JP7404736B2 - 頭外定位フィルタ決定システム、頭外定位フィルタ決定方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、頭外定位フィルタ決定システム、頭外定位フィルタ決定方法、及びプログラムに関する。

音像定位技術として、ヘッドホンを用いて受聴者の頭部の外側に音像を定位させる頭外定位技術がある。頭外定位技術では、ヘッドホンから耳までの特性をキャンセルし、ステレオスピーカから耳までの４本の特性を与えることにより、音像を頭外に定位させている。

頭外定位再生においては、２チャンネル（以下、ｃｈと記載）のスピーカから発した測定信号（インパルス音等）を聴取者本人（ユーザ）の耳に設置したマイクロフォン（以下、マイクとする）で録音する。そして、インパルス応答で得られた収音信号に基づいて、処理装置がフィルタを作成する。作成したフィルタを２ｃｈのオーディオ信号に畳み込むことにより、頭外定位再生を実現することができる。

さらに、ヘッドホンから耳までの特性をキャンセルするためのフィルタを生成するために、ヘッドホンから耳元乃至鼓膜までの特性（外耳道伝達関数ＥＣＴＦ、外耳道伝達特性とも言う）を聴取者本人の耳に設置したマイクで測定する。

特許文献１には、頭外音像定位フィルタを用いた両耳聴装置が開示されている。この装置では、多数の人間のあらかじめ測定された空間伝達関数を人間の聴覚特性に対応する特徴パラメータベクトルに変換している。そして、装置は、クラスタリングを行って少数に集約したデータを用いている。さらに、装置は、予め測定された空間伝達関数と、実耳ヘッドホン逆伝達関数を人間の身体的寸法によりクラスタリングを行っている。そして、各クラスタの重心に最も近い人間のデータを用いている。

特許文献２には、ヘッドホンとマイクユニットとを備えた頭外定位フィルタ決定装置が開示されている。特許文献１では、サーバ装置が、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、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している。ユーザ端末が、ユーザの外耳道伝達特性に関する測定データを測定している。ユーザ端末が測定データに基づくユーザデータをサーバ装置に送信している。サーバ装置は、ユーザデータを複数の第２のプリセットデータと比較している。サーバ装置は、比較結果に基づいて、第１のプリセットデータを抽出している。

特開平８－１１１８９９号公報 特開２０１８―１９１２０８号公報

このような頭外定位処理では、適切なフィルタを用いることが好ましい。よって、適切な測定を行うことが好ましい。

本開示は上記の点に鑑みなされたもので、適切なフィルタを決定することができる頭外定位フィルタ決定システム、頭外定位フィルタ決定方法、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頭外定位フィルタ決定システムは、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を有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して、外耳道伝達特性を測定する測定処理装置と、前記測定処理装置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、前記測定処理装置は、前記出力ユニットのドライバが第１の位置にある状態で、前記第１の位置から前記マイクまでの第１の外耳道伝達特性を測定し、前記第１の位置と異なる第２の位置から前記マイクまでの第２の外耳道伝達特性を測定し、前記第１及び第２の外耳道伝達特性に関するユーザデータを前記サーバ装置に送信し、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、前記ユーザデータを複数の前記第２のプリセットデータと比較する比較部と、前記比較部での比較結果に基づいて、複数の前記第１のプリセットデータの中から第１のプリセットデータを抽出する抽出部と、を備えている。

本実施形態にかかる頭外定位フィルタ決定方法は、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を有するマイクユニットと、を用いて、前記ユーザに対する頭外定位フィルタを決定する頭外定位フィルタ決定方法であって、第１の位置から前記マイクまでの第１の外耳道伝達特性と、第２の位置から前記マイクまでの第２の外耳道伝達特性とを測定するステップと、前記第１及び第２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、を比較することで、複数の前記第１のプリセットデータの中から第１のプリセットデータを抽出するステップと、を含む。

本実施形態にかかるプログラムは、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を有するマイクユニットと、を用いて、前記ユーザに対する頭外定位フィルタを決定する頭外定位フィルタ決定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記頭外定位フィルタ決定方法は、第１の位置から前記マイクまでの第１の外耳道伝達特性と、第２の位置から前記マイクまでの第２の外耳道伝達特性とを測定するステップと、前記第１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、を比較することで、複数の前記第１のプリセットデータの中から第１のプリセットデータを抽出するステップと、を含む。

本実施形態によれば、適切なフィルタを決定することができる頭外定位フィルタ決定システム、頭外定位フィルタ決定方法、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。 空間音響伝達特性を測定する測定装置の構成を示す図である。 外耳道伝達特性を測定する測定装置の構成を示す図である。 本実施の形態にかかる頭外定位フィルタ決定システムの全体構成を示す図である。 ヘッドホンのドライバの配置を示す模式図である。 頭外定位フィルタ決定システムのサーバ装置の構成を示す図である。 サーバ装置に格納されたプリセットデータのデータ構成を示す表である。 変形例１でのプリセットデータのデータ構成を示す表である。 実施の形態２におけるヘッドホンを示す模式図である。 実施の形態２のプリセットデータのデータ構成を示す表である。 プリセットデータのデータ構成を示す表である。 センサ例１のヘッドホンを示す正面図である。 顔幅の異なる被測定者１の装着状態を示す正面図である。 センサ例２のヘッドホンを示す正面図である。 顔長さの異なる被測定者１の装着状態を示す正面図である。 センサ例３のヘッドホンを示す上面図である。 スイーベル角度の異なる装着状態を示す上面図である。 センサ例４のヘッドホンを示す上面図である。 ハンガー角度の異なる装着状態を示す上面図である。 形状データを用いた場合のプリセットデータを示す表である。 実施の形態４のヘッドホンを模式的示す上面図である。 実施の形態４のヘッドホンにおいて、ドライバ位置を変えた状態を示す図である。 変形例２のヘッドホンを模式的示す上面図である。 変形例２のヘッドホンの装着状態を説明するための図である。 スピーカとドライバの配置を説明するための図である。

