JP2017143468A - 情報処理装置および情報処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な音像定位を実現するユーザに適したＨＲＴＦを簡便に生成する。【解決手段】情報処理装置は、ユーザの耳介角度を取得する第一の取得手段と、ユーザの頭部に対する指定方向を取得する第二の取得手段と、を備える。また、情報処理装置は、 特定の耳介角度を有する頭部の複数方向それぞれに対応する頭部伝達関数から、第一の取得手段により取得されたユーザの耳介角度に基づいて、第二の取得手段により取得された指定方向に対応するユーザの頭部伝達関数を取得する第三の取得手段を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、情報処理装置および情報処理方法に関する。

従来、頭部伝達関数（Head Related Transfer Function：ＨＲＴＦ）を用いて立体音響を再現する技術において、ＨＲＴＦの個人化が課題となっている。ここで、ＨＲＴＦは、音源から視聴者の耳までの伝達特性を表す関数であり、ユーザの頭部形状や耳介形状といった身体特徴量に依存することが知られている。非特許文献１には、既存のＨＲＴＦを耳介角度（耳介傾斜角）に基づいて補正し、ユーザの耳介角度に最も近い耳介角度のＨＲＴＦを生成することで、ユーザの実測ＨＲＴＦを用いた音像定位の傾向を再現可能である点が開示されている。

小松創、外３名、「耳介角度に基づく頭部伝達関数の補正による正中面音像定位の制度改善」、日本音響学会２０１５年春季研究発表会講演論文集、日本音響学会、２０１５年３月、ｐｐ．８７９−８８２

しかしながら、上記非特許文献１に記載の技術は、耳介角度に基づいてＨＲＴＦを補正するための補正量（補正データ）が必要である。そして、この補正データを用意するためには、実際に耳介角度を変えて耳介を取り付けたダミーヘッドを用いて複数のＨＲＴＦを収集し、耳介角度の変化によるＨＲＴＦへの影響を調査する必要がある。しかしながら、耳介角度を変えて計測できる耳介モデルは一般的ではなく、補正データを簡単に用意することはできない。
そこで、本発明は、良好な音像定位を実現するユーザに適したＨＲＴＦを簡便に生成することを目的としている。

本発明に係る情報処理装置の一態様は、ユーザの耳介角度を取得する第一の取得手段と、前記ユーザの頭部に対する指定方向を取得する第二の取得手段と、特定の耳介角度を有する頭部の複数方向それぞれに対応する頭部伝達関数から、前記第一の取得手段により取得された前記ユーザの耳介角度に基づいて、前記第二の取得手段により取得された指定方向に対応する前記ユーザの頭部伝達関数を取得する第三の取得手段と、を備える。

本発明によれば、良好な音像定位を実現するユーザに適したＨＲＴＦを簡便に生成することができる。

ＨＲＴＦ生成装置の構成を示すブロック図である。 耳介角度の基準となる軸を示す図である。 耳介角度の説明図である。 ＨＲＴＦ生成装置のハードウェア構成図である。 第一の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。 立体音響再生装置の構成を示すブロック図である。 水平面におけるＨＲＴＦのゲインと方向補正量とを示す図である。 第二の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正または変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態におけるＨＲＴＦ生成装置１００の構成を示すブロック図である。ＨＲＴＦ生成装置１００は、ＨＲＴＦセットを個人化するための装置である。ここで、ＨＲＴＦセットとは、ダミーヘッドや特定の人物の頭部を用いて測定された、複数方向夫々に対応する頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）のデータセットである。本実施形態では、ＨＲＴＦ生成装置１００は、データベースに蓄積された既存のＨＲＴＦを補正し、ユーザに良好な音像定位感を与えるＨＲＴＦを生成する。
ＨＲＴＦ生成装置１００は、ＨＲＴＦ補正装置１１０と、計測装置１２０と、ＨＲＴＦデータベース（ＨＲＴＦ−ＤＢ）１３０とを備える。ＨＲＴＦ補正装置１１０は、複数の指定方向に対してそれぞれ補正されたＨＲＴＦのデータセットであるＨＲＴＦセットを出力する装置であり、情報処理装置として動作する。

