中的数据进行说明。图9是示出保存在数据保存部303中的数据的表。

数据保存部303按每个被测量者的左右耳来保存预设数据。具体而言，数据保存部303是将被测量者ID、耳朵的左右、第一包络线数据、第二包络线数据、外耳道传输特性、空间音响传输特性1以及空间音响传输特性2排列成1行的表格形式。另外，图9所示的数据形式是一例，也可以不是表格形式，而是采用通过标签等将各参数的对象建立关联来保持的数据形式等。

在数据保存部303中，针对一个被测量者A保存有两个数据集。即，数据保存部303保存与被测量者A的左耳有关的数据集和与被测量者A的右耳有关的数据集。

在一个数据集中包含有被测量者ID、耳朵的左右、第一包络线数据、第二包络线数据、外耳道传输特性、空间音响传输特性1以及空间音响传输特性2。外耳道传输特性是基于由图3所示的测量装置200进行的第二预测量的数据。它是从位于外耳孔之前第一位置到麦克2L、2R为止的第一外耳道传输特性的频率振幅特性。

被测量者A的左耳的外耳道传输特性表示为外耳道传输特性ECTFL_A，被测量者A的右耳的外耳道传输特性表示为外耳道传输特性ECTFR_A。被测量者B的左耳的外耳道传输特性表示为外耳道传输特性ECTFL_B，被测量者B的右耳的外耳道传输特性表示为外耳道传输特性ECTFR_B。用于用户测量和第二预测量的头戴式耳机43优选是相同类型的，但也可以是不同类型的。

空间音响传输特性1和空间音响传输特性2是基于图2所示的测量装置200的第一预测量的数据。当被测量者A的左耳时，空间音响传输特性1为Hls_A，空间音响传输特性2为Hro_A。当被测量者A的右耳时，空间音响传输特性1为Hrs_A，空间音响传输特性2为Hlo_A。这样，与一个耳朵相关的两个空间音响传输特性成对。对于被测量者B的左耳，Hls_B和Hro_B成对，对于被测量者B的右耳，Hrs_B和Hlo_B成对。空间音响传输特性1和空间音响传输特性2可以是在以滤波器长度截取之后的数据，或者可以是在以滤波器长度截取之前的数据。

第一包络线数据和第二包络线数据与由包络线计算部114求出的第一包络线数据user-bim_max和第二包络线数据user-bim_min相同。

具体而言，频率特性获取部312获取外耳道传输特性ECTFL_A的频率特性。在此，频率特性获取部312将平滑化后的频率振幅特性作为频率特性算出。极值提取部313提取频率特性极大值和极小值。包络线计算部314计算基于极大值的第一包络线数据AL_bim_max和基于极小值的第二包络线数据AL_bim_min。第一包络线数据AL_bim_max和第二包络线数据AL_bim_min是表示被测量者A的左耳的外耳道传输特性ECTFL_A的特征的特征量。

频率特性获取部312、极值提取部313、包络线计算部314的处理与频率特性获取部112、极值提取部113、包络线计算部114的处理相同，因此适当省略说明。此外，频率特性获取部312中的平滑化处理、包络线计算部314中的插值处理优选为使用与频率特性获取部112中的平滑化的处理、包络线计算部114中的插值处理相同的数学式的处理。

频率特性获取部312、极值提取部313、包络线计算部314对外耳道传输特性ECTFR_A等实施同样的处理。由此，针对各外耳道传输特性，计算出第一包络线数据和第二包络线数据。数据保存部303将第一包络线数据和第二包络线数据与外耳道传输特性相关联地存储。

频率特性获取部312、极值提取部313、包络线计算部314中的处理的至少一部分也可以由图3所示的测量处理装置201进行。即，也可以在测量处理装置201中进行用于计算第一包络线数据和第二包络线数据的处理。例如，也可以从测量处理装置201平滑化后的频率振幅特性中提取极大值和极小值，将极大值和极小值与外耳道传输特性一起发送到服务器装置300。

