JP6791001B2 - 頭外定位フィルタ決定システム、頭外定位フィルタ決定装置、頭外定位決定方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
まず、音像定位処理の概要について説明する。ここでは、音像定位処理装置の一例である頭外定位処理について説明する。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、ヘッドホンを装着した状態での外耳道伝達特性を測定し、その測定データを用いて頭外定位処理を実現している。
まず、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。
図2を用いて、空間音響伝達特性Hls、Hlo、Hro、Hrsを測定する測定装置200について説明する。図2は、被測定者1に対して第1の事前測定を行うための測定構成を模式的に示す図である。
次に、外耳道伝達特性を測定するための測定装置200について、図3を用いて説明する。図3は、被測定者1に対して第2の事前測定を行うための構成を示している。
次に、本実施の形態にかかる頭外定位フィルタ決定システム500について、図4を用いて説明する。図4は、頭外定位フィルタ決定システム500の全体構成を示す図である。頭外定位フィルタ決定システム500は、マイクユニット2と、ヘッドホン43と、頭外定位処理装置100と、サーバ装置300と、を備えている。
特徴量の相関値:0.940508
空間音響伝達特性Hls_Bと空間音響伝達特性Hrs_Bの相関値:0.899687
特徴量の相関値:0.962504
空間音響伝達特性Hrs_Cと空間音響伝達特性Hls_Dの相関値:0.711014
特徴量の相関値:0.898839
空間音響伝達特性Hrs_Bと空間音響伝達特性Hrs_Cの相関値:0.859318
特徴量の相関値:0.105869
空間音響伝達特性Hls_Aと空間音響伝達特性Hrs_Bの相関値:0.328452
特徴量の相関値:0.480002
空間音響伝達特性Hrs_Aと空間音響伝達特性Hls_Dの相関値:0.388985
送信部113が送信するユーザデータは、特徴量に限らず、測定データECTF自体であってもよい。測定データECTFは時間領域のデータでもよく、周波数領域のデータでもよい。全周波数帯における周波数振幅特性をユーザデータとして送信部113がサーバ装置300に送信してもよい。
図10は、変形例1におけるプリセットデータのデータ形式を示す表である。図10では、第2のパラメータが外耳道伝達特性の測定データECTFL、ECTFR自体となっている。なお、第2の事前測定の測定データECTFL、ECTFRは、時間領域のデータでもよく、周波数領域のデータでもよい。この場合、頭外定位処理装置100が送信するユーザデータが測定データECTFL、ECTFRとなっていてもよい。この場合、比較部302が、測定データから、特徴量を算出する。
図11は、変形例2におけるプリセットデータのデータ形式を示す表である。変形例2では、第1のプリセットデータは、空間音響伝達特性1、及び空間音響伝達特性2に加えて、遅延量(delay)とレベル(level)を含んでいる。遅延量は、空間音響伝達特性1から空間音響伝達特性2との間の到達時間の差を示している。例えば、遅延量ITDL_Aは、空間音響伝達特性Hls_Aにおけるインパルス音の到達時間と、空間音響伝達特性Hlo_Aにおけるインパルス音の到達時間と、の差となる。遅延量は被測定者の頭部の大きさに応じた値となる。
図12は、変形例3におけるプリセットデータのデータ形式を示す表である。変形例3では、第1のプリセットデータは、空間音響伝達特性の周波数位相特性1、周波数位相測定2、及び周波数振幅特性1、周波数振幅特性2を有している。また、第2のプリセットデータは、特徴量1、及び特徴量2を有している。