計測装置１２０は、ユーザの耳介角度に関する情報として、ユーザの頭部形状および耳介形状を計測する装置である。本実施形態では、計測装置１２０は、カメラなどの撮像装置を含み、撮影された複数枚の画像からユーザの頭部形状および耳介形状を計測し、ＨＲＴＦ補正装置１１０へ出力する。
ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０は、ＨＲＴＦセットおよびそのＨＲＴＦセットを測定したダミーヘッドもしくは特定の人物の耳介角度情報を対応付けて格納する。本実施形態では、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０は、特定の耳介角度θ_Dを有するダミーヘッドを用いて測定されたＨＲＴＦセットを格納しているものとする。ＨＲＴＦ補正装置１１０は、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０からのＨＲＴＦセットの読み出し、およびＨＲＴＦ−ＤＢ１３０へのＨＲＴＦセットの書き込みが可能である。
図２は、耳介角度の基準となる軸を示す図である。この図２に示すように、本実施形態では、耳穴２１０を通り正中軸と平行な軸を縦軸２１１、耳軸（両耳の耳穴を通る軸）を横軸２１２、耳穴２１０を通り前後軸と平行な軸を前後軸２１３とし、それぞれの軸２１１〜２１３に対する回転角度を耳介角度とする。より具体的には、耳介の外縁を含む曲面を平面で近似し、その平面の各軸２１１〜２１３に対する回転角度を耳介角度とする。

次に、ＨＲＴＦ補正装置１１０の構成について詳しく説明する。ＨＲＴＦ補正装置１１０は、耳介角度取得部１１１と、方向入力部１１２と、方向補正部１１３と、ＨＲＴＦ取得部１１４と、出力部１１５とを備える。耳介角度取得部１１１は、計測装置１２０によって計測された頭部形状および耳介形状のデータに基づいて、ユーザの耳介角度θ_Uを取得する。また、耳介角度取得部１１１は、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に格納されたＨＲＴＦセットの測定に用いたダミーヘッドの耳介角度θ_Dを取得する。耳介角度取得部１１１は、取得した耳介角度θ_Uおよびθ_Dを方向補正部１１３へ出力する。
方向入力部１１２は、新しく生成するＨＲＴＦセットを構成する各ＨＲＴＦにそれぞれ対応する複数の指定方向を入力する。指定方向は、水平角θ_Aおよび仰角θ_Eによって指定することができる。方向入力部１１２は、ユーザの指示により任意の複数の指定方向（角度）を入力してもよいし、予め設定された複数の指定方向（角度）を入力してもよい。方向入力部１１２は、入力した指定方向を方向補正部１１３および出力部１１５へ出力する。

方向補正部１１３は、方向入力部１１２から入力された指定方向を、耳介角度取得部１１１により取得されたユーザの耳介角度θ_Uとダミーヘッドの耳介角度θ_Dとに基づいて補正する。水平方向（縦軸２１１回りの回転方向）における指定方向の角度である水平角θ_Aの補正例を図３に示す。ここで、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に格納されているＨＲＴＦセットを計測したダミーヘッド２２０の水平方向の耳介取り付け角度が図３（ａ）に示す耳介角度θ_D、ユーザ２３０の水平方向の耳介角度が図３（ｂ）に示す耳介角度θ_Uであるとする。この場合、入力された水平角θ_Aの補正後の水平角θ_A´は、下式により表される。
θ_A´＝θ_A＋（θ_D−θ_U） ………（１）
つまり、方向補正部１１３は、ユーザ２３０の耳介角度θ_Uと特定の耳介角度θ_Dとの差分値を補正量Δθ（＝θ_D−θ_U）とし、指定方向を補正する。
なお、上記のような指定方向の補正は、上述した３つの軸（縦軸２１１、横軸２１２、前後軸２１３）それぞれについて行われる。また、左右の耳についてもそれぞれ行われる。方向補正部１１３は、補正後の指定方向をＨＲＴＦ取得部１１４へ出力する。

ＨＲＴＦ取得部１１４は、方向補正部１１３から入力された補正後の指定方向に対応するＨＲＴＦをＨＲＴＦ−ＤＢ１３０から取得し、出力部１１５へ出力する。なお、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に方向補正部１１３から入力された指定方向に対応するＨＲＴＦが存在しない場合、ＨＲＴＦ取得部１１４は、最近傍のデータを対応するＨＲＴＦとして取得する。出力部１１５は、ＨＲＴＦ取得部１１４から入力されたＨＲＴＦと方向入力部１１２から入力された指定方向とを対応付けてＨＲＴＦ−ＤＢ１３０へ出力し、新たなＨＲＴＦセットとして登録する。
このように、ＨＲＴＦ生成装置１００は、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に格納された既存のＨＲＴＦセットを、ユーザの耳介角度θ_Uに基づいて回転補正し、ユーザの耳介角度θ_Uに対応するＨＲＴＦセットとして新たに生成する。より具体的には、ＨＲＴＦ生成装置１００は、ユーザの耳介角度θ_Uと上記既存のＨＲＴＦセットに対応する特定の耳介角度θ_Dとの差分値に相当する角度だけ既存のＨＲＴＦセットを回転補正する。この回転補正は、縦軸２１１、横軸２１２および前後軸２１３の全てに対してそれぞれ実施される。

