JP5346187B2

JP5346187B2 - 頭部音響伝達関数補間装置、そのプログラムおよび方法

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Publication number: JP5346187B2
Application number: JP2008206776A
Authority: JP
Inventors: 健太郎松井; 彰男安藤
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2028-08-11
Also published as: JP2010045489A

Description

本発明は、測定、音響シミュレーションなどにより求められた離散的な頭部音響伝達関数を補間する頭部音響伝達関数補間装置、そのプログラムおよび方法に関する。

従来のヘッドホン受聴時の音像定位技術として、頭部音響伝達関数（ＨＲＴＦ：Head Related Transfer Function）を用いて設計された制御フィルタとヘッドホンの逆フィルタとを用いるものが一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。

頭部音響伝達関数とは、人間の耳介や頭の周辺物によって生じる音の変化を伝達関数として表現したもので、自由音場に頭がないときの両耳の中心位置から、頭があるときの外耳道入口または鼓膜までの伝達関数であり、音源位置を十分遠方として、この音源位置から到来する平面波の入射角と周波数の関数として定義される。通常、この頭部音響伝達関数は、人頭を模擬したダミーヘッドや上半身を模擬したＨＡＴＳ（Head And Torso Simulator）などの音響測定用のマネキンまたは被験者の両耳にマイクロホンを設置することにより測定される。

図１は、頭部音響伝達関数を測定するときの測定イメージ図である。頭部１０の中心を原点とした球面上に存在する所定の複数の測定位置１１のそれぞれにスピーカ１２を移動させた状態で測定用の音響信号を再生し、再生された音響信号が両耳の外耳道入口または鼓膜前に設置されたマイクロホン１３によって収音される。

この収音された音響信号から、スピーカ１２やマイクロホン１３などの測定機材の特性、および測定に用いられた音響信号の特性を除去することで頭部音響伝達関数が測定される。通常は、予め定められた方位角、仰角から定まる測定位置１１に対応して、図１に示すように一定間隔ごとに頭部音響伝達関数が算出される。

また、計算機の処理能力向上に伴い、境界要素法や有限要素法などの解析手法と頭部のモデリングを組み合わせた計算機によるシミュレーションができるようになり、このシミュレーションで頭部音響伝達関数を算出する方法も提案されている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、このような算出手法は、モデルの精度が高くなるほど演算量が増大するため、通常は、予め決められた方位角、仰角それぞれに対応した位置で、一定間隔ごとに頭部音響伝達関数が算出される。

図２は、頭部音響伝達関数を用いた音像定位技術を使用した音像定位装置の典型的な例を示す図である。姿勢センサー２１は、ヘッドホン２２を装着した受聴者９の頭部姿勢を計測し、頭部姿勢を表す情報を相対頭部姿勢計算部２３に逐次出力する。

相対頭部姿勢計算部２３は、姿勢センサー２１より出力された頭部姿勢を表す情報に対応する音像位置８に対する方位角と仰角、すなわち相対姿勢を計算し、計算した結果を制御フィルタ決定部２４に出力する。

制御フィルタ決定部２４は、相対頭部姿勢計算部２３によって計算された相対姿勢に対応する適切なフィルタを左右それぞれの耳の分について決定する。通常、制御フィルタ決定部２４は、相対姿勢を表す方位角および仰角の組み合わせに対応した制御フィルタを適切なフィルタとして選択する。

制御フィルタバンク２５は、事前に測定された頭部音響伝達関数より導出される制御フィルタ、若しくは頭部音響伝達関数そのものを制御フィルタとして方位角および仰角の組み合わせごとに蓄積するとともに、制御フィルタ決定部２４によって決定された制御フィルタを左右のチャンネルについて制御フィルタ畳み込み部２７に提供する。

ヘッドホン逆フィルタ畳み込み部２６は、音像定位処理の対象となる音源信号をヘッドホン２２の周波数特性の逆特性となるフィルタで左右のチャンネルについて畳み込み、制御フィルタ畳み込み部２７に出力する。ここで、制御フィルタ決定部２４で決定された、相対姿勢を表す方位角および仰角の組み合わせに対応した左右の制御フィルタが、制御フィルタバンク２５から制御フィルタ畳み込み部２７に提供される。

