JP2019061108A - 信号処理装置、信号処理方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】収音信号を適切に取得したか否かを判定することができる信号処理装置、信号処理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。【解決手段】本実施の形態にかかる信号処理装置２０１は、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２１１と、複数のマイク２Ｌ、２Ｒで収音された収音信号を取得する収音信号取得部２１２と、音源の水平方向角度に関する音源情報を取得する音源情報取得部２３０と、音源情報に基づいて設定された通過帯域を有し、収音信号を入力としてフィルタ通過信号を出力するフィルタ２２１、２２２と、フィルタ通過信号に基づいて、２つの収音信号間の位相差を検出する位相差検出部２２３と、位相差を音源情報に基づいて設定された有効範囲と比較することで、収音信号の測定結果を判定する判定部２２５と、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、信号処理装置、信号処理方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ：Head Related Transfer Function）を測定する制御装置、及び測定システムが開示されている。特許文献１の測定システムでは、ユーザの両耳にマイクロホン（以下、単にマイクとする）を装着して、スピーカからの測定信号を収音している。さらに、特許文献１では、２台のカメラが、ユーザに対するスピーカの位置を検出している。そして、カメラの撮像結果から、ユーザの頭部のブレ量が検出されている。ブレ量が大きい場合、エラーを伝えるブザー信号が出力される。

さらに、カメラのステレオ画像から、ユーザの頭部とスピーカとの距離が算出されている。そして、算出された距離に応じて、ＨＲＴＦの音量が補正されている。また、特許文献１には、スピーカ、カメラ、メモリを備えるスマートホンを用いて測定を行う点について記載されている。

特表２００８−５１２０１５号公報

Kuhn, G. F., "Physical Acoustics and Measurements Pertaining to Directional Hearing", in Yost, W. A. and Gourevitch, G. (eds), Directional Hearing, Springer-Verlag, pp. 3-25, 1987.

頭部や耳介の形状は人によって異なるため、ＨＲＴＦ（空間音響伝達特性ともいう）も人によって特性が異なる。受聴者本人のＨＲＴＦを用いることでより精度が高い音像定位が可能である。近年のスマートホン等による記憶装置の大容量化・小型化や、高速演算が可能な演算装置の普及により、受聴者本人のＨＲＴＦを受聴者本人の自宅等で測定することも可能となっている。

しかしながら、いくつかの原因により測定が適切に行われないことがある。例えば、マイクの装着位置が適切でない場合、外乱が多く、Ｓ／Ｎ比が低い場合、あるいは受聴環境が測定に不向きな場合など、がある。

測定が適切に行われたか否かを判断するには、専門的な知識が必要とされるため、一般のユーザが判断することは困難である。また、専門的な知識を有する専門家であっても、取得された収音信号を精査するには、信号波形を解析したりするなど手間がかかる場合がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、収音信号が適切に取得されたか否かを判定することができる信号処理装置、信号処理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

本実施形態にかかる信号処理装置は、音源から出力される音をユーザに装着された複数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信号処理装置であって、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、前記複数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、前記音源の水平方向角度に関する音源情報を取得する音源情報取得部と、前記音源情報に基づいて設定された通過帯域を有し、前記収音信号を入力としてフィルタ通過信号を出力するフィルタと、前記フィルタ通過信号に基づいて、２つの収音信号間の位相差を検出する位相差検出部と、前記位相差を前記音源情報に基づいて設定された有効範囲と比較することで、前記収音信号の測定結果を判定する判定部と、を備えたものである。

本実施形態にかかる信号処理方法は、音源から出力される音をユーザに装着された複数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信号処理方法であって、前記音源から出力される測定信号を生成するステップと、前記複数のマイクで収音された収音信号を取得するステップと、前記音源の水平方向角度に関する音源情報を取得するステップと、前記音源情報に基づいて設定された通過帯域を有するフィルタに対して、前記収音信号を入力するステップと、前記フィルタを通過したフィルタ通過信号に基づいて、２つの収音信号間の位相差を検出するステップと、前記位相差を前記音源情報に基づいて設定された有効範囲と比較することで、前記収音信号の測定結果を判定するステップと、を備えたものである。

本実施形態にかかるプログラムは、音源から出力される音をユーザに装着された複数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信号処理方法を、コンピュータに実行させるプログラムであって、前記信号処理方法は、前記音源から出力される測定信号を生成するステップと、前記複数のマイクで収音された収音信号を取得するステップと、前記音源の水平方向角度に関する音源情報を取得するステップと、前記音源情報に基づいて設定された通過帯域を有するフィルタに対して、前記収音信号を入力するステップと、前記フィルタを通過したフィルタ通過信号に基づいて、２つの収音信号間の位相差を検出するステップと、前記位相差を前記音源情報に基づいて設定された有効範囲と比較することで、前記収音信号の測定結果を判定するステップと、を備えたものである。

本発明によれば、収音信号が適切に取得されたか否かを判定することができる信号処理装置、信号処理方法、及びプログラムを提供することができる。

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。 フィルタ生成装置を示す図である。 実施の形態１にかかる信号処理装置の構成を示す制御ブロック図である。 水平方向角度に応じたフィルタの通過帯域を示す図である。 信号処理方法における位相差を算出する処理を示すフローチャートである。 信号処理方法におけるゲイン差を算出する処理を示すフローチャートである。 水平方向角度とゲイン差パラメータの判定エリアを示す図である。 角度範囲に応じた有効範囲を示す図である。 位相差に基づく判定フローを示す図である。 ゲイン差に基づく判定フローを示す図である。 実施の形態２にかかる信号処理装置の構成を示す制御ブロック図である。

本実施の形態にかかる信号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、外耳道入口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、かつ、ヘッドホン又はイヤホンを装着した状態での外耳道伝達特性を測定し、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。

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、マウスなどの入力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。

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を装着するユーザ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、一部の処理がパソコンなどにより行われ、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。

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。

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。

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。

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、ユーザＵが左右の耳にマイクをそれぞれ装着する。ユーザ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。

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。

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。

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、後述するように、ユーザＵ本人の特性の測定結果から算出されている。

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。ユーザ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信号をユーザ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。

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。

（フィルタ生成装置）
図２を用いて、空間音響伝達特性（以下、伝達特性とする）を測定して、フィルタを生成するフィルタ生成装置について説明する。図２は、フィルタ生成装置２００の構成を模式的に示す図である。なお、フィルタ生成装置２００は、図１に示す頭外定位処理装置１００と共通の装置であってもよい。あるいは、フィルタ生成装置２００の一部又は全部が頭外定位処理装置１００と異なる装置となっていてもよい。

図２に示すように、フィルタ生成装置２００は、ステレオスピーカ５とステレオマイク２と信号処理装置２０１を有している。ステレオスピーカ５が測定環境に設置されている。測定環境は、ユーザＵの自宅の部屋やオーディオシステムの販売店舗やショールーム等でもよい。測定環境では、床面や壁面によって音の反射が生じる。