図４は、ＨＲＴＦ生成装置１００のハードウェア構成を示す図である。ＨＲＴＦ生成装置１００は、ＣＰＵ１１と、ＲＯＭ１２と、ＲＡＭ１３と、外部メモリ１４と、入力部１５と、通信Ｉ／Ｆ１６と、システムバス１７とを備える。ＣＰＵ１１は、ＨＲＴＦ生成装置１００における動作を統括的に制御するものであり、システムバス１７を介して、各構成部（１２〜１６）を制御する。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１が処理を実行するために必要なプログラムを記憶する不揮発性メモリである。なお、当該プログラムは、外部メモリ１４や着脱可能な記憶媒体（不図示）に記憶されていてもよい。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１の主メモリ、ワークエリアとして機能する。つまり、ＣＰＵ１１は、処理の実行に際してＲＯＭ１２から必要なプログラムをＲＡＭ１３にロードし、ロードしたプログラムを実行することで各種の機能動作を実現する。

外部メモリ１４は、ＣＰＵ１１がプログラムを用いた処理を行う際に必要な各種データや各種情報を記憶している。例えば、外部メモリ１４は、図１のＨＲＴＦ−ＤＢ１３０である。また、外部メモリ１４には、ＣＰＵ１１がプログラムを用いた処理を行うことにより得られる各種データや各種情報が記憶されてもよい。入力部１５は、キーボードや操作ボタンなどにより構成され、ユーザは入力部１５を操作して上述した指定方向（角度）の入力が可能となっている。通信Ｉ／Ｆ１６は、外部装置と通信するためのインターフェースである。システムバス１７は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、外部メモリ１４、入力部１５および通信Ｉ／Ｆ１６を通信可能に接続する。
図１に示すＨＲＴＦ生成装置１００の各部の機能は、ＣＰＵ１１がプログラムを実行することで実現することができる。ただし、図１に示すＨＲＴＦ生成装置１００の各部のうち少なくとも一部が専用のハードウェアとして動作するようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、ＣＰＵ１１の制御に基づいて動作する。

次に、ＨＲＴＦ生成装置１００の動作について、図５を参照しながら説明する。この図５の処理は、ＣＰＵ１１がプログラムを実行することによって実現することができる。ただし、図１で示す各要素のうち少なくとも一部が専用のハードウェアとして動作することで、図５の処理が実現されるようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、ＣＰＵ１１の制御に基づいて動作する。
まずＳ１において、計測装置１２０は、ユーザの頭部形状および耳介形状を計測する。次にＳ２では、耳介角度取得部１１１は、Ｓ１において計測装置１２０が計測したユーザの頭部および耳介の形状データを取得し、取得した形状データからユーザの耳介角度θ_Uを取得する。また、このＳ２では、耳介角度取得部１１１は、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０から、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に格納されているＨＲＴＦセットに対応する特定の耳介角度θ_Dを取得する。

次にＳ３では、方向入力部１１２は、新たに生成するＨＲＴＦに対応する指定方向を入力する。本実施形態では、ＨＲＴＦ生成装置１００は、ユーザに適したＨＲＴＦセットを生成するものとし、方向入力部１１２は、ユーザの頭部に対する複数の指定方向（水平角θ_Aと仰角θ_E）を入力するものとする。なお、方向入力部１１２は、指定方向を１つのみ入力するようにしてもよい。
次にＳ４では、方向補正部１１３は、Ｓ３において入力された指定方向を補正する。このとき方向補正部１１３は、Ｓ２において取得されたユーザの耳介角度θ_Uおよびダミーヘッドの耳介角度θ_Dに基づいて、指定方向を補正するための補正量を算出し、算出した補正量をもとに複数の指定方向をそれぞれ補正する。次にＳ５では、ＨＲＴＦ取得部１１４は、Ｓ４において補正された指定方向に対応するＨＲＴＦをＨＲＴＦ−ＤＢ１３０から取得する。

Ｓ６では、ＨＲＴＦ取得部１１４は、Ｓ３において入力されたすべての指定方向について補正が終了し、対応するＨＲＴＦが取得されたか否かを判定する。そして、ＨＲＴＦ取得部１１４は、ＨＲＴＦが取得されていない指定方向が存在すると判定した場合にはＳ５に戻り、すべての指定方向についてＨＲＴＦが取得できたと判定した場合にはＳ７に移行する。Ｓ７では、出力部１１５は、Ｓ３において入力された指定方向とＳ５において取得されたＨＲＴＦとを対応付けて、新たなＨＲＴＦセットとしてＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に記録する。なお、ＨＲＴＦ生成装置１００は、例えばＳ１でユーザの耳の形状などのＨＲＴＦに起因する情報を併せて取得し、Ｓ５でＨＲＴＦ−ＤＢ１３０から取得したＨＲＴＦをＨＲＴＦに起因する情報に基づいて補正したものをユーザのＨＲＴＦとして出力してもよい。