制御フィルタ畳み込み部２７は、提供された左右の制御フィルタとヘッドホン逆フィルタ畳み込み部２６の出力となるデジタル信号とを左右のチャンネルについて畳み込み、デジタルアナログ変換部２８に出力する。

デジタルアナログ変換部２８は、制御フィルタ畳み込み部２７より出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換し、左右それぞれのチャンネルのアナログ信号をヘッドホン２２に出力する。

前述のとおり、頭部音響伝達関数は、図１のように一定間隔離れた測定位置ごとに離散的に測定されるため、上述した音像定位装置は、測定されていない方向に音像定位を正確に行うことはできない。

全方向に対する連続的な音像定位を実現するためには、予め決められた方位角および仰角に対応する方向の測定位置で測定された頭部音響伝達関数を近似することが必要である。

例えば、同一仰角内で所望方位角に隣接する測定位置の頭部音響伝達関数に対して、内分比を掛け、加算することにより所望の頭部音響伝達関数を導出する方法がある（例えば、特許文献２参照）。他では、球面上において測定位置によりメッシュを構成し、所望方位角、仰角を包含するメッシュを構成する４点の測定位置によって重心補間することにより、所望の頭部音響伝達関数を導出する方法がある（例えば、特許文献３参照）。

以上のように、指定された任意の方向に音像定位を行うには、指定された方向の付近で測定された頭部音響伝達関数を用いて、指定された方向の頭部音響伝達関数を補間する手法が採用されている。
特開２００２−２０９３００号公報特開平７−２４８２５５号公報特開平１０−４２３９９号公報角張勲、外２名、「高精度頭部３次元モデルを用いたＨＲＴＦ解析手法の検証」、日本音響学会講演論文集、日本音響学会、２００３年９月、ｐ．５１３−５１４

しかしながら、頭部音響伝達関数は音源位置から両耳収音位置までの伝搬過程における皮膚や耳介、鼻など頭部全体での反射や回折によって定まる関数であるため、特許文献１〜３および非特許文献１に開示された従来の音像定位技術のように、近接する測定点での頭部音響伝達関数のみを用いた局所的な補間方法では誤差の拡大が考えられ、期待される音像定位が得られないことがあるという問題があった。

また、人の聴覚の分解能は方位によって異なっており、局所的な補間方法による誤差に対する感度も方位、周波数成分によって異なることが最近の知見として得られている。したがって、方位、周波数によらず均一な精度で頭部音響伝達関数を導出した場合、方位によりその歪が知覚されてしまうという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、従来のものより頭部音響伝達関数の補間を正確に行うことができるとともに、全体的な聴感上の精度向上が可能な頭部音響伝達関数補間装置を提供することを目的とする。

本発明の頭部音響伝達関数補間装置は、予め取得された複数の頭部音響伝達関数の振幅応答を方位ごとに重み付けして統計的に解析することにより得られた合成用スペクトルを蓄積する合成用スペクトル蓄積手段と、所定の複数の方位のうち１つ以上の方位の頭部音響伝達関数が新たに測定された場合、前記新たに測定された頭部音響伝達関数および前記合成用スペクトル蓄積手段に蓄積された前記１つ以上の方位の合成用スペクトルを用いて加算係数を算出する加算係数算出手段と、前記加算係数算出手段によって算出された加算係数、および、前記合成用スペクトル蓄積手段に蓄積された前記所定の複数の方位のうち新たに測定された方位以外の方位の合成用スペクトルを用いて、前記新たに測定された方位以外の方位の頭部音響伝達関数を補間する頭部音響伝達関数補間手段と、を備え、前記合成用スペクトル蓄積手段が、前記複数の頭部音響伝達関数の振幅応答について周波数成分と方位の組み合わせを変量として分散・共分散行列を形成し、該分散・共分散行列に方位ごとの重み係数を要素とする重み係数ベクトルを乗じて計算用行列を形成し、該計算用行列を用いて主成分分析を行うことにより得られた主成分を方位ごとに分割したものを前記合成用スペクトルとして算出する合成用スペクトル算出手段を含む構成を有している。

この構成により、本発明の頭部音響伝達関数補間装置は、予め取得された複数の頭部音響伝達関数の振幅応答を方位ごとに重み付けして統計的に解析することにより得られた合成用スペクトルを用いて、新たに測定された方位以外の方位の頭部音響伝達関数を補間するため、従来のものより頭部音響伝達関数の補間を正確に行うことができるとともに、全体的な聴感上の精度を向上することができる。