或者，可以由测量处理装置201计算第一包络线数据和第二包络线数据，并将第一包络线数据和第二包络线数据发送到服务器300。在该情况下，在服务器装置300中不需要频率特性获取部312、极值提取部313、包络线计算部314。进一步，也可以在服务器装置300以及测量处理装置201以外的装置中，进行用于计算第一包络线数据和第二包络线数据的处理。

关于被测量者A的左耳，第一包络线数据AL_bim_max、第二包络线数据AL_bim_min、外耳道传输特性ECTFL_A、空间音响传输特性Hls_A、空间音响传输特性Hro_A相关联起来而成为一个数据集。同样地，对于被测量者A的右耳，第一包络线数据AR_bim_max、第二包络线数据AR_bim_min、外耳道传输特性ECTFR_A、空间音响传输特性Hrs_A、空间音响传输特性Hlo_A相关联起来而成为一个数据集。同样地，对于被测量者B的左耳，第一包络线数据BL_bim_max、第二包络线数据BL_bim_min、外耳道传输特性ECTFL_B、空间音响传输特性Hls_B、空间音响传输特性Hro_B相关联起来而成为一个数据集。同样地，对于被测量者B的右耳，第一包络线数据BR_bim_max、第二包络线数据BR_bim_min、外耳道传输特性ECTFR_B、空间音响传输特性Hrs_B、空间音响传输特性Hlo_B相关联起来而成为一个数据集。

另外，将空间音响传输特性1、2的一对作为第一预设数据。即，将构成一个数据集的空间音响传输特性1和空间音响传输特性2作为第一预设数据。将构成一个数据集的第一包络线数据、第二包络线数据以及外耳道传输特性作为第二预设数据。一个数据集包括第一预设数据和第二预设数据。并且，数据保存部303将与空间音响传输特性相关的第一预设数据和与外耳道传输特性相关的第二预设数据与被测量者的每个左右耳相关联地存储。数据保存部303存储多个数据集的第一预设数据和第二预设数据。

聚类部315基于第一包络线数据和第二包络线数据对第二预设数据进行聚类。这里，将第一包络线数据和第二包络线数据设为对，聚类部315将第二预设数据分割为多个簇(组)。聚类部315能够根据特征量向量之间的距离将第一包络线数据和第二包络线数据汇总而作为一个特征量向量进行聚类。或者，聚类部315也可以用第一包络线数据、第二包络线数据分别进行聚类，组合第一包络线的聚类而得结果和第二包络线的聚类而得结果并进行分割。聚类可以是非分级聚类，或者可以是分级聚类。

例如，聚类部315通过k平均法(k-means)将第二预设数据分类为k个，其中k平均法被分类为预先设置的k个簇。在一个簇中包括多组第二预设数据。在一个簇中包括在第二预测量中针对多个被测者获取的第二预设数据。与多个耳朵有关的第二预设数据属于一个簇。在一个簇中包括多个图9所示的数据集。此外，聚类方法不限于k平均法。

代表特征量计算部316针对每个簇计算代表特征量。代表特征量计算部316基于包含在一个簇中的第一包络线数据和第二包络线数据来计算代表特征量。代表特征量成为代表属于簇的多个被测量者的耳朵的外耳道传输特性的特征的特征量向量。

图10是用于说明各簇的数据结构的表。图10是表示k(k是2以上整数)个簇的数据的表。在各个簇中，第一特征量、第二代表特征量相关联起来。进而，保存有属于各簇的被测量者ID、及其耳朵的左右。如图10所示，数据保存部303保存有与簇有关的数据。图10所示的数据形式是一个例子，也可以不采用表格形式，而采用通过标签等将各参数的对象建立关联来保持的数据形式等。

在第一簇(簇1)中包含有被测量者A的左耳、右耳以及被测量者B的左耳等第二预设数据。此外，在第二簇(簇2)中包含有被测量者C的左耳和被测量者D的左耳等第二预设数据。在第k个簇(簇k)中包含有被测量者Z的左耳、右耳等第二预设数据，在一个簇中包含有多个被测量者。