以上のように、ＨＲＴＦ生成装置１００は、ユーザの耳介角度θ_Uを取得すると共に、ユーザの頭部に対する指定方向を取得する。そして、ＨＲＴＦ生成装置１００は、取得された指定方向を、ユーザの耳介角度θ_Uに基づいて補正し、補正された指定方向に対応するＨＲＴＦをＨＲＴＦ−ＤＢ１３０から取得する。ここで、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０は、特定の耳介角度θ_Dを有する頭部に対する複数方向の音源にそれぞれ対応するＨＲＴＦが格納されたデータベースである。ここで、上記指定方向は複数であってもよい。つまり、ＨＲＴＦ生成装置１００は、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に格納された既存のＨＲＴＦセットを構成する各ＨＲＴＦの角度情報を補正し、新たなＨＲＴＦセットを生成することができる。ＨＲＴＦ生成装置１００は、ユーザの耳介角度θ_Uと特定の耳介角度θ_Dとの差分値に基づいて、指定方向を補正するための補正量Δθを導出し、補正量Δθを用いて指定方向を補正する。

このように、ＨＲＴＦ生成装置１００は、既存のＨＲＴＦセットの角度情報を補正することで、ユーザの耳介角度θ_Uに対応した新たなＨＲＴＦセットを生成するので、ＨＲＴＦセットの個人化を簡便に実現することができる。ＨＲＴＦセットの個人化に際しては、特定の耳介角度θ_Dに対応するＨＲＴＦセットを用意するだけでよく、従来手法のように、耳介角度が異なる複数のダミーヘッドを用いて収集した複数のＨＲＴＦセットを用意する必要はない。さらに、ユーザの耳介角度θ_Uに応じて既存のＨＲＴＦセットの角度情報を書き換える手法であるため、従来手法で用いられているようなＨＲＴＦの補正データ（補正係数）も不要である。

また、ＨＲＴＦ生成装置１００は、ユーザの耳介角度θ_Uと特定の耳介角度θ_Dとの差分値を補正量Δθとして導出し、指定角度に補正量Δθを加算することで指定角度を補正する。つまり、ＨＲＴＦ生成装置１００は、既存のＨＲＴＦセットを上記差分値分だけ回転補正することで、ユーザの耳介角度θ_Uに対応したＨＲＴＦセットを生成する。このように、ユーザの耳介角度θ_Uとは異なる特定の耳介角度θ_Dに対応するＨＲＴＦセットをもとに、ユーザの耳介角度θ_Uに対応したＨＲＴＦセット、つまり、良好な音像定位を実現するユーザに適したＨＲＴＦを簡便に生成することができる。

さらに、ＨＲＴＦ生成装置１００は、ユーザの耳介の正中軸、耳軸および前後軸にそれぞれ平行な軸を中心とした回転角度を、ユーザの耳介角度θ_Uとして取得する。このように、ＨＲＴＦ生成装置１００は、水平方向だけでなく、垂直方向や前後方向の耳介角度も考慮し、ＨＲＴＦセットを各方向について補正することができるので、ユーザの耳介角度θ_Uに対応したＨＲＴＦセットを適切に生成することができる。
また、ＨＲＴＦ生成装置１００は、計測装置１２０により計測されたユーザの頭部形状および耳介形状に関する情報に基づいてユーザの耳介角度θ_Uを取得する。そのため、ＨＲＴＦ生成装置１００は、ユーザの正確な耳介角度θ_Uに基づいて既存のＨＲＴＦセットを補正することができる。

なお、本実施形態においては、計測装置１２０が、カメラなどの撮像装置を用いてユーザの耳介角度に関する情報を計測する装置である場合について説明した。しかしながら、計測装置１２０は、赤外線レーザーを用いた物体の形状取得技術により耳介角度を計測する装置であってもよい。さらに、計測装置１２０は、定規や分度器といった計測機器を用いて耳介角度を計測するような構成であってもよい。また、耳介角度取得部１１１は、計測装置１２０からユーザの耳介角度θ_Uを取得するのではなく、ユーザが入力した耳介角度に関する情報に基づいてユーザの耳介角度θ_Uを取得してもよい。ユーザは、自身の耳介角度を数値入力してもよいし、自身の頭部形状や耳介形状に関する情報を入力してもよい。