また、本発明の頭部音響伝達関数補間装置は、前記重み係数ベクトルが、人の聴覚特性に基づいて定められたものである構成を有している。

この構成により、本発明の頭部音響伝達関数補間装置は、全体的な聴感上の精度を向上することができる。

また、本発明の頭部音響伝達関数補間装置は、前記合成用スペクトル蓄積手段が、前記合成用スペクトル算出手段によって算出された合成用スペクトルを記憶する合成用スペクトル記憶手段と、を含む構成を有している。

この構成により、従来のものより頭部音響伝達関数の補間を正確に行うことができる。

本発明は、予め取得された複数の頭部音響伝達関数の振幅応答を方位ごとに重み付けして統計的に解析することにより得られた合成用スペクトルを用いて、新たに測定された方位以外の方位の頭部音響伝達関数を補間するため、従来のものより頭部音響伝達関数の補間を正確に行うことができるとともに、全体的な聴感上の精度向上が可能な頭部音響伝達関数補間装置を提供することができるものである。

以下、本発明に係る頭部音響伝達関数補間装置の実施形態について、図面を用いて説明する。

図３は、本発明の実施形態に係る頭部音響伝達関数補間装置のハードウエア構成を示すブロック図である。頭部音響伝達関数補間装置３０は、コンピュータからなっており、プログラムを実行するＣＰＵなどの演算装置３１、演算装置３１によって処理されるデータを一時的に記憶するメモリ３２、ハードディスクなどの記憶装置３３、周辺機器インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３４がバス３５を介して相互に結合された構成を有する。なお、周辺機器インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３４には、表示パネル３４１、キーボード３４２、マウス３４３が接続される。

図４は、本発明の実施形態に係る頭部音響伝達関数補間装置の機能的なブロック図である。頭部音響伝達関数補間装置３０は、合成用スペクトル蓄積手段４１、加算係数算出手段４４、および頭部音響伝達関数補間手段４５によって構成されている。なお、合成用スペクトル蓄積手段４１、加算係数算出手段４４、および頭部音響伝達関数補間手段４５は、例えば、プログラムのモジュールであり、演算装置３１によって実行される。

合成用スペクトル蓄積手段４１は、合成用スペクトル算出手段４２および合成用スペクトル記憶手段４３によって構成されている。合成用スペクトル蓄積手段４１は、予め取得された複数の頭部音響伝達関数の振幅応答を方位ごとに重み付けして統計的に解析し、その解析結果を合成用スペクトルとして蓄積する。なお、複数の頭部音響伝達関数は、複数の人の頭部から得られたものである。

合成用スペクトル算出手段４２は、予め取得された複数の頭部音響伝達関数の振幅応答を方位ごとに重み付けした後に主成分分析することによって得られる主成分を合成用スペクトルとして算出する。ここで、振幅応答に対する重み付けは、人の聴覚特性に基づいて定めることが好ましい。

また、合成用スペクトル記憶手段４３は、合成用スペクトル算出手段４２によって算出された合成用スペクトルをデータベースとなる記憶装置３３に記憶させる。

加算係数算出手段４４は、所定の複数の方位のうち１つ以上の方位の頭部音響伝達関数が新たに測定された場合、新たに測定された頭部音響伝達関数および合成用スペクトル蓄積手段４１に蓄積された該１つ以上の方位の合成用スペクトルを用いて、所定の複数の方位のうち新たに測定された方位以外の方位（以下、補間対象方位と記す）の頭部音響伝達関数の補間を行うための加算係数を算出する。

頭部音響伝達関数補間手段４５は、加算係数算出手段４４によって算出された加算係数、および、合成用スペクトル蓄積手段４１に蓄積された所定の複数の方位のうち補間対象方位の合成用スペクトルを用いて、補間対象方位の頭部音響伝達関数を補間する。

以上のように構成された頭部音響伝達関数補間装置３０の動作の一例について図面を用いて以下に説明する。この例では、予め決められた所定の方位の数が８個であり、例えば５つの方位で頭部音響伝達関数が新たに測定され、測定されなかった残りの３つの方位の頭部音響伝達関数が補間される状況を想定している。