（概要）
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。

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（ＰＣ）、スマートホン、タブレット端末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る。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。

高い定位効果を得るには、ユーザ本人の特性を測定して頭外定位フィルタを生成することが好ましい。ユーザ個人の空間音響伝達特性は、スピーカ等の音響機材や室内の音響特性が整えられたリスニングルームで行われることが一般的である。すなわち、ユーザがリスニングルームに行くか、ユーザの自宅などにリスニングルームを準備する必要がある。このため、ユーザ個人の空間音響伝達特性を適切に測定することができない場合がある。

また、ユーザの自宅などにスピーカを設置してリスニングルームを準備した場合でも、左右非対称にスピーカが設置されている場合や、部屋の音響環境が音楽聴取に最適でない場合がある。このような場合、自宅で適切な空間音響伝達特性を測定することは大変困難である。

一方、ユーザ個人の外耳道伝達特性の測定は、マイクユニット、及びヘッドホンを装着した状態で行われる。すなわち、ユーザがマイクユニット、及びヘッドホンを装着していれば、外耳道伝達特性を測定することができる。ユーザがリスニングルームに行く必要や、ユーザの家に大がかりなリスニングルームを準備する必要がない。また、外耳道伝達特性を測定するための測定信号の発生や、収音信号の記録などはスマートホンやＰＣなどのユーザ端末を用いて、行うことができる。

このように、ユーザ個人に対して、空間音響伝達特性の測定を実施することが困難である場合がある。そこで、本実施の形態にかかる頭外定位処理システムは、外耳道伝達特性の測定結果に基づいて、空間音響伝達特性に応じたフィルタを決定している。すなわち、ユーザ個人の外耳道伝達特性の測定結果に基づいて、ユーザに適した頭外定位処理フィルタを決定している。

具体的には、頭外定位処理システムは、ユーザ端末と、サーバ装置とを備えている。ユーザ以外の複数の被測定者に対して事前に測定された空間音響伝達特性及び外耳道伝達特性をサーバ装置が格納しておく。すなわち、ユーザ端末とは異なる測定装置を用いて、音源としてスピーカを用いた空間音響伝達特性の測定（以下、第１の事前測定とも称する）と、音源としてヘッドホンを用いた外耳道伝達特性の測定（第２の事前測定とも称する）を、行う。第１の事前測定及び第２の事前測定は、ユーザ以外の被測定者に対して実施される。

サーバ装置は、第１の事前測定の結果に応じた第１のプリセットデータと、第２の事前測定の結果に応じた第２のプリセットデータとを格納している。複数の被測定者に対して第１及び第２の事前測定を行うことで、複数の第１のプリセットデータと、複数の第２のプリセットデータとが取得される。空間音響伝達特性に関する第１のプリセットデータと、外耳道伝達特性に関する第２のプリセットデータとを、サーバ装置が、被測定者毎に対応付けて記憶する。サーバ装置は、データベースに、複数の第１のプリセットデータと、複数の第２のプリセットデータとを格納している。

さらに、頭外定位処理を実行するユーザ個人に対しては、ユーザ端末を用いて、外耳道伝達特性のみを測定する（以下、ユーザ測定とする）。ユーザ測定は、第２の事前測定と同様に、音源としてヘッドホンを用いた測定である。ユーザ端末は、外耳道伝達特性に関する測定データを取得する。そして、ユーザ端末は、測定データに基づくユーザデータをサーバ装置に送信する。サーバ装置は、ユーザデータを複数の第２のプリセットデータとそれぞれ比較する。サーバ装置は、比較結果に基づいて、複数の第２のプリセットデータの中からユーザデータとの相関が高い第２のプリセットデータを決定する。

そして、サーバ装置は、相関の高い第２のプリセットデータに対応付けられた第１のプリセットデータを読み出す。すなわち、サーバ装置は、比較結果に基づいて、複数の第１のプリセットデータの中から、ユーザ個人に適した第１のプリセットデータを抽出する。サーバ装置は、抽出した第１のプリセットデータをユーザ端末に送信する。そして、ユーザ端末は、第１のプリセットデータに基づくフィルタと、ユーザ測定に基づく逆フィルタとを用いて、頭外定位処理を行う。

実施の形態１．
（頭外定位処理装置）
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ＰＣ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は後述する演算処理部１２０を構成し、具体的にはプロセッサ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のそれぞれは、後述する測定装置を用いて測定されている。

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、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、補正された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、補正された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。

（空間音響伝達特性の測定装置）
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。

図２に示すように、測定装置２００は、ステレオスピーカ５とマイクユニット２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。測定環境は、スピーカや音響の整ったリスニングルームであることが好ましい。

本実施の形態では、測定装置２００の測定処理装置２０１が、空間音響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。測定処理装置２０１は、例えば、ＣＤプレイヤー等の音楽プレイヤーなどを有している。測定処理装置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。また、測定処理装置２０１は、サーバ装置自体であってもよい。

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、被測定者１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。