また、本実施形態においては、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に格納されたＨＲＴＦセットは、１つの設定環境で測定された複数の指定方向にそれぞれ対応するＨＲＴＦを１つのデータセットとしたものとした。しかしながら、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に格納されたＨＲＴＦセットは、複数の異なる人物のＨＲＴＦセットを接合したものや、複数の環境で測定されたＨＲＴＦのデータセットでもよい。
さらに、本実施形態においては、図２に示すように、耳介角度の回転を表す軸の原点を耳穴２１０としたが、耳介角度の回転を表す軸はそれぞれ図２に示す軸２１１〜２１３と平行な軸であればよく、縦軸は、例えば頭部中心を通る正中軸であってもよい。また、耳介角度は、正中軸、耳軸および前後軸にそれぞれ平行な軸２１１〜２１３のうち、少なくとも１つの軸を中心とした回転角度により表すようにしてもよい。

また、本実施形態においては、ＨＲＴＦ補正装置１１０は、方向補正部１１３によって指定方向の補正を片耳ごとに行い、両耳介のＨＲＴＦセットをそれぞれ生成した。しかしながら、両耳介の角度が略同じである場合、ＨＲＴＦ補正装置１１０は、補正により新たに生成された片耳分のＨＲＴＦセットを左右反転させて逆側の耳のＨＲＴＦセットとしてもよい。
さらに、本実施形態においては、ＨＲＴＦ取得部１１４は、方向補正部１１３によって補正された指定方向に対応するＨＲＴＦが存在しない場合、最近傍のデータを取得するようにした。しかしながら、このような場合、ＨＲＴＦ取得部１１４は、データ補間により方向補正部１１３によって補正された指定方向に対応するＨＲＴＦを取得してもよい。つまり、ＨＲＴＦ取得部１１４は、方向補正部１１３によって補正された指定方向の近傍の方向に対応するＨＲＴＦをＨＲＴＦ−ＤＢ１３０から複数取得し、取得した複数のＨＲＴＦを補間して対応するＨＲＴＦを取得してもよい。これにより、ＨＲＴＦセットの角度分解能が粗い領域についても、対応するＨＲＴＦを適切に取得することができる。

また、本実施形態においては、ＨＲＴＦ生成装置１００は、方向入力部１１２により入力された複数の指定方向を基準に新しいＨＲＴＦセットを生成する場合について説明した。しかしながら、ＨＲＴＦ生成装置１００は、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に格納された既存のＨＲＴＦセットを基準に新しいＨＲＴＦセットを生成してもよい。つまり、ＨＲＴＦ生成装置１００は、方向入力部１１２によって指定方向を入力せずに新しいＨＲＴＦセットを生成することもできる。この場合、ＨＲＴＦ取得部１１４は、既存のＨＲＴＦセットをＨＲＴＦ−ＤＢ１３０から取得する。また、方向補正部１１３は、上記の既存のＨＲＴＦセットに対応する方向を、ユーザの耳介角度θ_Uおよびダミーヘッドの耳介角度θ_Dに基づいて補正する。そして、出力部１１５は、既存のＨＲＴＦセットに対応する補正前の方向データを方向補正部１１３によって補正された方向データに置き換えて、新しいＨＲＴＦセットとして出力する。

（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
上述した第一の実施形態では、既存のＨＲＴＦセットを補正して新たなＨＲＴＦセット生成するＨＲＴＦ生成装置について説明した。第二の実施形態では、ＨＲＴＦセットを用いて立体音響信号を生成し再生することで、立体音響を再現する立体音響再生装置について説明する。
図６は、第二の実施形態における立体音響再生装置の構成を示すブロック図である。本実施形態における立体音響再生装置は、立体音響生成装置３００と出力装置４００とを備える。立体音響生成装置３００は、ＨＲＴＦ補正装置１１０ａと、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０と、耳介角度データベース（以下、耳介角度ＤＢ）１４０と、音響信号入力部１５１と、フィルタ演算部１５２と、音響信号出力部１５３とを備える。

ＨＲＴＦ補正装置１１０ａは、１つの指定方向に対する補正されたＨＲＴＦを出力する装置であり、情報処理装置として動作する。本実施形態において、上記指定方向とは、立体音響再生装置が再生する音源の方向（音源方向）である。
ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０は、上述した第一の実施形態と同様の構成を有する。耳介角度ＤＢ１４０は、ＨＲＴＦ−ＤＢ１３０に格納されたＨＲＴＦセットを測定したダミーヘッドあるいは特定の人物の特定の耳介角度θ_Dと、ユーザの耳介角度θ_Uとが格納されたデータベースである。ＨＲＴＦ補正装置１１０ａは、耳介角度ＤＢ１４０からの耳介角度θ_Dおよび耳介角度θ_Uの読み出しが可能である。