すなわち、加算係数算出手段４４によって、新たに測定された５つの方位の頭部音響伝達関数および合成用スペクトル蓄積手段４１に蓄積された該５つの方位の合成用スペクトルから加算係数が算出される。加算係数算出手段４４によって算出された加算係数および合成用スペクトル蓄積手段４１に蓄積された残りの３つの方位の合成用スペクトルに基づいて、頭部音響伝達関数補間手段４５によって残りの３つの位置の頭部音響伝達関数が補間される。

図５は、演算装置３１が実行する合成用スペクトル蓄積処理のフローチャートである。なお、所定の複数の方位に対応する頭部音響伝達関数が記憶装置３３に既に記憶されているものとする。

まず、頭部音響伝達関数補間装置３０の操作者の指示等なんらかの契機により、演算装置３１は、記憶装置３３に記憶されている予め取得された頭部音響伝達関数を読み込み、メモリ３２に格納する（ステップＳ５１）。

次に、演算装置３１は、記憶装置３３に記憶されている重み係数ベクトルΩを読み込み、メモリ３２に格納する（ステップＳ５２）。

次に、演算装置３１は、メモリ３２に格納された全ての方位の頭部音響伝達関数の振幅応答について周波数成分と方位の組み合わせを変量として分散・共分散を計算し、分散・共分散行列Ｓを形成してメモリ３２に格納する（ステップＳ５３）。

ここで、例えば、方位ｉ₁、ｊ₁番目周波数成分の振幅応答と方位ｉ₂、ｊ₂番目周波数成分の振幅応答との共分散をＳ_{(i1−j1)(i2−j2)}と表すとき、分散・共分散行列Ｓは［数１］のように表わされる。

次に、演算装置３１は、ステップＳ５４において、分散・共分散行列ＳとステップＳ５２で読み込んだ［数２］に示す重み係数ベクトルΩを用いて、［数３］に示す計算用行列Ｔを形成し、メモリ３２に格納する。

ここで、ω_i−jは方位ｉ、ｊ番目周波数成分に対する重み係数を表す。例えば、方位ｉ₁、ｊ₁番目周波数成分の精度を方位ｉ₂、ｊ₂番目周波数成分のα倍に設定したい場合、ω_i1−j1の値をω_i2−j2の値のα倍に設定する。なお、［数３］における「×」は行列の要素ごとの積演算を表す。

次に、演算装置３１は、メモリ３２に格納された計算用行列Ｔを用いて公知の主成分分析を行い、分析結果をメモリ３２に格納する（ステップＳ５５）。

次に、演算装置３１は、主成分分析によって得られた主成分を方位ごとに分割しメモリ３２に格納する（ステップＳ５６）。例えば、第ｋ主成分Ｐ_kを［数４］のように表わすとき、全方位の主成分Ｐ_k1〜Ｐ_kdは［数５］のようになる。

最後に、演算装置３１は、ステップＳ５６で計算された方位別の主成分を合成用スペクトルとして記憶装置３３に記憶させる（ステップＳ５７）。

図６は、新たに測定された頭部音響伝達関数Ｈに関する加算係数を算出する加算係数算出処理のフローチャートである。

まず、演算装置３１は、新たに測定された頭部音響伝達関数Ｈを頭部音響伝達関数補間装置３０のメモリ３２に格納する（ステップＳ６１）。

なお、新たに頭部音響伝達関数Ｈが測定されたときの方位をｄ₁〜ｄ_aとすると、例えば方位ｄ₁で測定された頭部音響伝達関数は［数６］で表わされる。また、方位ｄ₁〜ｄ_aで測定された頭部音響伝達関数Ｈは、［数７］で表わされる。

次に、演算装置３１は、合成用スペクトル蓄積処理のステップＳ５７において記憶装置３３に格納された合成用スペクトルのうち、方位ｄ₁〜ｄ_aに対応する合成用スペクトルを読み込んでメモリ３２に格納する（ステップＳ６２）。

次に、演算装置３１は、ステップＳ６２で読み込んだ方位ｄ₁〜ｄ_aに対応する合成用スペクトルから合成用スペクトル行列Ｐを形成する（ステップＳ６３）。なお、合成用スペクトル行列Ｐは［数８］で表わされる。ここで、ａ、ｂはそれぞれ、測定方位、合成用スペクトルの数であり、例えばＰ_1d1は第１合成用スペクトル（第１主成分Ｐ₁）のうち方位ｄ₁に関する成分である。