マイクユニット２は、左のマイク２Ｌと右のマイク２Ｒを有するステレオマイクである。左のマイク２Ｌは、被測定者１の左耳９Ｌに設置され、右のマイク２Ｒは、被測定者１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、収音信号を取得する。マイク２Ｌ、２Ｒは収音信号を測定処理装置２０１に出力する。被測定者１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、被測定者１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、左スピーカ５Ｌ、右スピーカ５Ｒで出力されたインパルス音をマイク２Ｌ、２Ｒで測定することでインパルス応答が測定される。測定処理装置２０１は、インパルス応答測定により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との間の空間音響伝達特性Ｈｌｓ、左スピーカ５Ｌと右マイク２Ｒとの間の空間音響伝達特性Ｈｌｏ、右スピーカ５Ｒと左マイク２Ｌとの間の空間音響伝達特性Ｈｒｏ、右スピーカ５Ｒと右マイク２Ｒとの間の空間音響伝達特性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、空間音響伝達特性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、空間音響伝達特性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、空間音響伝達特性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、空間音響伝達特性Ｈｒｓが取得される。

また、測定装置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までの空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓに応じた空間音響フィルタを生成してもよい。例えば、測定処理装置２０１は、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。測定処理装置２０１は、測定した空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓを補正してもよい。

このようにすることで、測定処理装置２０１は、頭外定位処理装置１００の畳み込み演算に用いられる空間音響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との間の空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓに応じた空間音響フィルタを用いて頭外定位処理を行う。すなわち、空間音響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。

測定処理装置２０１は、空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓのそれぞれに対応する収音信号に対して同様の処理を実施している。すなわち、空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓに対応する４つの収音信号に対して、それぞれ同様の処理が実施される。これにより、空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓに対応する空間音響フィルタをそれぞれ生成することができる。

（外耳道伝達特性の測定）
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。

測定処理装置２０１には、マイクユニット２と、ヘッドホン４３と、が接続されている。マイクユニット２は、左マイク２Ｌと、右マイク２Ｒとを備えている。左マイク２Ｌは、被測定者１の左耳９Ｌに装着される。右マイク２Ｒは、被測定者１の右耳９Ｒに装着される。測定処理装置２０１、及びマイクユニット２は、図２の測定処理装置２０１、及びマイクユニット２と同じものでもよく、異なるものでもよい。

ヘッドホン４３は、ヘッドホンバンド４３Ｂと、左ユニット４３Ｌと、右ユニット４３Ｒとを、有している。ヘッドホンバンド４３Ｂは、左ユニット４３Ｌと右ユニット４３Ｒとを連結する。左ユニット４３Ｌは被測定者１の左耳９Ｌに向かって音を出力する。右ユニット４３Ｒは被測定者１の右耳９Ｒに向かって音を出力する。ヘッドホン４３は密閉型、開放型、半開放型、または半密閉型等、ヘッドホンの種類を問わない。ヘッドホン４３は、ヘッドホン４３が装着された状態で、マイクユニット２が被測定者１に装着される。すなわち、左マイク２Ｌ、右マイク２Ｒが装着された左耳９Ｌ、右耳９Ｒにヘッドホン４３の左ユニット４３Ｌ、右ユニット４３Ｒがそれぞれ装着される。ヘッドホンバンド４３Ｂは、左ユニット４３Ｌと右ユニット４３Ｒとをそれぞれ左耳９Ｌ、右耳９Ｒに押し付ける付勢力を発生する。

左マイク２Ｌは、ヘッドホン４３の左ユニット４３Ｌから出力された音を収音する。右マイク２Ｒは、ヘッドホン４３の右ユニット４３Ｒから出力された音を収音する。左マイク２Ｌ、及び右マイク２Ｒのマイク部は、外耳孔近傍の収音位置に配置される。左マイク２Ｌ、及び右マイク２Ｒは、ヘッドホン４３に干渉しないように構成されている。すなわち、左マイク２Ｌ、及び右マイク２Ｒは左耳９Ｌ、右耳９Ｒの適切な位置に配置された状態で、被測定者１がヘッドホン４３を装着することができる。なお、左マイク２Ｌ、及び右マイク２Ｒは、それぞれヘッドホン４３の左ユニット４３Ｌ、及び右ユニット４３Ｒに内蔵されていてもよく、ヘッドホン４３と別個に設けられていても良い。

測定処理装置２０１は、左マイク２Ｌ、及び右マイク２Ｒに対して測定信号を出力する。これにより、左マイク２Ｌ、及び右マイク２Ｒはインパルス音などを発生する。具体的には、左ユニット４３Ｌから出力されたインパルス音を左マイク２Ｌで測定する。右ユニット４３Ｒから出力されたインパルス音を右マイク２Ｒで測定する。このようにすることで、インパルス応答測定が実施される。

測定処理装置２０１は、インパルス応答測定に基づく収音信号をメモリなどに記憶する。これにより、左ユニット４３Ｌと左マイク２Ｌとの間の伝達特性（すなわち、左耳の外耳道伝達特性）と、右ユニット４３Ｒと右マイク２Ｒとの間の伝達特性（すなわち、右耳の外耳道伝達特性）が取得される。ここで、左マイク２Ｌが取得した左耳の外耳道伝達特性の測定データを測定データＥＣＴＦＬとし、右マイク２Ｒが取得した右耳の外耳道伝達特性の測定データを測定データＥＣＴＦＲとする。

測定処理装置２０１は、測定データＥＣＴＦＬ、ＥＣＴＦＲをそれぞれ記憶するメモリなどを有している。なお、測定処理装置２０１は、外耳道伝達特性又は空間音響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。

図２、図３で示した測定装置２００によって、複数の被測定者１の外耳道伝達特性、及び空間音響伝達特性を測定する。本実施の形態では、図２の測定構成による第１の事前測定を複数の被測定者１に対して実施する。同様に、図３の測定構成による第２の事前測定を複数の被測定者１に対して実施する。これにより、被測定者１毎に、外耳道伝達特性、及び空間音響伝達特性が測定される。