本実施の形態では、フィルタ生成装置２００の信号処理装置２０１が、伝達特性に応じたフィルタを適切に生成するための演算処理を行っている。信号処理装置２０１は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット端末、スマートホン等であってもよい。

信号処理装置２０１は、測定信号を生成して、ステレオスピーカ５に出力する。なお、信号処理装置２０１は、伝達特性を測定するための測定信号として、インパルス信号やＴＳＰ（Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ Ｐｕｌｓｅ）信号等を発生する。測定信号はインパルス音等の測定音を含んでいる。また、信号処理装置２０１は、ステレオマイク２で収音された収音信号を取得する。信号処理装置２０１は、伝達特性の測定データをそれぞれ記憶するメモリなどを有している。

ステレオスピーカ５は、左スピーカ５Ｌと右スピーカ５Ｒを備えている。例えば、ユーザ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、インパルス応答測定を行うためのインパルス音等を出力する。以下、本実施の形態では、音源となるスピーカの数を２（ステレオスピーカ）として説明するが、測定に用いる音源の数は２に限らず、１以上であればよい。すなわち、1chのモノラル、または、5.1ch、7.1ch等の、いわゆるマルチチャンネル環境においても同様に、本実施の形態を適用することができる。1chの場合、１つのスピーカを左スピーカ５Ｌに配置して測定を行い、かつ、右スピーカ５Ｒの位置に移動して測定を行えばよい。

ステレオマイク２は、左のマイク２Ｌと右のマイク２Ｒを有している。左のマイク２Ｌは、ユーザＵの左耳９Ｌに設置され、右のマイク２Ｒは、ユーザＵの右耳９Ｒに設置されている。具体的には、左耳９Ｌ、右耳９Ｒの外耳道入口から鼓膜までの位置にマイク２Ｌ、２Ｒを設置することが好ましい。マイク２Ｌ、２Ｒは、ステレオスピーカ５から出力された測定信号を収音して、信号処理装置２０１に収音信号を出力する。ユーザＵは、人でもよく、ダミーヘッドでもよい。すなわち、本実施形態において、ユーザＵは人だけでなく、ダミーヘッドを含む概念である。

上記のように、左右のスピーカ５Ｌ、５Ｒから出力された測定信号をマイク２Ｌ、２Ｒで収音し、収音された収音信号に基づいてインパルス応答が得られる。フィルタ生成装置２００は、インパルス応答測定に基づいて取得した収音信号をメモリなどに記憶する。これにより、左スピーカ５Ｌと左マイク２Ｌとの間の伝達特性Ｈｌｓ、左スピーカ５Ｌと右マイク２Ｒとの間の伝達特性Ｈｌｏ、右スピーカ５Ｒと左マイク２Ｌとの間の伝達特性Ｈｒｏ、右スピーカ５Ｒと右マイク２Ｒとの間の伝達特性Ｈｒｓが測定される。すなわち、左スピーカ５Ｌから出力された測定信号を左マイク２Ｌが収音することで、伝達特性Ｈｌｓが取得される。左スピーカ５Ｌから出力された測定信号を右マイク２Ｒが収音することで、伝達特性Ｈｌｏが取得される。右スピーカ５Ｒから出力された測定信号を左マイク２Ｌが収音することで、伝達特性Ｈｒｏが取得される。右スピーカ５Ｒから出力された測定信号を右マイク２Ｒが収音することで、伝達特性Ｈｒｓが取得される。

そして、フィルタ生成装置２００は、収音信号に基づいて、左右のスピーカ５Ｌ、５Ｒから左右のマイク２Ｌ、２Ｒまでの伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓに応じたフィルタを生成する。すなわち、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、空間音響フィルタを生成する。このようにすることで、フィルタ生成装置２００は、頭外定位処理装置１００の畳み込み演算に用いられるフィルタを生成する。図１で示したように、頭外定位処理装置１００が、左右のスピーカ５Ｌ、５Ｒと左右のマイク２Ｌ、２Ｒとの間の伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓに応じたフィルタを用いて頭外定位処理を行う。すなわち、伝達特性に応じたフィルタをオーディオ再生信号に畳み込むことにより、頭外定位処理を行う。

さらに、本実施の形態では、信号処理装置２０１において、収音信号が適切に取得されているか否かの判定を行っている。すなわち、信号処理装置２０１は、左右のマイク２Ｌ、２Ｒが取得した収音信号を適切であるか否かの判定を行っている。より具体的には、左マイク２Ｌが取得した収音信号（以下、Ｌｃｈの収音信号とする）と右マイク２Ｒが取得した収音信号（以下、Ｒｃｈの収音信号とする）の位相差に基づいて、信号処理装置２０１が判定を行っている。以下、信号処理装置２０１における判定処理の詳細について、図３を用いて説明する。

なお、フィルタ生成装置２００は、左スピーカ５Ｌ、及び右スピーカ５Ｒのそれぞれに対して同様の測定を実施するため、ここでは、左スピーカ５Ｌを音源として用いた場合について説明する。すなわち、右スピーカ５Ｒを音源として用いた測定は、左スピーカ５Ｌを音源として用いた測定と同様に実施することができるため、図３では右スピーカ５Ｒを省略している。

信号処理装置２０１は、測定信号生成部２１１、収音信号取得部２１２、バンドパスフィルタ２２１、バンドパスフィルタ２２２、位相差検出部２２３、ゲイン差検出部２２４、判定部２２５、音源情報取得部２３０、及び、出力器２５０を備えている。

信号処理装置２０１は、パソコンやスマートホンなどの情報処理装置であり、メモリ、及びＣＰＵを備えている。メモリは、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。ＣＰＵは、メモリに格納された処理プログラムを実行する。ＣＰＵが処理プログラムを実行することで、測定信号生成部２１１、収音信号取得部２１２、バンドパスフィルタ２２１、バンドパスフィルタ２２２、位相差検出部２２３、ゲイン差検出部２２４、判定部２２５、音源情報取得部２３０、及び、出力器２５０における各処理が実施される。

測定信号生成部２１１は、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２１１で生成された測定信号は、Ｄ／Ａ変換器２１５でＤ／Ａ変換されて、左スピーカ５Ｌに出力される。なお、Ｄ／Ａ変換器２１５は、信号処理装置２０１又は左スピーカ５Ｌに内蔵されていてもよい。左スピーカ５Ｌが伝達特性を測定するための測定信号を出力する。測定信号は、インパルス信号やＴＳＰ（Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ Ｐｕｌｓｅ）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。