音響信号入力部１５１は、立体音響再生する複数チャンネルの入力音響信号を音源ごとに取得し、取得した入力音響信号をフィルタ演算部１５２へ出力する。フィルタ演算部１５２は、音響信号入力部１５１から入力された入力音響信号それぞれに対して、ＨＲＴＦ補正装置１１０ａから出力される音源方向に対応したＨＲＴＦを畳み込んで出力音響信号を音響信号出力部１５３へ出力する。
音響信号出力部１５３は、フィルタ演算部１５２から入力された音源ごとにフィルタリングされた出力音響信号をチャンネルごとに加算し、Ｄ／Ａ変換を行い、出力装置４００に出力する。出力装置４００は、例えばヘッドフォンやイヤーフォンである。出力装置４００がヘッドフォンである場合、音響信号出力部１５３は、音源ごとにＨＲＴＦを畳み込んだＬｃｈ信号とＲｃｈ信号とをそれぞれミキシングして２チャンネルの信号とし、ヘッドフォンに出力する。

以下、ＨＲＴＦ補正装置１１０ａについて具体的に説明する。ＨＲＴＦ補正装置１１０ａは、耳介角度取得部１１１ａと、方向入力部１１２ａと、方向補正部１１３ａと、ＨＲＴＦ取得部１１４ａと、出力部１１５ａとを備える。耳介角度取得部１１１ａは、耳介角度ＤＢ１４０から耳介角度θ_Dおよびユーザの耳介角度θ_Uを取得し、取得した耳介角度θ_Dおよびθ_Uを方向補正部１１３ａへ出力する。方向入力部１１２ａは、音源取得部１５０が取得する複数チャンネルの入力音響信号の音源方向を指定方向としてそれぞれ取得し、取得した音源方向を方向補正部１１３ａへ出力する。
方向補正部１１３ａは、耳介角度取得部１１１ａから入力された耳介角度θ_Dおよびθ_Uをもとに補正量Δθを設定する。そして、方向補正部１１３ａは、設定した補正量Δθを、方向入力部１１２ａから入力された複数の音源方向にそれぞれ加算することで各音源方向を補正し、ＨＲＴＦ取得部１１４ａへ出力する。具体的には、方向補正部１１３ａは、左耳に対するＨＲＴＦを生成する場合、図７（ａ）に示すように、頭部正面方向（０［ｒａｄ］）における補正量Δθを（θ_D−θ_U）、逆耳（右耳）側方向（−π／２［ｒａｄ］）における補正量Δθを０に設定する。また、方向補正部１１３ａは、頭部正面方向と逆耳側方向との間を線形補間する。このように、方向補正部１１３ａは、指定方向ごとに異なる補正量Δθを設定する。なお、右耳に対するＨＲＴＦを生成する場合についても同様である。

左耳に対するＨＲＴＦの水平面における振幅は、図７（ｂ）に示すように、耳介方向（π／２［ｒａｄ］近傍）において最大となり、耳介方向に対する頭部の裏側方向である逆耳側方向（−π／２［ｒａｄ］近傍）において最小になるという特性がある。このような特性に対して、方向にかかわらず、一律に補正量（θ_D−θ_U）を適用した場合、逆耳側方向（−π／２［ｒａｄ］近傍）から角度（θ_D−θ_U）だけずれた方向においてＨＲＴＦの振幅が最小になってしまい、聴感上の違和感が発生する。そのため、方向補正部１１３ａは、逆耳側方向におけるＨＲＴＦの振幅が最小もしくは所定値よりも小さくなるように、補正量Δθを所定値以下（本実施形態では０）に設定する。
なお、ここでは水平面におけるＨＲＴＦの振幅についてのみ説明したが、垂直面についても同様である。垂直面においても、ＨＲＴＦの振幅は、耳介方向（頭部の正面方向）において最大となり、耳介方向に対する頭部の裏側方向において最小となる。したがって、耳介方向に対する頭部の裏側方向における補正量Δθは、所定値以下（例えば０）に設定する。

図６に戻って、ＨＲＴＦ取得部１１４ａは、方向補正部１１３ａから入力された補正後の音源方向に対応するＨＲＴＦをＨＲＴＦ−ＤＢ１３０から取得する。ＨＲＴＦ取得部１１４ａは、取得したＨＲＴＦを出力部１１５ａへ出力する。出力部１１５ａは、ＨＲＴＦ取得部１１４ａによって取得された音源ごとのＨＲＴＦをフィルタ演算部１５２へ出力する。
立体音響生成装置３００は、図４に示すＨＲＴＦ生成装置１００と同様のハードウェア構成を有する。図６に示す各部の機能は、立体音響生成装置３００のＣＰＵがプログラムを実行することで実現することができる。ただし、図６に示す立体音響生成装置３００の各部のうち少なくとも一部が専用のハードウェアとして動作するようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、上記ＣＰＵの制御に基づいて動作する。