（頭外定位フィルタ決定システム）
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。

頭外定位処理装置１００とサーバ装置３００とは、ネットワーク４００を介して接続されている。ネットワーク４００は、例えば、インターネットや携帯電話通信網などの公衆ネットワークなどである。頭外定位処理装置１００とサーバ装置３００とは無線又は有線により通信可能になっている。なお、頭外定位処理装置１００とサーバ装置３００とは一体の装置であってもよい。

頭外定位処理装置１００は、図１で示したように、頭外定位処理された再生信号をユーザＵに出力するユーザ端末となる。さらに、頭外定位処理装置１００は、ユーザＵの外耳道伝達特性の測定を行う。そのため、頭外定位処理装置１００には、マイクユニット２とヘッドホン４３とが接続されている。頭外定位処理装置１００は、図３の測定装置２００と同様に、マイクユニット２と、ヘッドホン４３とを用いたインパルス応答測定を行う。なお、マイクユニット２、及びヘッドホン４３とＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）などにより無線接続されていてもよい。

頭外定位処理装置１００は、インパルス応答測定部１１１と、ＥＣＴＦ特性取得部１１２と、送信部１１３と、受信部１１４と、演算処理部１２０と、逆フィルタ算出部１２１と、フィルタ記憶部１２２と、スイッチ１２４と、を備えている。なお、頭外定位処理装置１００とサーバ装置３００とが一体の装置である場合、該装置は受信部１１４に代えてユーザデータを取得する取得部を備えていてもよい。

スイッチ１２４はユーザ測定と、頭外定位再生とを切り替える。すなわち、ユーザ測定の場合、スイッチ１２４は、ヘッドホン４３とインパルス応答測定部１１１とを接続する。頭外定位再生の場合、スイッチ１２４は、ヘッドホン４３を演算処理部１２０に接続する。

インパルス応答測定部１１１は、ユーザ測定を行うため、インパルス音となる測定信号をヘッドホン４３に出力する。ヘッドホン４３が出力したインパルス音をマイクユニット２が収音する。マイクユニット２は収音信号をインパルス応答測定部１１１に出力する。なお、インパルス応答測定については、図３の説明と同様であるため、適宜説明を省略する。すなわち、頭外定位処理装置１００が、図３の測定処理装置２０１と同様の機能を有している。頭外定位処理装置１００と、マイクユニット２と、ヘッドホン４３とがユーザ測定を行う測定装置を構成するインパルス応答測定部１１１は、収音信号に対して、Ａ／Ｄ変換や同期加算処理などを行ってもよい。

インパルス応答測定により、インパルス応答測定部１１１は、外耳道伝達特性に関する測定データＥＣＴＦを取得する。測定データＥＣＴＦは、ユーザＵの左耳９Ｌの外耳道伝達特性に関する測定データＥＣＴＦＬと、右耳９Ｒの外耳道伝達特性に関する測定データＥＣＴＦＲとを含んでいる。

ＥＣＴＦ特性取得部１１２は、測定データＥＣＴＦＬ、ＥＣＴＦＲに対して所定の処理を行うことで、測定データＥＣＴＦＬ、ＥＣＴＦＲの特性を取得する。例えば、ＥＣＴＦ特性取得部１１２は、離散フーリエ変換を行うことで、周波数振幅特性及び周波数位相特性を算出する。また、ＥＣＴＦ特性取得部１１２は、離散フーリエ変換に限らず、離散コサイン変換などの離散信号を周波数領域に変換する手段により、周波数振幅特性及び周波数位相特性を算出してもよい。周波数振幅特性の代わりに、周波数パワー特性が用いられていてもよい。

図５を用いて、ユーザ測定で測定される外耳道伝達特性について説明する。図５は、ユーザ測定に用いられるヘッドホン４３のドライバの配置を示す模式図である。ヘッドホン４３は左ユニット４３Ｌ、及び右ユニット４３Ｒは、それぞれハウジング４６を有している。ハウジング４６に２つのドライバ４５ｆ、４５ｍが設けられている。ハウジング４６は、２つのドライバ４５ｆ、４５ｍを保持する筐体である。左ユニット４３Ｌと右ユニット４３Ｒとは、左右対称な配置となっている。

ドライバ４５ｆ、４５ｍは、アクチュエータと振動板などを有しており、音を出力することができる。アクチュエータは、例えば、ボイスコイルモータ、又は圧電素子などで有り、電気信号を振動に変換する。ドライバ４５ｆ、４５ｍは独立して音を出力することができる。

ドライバ４５ｍとドライバ４５ｆとは異なる位置に配置されている。例えば、ドライバ４５ｍは左耳９Ｌ、右耳９Ｒの外耳孔の真横に配置されている。ドライバ４５ｆは、ドライバ４５ｍよりも前方に配置されている。ドライバ４５ｆが配置されている位置を第１の位置とし、ドライバ４５ｍが配置されている位置を第２の位置とする。第１の位置は、第２の位置よりも前にある。

ドライバ４５ｍとドライバ４５ｆは、別のタイミングで測定信号を出力することができる。左耳９Ｌについては、左ユニット４３Ｌのドライバ４５ｍから左マイク２Ｌまでの外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬと、左ユニット４３Ｌのドライバ４５ｆから左マイク２Ｌまでの外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬとが測定される。右耳９Ｒについては、右ユニット４３Ｒのドライバ４５ｍから右マイク２Ｒまでの外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＲと、右ユニット４３Ｒのドライバ４５ｆから右マイク２Ｒまでの外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬとが測定される。