頭外定位処理装置100となるユーザ端末は、パソコン、スマートホン、携帯音楽プレイヤー、mp3プレイヤー、タブレット端末である。なお、ユーザ端末は、物理的に単一な装置に限定されるものではない。例えば、ユーザ端末は、携帯音楽プレイヤーと、パソコンなどを組み合わせた構成であってもよい。この場合、ヘッドホンを接続した携帯音楽プレイヤーが測定信号を発生する機能を有し、マイクユニットを接続したパソコンが測定データを記憶する機能、及びユーザデータを送信する通信機能を有している。
1 被測定者
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
43 ヘッドホン
100 頭外定位処理装置
111 インパルス応答測定部
112 ECTF特性取得部
113 送信部
114 受信部
120 演算処理部
121 逆フィルタ算出部
122 フィルタ記憶部
200 測定装置
201 処理装置
300 サーバ装置
301 受信部
302 比較部
303 データ格納部
304 抽出部
305 送信部
Claims (7)
- ユーザに装着され、前記ユーザの耳に向けて音を出力する出力ユニットと、
前記ユーザの耳に装着され、前記出力ユニットから出力された音を収音するマイクユニットと、
前記出力ユニットに対して測定信号を出力するとともに、前記マイクユニットから出力された収音信号を取得するユーザ端末と、
前記ユーザ端末と通信可能なサーバ装置と、を備えた頭外定位フィルタ決定システムであって、
前記ユーザ端末は、
前記出力ユニットと前記マイクユニットとを用いて前記ユーザの耳の外耳道伝達特性に関する測定データを測定する測定部と、
前記測定データに基づくユーザデータを前記サーバ装置に送信する送信部を備え、
前記サーバ装置は、
音源から被測定者の耳までの空間音響伝達特性に関する第1のプリセットデータと、前記被測定者の耳の外耳道伝達特性に関する第2のプリセットデータとを対応付けて記憶するデータ格納部であって、複数の被測定者に対して取得された複数の前記第1及び第2のプリセットデータを記憶するデータ格納部と、
前記ユーザデータと、複数の前記第2のプリセットデータとを比較する比較部と、
前記比較部での比較結果に基づいて抽出された第2のプリセットデータに対応する被測定者の第1のプリセットデータを抽出する抽出部と、を備え、
前記比較部は、前記ユーザデータと前記第2のプリセットデータについて、前記ユーザと前記被測定者の外耳道伝達特性の所定の周波数以上の周波数振幅特性に基づく第1の特徴量、及び前記所定の周波数未満の周波数振幅特性に基づく第2の特徴量をそれぞれ取得し、
前記比較部は、前記ユーザデータの前記第1及び第2の特徴量を、前記第2のプリセットデータの前記第1及び第2の特徴量とそれぞれ比較して類似度スコアを算出し、
前記比較部は、前記類似度スコアに基づいて前記第2のプリセットデータを抽出し、
前記所定の周波数が1kHzから3kHzまでの周波数である頭外定位フィルタ決定システム。 - 前記サーバ装置は、前記抽出部で抽出された前記第1のプリセットデータをユーザ端末に送信し、
前記ユーザ端末は、前記第1のプリセットデータに応じた空間音響フィルタと、前記測定データに基づく逆フィルタとに基づいて頭外定位処理を行う請求項1に記載の頭外定位フィルタ決定システム。 - 前記データ格納部は、音源から前記被測定者の左耳までの空間音響伝達特性に関する第1のプリセットデータと、音源から前記被測定者の左耳の外耳道伝達特性に関する第2のプリセットデータとを対応付けて、左耳のデータセットとして記憶しており、
前記データ格納部は、音源から前記被測定者の右耳までの空間音響伝達特性に関する第1のプリセットデータと、音源から前記被測定者の右耳の外耳道伝達特性に関する第2のプリセットデータとを対応付けて、右耳のデータセットとして記憶しており、
前記比較部は、前記ユーザの左耳の外耳道伝達特性に関する測定データに基づくユーザデータを、前記左耳のデータセットの前記第2のプリセットデータ、及び前記右耳のデータセットの前記第2のプリセットデータとそれぞれ比較し、
前記第1のプリセットデータは、前記空間音響伝達特性の前記被測定者の左耳と右耳との時間差である遅延量を含む、
請求項1、または2に記載の頭外定位フィルタ決定システム。 - ユーザの耳の外耳道伝達特性に関する測定データに基づくユーザデータを取得する取得部と、