第一簇包含有第一代表特征量1_bim_max和第二代表特征量1_bim_min。同样，第二簇包含有第一代表特征量2_bim_max和第二代表特征量2_bim_min。第k簇包含有第一代表特征量k_bim_max和第二代表特征量k_bim_min。

第一代表特征量是与从极大值得到的第一包络线数据对应的数据，第二代表特征量是与从极小值得到的第二包络线数据对应的数据。第一代表特征量1_bim_max是从属于簇1的多个第一包络线数据得到的数据。第二代表特征量1_bim_min是从属于簇1的多个第二包络线数据得到的数据。对于第二簇～第k簇，也根据属于各个簇的第一包络线数据求出第一代表特征量。同样地，对于第二簇～第k簇，也根据属于各个簇的第二包络线数据求出第二代表特征量。

例如，能够将由属于各簇的一个以上构成的第一包络线数据的平均值作为第一代表特征量。能够将由属于各簇的一个以上构成的第二包络线数据的平均值作为第二代表特征量。按照每个频率求出振幅值的平均值，并作为代表值。所有频带中的代表值的集合是第一代表特征量和第二代表特征量。当然，也可以不将第一包络线数据和第二包络线数据的平均值作为代表值，而将中央值作为代表值。第一代表特征量是与第一包络线数据相同维数的向量。第二代表特征量是与第二包络线数据相同维数的向量。数据保存部303保存第一代表特征量和第二代表特征量。

如上所述，第一包络线数据和第二包络线数据能够分别进行聚类。图11、图12是表示分别对第一包络线数据和第二包络线数据进行聚类时的簇的数据的表。图11是表示对第一包络线数据进行聚类而得到的数据的表。图12是表示对第二包络线数据进行聚类而得到的数据的表。

在利用第一包络线数据进行了聚类的簇中，求出第一代表特征量，在利用第二包络线数据进行了聚类的簇中，求出第二代表特征量。比较部302将基于第一包络线数据的用户特征量与第一代表特征量进行比较。比较部302将基于第二包络线数据的用户特征量与第二代表特征量进行比较。然后，比较部302基于两个比较结果确定相似簇。

在对第一包络线数据和第二包络线数据分别进行聚类的情况下，簇分割数在第一包络线数据和第二包络线数据中可以不同。在这种情况下，簇分割数k用第一包络线数据、第二包络线数据的簇分割数的轮循(round robin)来表示。例如，在图11中，第一包络线数据被分割为q个(q为2以上的整数)簇，在图12中，第二包络线数据被分割为r个(r为2以上的整数)。在这种情况下，簇划分数量k＝q×r。另外，也可以分割频带，组合两个以上的第一包络线数据和两个以上的第二包络线数据。

这样，通过用第一包络线数据和第二包络线数据分别进行聚类，能够生成多个簇。在由第一包络线数据分割的簇为两个、由第二包络线数据分割的簇为三个的情况下，可以是(1，1)、(1，2)、(1，3)、(2，1)、(2，2)、(2，3)这六个簇的组合。在这种情况下，存在属于簇的数据变为0的可能性。在第一包络线数据和第二包络线数据具有一定的相关关系的情况下，属于2个簇的人数有时为0。

例如，在(2，3)簇是相似簇的情况下，属于第一包络线数据的簇2且属于第二包络线数据的簇3的被测量者有时为0人。在这种情况下，提取部304可以从相邻簇中提取相似数据集。在第二包络线数据的簇1、2的代表特征量中，将具有与第二包络线数据的簇3的第二代表特征量的距离最近的代表特征量的簇设为相邻簇。例如，假设第二包络线数据的簇3的相邻簇是簇2。在这种情况下，从作为相邻簇(2，2)的簇中提取相似数据集。

此外，在图10、图11和图12中，将Lch(左耳)和Rch(右耳)的数据混合以进行聚类，但可以对Lch和Rch的数据分别进行聚类。在对Lch和Rch的数据分别进行聚类的情况下，对Lch的簇设定第一代表特征量和第二代表特征量。同样地，对于Rch簇也设定第一代表特征量和第二代表特征量。