次に、演算装置３１は、ステップＳ６１でメモリ３２に格納された頭部音響伝達関数ＨとステップＳ６３で形成された合成用スペクトル行列Ｐとから加算係数Ｗを算出する（ステップＳ６４）。なお、加算係数Ｗは［数９］で求まる。なお、"＼"は、左除算を表す。

図７は、加算係数Ｗが計算されたときに補間対象方位の頭部音響伝達関数を補間する頭部音響伝達関数補間処理のフローチャートである。すでに述べたように補間対象方位とは、所定の複数の方位のうち頭部音響伝達関数が新たに測定された方位以外の方位である。

まず、演算装置３１は、合成用スペクトル蓄積処理のステップＳ５７において記憶装置３３に格納された合成用スペクトルのうち、補間対象方位ｄ'₁〜ｄ'_cの合成用スペクトルを読み込んでメモリ３２に格納する（ステップＳ７１）。

次に、演算装置３１は、ステップＳ７１で読み込まれた合成用スペクトルから合成用スペクトル行列Ｐ'を形成する（ステップＳ７２）。なお、合成用スペクトル行列Ｐ'は［数１０］で表わされる。ｃ、ｅはそれぞれ、補間対象方位、合成用スペクトルの数である。

次に、演算装置３１は、加算係数算出処理のステップＳ６４で算出された加算係数Ｗと本処理のステップＳ７２で形成された合成用スペクトル行列Ｐ'とから補間頭部音響伝達関数Ｈ'を計算する（ステップＳ７３）。なお、補間頭部音響伝達関数Ｈ'は［数１１］で求まる。

ここで、例えば補間対象方位ｄ'₁の頭部音響伝達関数は［数１２］で表わされる。また、補間対象方位ｄ'₁〜ｄ'_cに対応する補間頭部音響伝達関数Ｈ'は［数１３］で表わされる。

以上の手続きにより、測定された頭部音響伝達関数Ｈから、補間対象方位ｄ'₁〜ｄ'_cの補間頭部音響伝達関数Ｈ'の振幅応答を得ることができる。記憶装置３３に記憶された頭部音響伝達関数は、例えば、図２で説明したような制御フィルタとして用いられる。

以上説明したように、本発明に係る頭部音響伝達関数補間装置は、予め取得された複数の頭部音響伝達関数の振幅応答を方位ごとに重み付けして統計的に解析することにより得られた合成用スペクトルを用いて、新たに測定された方位以外の方位の頭部音響伝達関数を補間するため、従来のものより頭部音響伝達関数の補間を正確に行うことができるとともに、全体的な聴感上の精度向上が可能である。

以上のように、本発明に係る頭部音響伝達関数補間装置は、従来のものより頭部音響伝達関数の補間を正確に行うことができるとともに、全体的な聴感上の精度向上を可能にするという効果を有し、バーチャルリアリティアミューズメント、ゲームの音響効果技術などに有用である。

頭部音響伝達関数を測定するときの測定イメージ図頭部音響伝達関数を用いた音像定位技術を使用した音像定位装置の典型的な例を示すブロック図本発明の実施形態に係る頭部音響伝達関数補間装置のハードウエア構成を示すブロック図。本発明の実施形態に係る頭部音響伝達関数補間装置の機能的なブロック図本発明の実施形態に係る頭部音響伝達関数補間装置の演算装置が実行する合成用スペクトル蓄積処理のフローチャート本発明の実施形態に係る頭部音響伝達関数補間装置の演算装置が実行する加算係数算出処理のフローチャート本発明の実施形態に係る頭部音響伝達関数補間装置の演算装置が実行する頭部音響伝達関数補間処理のフローチャート

符号の説明

３０頭部音響伝達関数補間装置
４１合成用スペクトル蓄積手段
４２合成用スペクトル算出手段
４３合成用スペクトル記憶手段
４４加算係数算出手段
４５頭部音響伝達関数補間手段