音源から被測定者の耳までの空間音響伝達特性に関する第1のプリセットデータと、前記被測定者の耳の外耳道伝達特性に関する第2のプリセットデータとを対応付けて記憶するデータ格納部であって、複数の被測定者に対して取得された複数の前記第1及び第2のプリセットデータを格納するデータ格納部と、
前記ユーザデータと、複数の前記第2のプリセットデータと、を比較する比較部と、
前記比較部での比較結果に基づいて抽出された第2のプリセットデータに対応する被測定者の第1のプリセットデータを抽出する抽出部と、を備え、
前記比較部は、前記ユーザデータと前記第2のプリセットデータについて、前記ユーザと前記被測定者の外耳道伝達特性の所定の周波数以上の周波数振幅特性に基づく第1の特徴量、及び前記所定の周波数未満の周波数振幅特性に基づく第2の特徴量をそれぞれ取得し、
前記比較部は、前記ユーザデータの前記第1及び第2の特徴量を、前記第2のプリセットデータの前記第1及び第2の特徴量とそれぞれ比較して類似度スコアを算出し、
前記比較部は、前記類似度スコアに基づいて前記第2のプリセットデータを抽出し、
前記所定の周波数が1kHzから3kHzまでの周波数である頭外定位フィルタ決定装置。 - ユーザの耳の外耳道伝達特性に関する測定データに基づくユーザデータを取得するステップと、
音源から被測定者の耳までの空間音響伝達特性に関する第1のプリセットデータと、前記被測定者の耳の外耳道伝達特性に関する第2のプリセットデータとを対応付けて、複数の被測定者に対して取得された複数の前記第1及び第2のプリセットデータを記憶するステップと、
前記ユーザデータと、複数の前記第2のプリセットデータと、について、前記ユーザと前記被測定者の外耳道伝達特性の所定の周波数以上の周波数振幅特性に基づく第1の特徴量、及び前記所定の周波数未満の周波数振幅特性に基づく第2の特徴量をそれぞれ取得するステップであって、前記所定の周波数が1kHzから3kHzまでの周波数であるステップと、
前記ユーザデータの前記第1及び第2の特徴量を、前記第2のプリセットデータの前記第1及び第2の特徴量とそれぞれ比較するステップと、
前記比較した結果に基づき類似度スコアを算出するステップと、
前記類似度スコアに基づいて前記第2のプリセットデータを抽出するステップと、
抽出された第2のプリセットデータに対応する被測定者の第1のプリセットデータを抽出するステップと、
を含む頭外定位フィルタ決定方法。 - コンピュータに、
ユーザの耳の外耳道伝達特性に関する測定データに基づくユーザデータを取得するステップと、
音源から被測定者の耳までの空間音響伝達特性に関する第1のプリセットデータと、前記被測定者の耳の外耳道伝達特性に関する第2のプリセットデータとを対応付けて、複数の被測定者に対して取得された複数の前記第1及び第2のプリセットデータを記憶するステップと、
前記ユーザデータと、複数の前記第2のプリセットデータと、について、前記ユーザと前記被測定者の外耳道伝達特性の所定の周波数以上の周波数振幅特性に基づく第1の特徴量、及び前記所定の周波数未満の周波数振幅特性に基づく第2の特徴量をそれぞれ取得するステップであって、前記所定の周波数が1kHzから3kHzまでの周波数であるステップと、
前記ユーザデータの前記第1及び第2の特徴量を、前記第2のプリセットデータの前記第1及び第2の特徴量とそれぞれ比較するステップと、
前記比較した結果に基づき類似度スコアを算出するステップと、
前記類似度スコアに基づいて前記第2のプリセットデータを抽出するステップと、
抽出された第2のプリセットデータに対応する被測定者の第1のプリセットデータを抽出するステップと、
を実行させるプログラム。 - 前記比較部は、前記ユーザデータの前記第1及び前記第2の特徴量を前記第2のプリセットデータの前記第1及び第2の特徴量とそれぞれ比較し、所定の重み付けをして前記類似度スコアを算出する、請求項1または2に記載の頭外定位フィルタ決定システム。
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