接下来，对基于用户数据确定滤波器的处理进行说明。接收部301接收从头外定位处理装置100发送来的用户数据。这里，用户数据是包括第一包络线数据user-bim_max和第二包络线数据user-bim_min的用户特征量。

比较部302将用户特征量与代表特征量进行比较。比较部302通过将用户特征量与各簇的代表特征量进行比较，从而按照每个簇求出相似度得分。相似度得分最高的簇成为相似簇。比较部302对全部簇进行匹配。

并且，比较部302将用户特征量与包含在相似簇中的第二预设数据进行比较。即，比较部302通过将用户特征量与各数据集的第一包络线数据和第二包络线数据进行比较，从而对每个数据集求出相似度得分。相似度最高的数据集成为相似数据集。

以下，对比较部302中处理的一例进行说明。如上所述，用户特征量包含有第一包络线数据user-bim_max和第二包络线数据user-bim_min。另外，每个簇包含有对应于第一包络线数据的第一代表特征量(例如，1_bim_max)和对应于第二包络线数据的第二代表特征量(例如，1_bim_min)。

比较部302计算第一包络线数据user-bim_max与第一代表特征量(例如，1_bim_max)之间的相关系数r_max。比较部302计算第一包络线数据user-bim_max与第一代表特征量(例如，1_bim_max)之间的欧几里得距离q_max。比较部302计算第二包络线数据user-bim_min和第二代表特征量(例如，1_bim_min)之间的相关系数r_min。比较部302计算第二包络线数据user-bim_min和第二代表特征量(例如，1_bim_min)之间的欧几里得距离q_min。

比较部302基于相关系数r_max、欧几里得距离q_max、相关系数r_min、欧几里得距离q_min来计算相似度得分。欧几里得距离q的值越小，表示距离越近，即特性相似。相关系数r取-1～+1之间的值，越接近+1表示越相似。因此，(1-r)的值越小，特性越相似。

比较部302通过对(1-r_max)、q_max、q_min、(1-r_min)这4个值进行加权相加来计算相似度得分。可以适当地设定加权相加的权重。比较部302针对每个簇计算相似度得分。比较部302将相似度得分最高的簇设为相似簇。如此，选择与用户特征量(用户数据)最相似的相似簇。另外，比较部302也可以仅使用向量间距离或相关系数中的一者来计算相似度得分。此外，相似度得分不限于相关值和距离向量的大小(欧几里得距离)，也可以使用余弦相似度(余弦距离)、马氏距离、皮尔逊相关系数等来计算。另外，比较部302也可以确定2个以上的相似簇。

然后，比较部302将用户特征量与属于相似簇的第二预设数据的每个数据集进行比较。例如，假设相似簇是图10所示表中的第一个簇(簇1)。在这种情况下，在相似簇中包含被测量者A的左耳的数据集、被测量者A的右耳的数据集、被测量者B的左耳的数据集等。比较部302对包含在相似簇中的全部数据集进行匹配。

如图9所示，在每个数据集中包含有第一包络线数据(例如，AL_bim_max)和第二包络线数据(例如，AL_bim_min)。将第一包络线数据(例如，AL_bim_max)和第二包络线数据(例如，AL_bim_min)作为数据集的特征量。比较部302将用户特征量中包含的第一包络线数据user-bim_max与第二预设数据的第一包络线数据(例如，AL_bim_max)进行比较。由此，求出相关系数和欧几里得距离。同样地，比较部302将用户特征量中包含的第二包络线数据user-bim_min与第二预设数据的第二包络线数据(例如，AL_bim_min)进行比较。由此，求出相关系数和欧几里得距离。

用户特征量和数据集的特征量的比较与用户特征量和簇的代表特征量的比较相同。因此，在用户特征量与数据集的特征量的比较中，也求出相关系数r_max、欧几里得距离q_max、相关系数r_min、欧几里得距离q_min。比较部302通过对(1-r_max)、q_max、q_min、(1-r_min)这4个值进行加权相加来计算相似度得分。针对每个数据集计算相似度得分。比较部302将相似度得分最高的数据集作为相似数据集。通过如此，选择与用户特征量(用户数据)最相似的相似数据集。此外，也可以在簇中的比较和数据集的比较中适当地变更权重。或者，也可以在簇中的比较和数据集的比较中使用不同的指标(余弦距离等)。