ステレオマイク２の左マイク２Ｌ、右マイク２Ｒがそれぞれ測定信号を収音し、収音信号を信号処理装置２０１に出力する。収音信号取得部２１２は、左マイク２Ｌ、右マイク２Ｒで収音された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２１３Ｌ、２１３Ｒ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。ここでは、左スピーカ５Ｌから出力されたインパルス音が収音されているため、収音信号取得部２１２は、伝達特性Ｈｌｓに対応する収音信号と、伝達特性Ｈｌｏに対応する収音信号を取得する。

収音信号取得部２１２はＬｃｈの収音信号をバンドパスフィルタ２２１に出力し、Ｒｃｈの収音信号をバンドパスフィルタ２２２に出力する。バンドパスフィルタ２２１、２２２は、所定の通過帯域を有している。よって、通過帯域の信号成分がバンドパスフィルタ２２１、バンドパスフィルタ２２２を通過し、通過帯域以外の遮断帯域の信号成分は、バンドパスフィルタ２２１、バンドパスフィルタ２２２で遮断される。バンドパスフィルタ２２１とバンドパスフィルタ２２２は同じ特性を有するフィルタである。すなわち、Ｌｃｈのバンドパスフィルタ２２１とＲｃｈのバンドパスフィルタ２２２の通過帯域は同様の周波数帯域となっている。

バンドパスフィルタ２２１、２２２を通過した信号をフィルタ通過信号とする。バンドパスフィルタ２２１は、Ｌｃｈのフィルタ通過信号を位相差検出部２２３に出力する。バンドパスフィルタ２２２は、Ｒｃｈのフィルタ通過信号を位相差検出部２２３に出力する。

音源情報取得部２３０は、音源の水平方向角度に関する音源情報を取得して、バンドパスフィルタ２２１、２２２に出力している。水平方向角度は、水平面内におけるユーザＵに対するスピーカ５Ｌ、５Ｒの角度である。ユーザ又はその他の者がスマートホンのタッチパネルなどで方向を入力し、音源情報取得部２３０がその入力結果から水平方向角度を取得する。あるいは、ユーザ等が、キーボードやマウスなどにより、水平方向角度の数値を音源情報として直接入力してもよい。さらに、音源情報取得部２３０は、各種センサが検出した音源の水平方向角度を音源情報として取得してもよい。音源情報は、音源（スピーカ）の水平方向角度のみに限らず、鉛直方向角度（仰角）を含んでいてもよい。さらに、音源情報は、ユーザＵから音源までの距離情報や、測定環境となる部屋の形状情報などを含んでいてもよい。

バンドパスフィルタ２２１、２２２の通過帯域は、音源情報に基づいて、設定されている。すなわち、バンドパスフィルタ２２１、２２２の通過帯域は、水平方向角度に応じて変化する。バンドパスフィルタ２２１、２２２は、音源情報に基づいて設定された通過帯域を有し、収音信号を入力としてフィルタ通過信号を出力する。バンドパスフィルタ２２１、バンドパスフィルタ２２２の通過帯域については後述する。

位相差検出部２２３には、バンドパスフィルタ２２１、バンドパスフィルタ２２２からのフィルタ通過信号が入力される。位相差検出部２２３は、フィルタ通過信号に基づいて、２つの収音信号間の位相差を検出する。また、収音信号取得部２１２は位相差検出部２２３に収音信号を出力している。位相差検出部２２３は、Ｌｃｈの収音信号、Ｒｃｈの収音信号、Ｌｃｈのフィルタ通過信号、Ｒｃｈのフィルタ通過信号に基づいて、左右の収音信号の位相差を検出している。位相差検出部２２３による位相差検出については、後述する。位相差検出部２２３は、検出した位相差を判定部２２５に出力する。

また、収音信号取得部２１２は、収音信号をゲイン差検出部２２４に出力する。ゲイン差検出部２２４は、ＬｃｈとＲｃｈの収音信号に基づいて、左右の収音信号のゲイン差を検出する。ゲイン差検出部２２４によるゲイン差検出については後述する。ゲイン差検出部２２４は、検出したゲイン差を判定部２２５に出力する。

判定部２２５は、位相差、及びゲイン差に基づいて、収音信号が適切か否かを判定する。すなわち、判定部２２５、図２に示したフィルタ生成装置２００による収音信号の測定が適切であるか否かを判定する。判定部２２５は、適切な測定の場合を良好判定とし、不適切な測定の場合を不良判定とする。測定結果が良好である場合、フィルタ生成装置２００は、収音信号に基づいて、フィルタを生成する。測定結果が不良である場合、信号処理装置２０１は、再測定を行う。

また、判定部２２５には、音源情報取得部２３０からの音源情報が入力されている。音源情報は、上記の通り、音源であるスピーカ５Ｌの水平方向角度に関する情報である。判定部２２５は、音源情報に基づいて、ゲイン差の有効範囲、及び位相差の有効範囲を算出する。判定部２２５は、位相差、及びゲイン差をそれぞれ有効範囲と比較することで、判定を行う。判定部２２５は、音源情報に基づいて設定された有効範囲を位相差と比較することで、収音信号の測定結果を判定する。さらに、判定部２２５は、音源情報に基づいて設定された有効範囲をゲイン差と比較することで、収音信号の測定結果を判定する。例えば、これらの有効範囲は、２つのしきい値、すなわち、上限値と下限値とによって設定されている。

具体的には、位相差検出部２２３が算出した位相差が、位相差の有効範囲内にある場合、判定部２２５は、良好と判定する。位相差の有効範囲内にない場合、判定部２２５は、不良と判定する。ゲイン差検出部２２４が算出したゲイン差が、ゲイン差の有効範囲内にある場合、判定部２２５は、良好と判定する。ゲイン差検出部２２４が算出したゲイン差が、ゲイン差の有効範囲内にない場合、判定部２２５は、不良と判定する。

なお、判定部２２５は、位相差とゲイン差の両方に基づいて判定を行っている。例えば、位相差とゲイン差の両方がそれぞれの有効範囲内にある場合、判定部２２５が、良好と判定し、位相差とゲイン差の少なくとも一方が有効範囲内にない場合、不良と判定してもよい。これにより、正確に判定を行うことができる。もちろん、判定部２２５は、位相差、及びゲイン差の一方のみによって、良否判定を行ってもよい。

判定部２２５は、判定結果を出力器２５０に出力する。出力器２５０は、判定部２２５の判定結果を出力する。測定結果が良好である場合、出力器２５０は良好であることをユーザＵに提示する。測定結果が不良である場合、出力器２５０は不良であることをユーザＵに提示する。例えば、出力器２５０は、モニタなどを有しており、判定結果を表示する。また、出力器２５０は、判定結果が不良である場合には、再測定を促す表示を行ってもよい。さらに、出力器２５０は、判定結果が不良である場合には、アラーム信号を生成して、スピーカがアラーム音を出力してもよい。