次に、立体音響生成装置３００の動作について、図８を参照しながら説明する。
この図８の処理は、ＣＰＵがプログラムを実行することによって実現することができる。ただし、図６で示す各要素のうち少なくとも一部が専用のハードウェアとして動作することで、図８の処理が実現されるようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、ＣＰＵの制御に基づいて動作する。
まずＳ１１において、音響信号入力部１５１は音源ごとに入力音響信号を入力する。次にＳ１２では、方向入力部１１２ａは、Ｓ１１において取得された各音源に対応する音源方向を入力する。Ｓ１３では、耳介角度取得部１１１ａは、耳介角度ＤＢ１４０から耳介角度θ_Dおよびユーザの耳介角度θ_Uを取得する。

次にＳ１４では、方向補正部１１３ａは、Ｓ１２において入力された音源方向を補正する。このＳ１４では、方向補正部１１３ａは、Ｓ１３において取得された耳介角度θ_Dおよびθ_Uに基づいて補正量Δθを決定し、決定した補正量Δθを用いてＳ１２において入力された音源方向を補正する。Ｓ１５では、ＨＲＴＦ取得部１１４ａは、Ｓ１４において補正された音源方向に対応するＨＲＴＦをＨＲＴＦ−ＤＢ１３０から取得する。Ｓ１６では、出力部１１５ａは、Ｓ１５において取得された各音源に対応したＨＲＴＦをフィルタ演算部１５２に出力する。
Ｓ１７では、フィルタ演算部１５２は、Ｓ１１において取得された入力音響信号に対して音源ごとに出力部１１５ａから入力されたＨＲＴＦを用いてフィルタリングを行う。最後にＳ１８では、音響信号出力部１５３は、音源ごとにフィルタリングされた信号をチャンネルごとにミキシングし、Ｄ／Ａ変換したのち出力装置４００に出力する。

以上のように、本実施形態において、立体音響再生装置は、ユーザの耳介角度θ_Uに応じて新たに生成されたＨＲＴＦを用いて立体音響を再現する。新たに生成されたＨＲＴＦは、入力音響信号の音源方向を指定方向として取得されて生成された、音源方向に対応するＨＲＴＦである。立体音響生成装置３００は、入力音響信号を取得し、入力音響信号に上記の音源方向に対応するＨＲＴＦを畳み込み、出力音響信号を出力装置４００へ出力する。出力装置４００は、出力された出力音響信号を再生する。これにより、定位感の改善された立体音響再生を実現することができる。
ここで、ＨＲＴＦ補正装置１１０ａは、上述したように、指定方向（音源方向）に応じて異なる補正量Δθを導出してもよい。具体的には、ＨＲＴＦ補正装置１１０ａは、指定方向が頭部の正面方向（第一方向）である場合、ユーザの耳介角度θ_Uと特定の耳介角度θ_Dとの差分値（第一の値）を補正量Δθとして導出する。これにより、立体音響再生装置は、正中面での定位感を向上させることができる。

また、ＨＲＴＦ補正装置１１０ａは、指定方向が耳介方向に対する頭部の裏側方向（第二方向）である場合、補正量Δθを所定値以下（第二の値、例えば０）に導出する。これにより、立体音響再生装置は、ＨＲＴＦの振幅が最小となる方向がずれることに起因する聴感上の違和感を低減することができる。
さらに、ＨＲＴＦ補正装置１１０ａは、指定方向が第一方向と第二方向との間である場合、第一の値と第二の値との間を補間した値を補正量Δθとして導出する。これにより、立体音響再生装置は、補正量Δθを滑らかに変化させることができ、違和感を低減することができる。

また、ＨＲＴＦ補正装置１１０ａの耳介角度取得部１１１ａは、耳介角度ＤＢ１４０からユーザの耳介角度θ_Uを取得するので、簡易にユーザの耳介角度θ_Uを取得することができる。なお、耳介角度取得部１１１ａは、上述した第一の実施形態と同様に、計測装置１２０によって計測されたユーザの耳介角度に関する情報をもとに、ユーザの耳介角度θ_Uを取得してもよい。また、耳介角度取得部１１１ａは、ユーザが入力した耳介角度に関する情報に基づいてユーザの耳介角度θ_Uを取得してもよい。
また、本実施形態においては、音響信号出力部１５３は、Ｄ／Ａ変換した信号を出力装置４００に出力する場合について説明したが、出力音響信号をＤ／Ａ変換せずに記録装置などに出力するような構成であってもよい。
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００…ＨＲＴＦ生成装置、１１０，１１０ａ…ＨＲＴＦ補正装置、１１１，１１１ａ…耳介角度取得部、１１２，１１２ａ…方向入力部、１１３，１１３ａ…方向補正部、１１４，１１４ａ…ＨＲＴＦ取得部、１１５，１１５ａ…出力部、１３０…ＨＲＴＦ−ＤＢ、３００…立体音響生成装置