提取部304提取与相似数据集相对应第一预设数据。即，提取部304从数据保存部303读出包含在相似数据集中的空间音响传输特性1(例如，Hls_A)以及空间音响传输特性2(例如，Hro_A)。

确定部305基于所提取的第一预设数据来确定空间音响滤波器。此外，确定部305也可以校正空间音响传输特性1和空间音响传输特性2来确定空间音响滤波器。或者，确定部305也可以将空间音响传输特性1和空间音响传输特性2直接作为空间音响滤波器。发送部306将空间音响滤波器发送给头外定位处理装置100。

图4所示的头外定位处理装置100的接收部132接收空间音响滤波器。接收部132将接收到的空间音响滤波器存储在滤波器存储部122中。对左右的外耳道传输特性分别进行上述处理。通过如此，设定与空间音响传输特性Hls、Hlo、Hro、Hrs对应的4个空间音响滤波器。

例如，通过服务器装置300对左耳的测量数据ECTFL进行上述处理，生成与空间音响传输特性Hls、Hro对应的空间音响滤波器。通过服务器装置300对右耳的测量数据ECTFR进行上述处理，生成与空间音响传输特性Hlo、Hrs对应的空间音响滤波器。

此外，在比较部302中，被测量者的右耳可能与用户的左耳匹配。即，用户的左耳的形状与被测量者的右耳的形状相似的情况也有可能。在这种情况下，基于空间音响传输特性1(例如，Hrs_A)确定用户的空间音响传输特性Hls的滤波器，并且基于空间音响传输特性2(例如，Hlo_A)确定用户的空间音响传输特性Hro的滤波器。同样地，被测量者的左耳有时可能与用户的右耳匹配。

在本实施方式中，将与极大值和极大值对应的包络线数据作为特征量。服务器装置300基于特征量进行匹配。比较部302对表示频率振幅特性的大概形状的包络线数据之间进行比较，因此容易描述表示用户的个人特性的特征量。因此，能够适当使用适合于用户的空间音响滤波器，进行头外定位处理。

此外，针对每个簇求出代表特征量。比较部302通过将用户特征量与代表特征量进行比较来确定相似簇。通过如此，不需要针对在预测量中得到的所有数据集计算相似度得分。能够对计算出相似度得分的数据集进行筛选。因此，在数据库中保存有多个被测量者的数据集的情况下，能够缩短处理时间。

将使用图13和图14对本实施方式涉及的头外定位滤波器确定方法的一例进行说明。图13、图14是表示确定空间音响滤波器确定方法的流程图。

首先，如图4所示，脉冲响应测量部111从头戴式耳机43的输出单元输出测量信号(S10)。脉冲响应测量部111使用麦克单元2对测量信号进行拾音(S11)。脉冲响应测量部111获取与用户U的外耳道传输特性有关的测量数据ECTFL、ECTFR。脉冲响应测量部111可以执行同步加法处理。

接着，频率特性获取部112从测量数据ECTFL和ECTFR获取频率特性(S12)。频率特性获取部112通过对时域的测量数据ECTFL、ECTFR进行傅立叶变换，求出频率振幅特性及频率相位特性。频率特性获取部112也可以对频率振幅特性进行平滑化。另外，反向滤波器计算部121也可以根据频率特性计算反向滤波器。

极值提取部113提取平滑化后的频率振幅特性的极大值和极小值(S13)。包络线计算部根据极大值和极小值计算第一包络线数据和第二包络线数据(S14)。即，包络线计算部114根据多个极大值计算第一包络线数据user-bim_max。包络线计算部114根据多个极小值计算第二包络线数据user-bim_min。例如，包络线计算部114通过对极大值进行插值来计算第一包络线数据user-bim_max。包络线计算部114通过对极小值进行插值来计算第二包络线数据user-bim_min。