さらに、判定部２２５は、位相差及びゲイン差と有効範囲との比較結果に応じて、調整が必要な項目を判定してもよい。そして、出力器２５０は、調整が必要な項目をユーザＵに提示するようにしてもよい。例えば、マイク感度、マイクの装着状態の再調整を促すように出力器２５０が表示を行う。そして、ユーザＵ又はその他の者が提示された内容にしたがって、調整を行った上で、再測定を行う。

（バンドパスフィルタ２２１、２２２の通過帯域）
以下、バンドパスフィルタ２２１、２２２の通過帯域について、図４を用いて説明する。図４は、水平方向角度と通過帯域を示すためのテーブルの一例を示している。図４の横軸が周波数を示し、縦軸が水平方向角度を示している。図４では、水平方向角度を１０°ずつ変えていった場合の通過帯域が示されている。水平方向角度毎に、通過帯域が太線で示されている。

ここでは、図２に示すように、ユーザＵの正面方向における水平方向角度を０°（＝３６０°）、右方向を９０°、背面方向を１８０°、左方向を２７０°としている。すなわち、ユーザＵの真正面を基準とする方位角を水平方向角度としている。左右対称であるため、図４では、０°〜１８０°の範囲の通過帯域についてのみ示し、１８０°〜３６０°の範囲の通過帯域については省略する。すなわち、図４の縦軸の０°が３６０°、９０°が２７０°、１８０°はそのまま１８０°等となれば、１８０°〜３６０°の範囲の通過帯域が得られる。

水平方向角度が９０°の場合、すなわち、音源（スピーカ）が真横方向にある場合、通過帯域が最も低くなる。水平方向角度が０°、又は１８０°の場合、すなわち、音源（スピーカ）が真正面又は真後ろにある場合、通過帯域が最も高くなる。水平方向角度が９０°から０°に向かうにつれて、通過帯域が徐々に高くなっていく。水平方向角度が９０°から１８０°に向かうにつれて、通過帯域が徐々に高くなっていく。このような通過帯域を設定することで、位相差を適切に求めることができる。

ここで、バンドパスフィルタ２２１，２２２に対して同じ通過帯域を設定する必要があり、かつ、ＬｃｈとＲｃｈとで十分なＳ／Ｎ比が取れる帯域とする必要がある。また、高周波数域は、位相がどの程度回転しているのを比較するのが困難であるため、位相差解析に適していない。したがって、図４のような通過帯域が設定されている。図４に示す通過帯域は、個人差があまり反映されない低周波数域〜高周波数域となっている。高周波数域は、耳の形状や頭の幅などの個人差が大きく影響するが、低周波数域〜高周波数域については個人差があまり影響しない。すなわち、身体の上に頭があり、頭の左右に耳があるという形状であれば、言い換えると人間の形状をした物体であれば、低周波数域の特性はほとんど変化しない。

図４に示すようなテーブルを用いて、信号処理装置２０１は、水平方向角度からバンドパスフィルタ２２１、２２２の通過帯域を設定する。例えば、角度範囲毎に通過帯域を予め設定しておき、水平方向角度が含まれる角度範囲に応じて、信号処理装置２０１は通過帯域を決定する。例えば、水平方向角度が０以上、５°未満の場合は、図４に示す０°における通過帯域を用いる。水平方向角度が５°以上、１５°未満の場合、図４に示す１０°における通過帯域を用いる。このようにすることで、水平方向角度の角度範囲に基づいて、通過帯域を決定することができる。

また、テーブルでなく、数式を用いて、通過帯域を設定してもよい。さらに、左右対称に通過帯域を設定することが好ましい。例えば、水平方向角度が３５５°以上、３６０°未満の場合は、水平方向角度が０以上、５°未満の場合と同様に、図４に示す０°における通過帯域を用いる。さらに、水平方向角度以外の情報、例えば、測定環境に関する情報に基づいて、通過帯域を設定してもよい。具体的には、測定環境において、壁面や天井等の位置に応じて、通過帯域を設定することもできる。

（位相差検出）
以下、図５を用いて、左右の収音信号の位相差を検出するための処理について説明する。図５は、位相差を検出するための処理を示すフローチャートである。以下の説明では、音源を左スピーカ５Ｌとした場合の処理について説明するが、右スピーカ５Ｒについても同様に処理することが可能である。

まず、収音信号取得部２１２が、収音信号Ｓ１、Ｓ２を取得する（Ｓ１０１）。音源を左スピーカ５Ｌとしているため、音源に近い側の収音信号Ｓ１は、左マイク２Ｌで取得されたＬｃｈの収音信号となり、音源に遠い側の収音信号Ｓ２は、右マイク２Ｒで取得されたＲｃｈの収音信号となる。音源を右スピーカ５Ｒとした場合、音源に近い側の収音信号Ｓ１は、右マイク２Ｒで取得されたＲｃｈの収音信号となり、音源に遠い側の収音信号Ｓ２は、左マイク２Ｌで取得されたＬｃｈの収音信号となる。なお、収音信号Ｓ１、Ｓ２は同じ時間、つまり同じサンプル数の信号である。収音信号Ｓ１、Ｓ２のサンプル数は、特に限定されるものではないが、ここでは説明のため、収音信号のサンプル数を１０２４とする。よって、以下のサンプル番号は、０〜１０２３のうちの一つの整数となる。

次に、信号処理装置２０１は、音源情報に基づいて、バンドパスフィルタ２２１、バンドパスフィルタ２２２の通過帯域を決定する（Ｓ１０２）。例えば、信号処理装置２０１は、図４に示したテーブルを用いて、水平方向角度に応じた通過帯域を決定する。

信号処理装置２０１は、収音信号Ｓ１，Ｓ２にバンドパスフィルタ２２１、バンドパスフィルタ２２２を適用して、フィルタ通過信号ＳＢ１、ＳＢ２を算出する（Ｓ１０３）。なお、フィルタ通過信号ＳＢ１は、バンドパスフィルタ２２１から出力されるＬｃｈのフィルタ通過信号であり、フィルタ通過信号ＳＢ２は、バンドパスフィルタ２２２から出力されるＲｃｈのフィルタ通過信号である。

位相差検出部２２３は、音源（スピーカ５Ｌ）に近い側のフィルタ通過信号ＳＢ１において、絶対値が最大となる位置ＰＢ１を探索する（Ｓ１０４）。位置ＰＢ１は、例えば、フィルタ通過信号ＳＢ１を構成するサンプルのサンプル番号となる。

位相差検出部２２３は、位置ＰＢ１におけるフィルタ通過信号ＳＢ１の正負符号ＳｉｇｎＢを取得する（Ｓ１０５）。正負符号ＳｉｇｎＢは、正又は負を示す値である。

位相差検出部２２３は、フィルタ通過信号ＳＢ２において、正負符号の正負符号ＳｉｇｎＢと同じ符号で、かつ、絶対値が最大となる位置ＰＢ２を探索する（Ｓ１０６）。位置ＰＢ２は、フィルタ通過信号ＳＢ２を構成するサンプルのサンプル番号となる。