外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬは左ユニット４３Ｌの第１の位置からマイク２Ｌまでの伝達特性である。外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＲは右ユニット４３Ｒの第１の位置からマイク２Ｒまでの伝達特性である。外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬは左ユニット４３Ｌの第２の位置からマイク２Ｌまでの伝達特性である。外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＲは右ユニット４３Ｒの第２の位置からマイク２Ｒまでの伝達特性である。外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ、Ｆ＿ＥＣＴＦＲを第１の外耳道伝達特性又はその測定データと称する。外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬ、Ｍ＿ＥＣＴＦＲを第２の外耳道伝達特性又はその測定データと称する。第１の外耳道伝達特性、及び第２の外耳道伝達特性はマイクユニット２とヘッドホン４３を用いたインパルス応答測定で測定される。

ドライバ４５ｆは図２のステレオスピーカ５の配置に応じた位置に配置することが好ましい。例えば、図５に示すように、被測定者１の正面前方を０°として、左スピーカ５Ｌが開き角θの方向に設置されているとする。この場合、マイク２Ｌからドライバ４５ｆに向かう方向を開き角θの方向と平行にすることが好ましい。つまり、上面視において、被測定者１の頭部中心Ｏからスピーカ５Ｌに向かう方向とマイク２Ｌからドライバ４５ｆに向かう方向を平行にすることが好ましい。なお、ステレオスピーカ５が被測定者１の前方に配置される場合、開き角θは、０～９０°の範囲であり、３０°とすることが好ましい。右スピーカ５Ｒと右ユニット４３Ｒのドライバ４５ｆについても同様に配置する。

ドライバ４５ｍは、外耳道の側方に配置されている。ドライバ４５ｍは、頭外定位再生を行うヘッドホン４３のドライバと同じ位置及び同じタイプであることが好ましい。

送信部１１３は、外耳道伝達特性に関するユーザデータをサーバ装置３００に送信する。ユーザデータは、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ，Ｆ＿ＥＣＴＦＲに基づくデータである。なお、ユーザデータ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。ユーザデータは、周波数振幅特性の全体や一部であってもよい。あるいは、ユーザデータは、周波数振幅特性から抽出された特徴量であってもよい。

逆フィルタ算出部１２１は、第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬ、Ｍ＿ＥＣＴＦＲに基づいて、逆フィルタを算出する。例えば、逆フィルタ算出部１２１は、第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬ、Ｍ＿ＥＣＴＦＲの周波数振幅特性や周波数位相特性を補正する。逆フィルタ算出部１２１は、逆離散フーリエ変換により、周波数特性と位相特性とを用いて時間信号を算出する。逆フィルタ算出部１２１は、時間信号を所定のフィルタ長で切り出すことで、逆フィルタを算出する。

上記のように、逆フィルタはヘッドホン特性（ヘッドホンの再生ユニットとマイク間の特性）をキャンセルするフィルタである。フィルタ記憶部１２２は、逆フィルタ算出部１２１が算出した左右の逆フィルタを記憶する。なお、逆フィルタの算出方法については、公知の手法を用いることができるため、詳細な説明を省略する。

次に、サーバ装置３００の構成について、図６を用いて説明する。図６は、サーバ装置３００の制御構成を示すブロック図である。サーバ装置３００は、受信部３０１と、比較部３０２と、データ格納部３０３と、抽出部３０４と、送信部３０５と、を備えている。サーバ装置３００は、外耳道伝達特性に基づいて、空間音響フィルタを決定するフィルタ決定装置となる。なお、頭外定位処理装置１００とサーバ装置３００とが一体の装置である場合、該装置は、送信部３０５を備えていなくてもよい。

なお、サーバ装置３００は、プロセッサやメモリなどを備えたコンピュータであり、プログラムにしたがって以下の処理を行う。また、サーバ装置３００は単一な装置に限らず、２つ以上の装置の組み合わせにより実現してもよく、クラウドサーバ等の仮想サーバでもよい。データを格納するデータ格納部と、データ処理を行う比較部３０２，抽出部３０４は物理的に異なる装置であってもよい。

受信部３０１は、頭外定位処理装置１００から送信されたユーザデータを受信する。受信部３０１は、受信したユーザデータに対して、通信規格に応じた処理（例えば、復調処理）を行う。比較部３０２は、ユーザデータをデータ格納部３０３に格納されたプリセットデータと比較する。ここでは、受信部３０１が、ユーザ測定で測定された第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ，Ｆ＿ＥＣＴＦＲをユーザデータとして受信している。第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ，Ｆ＿ＥＣＴＦＲのユーザデータをユーザデータＦ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｕ，Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ｕとする。

データ格納部３０３は、事前測定で測定された複数の被測定者に関するデータをプリセットデータとして格納するデータベースである。図７を参照して、データ格納部３０３に格納されているデータについて、説明する。図７は、データ格納部３０３に格納されているデータを示す表である。

データ格納部３０３は、被測定者の左右の耳毎にプリセットデータを格納している。具体的には、データ格納部３０３は、被測定者ＩＤ、耳の左右、第１の外耳道伝達特性、空間音響伝達特性１、及び空間音響伝達特性２が１行に並んだテーブル形式となっている。なお、図７に示すデータ形式は一例であり、テーブル形式ではなく、各パラメータのオブジェクトをタグ等で関連付けて保持するデータ形式等を採用してもよい。

データ格納部３０３には、１人の被測定者Ａに対して、２つのデータセットが格納されている。すなわち、データ格納部３０３は、被測定者Ａの左耳に関するデータセットと、被測定者Ａの右耳に関するデータセットが格納されている。

１つのデータセットには、被測定者ＩＤ、耳の左右、第１の外耳道伝達特性、空間音響伝達特性１、及び空間音響伝達特性２が含まれている。第１の外耳道伝達特性は、図３に示す測定装置２００による第２の事前測定に基づくデータである。外耳孔よりも前にある第１の位置からマイク２Ｌ、２Ｒまでの第１の外耳道伝達特性の周波数振幅特性となっている。