发送部131将第一包络线数据和第二包络线数据作为用户特征量发送到服务器装置300(S15)。即，第一包络线数据user-bim_max和第二包络线数据user-bim_min的振幅值的集合被作为用户特征量发送。

此外，这里，发送部131将第一包络线数据和第二包络线数据作为用户特征量发送给服务器装置300，但发送部131也可以将测量信号(测量数据ECTFL、ECTFR)本身发送给服务器装置300。在这种情况下，在服务器装置300中实施S12～S14的处理。即，服务器装置300或测量装置200能够配合发送部131向服务器装置300发送的数据进行S12～S14的处理。

比较部302对用户特征量和代表特征量进行比较(S16)。比较部302将第一包络线数据user-bim_max与簇的第一代表特征量(例如，1-bim_max)进行比较。另外，比较部302将第二包络线数据user-bim_min与簇的第二代表特征量(例如，1-bim_min)进行比较。由此，求出针对一个簇的相似度得分。

比较部302判断所有的簇是否结束(S17)。在所有的簇没有结束的情况下(S17的“否”)，返回步骤S16，比较部302将用户特征量与下一簇的代表特征量进行比较。在所有的簇结束了的情况下(S17的“是”)，比较部302确定相似簇(S18)。即，具有最高相似度得分的簇是相似簇。

接着，将用户特征量与包含在相似簇中的数据集的特征量进行比较(S19)。即，比较部302将第一包络线数据user-bim_max与簇的第一包络线数据(例如AL-bim_max)进行比较。另外，比较部302将第二包络线数据user-bim_min与簇的第二包络线数据(例如AL-user-bim_min)进行比较。由此，求出针对一个数据集的相似度得分。

比较部302判断属于簇的所有数据集是否结束(S20)。在所有数据集都没有结束的情况下(S20的“否”)，返回步骤S19，比较部302将用户特征量与下一个数据集的代表特征量进行比较。在所有数据集结束了的情况下(S20的“是”)，比较部302确定相似数据集(S21)。即，相似度得分最高数据集成为相似数据集。

提取部304提取相似数据集的第一预设数据(S22)。也就是说，提取部304从相似簇中包含的多个第一预设数据中提取一个第一预设数据。确定部305确定与所提取的第一预设数据相对应的空间音响滤波器(S23)。然后，发送部306将空间音响滤波器发送到头外定位处理装置100(S24)。

通过如此，能够适当地确定空间音响滤波器。此外，在上述的说明中，由服务器装置300确定了空间音响滤波器，但用于确定空间音响滤波器的处理的一部分也可以由头外定位处理装置100来实施。例如，发送部306也可以将第一预设数据发送给头外定位处理装置100，在头外定位处理装置100中校正第一预设数据来确定空间音响滤波器。

此外，聚类部315也可以按每个频带分割进行聚类。例如，当划分为高频带和低频带这两个频带时，在高频带和低频带中分别执行聚类。并且，也可以分别求出高频带中的相似簇和低频带中的相似簇。在这种情况下，因为在高频带和低频带中相似数据集不同，所以可以通过合成高频带中的第一预设数据(空间音响传输特性)和低频带中的第一预设数据(空间音响传输特性)来生成空间音响滤波器。或者，也可以在高频带和低频带中求出相关系数和欧几里得距离。并且，也可以通过对高频带的相关系数和欧几里得距离、低频带的相关系数和欧几里得距离进行加权相加来求出相似簇。

此外，在上述的处理中，极值提取部提取平滑化后的频率特性的极大值和极小值，但也可以按照每个频带调整平滑化的参数。

在极值的提取处理中，也可以对极大值和极小值的频率振幅特性的振幅值设定阈值，在超过阈值的情况下，将极值的值舍入为阈值。由此，能够防止由于急剧极大值或极小值而在聚类中产生偏差。

另外，也可以不进行聚类，而对全部数据集求出相似度得分。不需要频率特性获取部312、极值提取部313、包络线计算部314、聚类部315、代表特征量计算部316。另外，图13的步骤S16～S18不是必须的。