そして、位相差検出部２２３は、第１の位相差サンプル数Ｎ１をＮ１＝ＰＢ２−ＰＢ１として算出する（Ｓ１０７）。すなわち、位相差検出部２２３は、音源に遠い側のフィルタ通過信号ＳＢ２における位置ＰＢ２から音源に近い側のフィルタ通過信号ＳＢ１における位置ＰＢ１を引くことで、第１の位相差サンプル数Ｎ１を求める。

また、位相差検出部２２３は、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理と並行して、Ｓ１０８〜Ｓ１１３の処理を行う。具体的には、位相差検出部２２３は、収音信号Ｓ１、Ｓ２において最大となる絶対値Ｍ１、Ｍ２を求める（Ｓ１０８）。絶対値Ｍ１は、収音信号Ｓ１の絶対値の最大値であり、絶対値Ｍ２は収音信号Ｓ２の絶対値の最大値である。

位相差検出部２２３は、収音信号Ｓ１に対して、絶対値Ｍ１に基づいて、閾値Ｔ１を算出する（Ｓ１０９）。例えば、閾値Ｔ１は、絶対値Ｍ１に所定の係数を乗じた値とすることができる。

位相差検出部２２３は、収音信号Ｓ１の絶対値において、最初に閾値Ｔ１を越える極値の位置Ｐ１を探索する（Ｓ１１０）。すなわち、位相差検出部２２３は、収音信号Ｓ１の極値のうち、絶対値が閾値Ｔ１を越え、かつ、最も早いタイミングの極値のサンプル番号を位置Ｐ１とする。

位相差検出部２２３は、収音信号Ｓ２に対して、絶対値Ｍ２に基づいて、閾値Ｔ２を算出する（Ｓ１１１）。例えば、閾値Ｔ２は、絶対値Ｍ２に所定の係数を乗じた値とすることができる。

位相差検出部２２３は、収音信号Ｓ２の絶対値において、最初に閾値Ｔ２を越える極値の位置Ｐ２を探索する（Ｓ１１２）。すなわち、位相差検出部２２３は、収音信号Ｓ２の極値のうち、絶対値が閾値Ｔ２を越え、かつ、最も早いタイミングの極値のサンプル番号を位置Ｐ２とする。

位相差検出部２２３は、第２の位相差サンプル数Ｎ２をＮ２＝Ｐ２−Ｐ１として算出する（Ｓ１１３）。すなわち、位相差検出部２２３は、音源に遠い側の収音信号Ｓ２における位置Ｐ２から音源に近い側の収音信号Ｓ１における位置Ｐ１を引くことで、第２の位相差サンプル数Ｎ２を求める。

位相差検出部２２３は、第１の位相差サンプル数Ｎ１と第２の位相差サンプル数Ｎ２に基づいて、位相差ＰＤを算出する（Ｓ１１４）。ここでは、位相差検出部２２３は、第１の第１の位相差サンプル数Ｎ１と第２の位相差サンプル数Ｎ２の平均値を位相差ＰＤと算出する。もちろん、位相差ＰＤは、第１の位相差サンプル数Ｎ１と第２の位相差サンプル数Ｎ２の単純平均に限らず、重み付け平均であってもよい。

このようにして、位相差検出部２２３は、左右の位相差ＰＤを検出する。また、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理と、Ｓ１０８〜Ｓ１１３の処理は同時に行われてもよく、順番に行われてもよい。すなわち、位相差検出部２２３は、第１の位相差サンプル数Ｎ１を求めた後、第２の位相差サンプル数Ｎ２を求めてもよい。あるいは、位相差検出部２２３は、位相差検出部２２３は、第２の位相差サンプル数Ｎ２を求めた後、第１の位相差サンプル数Ｎ１を求めてもよい。

なお、位相差検出部２２３における位相差ＰＤの算出は、図５に示した処理に限定されるものではない．例えば、位相差サンプル数Ｎ２を用いずに、位相差サンプルＮ１＝位相差ＰＤとして算出することも可能である。あるいは、位相差サンプル数Ｎ１を用いずに、位相差サンプル数Ｎ２＝位相差ＰＤとすることも可能である。

あるいは、フィルタ通過信号ＳＢ１、ＳＢ２の相互相関関数を用いて、最も相関が高くなるときの時間差から位相差を検出してもよい。さらに、位相差検出部２２３は、相互相関関数を用いた手法による位相差と、図５に示した手法による位相差との平均値を位相差として算出してもよい。

（ゲイン差検出）
以下、ゲイン差検出部２２４における処理について、図６を用いて説明する。図６は、ゲイン差を求める処理を示すフローチャートである。以下の説明では、音源を左スピーカ５Ｌとした場合の処理について説明するが、右スピーカ５Ｒについても同様に処理することが可能である。なお、ゲイン差の検出は、位相差の検出と同時に行われてもよく、位相差の検出の前、又は後に行われてもよい。

まず、収音信号取得部２１２が収音信号Ｓ１、Ｓ２を取得する（Ｓ２０１）。音源を左スピーカ５Ｌとしているため、音源に近い側の収音信号Ｓ１は、左マイク２Ｌで取得されたＬｃｈの収音信号となり、音源に遠い側の収音信号Ｓ２は、右マイク２Ｒで取得されたＲｃｈの収音信号となる。音源を右スピーカ５Ｒとした場合、音源に近い側の収音信号Ｓ１は、右マイク２Ｒで取得されたＲｃｈの収音信号となり、音源に遠い側の収音信号Ｓ２は、左マイク２Ｌで取得されたＬｃｈの収音信号となる。

次に、ゲイン差検出部２２４は、収音信号Ｓ１、Ｓ２において、絶対値の最大値Ｇ１、Ｇ２を算出する（Ｓ２０２）。音源を左スピーカ５Ｌとしているため、最大値Ｇ１は、Ｌｃｈの収音信号Ｓ１の絶対値の最大値であり、最大値Ｇ２は、Ｒｃｈの収音信号Ｓ２の絶対値の最大値である。

ゲイン差検出部２２４は、最大値Ｇ１と最大値Ｇ２との差を最大値差ＧＤとして算出する（Ｓ２０３）。なお、音源が左スピーカ５Ｌであるため、音源に近いＬｃｈの最大値Ｇ１から遠い側のＲｃｈの最大値Ｇ２を減算することで、最大値差ＧＤを求めることができる。最大値差ＧＤ＝Ｇ１−Ｇ２となる。