Claims

予め取得された複数の頭部音響伝達関数の振幅応答を方位ごとに重み付けして統計的に解析することにより得られた合成用スペクトルを蓄積する合成用スペクトル蓄積手段と、
所定の複数の方位のうち１つ以上の方位の頭部音響伝達関数が新たに測定された場合、前記新たに測定された頭部音響伝達関数および前記合成用スペクトル蓄積手段に蓄積された前記１つ以上の方位の合成用スペクトルを用いて加算係数を算出する加算係数算出手段と、
前記加算係数算出手段によって算出された加算係数、および、前記合成用スペクトル蓄積手段に蓄積された前記所定の複数の方位のうち新たに測定された方位以外の方位の合成用スペクトルを用いて、前記新たに測定された方位以外の方位の頭部音響伝達関数を補間する頭部音響伝達関数補間手段と、を備え、
前記合成用スペクトル蓄積手段が、前記複数の頭部音響伝達関数の振幅応答について周波数成分と方位の組み合わせを変量として分散・共分散行列を形成し、該分散・共分散行列に方位ごとの重み係数を要素とする重み係数ベクトルを乗じて計算用行列を形成し、該計算用行列を用いて主成分分析を行うことにより得られた主成分を方位ごとに分割したものを前記合成用スペクトルとして算出する合成用スペクトル算出手段を含むことを特徴とする頭部音響伝達関数補間装置。
前記重み係数ベクトルが、人の聴覚特性に基づいて定められたものである請求項１に記載の頭部音響伝達関数補間装置。
前記合成用スペクトル蓄積手段が、
前記合成用スペクトル算出手段によって算出された合成用スペクトルを記憶する合成用スペクトル記憶手段と、を含む請求項１または請求項２に記載の頭部音響伝達関数補間装置。
コンピュータに、
予め取得された複数の頭部音響伝達関数の振幅応答を方位ごとに重み付けして統計的に解析することにより得られた合成用スペクトルを蓄積する合成用スペクトル蓄積処理と、
所定の複数の方位のうち１つ以上の方位の頭部音響伝達関数が新たに測定された場合、前記新たに測定された頭部音響伝達関数および前記合成用スペクトル蓄積手段に蓄積された前記１つ以上の方位の合成用スペクトルを用いて加算係数を算出する加算係数算出処理と、
前記加算係数算出手段によって算出された加算係数、および、前記合成用スペクトル蓄積手段に蓄積された前記所定の複数の方位のうち新たに測定された方位以外の方位の合成用スペクトルを用いて、前記新たに測定された方位以外の方位の頭部音響伝達関数を補間する頭部音響伝達関数補間処理と、を実行させ、
前記合成用スペクトル蓄積処理が、前記複数の頭部音響伝達関数の振幅応答について周波数成分と方位の組み合わせを変量として分散・共分散行列を形成し、該分散・共分散行列に方位ごとの重み係数を要素とする重み係数ベクトルを乗じて計算用行列を形成し、該計算用行列を用いて主成分分析を行うことにより得られた主成分を方位ごとに分割したものを前記合成用スペクトルとして算出する合成用スペクトル算出処理を含むことを特徴とする頭部音響伝達関数補間プログラム。
予め取得された複数の頭部音響伝達関数の振幅応答を方位ごとに重み付けして統計的に解析することにより得られた合成用スペクトルを蓄積する合成用スペクトル蓄積ステップと、
所定の複数の方位のうち１つ以上の方位の頭部音響伝達関数が新たに測定された場合、前記新たに測定された頭部音響伝達関数および前記合成用スペクトル蓄積手段に蓄積された前記１つ以上の方位の合成用スペクトルを用いて加算係数を算出する加算係数算出ステップと、
前記加算係数算出手段によって算出された加算係数、および、前記合成用スペクトル蓄積手段に蓄積された前記所定の複数の方位のうち新たに測定された方位以外の方位の合成用スペクトルを用いて、前記新たに測定された方位以外の方位の頭部音響伝達関数を補間する頭部音響伝達関数補間ステップと、を備え、
前記合成用スペクトル蓄積ステップが、前記複数の頭部音響伝達関数の振幅応答について周波数成分と方位の組み合わせを変量として分散・共分散行列を形成し、該分散・共分散行列に方位ごとの重み係数を要素とする重み係数ベクトルを乗じて計算用行列を形成し、該計算用行列を用いて主成分分析を行うことにより得られた主成分を方位ごとに分割したものを前記合成用スペクトルとして算出する合成用スペクトル算出ステップを含むことを特徴とする頭部音響伝達関数補間方法。