此外，也可以对比较部302中的匹配的空间音响传输特性进行校正，来确定空间音响滤波器。例如，可以将匹配的空间音响传输特性与左耳和右耳的特性没有差异的代表性特性混合，以生成空间音响滤波器。具体而言，在任意频率以上的频带中，可以直接使用匹配后的空间音响传输特性，在小于任意频率的频带中，可以使用代表特性。

此外，头外定位处理装置100的处理的至少一部分也可以在服务器装置300中进行。例如，频率特性获取部112、极值提取部113以及包络线计算部114的处理也可以在服务器装置300中进行。服务器装置300的处理的一部分也可以由头外定位处理装置100进行。或者，也可以由与头外定位处理装置100、测量处理装置201、服务器装置300在物理上不同的装置来进行一部分的处理。

变形例1

在变形例1中，从相似簇中确定相似数据集的处理不同。在变形例1中，比较部302根据外耳道传输特性的频率特性的相关性而不是根据特征量(包络线数据)来确定相似数据集。例如，比较部302能够求出任意频带中的外耳道传输特性的频率特性的相关性，将相关性最高的数据集作为相似数据集。

上述处理中的一部分或全部也可以通过计算机程序来执行。上述程序可以使用各种类型的非临时性计算机可读介质(non-transitory computer readable medium)来保存并提供给计算机。非临时性计算机可读介质包含各种类型的存在实体的记录介质(tangible storage medium，有形存储介质)。非临时性计算机可读介质的示例包括磁记录介质(例如，软盘、磁带、硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如，光磁盘)、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(可编程ROM)、EPROM(电可擦写PROM)、闪存ROM、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器))。程序也可以由各种类型的临时性计算机可读介质(transitory computer readable medium)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通过电线和光纤等有线通信路径或无线通信路径向计算机提供程序。

以上，基于实施方式具体说明了本发明人所完成的发明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内当然能够进行各种变更。

符号说明：

U用户、1被测量者、2L左麦克、2R右麦克、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、21卷积运算部、22卷积运算部、24加法器、25加法器、41滤波器部、42滤波器部、43头戴式耳机、100头外定位处理装置、111脉冲响应测量部、112频率特性获取部、113极值提取部、114包络线计算部、131发送部、132接收部、120运算处理部、121反向滤波器计算部、122滤波器存储部、200测量装置、201测量处理装置、300服务器装置、301接收部、302比较部、303数据保存部、304提取部、305确定部、306发送部、312频率特性获取部、313极值提取部、314包络线计算部、315聚类部、316代表特征量计算部。

Claims (6)

1.一种头外定位滤波器确定系统，包括：

输出单元，被佩戴于用户，并向所述用户的耳朵输出声音；

麦克单元，被佩戴于所述用户的耳朵，拾取从所述输出单元输出的声音；

测量部，向所述输出单元输出测量信号，并测量从所述麦克单元输出的拾音信号；

数据保存部，将与从声源到被测量者的耳朵的空间音响传输特性相关的第一预设数据和与所述被测量者的耳朵的外耳道传输特性相关的第二预设数据相关联地进行存储，并存储针对多个所述被测量者获取的多个所述第一预设数据和所述第二预设数据；