次に、ゲイン差検出部２２４は、収音信号Ｓ１、Ｓ２において、二乗和平方根Ｒ１、Ｒ２を算出する（Ｓ２０４）。二乗和平方根Ｒ１は、Ｌｃｈの収音信号Ｓ１の二乗和平方根であり、二乗和平方根Ｒ２は、Ｒｃｈの収音信号Ｓ２の二乗和平方根である。

ゲイン差検出部２２４は、二乗和平方根Ｒ１と二乗和平方根Ｒ２との差を二乗和平方根差ＲＤとして算出する（Ｓ２０５）。なお、音源が左スピーカ５Ｌであるため、音源に近いＬｃｈの二乗和平方根Ｒ１からＲｃｈの二乗和平方根Ｒ２を減算することで、二乗和平方根差ＲＤを求めることができる。すなわち、二乗和平方根差ＲＤ＝Ｒ１−Ｒ２となる。

そして、ゲイン差検出部２２４は、最大値差ＧＤと二乗和平方根差ＲＤをゲイン差とて判定部２２５に出力する（Ｓ２０６）。なお、ゲイン差検出部２２４は、ゲイン差として、最大値差ＧＤと二乗和平方根差ＲＤの２つを算出しているが、一方のみをゲイン差として算出してもよい。
また、Ｓ２０２〜Ｓ２０３の処理と、Ｓ２０４〜Ｓ２０５の処理は同時に行われてもよく、順番に行われてもよい。すなわち、ゲイン差検出部２２４は、最大値差ＧＤを求めた後、二乗和平方根差ＲＤを求めてもよい。あるいは、ゲイン差検出部２２４は、二乗和平方根差ＲＤを求めた後、最大値差ＧＤを求めてもよい。

（判定処理）
判定部２２５は、位相差とゲイン差に基づいて、測定結果の良否判定を行う。さらに、判定部２２５には、音源情報取得部２３０からの音源情報が入力されている。判定部２２５は、音源情報に基づいて、判定を行うための基準が設定される。ここでは、判定を行うための基準として、上限値と下限値とで示される有効範囲が設定されるが、上限値及び下限値の一方のみで有効範囲が設定されていてもよい。

まず、位相差に基づく判定処理について説明する。以下、位相差が適切であるか否かを判定するための基準（位相差の有効範囲）に求めるための評価関数について説明する。非特許文献１に示す両耳間時間差モデルを用いると、両耳間の位相差ＩＴＤ（interaural time difference）は、以下の式（１）で示すことができる。
ＩＴＤ=（２ａ／ｃ）ｓｉｎθ［ｓｅｃ］ ・・・（１）

ｃは音速、ａは人頭の水平な断面を円形としたときの半径、θは音源方向の角度である。収音信号のサンプリング周波数をｆとすると、式（１）を評価関数として用いると、離散信号である収音信号の位相差に相当するサンプル数ＩＴＤＳは、以下の式（２）で示される。
ＩＴＤＳ=（２ａｆ／ｃ）ｓｉｎθ［ｓａｍｐｌｅ］ ・・・（２）

ここで、人頭の大きさの個人差を考慮して、ａの範囲を０．０６５〜０．０９５［ｍ］とする。音源の水平方向角度が４５°の場合に、誤差を考慮して、θの範囲を４０π／１８０〜５０π／１８０［ｒａｄ］とする。音速を３４０［ｍ／ｓｅｃ］、サンプリング周波数を４８０００［Ｈｚ］とすると、ＩＴＤＳの有効範囲ＩＴＤＳＲは、１１．８［ｓａｍｐｌｅ］〜２０．５［ｓａｍｐｌｅ］となる。もちろん、音源の水平方向角度に応じて、θの範囲を設定すればよい。

位相差検出部２２３が算出した位相差ＰＤが有効範囲ＩＴＤＳＲ内にあれば、判定部２２５は、良好と判定する。位相差検出部２２３が算出した位相差ＰＤが有効範囲ＩＴＤＳＲ外にあれば、判定部２２５は、不良と判定する。

上記の評価関数では、気温や湿度による音速の変動を考慮していないが、有効範囲の計算において、音速の挙動を考慮してもよい。また、本手法では、音源の水平方向角度のみを用いて評価関数を定めているが、実際に収音信号の測定を行う環境によっては、直接音だけでなく反射音の影響が無視できないことがある。このとき、例えば、音源の水平方向角度だけでなく部屋の天井高や部屋の壁面までの寸法等を入力し、反射音に関するシミュレーションを行うようにしてもよい。このようにすることで、位相差の評価関数、あるいはバンドパスフィルタの通過帯域テーブルを変更して用いてもよい。

次に、ゲイン差に基づく判定処理について、説明する。本実施の形態では、水平方向角度に応じて、測定環境を複数のエリアに分割している。そして、エリア毎に、有効範囲を設定している。図７は、水平方向角度に応じて分割されたエリアの一例を示す図である。図７に示すように、測定環境を放射状に５つのエリアＧＡ１〜ＧＡ５に分割している。図７に示す角度は、図２と同様に、ユーザＵを中心とした方位角である。なお、０〜１８０°までの範囲と、１８０〜３６０°までの範囲は、対称になっている。

エリアＧＡ１は、０°〜２０°、又は３４０°〜３６０°となる。エリアＧＡ２は、２０°〜７０°、又は２９０°〜３４０°となっている。エリアＧＡ３は、７０°〜１１０°、又は２５０°〜２９０°となっている。エリアＧＡ４は、１１０°〜１６０°、又は２００°〜２５０°となっている。エリアＧＡ５は１６０°〜２００°となっている。もちろん、各エリアの角度範囲は図７に示す例に限られるものはない。さらには、エリアの分割数も２〜４であってもよく、６以上であってもよい。

判定部２２５には、エリア毎に、最大値差ＧＤと二乗和平方根差ＲＤの有効範囲が設定されている。図８に、最大値差ＧＤの有効範囲と二乗和平方根差ＲＤの有効範囲のテーブルを示す。判定部２２５は、図８に示すテーブルを格納している。なお、図８において、測定された収音信号Ｓ１，Ｓ２は、二乗和が１．０以下になるように正規化されている。

判定部２２５は、音源（スピーカ５Ｌ）の水平方向角度から、音源が設けられているエリアを決定する。すなわち、判定部２２５は、エリアＧＡ１〜ＧＡ５のうち、どのエリアにスピーカ５Ｌがあるかを決定する。そして、判定部２２５は、最大値差ＧＤと二乗和平方根差ＲＤとが有効範囲内にあれば、良好と判定する。一方、判定部２２５は、最大値差ＧＤ、又は二乗和平方根差ＲＤが有効範囲外にあれば、不良と判定する。

本手法では、図７のようなエリア分けと図８に示す有効範囲のテーブルを用いているが、エリア分けと有効範囲のテーブルは図７、図８に示す例に限られるものでない。さらに、テーブルに限らず、数式により、最大値差ＧＤと二乗和平方根差ＲＤの有効範囲を設定してもよい。