被測定者Ａの左耳の第１の外耳道伝達特性は、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａと示し、被測定者Ａの右耳の第１の外耳道伝達特性は、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａと示している。被測定者Ｂの左耳の第１の外耳道伝達特性は、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｂと示し、被測定者Ｂの右耳の第１の外耳道伝達特性は、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ｂと示している。第１の外耳道伝達特性は、図５に示したように、外耳孔よりも前方に配置されたドライバ４５ｆを用いて測定されたデータである。ユーザ測定と第２の事前測定に用いられるヘッドホン４３、及びドライバ４５ｆは同じタイプのものであることが好ましいが、異なるタイプのものであってもよい。

空間音響伝達特性１、及び空間音響伝達特性２は、図２に示す測定装置２００による第１の事前測定に基づくデータである。被測定者Ａの左耳の場合、空間音響伝達特性１はＨｌｓ＿Ａとなり、空間音響伝達特性２は、Ｈｒｏ＿Ａとなる。被測定者Ａの右耳の場合、空間音響伝達特性１はＨｒｓ＿Ａとなり、空間音響伝達特性２は、Ｈｌｏ＿Ａとなる。このように、１つの耳に関する２つの空間音響伝達特性がペアとなっている。被測定者Ｂの左耳については、Ｈｌｓ＿ＢとＨｒｏ＿Ｂがペアとなり、被測定者Ｂの右耳については、Ｈｒｓ＿ＢとＨｌｏ＿Ｂがペアとなっている。空間音響伝達特性１、及び空間音響伝達特性２は、フィルタ長で切り出された後のデータでもよく、フィルタ長で切り出される前のデータでもよい。

被測定者Ａの左耳については、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｌｓ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｒｏ＿Ａとが対応付けられて、１つのデータセットとなっている。同様に、被測定者Ａの右耳については、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｒｓ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｌｏ＿Ａとが対応付けられて、１つのデータセットとなっている。同様に、被測定者Ｂの左耳については、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｂと、空間音響伝達特性Ｈｌｓ＿Ｂと、空間音響伝達特性Ｈｒｏ＿Ｂとが対応付けられて、１つのデータセットとなっている。同様に、被測定者Ｂの右耳については、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｂと、空間音響伝達特性Ｈｒｓ＿Ｂと、空間音響伝達特性Ｈｌｏ＿Ｂとが対応付けられて、１つのデータセットとなっている。

なお、空間音響伝達特性１、２のペアを第１のプリセットデータとする。すなわち、１つのデータセットを構成する空間音響伝達特性１、及び空間音響伝達特性２を第１のプリセットデータとする。１つのデータセットを構成する第１の外耳道伝達特性を第２のプリセットデータとする。１つのデータセットは、第１のプリセットデータ、及び第２のプリセットデータを含んでいる。そして、データ格納部３０３は、第１のプリセットデータと第２のプリセットデータとを被測定者の左右の耳毎に対応付けて記憶している。

ここで、ｎ（ｎは２以上の整数）人の被測定者１に対して、第１及び第２の事前測定が予め行われているとする。この場合、データ格納部３０３には、両耳分である２ｎ個のデータセットが格納されている。データ格納部３０３に格納されている第１の外耳道伝達特性を第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａ～第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｎ、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａ～第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ｎとして示す。

比較部３０２は、ユーザデータＦ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｕを、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａ～Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｎ、Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａ～Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ｎのそれぞれと比較する。そして、比較部３０２は、２ｎ個の第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａ～Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｎ、Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａ～Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ｎの中から、ユーザデータＦ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｕに最も類似する１つを選択する。ここでは、２つの周波数振幅特性の相関を類似度スコアとして算出している。比較部３０２は、ユーザデータに最も類似度スコアが高い第１の外耳道伝達特性のデータセットを選択する。ここで、被測定者ｌの左耳が選択されているとして、選択された第１の外耳道伝達特性を左選択特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿ｌとする。

同様に、比較部３０２は、ユーザデータＦ＿ＥＣＴＦＲ＿Ｕを、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａ～Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｎ、Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａ～Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ｎのそれぞれと比較する。そして、比較部３０２は、２ｎ個の第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａ～Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ｎ、Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａ～Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ｎの中から、ユーザデータＦ＿ＥＣＴＦＲ＿Ｕに最も類似する１つを選択する。ここで、被測定者ｍの右耳が選択されているとし、選択された第１の外耳道伝達特性を右選択特性Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿ｍとする。

比較部３０２は、比較結果を抽出部３０４に出力する。具体的には、最も類似度スコアの高い第２のプリセットデータの被測定者ＩＤと、耳の左右を抽出部３０４に出力する。抽出部３０４は、比較結果に基づいて、第１のプリセットデータを抽出する。

抽出部３０４は、データ格納部３０３から、左選択特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿ｌに対応する空間音響伝達特性をデータ格納部３０３から読み出す。抽出部３０４は、データ格納部３０３を参照して、被測定者ｌの左耳の空間音響伝達特性Ｈｌｓ＿ｌ、空間音響伝達特性Ｈｒｏ＿ｌを抽出する。

同様に、抽出部３０４は、データ格納部３０３から、右選択特性Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿ｍに対応する空間音響伝達特性をデータ格納部３０３から読み出す。抽出部３０４は、データ格納部３０３を参照して、被測定者ｍの左耳の空間音響伝達特性Ｈｒｓ＿ｍ、空間音響伝達特性Ｈｌｏ＿ｍを抽出する。

このように、比較部３０２は、ユーザデータを複数の第２のプリセットデータと比較する。そして、抽出部３０４は、第２のプリセットデータとユーザデータとの比較結果に基づいて、ユーザに適した第１のプリセットデータを抽出する。