频率特性获取部，将所述拾音信号变换到频域，并获取频率特性；

极值提取部，提取所述频率特性的极大值和极小值；

包络线计算部，通过分别对所述极大值和所述极小值进行插值，来计算基于所述极大值的第一包络线数据和基于所述极小值的第二包络线数据；

比较部，将基于所述第一包络线数据和所述第二包络线数据的用户特征量与基于多个所述第二预设数据的多个特征量分别进行比较；

提取部，基于所述比较部的比较结果提取所述第一预设数据；以及

确定部，确定与所提取出的所述第一预设数据相对应的滤波器。

2.根据权利要求1所述的头外定位滤波器确定系统，其中，

所述数据保存部将所述第一预设数据和所述第二预设数据作为一个数据集来保存多个数据集，

多个所述第二预设数据被分类为多个簇，

所述比较部通过将每个所述簇的代表特征量与所述用户特征量进行比较来从所述多个簇中确定相似簇，

所述比较部通过将属于所述相似簇的所述第二预设数据的特征量与所述用户特征量进行比较来从所述相似簇中确定相似数据集，

所述确定部提取与所述相似数据集对应的第一预设数据，并确定与所提取出的所述第一预设数据相对应的滤波器。

3.根据权利要求2所述的头外定位滤波器确定系统，其中，

通过利用所述第一包络线数据和所述第二包络线数据对所述第二预设数据进行聚类，将所述多个第二预设数据分类为多个簇，

第一代表特征量与由所述第一包络线数据划分的簇相关联，

第二代表特征量与由所述第二包络线数据划分的簇相关联，

所述比较部将基于所述第一包络线数据的用户特征量与所述第一代表特征量进行比较，并且将基于所述第二包络线数据的用户特征量与所述第二代表特征量进行比较。

4.根据权利要求2或3所述的头外定位滤波器确定系统，其中，

所述第二预设数据被划分为多个频带，

所述第二预设数据按照每个所述频带被聚类。

5.一种头外定位滤波器确定方法，是包括输出单元、麦克单元以及数据保存部的系统中的头外定位滤波器确定方法，所述输出单元被佩戴于用户，并向所述用户的耳朵输出声音；所述麦克单元被佩戴于所述用户的耳朵，拾取从所述输出单元输出的声音；所述数据保存部将与从声源到被测量者的耳朵的空间音响传输特性相关的第一预设数据和与所述被测量者的耳朵的外耳道传输特性相关的第二预设数据相关联地进行存储，并存储针对多个所述被测量者获取的多个所述第一预设数据和所述第二预设数据，所述头外定位滤波器确定方法包括：

输出步骤，向佩戴于用户的输出单元分别输出测量信号；

信号获取步骤，获取拾音信号，所述拾音信号是通过佩戴于用户的耳朵上的麦克单元对从所述输出单元向所述用户的耳朵输出的所述测量信号进行拾音而得的；

频率特性获取步骤，将所述拾音信号变换到频域，并获取频率特性；

极值提取步骤，提取所述频率特性的极大值和极小值；

计算步骤，通过分别对所述极大值和所述极小值进行插值，来计算基于所述极大值的第一包络线数据和基于所述极小值的第二包络线数据；

比较步骤，将基于所述第一包络线数据和所述第二包络线数据的用户特征量与基于多个所述第二预设数据的多个特征量分别进行比较；

提取步骤，基于所述比较步骤中的比较结果提取所述第一预设数据；以及

确定步骤，确定与所提取出的所述第一预设数据相对应的滤波器。

6.一种存储有程序的计算机可读存储介质，用于使计算机执行头外定位滤波器确定方法，其中，

所述计算机能够访问数据保存部，所述数据保存部将与从声源到被测量者的耳朵的空间音响传输特性相关的第一预设数据和与所述被测量者的耳朵的外耳道传输特性相关的第二预设数据相关联地进行存储，并存储针对多个所述被测量者获取的多个所述第一预设数据和所述第二预设数据，

所述头外定位滤波器确定方法包括：

输出步骤，向佩戴于用户的输出单元分别输出测量信号；

信号获取步骤，获取拾音信号，所述拾音信号是通过佩戴于用户的耳朵上的麦克单元对从所述输出单元向所述用户的耳朵输出的所述测量信号进行拾音而得的；

频率特性获取步骤，将所述拾音信号变换到频域，并获取频率特性；

极值提取步骤，提取所述频率特性的极大值和极小值；

计算步骤，通过分别对所述极大值和所述极小值进行插值，来计算基于所述极大值的第一包络线数据和基于所述极小值的第二包络线数据；

比较步骤，将基于所述第一包络线数据和所述第二包络线数据的用户特征量与基于多个所述第二预设数据的多个特征量分别进行比较；

提取步骤，基于所述比较步骤中的比较结果提取所述第一预设数据；以及

确定步骤，确定与所提取出的所述第一预设数据相对应的滤波器。

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