図９を用いて、位相差判定の処理について説明する。図９は、位相差判定の処理を示す一例を示すフローチャートである。

まず、判定部２２５は、位相差検出部２２３から位相差ＰＤを取得する（Ｓ３０１）。次に、判定部２２５は、音源情報を用いて、有効範囲ＩＴＤＳＲを算出する（Ｓ３０２）。判定部２２５は、上記のように、両耳間時間差モデルを用いて、位相差の有効範囲ＩＴＤＳＲを算出することができる。すなわち、判定部２２５は、音源の水平方向角度θに誤差の影響を考慮することで、式（２）から位相差の有効範囲ＩＴＤＳＲを算出する。また、有効範囲ＩＴＤＳＲは、水平方向角度に対応付けられたテーブルとして格納されていてもよい。

判定部２２５は、水平方向角度が正中面に対して成す角度が２０°以内か否かを判定する（Ｓ３０３）。すなわち、判定部２２５は、音源がエリアＧＡ１にあるか否かを判定する。上記の成す角度が２０°以内でない場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、判定部２２５は、位相差ＰＤが有効範囲ＩＴＤＳＲ内にあるか否かを判定する（Ｓ３０５）。

上記の成す角度が２０°以内にある場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、有効範囲ＩＴＤＳＲの下限値を−∞に設定する（Ｓ３０４）。そして、下限値を設定した後に、判定部２２５は、位相差ＰＤが有効範囲ＩＴＤＳＲ内にあるか否かを判定する（Ｓ３０５）。すなわち、音源がエリアＧＡ１にある場合、式（２）に基づく有効範囲ＩＴＤＳＲの上限値以下であれば、判定部２２５は、良好と判定する。

位相差ＰＤが有効範囲ＩＴＤＳＲ内にある場合（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、判定部２２５が、良好と判定するため、出力器２５０は、測定が正しく行われた旨を提示する（Ｓ３０６）。位相差ＰＤが有効範囲ＩＴＤＳＲ内にない場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、判定部２２５が、不良と判定するため、出力器２５０は、入力角度とマイクの装着状態を確認する旨を提示する（Ｓ３０７）。例えば、出力器２５０が、測定マイクの左右を反対にして装着していないかどうかを確認することを促す表示を行う。さらに、出力器２５０は、ユーザＵが入力した水平方向角度を確認する旨を表示する。さらに、出力器２５０は、装着状態や入力した水平方向角度を調整した後に、必ず再測定を促すように表示する。

表示を確認したユーザＵは、マイク２Ｌ、２Ｒを左右反対に装着してないかを確認する。さらに、ユーザＵは、測定開始時に入力した水平方向角度が妥当であるか否かを確認する。ユーザＵは、水平方向角度の入力、マイクの装着状態を修正して、再測定を行う。

次に、図１０を用いて、ゲイン差による判定処理について説明する。図１０は、ゲイン差判定の処理を示す一例を示すフローチャートである。

判定部２２５は、最大値差ＧＤと、二乗和平方根差ＲＤ、及び音源情報を取得する（Ｓ４０１）。判定部２２５は、音源情報に基づいて、最大値差ＧＤの有効範囲と、二乗和平方根差ＲＤの有効範囲を設定する（Ｓ４０２）。例えば、図８に示すテーブルを参照して、音源情報から有効範囲を設定する。

ここで、最大値差ＧＤの有効範囲は、上限値ＧＤＴＨと下限値ＧＤＴＬとによって設定されている。よって、最大値差ＧＤの有効範囲は、ＧＤＴＬ〜ＧＤＴＨとなる。二乗和平方根差ＲＤの有効範囲は、上限値ＲＤＴＨと下限値ＲＤＴＬとによって設定されている。よって、二乗和平方根差ＲＤの有効範囲は、ＲＤＴＬ〜ＲＤＴＨとなる。もちろん、有効範囲は、上限値及び下限値の一方のみであってもよい。

判定部２２５は、二乗和平方根差ＲＤが下限値ＲＤＴＬ以上、上限値ＲＤＴＨ以下であるか否かを判定する（Ｓ４０３）。すなわち、判定部２２５は、二乗和平方根差ＲＤが有効範囲（ＲＤＴＬ〜ＲＤＴＨ）内にあるか否かを判定する。

二乗和平方根差ＲＤが下限値ＲＤＴＬ以上、上限値ＲＤＴＨ以下である場合（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、判定部２２５は、最大値差ＧＤが下限値ＧＤＴＬ以上、上限値ＧＤＴＨ以下であるか否かを判定する（Ｓ４０４）。すなわち、判定部２２５は、最大値差ＧＤが有効範囲（ＧＤＴＬ〜ＧＤＴＨ）内にあるか否かを判定する。

最大値差ＧＤが下限値ＧＤＴＬ以上、上限値ＧＤＴＨ以下である場合（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、判定部２２５が「良好」と判定するため、出力器２５０は、測定が正しく行われた旨を提示する（Ｓ４０５）。すなわち、最大値差ＧＤ、及び二乗和平方根差ＲＤがそれぞれ有効範囲内にあるため、判定部２２５は、測定結果が良好であると判定する。

最大値差ＧＤが下限値ＧＤＴＬ以上、上限値ＧＤＴＨ以下でない場合（Ｓ４０４：ＮＯ）、判定部２２５が「可」と判定するため、出力器２５０は、測定環境の調整を促すように提示する（Ｓ４０６）。すなわち、音源と逆方向の壁面や反射物等による反射が多いため、測定環境の調整が必要な旨を提示する。具体的には、音源と逆方向にある壁面、あるいは何らかの反射物等の影響により反射成分が大きく、適切な効果が得られない可能性があるため、出力器２５０が周囲の環境を調整するように表示を行う。

二乗和平方根差ＲＤが下限値ＲＤＴＬ以上、上限値ＲＤＴＨ以下でない場合（Ｓ４０３：ＮＯ）、判定部２２５は、エリアがＧＡ２、ＧＡ３，ＧＡ４であり、かつ、二乗和平方根差ＲＤがマイナス値であるか否かを判定する（Ｓ４０７）。すなわち、判定部２２５は、音源の水平方向角度がＧＡ２、ＧＡ３、又はＧＡ３に属するか否かを判定するとともに、二乗和平方根差ＲＤが０より小さいか否かを判定する。

判定部２２５は、エリアがＧＡ２、ＧＡ３，ＧＡ４であり、かつ、二乗和平方根差ＲＤがマイナス値である場合（Ｓ４０７：ＹＥＳ）、判定部２２５は、「不良」と判定するため、出力器２５０は、入力角度と装着状態を確認する旨を提示する（Ｓ４０８）。この場合、ユーザＵは、入力角度と、及びマイクの装着状態の確認を行う。例えば、ユーザＵは、マイク２Ｌ、２Ｒを左右反対に装着してないかを確認する。さらに、ユーザＵは、測定開始時に入力した水平方向角度が妥当であるか否かを確認する。また、この場合、出力器２５０が必ず再測定を促す旨を表示する。表示を確認したユーザＵは、水平方向角度の入力、又はマイクの装着状態を修正して、再測定を行う。