そして、送信部３０５は、抽出部３０４が抽出した第１のプリセットデータを頭外定位処理装置１００に送信する。送信部３０５は、第１のプリセットデータに対して、通信規格に応じた処理（例えば、変調処理）を行って、送信する。ここでは、左耳に関しては、空間音響伝達特性Ｈｌｓ＿ｌ、空間音響伝達特性Ｈｒｏ＿ｌが第１のプリセットデータとして抽出されており、右耳に関しては、空間音響伝達特性Ｈｒｓ＿ｍ、空間音響伝達特性Ｈｌｏ＿ｍが第１のプリセットデータとして抽出されている。よって、送信部３０５は、空間音響伝達特性Ｈｌｓ＿ｌ、空間音響伝達特性Ｈｒｏ＿ｌ、空間音響伝達特性Ｈｒｓ＿ｍ、空間音響伝達特性Ｈｌｏ＿ｍを頭外定位処理装置１００に送信する。

図４の説明に戻る。受信部１１４は、送信部３０５から送信された第１のプリセットデータを受信する。受信部１１４は、受信した第１のプリセットデータに対して、通信規格に応じた処理（例えば、復調処理）を行う。受信部１１４は、左耳に関する第１のプリセットデータとして、空間音響伝達特性Ｈｌｓ＿ｌ、空間音響伝達特性Ｈｒｏ＿ｌを受信し、右耳に関する第１のプリセットデータとして、空間音響伝達特性Ｈｒｓ＿ｍ、空間音響伝達特性Ｈｌｏ＿ｍを受信する。

そして、フィルタ記憶部１２２は、第１のプリセットデータに基づいて、空間音響フィルタを記憶する。すなわち、空間音響伝達特性Ｈｌｓ＿ｌがユーザＵの空間音響伝達特性Ｈｌｓとなり、空間音響伝達特性Ｈｒｏ＿ｌがユーザＵの空間音響伝達特性Ｈｒｏとなる。同様に、空間音響伝達特性Ｈｒｓ＿ｍがユーザＵの空間音響伝達特性Ｈｒｓとなり、空間音響伝達特性Ｈｌｏ＿ｍがユーザＵの空間音響伝達特性Ｈｌｏとなる。

なお、第１のプリセットデータがフィルタ長で切り出した後のデータである場合、頭外定位処理装置１００が第１のプリセットデータをそのまま、空間音響フィルタとして記憶する。例えば、空間音響伝達特性Ｈｌｓ＿ｌがユーザＵの空間音響伝達特性Ｈｌｓとなる。第１のプリセットデータがフィルタ長で切り出される前のデータである場合、頭外定位処理装置１００が空間音響伝達特性をフィルタ長に切り出す処理を行う。

演算処理部１２０は、４つの空間音響伝達特性Ｈｌｓ、Ｈｌｏ、Ｈｒｏ、Ｈｒｓに応じた空間音響フィルタと、逆フィルタとを用いて、演算処理を行う。演算処理部１２０は、図１で示した頭外定位処理部１０と、フィルタ部４１、フィルタ部４２で構成されている。よって、演算処理部１２０は、４つの空間音響フィルタと、２つの逆フィルタとを用いて、ステレオ入力信号に上記の畳み込み演算処理等を行う。

このように、データ格納部３０３が、被測定者１毎に第１のプリセットデータと、第２のプリセットデータを対応付けて格納している。第１のプリセットデータは被測定者１の空間音響伝達特性に関するデータである。第２のプリセットデータは、被測定者１の第１の外耳道伝達特性に関するデータである。

比較部３０２はユーザデータを、第２のプリセットデータと比較する。ユーザデータは、ユーザ測定で得られた第１の外耳道伝達特性に関するデータである。そして、比較部３０２は、ユーザの第１の外耳道伝達特性と類似する被測定者１と、耳の左右とを決定する。

抽出部３０４は、決定された被測定者と耳の左右とに対応する第１のプリセットデータを読み出す。そして、送信部３０５は、抽出された第１のプリセットデータを頭外定位処理装置１００に送信している。ユーザ端末である頭外定位処理装置１００は、第１のプリセットデータに基づく空間音響フィルタと、測定データに基づく逆フィルタとを用いて、頭外定位処理を行う。

このようにすることで、ユーザＵが空間音響伝達特性を測定しなくても、適切なフィルタを決定することができる。よって、ユーザがリスニングルームなどに行く必要や、ユーザの家にスピーカなどを設置する必要がなくなる。ユーザ測定はヘッドホン装着状態で実施される。すなわち、ユーザＵがヘッドホンとマイクとを装着していれば、ユーザ個人の外耳道伝達特性を測定することができる。よって、簡便な方法で、定位効果の高い頭外定位を実現できる。なお、ユーザ測定と、頭外定位受聴に用いられるヘッドホン４３は同じタイプのものであることが好ましい。

また、本実施の形態では、２つのドライバ４５ｍ、４５ｆが用いられている。逆フィルタの生成には、ドライバ４５ｍにより測定された第２の外耳道伝達特性が用いられている。また、空間音響フィルタの決定には、ドライバ４５ｆにより測定された第１の外耳道伝達特性が用いられている。つまり、第１の外耳道伝達特性に関するユーザデータと第２のプリセットデータとのマッチングにより、空間音響フィルタが決定されている。このようにすることで、より適切な頭外定位フィルタを用いることができる。