Claims (18)

1. ユーザの耳介角度を取得する第一の取得手段と、
   前記ユーザの頭部に対する指定方向を取得する第二の取得手段と、
   特定の耳介角度を有する頭部の複数方向それぞれに対応する頭部伝達関数から、前記第一の取得手段により取得された前記ユーザの耳介角度に基づいて、前記第二の取得手段により取得された指定方向に対応する前記ユーザの頭部伝達関数を取得する第三の取得手段と、を備えることを特徴とする情報処理装置。
2. 前記第三の取得手段は、前記第一の取得手段により取得された前記ユーザの耳介角度に基づいて補正された前記第二の取得手段により取得された指定方向に対応する、前記特定の耳介角度を有する頭部の頭部伝達関数を取得することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記第三の取得手段は、
   前記ユーザの耳介角度と前記特定の耳介角度との差分値に基づいて補正された前記指定方向に対応する、前記特定の耳介角度を有する頭部の頭部伝達関数を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の情報処理装置。
4. 前記第三の取得手段は、
   前記指定方向から、前記ユーザの耳介角度と前記特定の耳介角度との差分値を回転させた方向に対応する、前記特定の耳介角度を有する頭部の頭部伝達関数を取得することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
5. 前記ユーザの耳介角度と前記特定の耳介角度との差分値に基づいて、前記指定方向を補正するための補正量を導出する導出手段を備え、
   前記第三取得手段は、前記導出手段により導出された補正量に基づいて補正された前記指定方向に対応する、前記特定の耳介角度を有する頭部の頭部伝達関数を取得することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
6. 前記導出手段は、前記第二の取得手段により取得された前記指定方向に応じて異なる前記補正量を導出することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
7. 前記導出手段は、前記第二の取得手段により取得された指定方向が前記頭部の正面方向である場合、前記ユーザの耳介角度と前記特定の耳介角度との差分値を前記補正量として導出することを特徴とする請求項５または６に記載の情報処理装置。
8. 前記導出手段は、前記第二の取得手段により取得された指定方向が、耳介方向に対する前記頭部の裏側方向である場合、前記補正量を所定値以下に導出することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の情報処理装置。
9. 前記導出手段は、
   前記第二の取得手段により取得された指定方向が前記頭部の正面方向である第一方向である場合、前記ユーザの耳介角度と前記特定の耳介角度との差分値である第一の値を前記補正量として導出し、
   前記第二の取得手段により取得された指定方向が耳介方向に対する前記頭部の裏側方向である第二方向である場合、前記補正量を所定値以下である第二の値に導出し、
   前記第二の取得手段により取得された指定方向が前記第一方向と前記第二方向との間である場合、前記第一の値と前記第二の値との間を補間した値を前記補正量として導出することを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の情報処理装置。
10. 前記第三の取得手段は、
    前記ユーザの耳介角度に基づいて補正された指定方向の近傍の方向に対応する前記特定の耳介角度を有する頭部の複数の頭部伝達関数に基づいて補間された頭部伝達関数を、前記指定方向に対応する前記ユーザの頭部伝達関数として取得することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の情報処理装置。
11. 前記第一の取得手段は、
    前記ユーザの耳介の正中軸、耳軸および前後軸にそれぞれ平行な軸のうち、少なくとも１つの軸を中心とした回転角度を、前記耳介角度として取得することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の情報処理装置。
12. 前記第一の取得手段は、前記ユーザが入力した耳介角度に関する情報に基づいて前記ユーザの耳介角度を取得することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の情報処理装置。
13. 前記第一の取得手段は、計測装置により計測された前記ユーザの耳介角度に関する情報に基づいて前記ユーザの耳介角度を取得することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の情報処理装置。
14. 前記第一の取得手段は、耳介角度データベースから前記ユーザの耳介角度を取得することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
15. 入力音響信号に、前記第三の取得手段によって取得された頭部伝達関数を畳み込み、出力音響信号を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
16. 前記第二の取得手段は、前記入力音響信号の音源方向を前記指定方向として取得することを特徴とする請求項１５に記載の情報処理装置。
17. ユーザの耳介角度を取得するステップと、
    前記ユーザの頭部に対する指定方向を取得するステップと、
    特定の耳介角度を有する頭部の複数方向それぞれに対応する頭部伝達関数から、前記ユーザの耳介角度に基づいて、前記指定方向に対応する前記ユーザの頭部伝達関数を取得するステップと、を含むことを特徴とする情報処理方法。
18. コンピュータを、請求項１から１６のいずれか１項に記載の情報処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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