判定部２２５は、エリアがＧＡ２、ＧＡ３，ＧＡ４でない場合、又は、二乗和平方根差ＲＤがマイナス値でない場合（Ｓ４０７：ＮＯ）、判定部２２５は、「不良」と判定するため、出力器２５０は、入力角度とマイク感度の確認を促す（Ｓ４０９）。この場合、ユーザＵは、水平方向角度の確認、及びマイク感度の確認を行う。例えば、ユーザＵは、マイク２Ｌ、２Ｒの感度が同等であるか否かを確認する。なお、信号処理装置２０１は、マイク感度の判定、及び調整機能を備えており、左右の感度チェックを行う。ユーザＵは、測定開始時に入力した水平方向角度が妥当であるか否かを確認する。また、この場合、出力器２５０が必ず再測定を促す旨を表示する。表示を確認したユーザＵは、水平方向角度の入力、又はマイク感度を修正して、再測定を行う。

このように、判定部２２５は、ゲイン差と有効範囲とを比較することで、良好、可、不良の３段階で判定を行っている。そして、出力器２５０は、判定部２２５での判定結果に応じて、調整が必要な内容を提示している。例えば、左右のマイクの装着状態、入力角度、あるいは、マイク感度の確認を促すよう、出力器２５０が表示を行っている。これにより、表示内容にしたがってユーザＵは、マイクの装着状態、入力角度、マイクの感度、壁面などの反射面などを調整した上で、再測定を行うことができる。よって、適切に収音信号を測定することができる。これにより、適切な頭外定位用フィルタを取得することができる。

実施の形態２．
実施の形態２にかかる信号処理装置２０１について、図１１を用いて説明する。図１１は、信号処理装置２０１の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、本実施の形態にかかる信号処理装置２０１では、実施の形態１の構成に対して、測定環境情報蓄積器２６０が追加されている。なお、測定環境情報蓄積器２６０以外の構成、及び制御については、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

実施の形態１では、音源の角度情報のみを用いて有効範囲や通過帯域が設定されているが、測定環境情報蓄積部２６０に蓄積された測定環境に応じて、有効範囲、及び通過帯域が設定されている。例えば、実際に、収音信号の測定を行う環境によっては、直接音だけでなく、壁面や天井などで反射する反射音の影響が無視できないことがある。このとき、例えば、音源の角度情報だけでなく部屋の天井高や部屋の壁面までの寸法等を入力して、測定環境情報として測定環境情報蓄積器２６０が蓄積しておく。反射音に関するシミュレーションを行うことで、位相差の有効範囲を決めるための評価関数、あるいは、バンドパスフィルタの通過帯域テーブルを変更して用いてもよい。

ゲイン差判定においても、測定環境情報蓄積器２６０に蓄積された測定環境情報を用いてもよい。例えば、ゲイン差判定においても、位相差判定と同様に、測定環境情報を用いて、適宜テーブルを変更してもよい。そして、測定環境情報に応じて変更したテーブルを測定環境情報蓄積部２６０が蓄積してもよい。また、測定環境情報蓄積器２６０が蓄積している各種情報を測定環境に合わせて学習させることも可能である。

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。

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。

Ｕ ユーザ
２Ｌ 左マイク
２Ｒ 右マイク
５Ｌ 左スピーカ
５Ｒ 右スピーカ
９Ｌ 左耳
９Ｒ 右耳
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
２００ フィルタ生成装置
２０１ 信号処理装置
２１１ 測定信号生成部
２１２ 収音信号取得部
２２１ バンドパスフィルタ
２２２ バンドパスフィルタ
２２３ 位相差検出部
２２４ ゲイン差検出部
２２５ 判定部
２３０ 音源情報取得部
２５０ 出力器
２６０ 測定環境情報蓄積器

Claims (6)

1. 音源から出力される音をユーザに装着された複数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信号処理装置であって、
   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、
   前記複数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、
   前記音源の水平方向角度に関する音源情報を取得する音源情報取得部と、
   前記音源情報に基づいて設定された通過帯域を有し、前記収音信号を入力としてフィルタ通過信号を出力するフィルタと、
   前記フィルタ通過信号に基づいて、２つの収音信号間の位相差を検出する位相差検出部と、
   前記位相差を前記音源情報に基づいて設定された有効範囲と比較することで、前記収音信号の測定結果を判定する判定部と、を備えた信号処理装置。
2. ２つの前記収音信号のゲイン差を検出するゲイン差検出部をさらに備え、
   前記判定部が、前記音源情報に基づいて設定された有効範囲を前記ゲイン差と比較することで、前記収音信号の測定結果を判定する請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記ユーザの正面方向における前記水平方向角度を０°とし、右方向における前記水平方向角度を９０°とし、背面方向における前記水平方向角度を１８０°とし、左方向における前記水平方向角度を２７０°とした場合、
   前記９０°又は２７０°における前記フィルタの通過帯域が、他の水平方向角度における前記フィルタの通過帯域よりも低くなっている請求項１に記載の信号処理装置。
4. 前記収音信号に基づいて、頭外低位処理を行うためのフィルタを生成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
5. 音源から出力される音をユーザに装着された複数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信号処理方法であって、
   前記音源から出力される測定信号を生成するステップと、
   前記複数のマイクで収音された収音信号を取得するステップと、
   前記音源の水平方向角度に関する音源情報を取得するステップと、
   前記音源情報に基づいて設定された通過帯域を有するフィルタに対して、前記収音信号を入力するステップと、
   前記フィルタを通過したフィルタ通過信号に基づいて、２つの収音信号間の位相差を検出するステップと、
   前記位相差を前記音源情報に基づいて設定された有効範囲と前記位相差と比較することで、前記収音信号の測定結果を判定するステップと、を備えた信号処理方法。
6. 音源から出力される音をユーザに装着された複数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信号処理方法を、コンピュータに実行させるプログラムであって、
   前記信号処理方法は、
   前記音源から出力される測定信号を生成するステップと、
   前記複数のマイクで収音された収音信号を取得するステップと、
   前記音源の水平方向角度に関する音源情報を取得するステップと、
   前記音源情報に基づいて設定された通過帯域を有するフィルタに対して、前記収音信号を入力するステップと、
   前記フィルタを通過したフィルタ通過信号に基づいて、２つの収音信号間の位相差を検出するステップと、
   前記位相差を前記音源情報に基づいて設定された有効範囲と比較することで、前記収音信号の測定結果を判定するステップと、を備えたプログラム。

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