空間音響フィルタの生成、つまり、空間音響伝達特性の測定には、被測定者１の前方に配置されたステレオスピーカ５が用いられている。斜め前方から到達する測定信号をマイクユニット２が収音することで、空間音響伝達特性が測定される。第１の外耳道伝達特性の測定には、外耳孔よりも前方に配置されたドライバ４５ｆが用いられている。本実施の形態によれば、第１の外耳道伝達特性を測定するための測定信号と、空間音響伝達特性を測定するための測定信号を同様の入射角とすることができる。

マイクから第１の位置までの方向が、被測定者からスピーカまでの方向に沿った方向となる。このようにすることで、空間音響伝達特性と外耳道伝達特性との関係性を類推しやすくなるため、マッチング精度を向上することができる。より適切な空間音響フィルタを用いて、頭外定位処理を行うことが可能となる。

一方、逆フィルタの生成には、ドライバ４５ｍにより測定された第２の外耳道伝達特性が用いられている。頭外定位処理を行う際にヘッドホン４３では、通常、ドライバが外耳孔の真横近傍にある。よって、より適切な逆フィルタを用いて、頭外定位処理を行うことが可能となる。

なお、ユーザ測定のヘッドホン４３と、第２の事前測定のヘッドホン４３は、同じタイプのものとすることが好ましいが、異なるタイプのものであってもよい。つまり、ユーザ測定のドライバ４５ｆと、第２の事前測定のドライバ４５ｆは、異なるタイプのものとすることが可能であり、異なる位置に配置することも可能である。第１の事前測定、第２の事前測定、及びユーザ測定における測定信号の入射角は同じとなっていることが好ましいが、異なっていてもよい。

また、第１の外耳道伝達特性と第２の外耳道伝達特性の測定では、異なるヘッドホン４３が用いられていてもよい。例えば、第１の外耳道伝達特性の測定には、ドライバ４５ｆのみを有するヘッドホン４３が用いられ、第２の外耳道伝達特性の測定には、ドライバ４５ｍのみを有するヘッドホン４３が用いられていてもよい。２タイプのヘッドホン４３を用意することで、左右に１つずつのドライバを有するヘッドホン４３を用いて，ユーザ測定を行うことが可能である。

また、本実施形態にかかる方法では、多数のプリセット特性を聴く聴感テストを行う必要や、身体的特徴を細かく測定する必要がない。よって、ユーザ負担を軽減することができ、利便性を向上することができる。そして、被測定者とユーザのデータを比較することで、特性が似ている被測定者を選ぶことができる。そして選ばれた被測定者の耳の第１のプリセットデータを抽出部３０４が抽出するため、高い頭外定位効果が期待できる。

このようにすることで、空間音響伝達特性のユーザ測定を行わなくても、適切なフィルタを決定することができる。よって、利便性を向上することができる。また、抽出部３０４は、２以上の第１のプリセットデータを抽出してもよい。聴感テストの結果に基づいて、ユーザが最適な頭外定位フィルタを決定してもよい。この場合も聴感テストの回数を削減することができるため、ユーザの負担を軽減することができる。

変形例１．
変形例１では、ユーザデータと第２のプリセットデータとの間における外耳道伝達特性のマッチングに第１及び第２の外耳道伝達特性を用いている。したがって、送信部１１３は、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ、Ｆ＿ＥＣＴＦＲのみではなく、第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬ、Ｍ＿ＥＣＴＦＲをユーザデータとして送信している。頭外定位処理装置１００は、第１及び第２の外耳道伝達特性に関するユーザデータをサーバ装置３００に送信している。サーバ装置３００に格納されているプリセットデータについて図８を用いて説明する。

図８は、変形例１でのプリセットデータを示すテーブルである。第２のプリセットデータとして、第１及び第２の外耳道伝達特性が含まれている。第２のプリセットデータは、第１及び第２の外耳道伝達特性を含んでいる。被測定者Ａの左耳については、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａと、第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｌｓ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｒｏ＿Ａとが対応付けられて、１つのデータセットとなっている。同様に、被測定者Ａの右耳については、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａと、第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｒｓ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｌｏ＿Ａとが対応付けられて、１つのデータセットとなっている。

本実施の形態では、第１及び第２の外耳道伝達特性が第２のプリセットデータとなっている。サーバ装置３００の比較部３０２は、第１及び第２の外耳道伝達特性のそれぞれについて、ユーザデータとプリセットデータとの相関を求めている。つまり、比較部３０２は、第１の外耳道伝達特性について、ユーザデータとプリセットデータの第１の相関を求める。同様に、比較部３０２は、第２の外耳道伝達特性のそれぞれについて、ユーザデータとプリセットデータの第２の相関を求める。

比較部３０２は、２つの相関に基づいて類似度スコアを求める。類似度スコアは、例えば、第１及び第２の相関の単純平均や重み付け平均とすることができる。抽出部３０４は、類似度スコアが最も高いデータセットの第１のプリセットデータを抽出する。２つ以上の外耳道伝達特性を用いてマッチングを行うことで、ユーザに適したプリセットデータを抽出することができる。より高い精度で頭外定位フィルタを決定することができる。

実施の形態２．
本実施の形態に用いられるヘッドホン４３について図９を用いて説明する。実施の形態では、ヘッドホン４３においてドライバ４５の位置が可変となっている。なお、頭外定位フィルタ決定システム５００の全体の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

左マイク２Ｌ、右マイク２Ｒに対するドライバ４５の相対位置を変えることができる。例えば、ハウジング４６内において、ドライバ４５の位置に調整することができる。測定信号がマイクに入射する入射角を任意の角度に設定することができる。そして、ドライバ４５が第１の位置、第２の位置、第３の位置にある状態で測定を行っている。なお、図９では、第１の位置にあるドライバ４５を実線で示し、第２の位置、及び第３の位置にあるドライバ４５をドライバ４５ｍ、４５ｂとして破線で示している。

第１の位置、第２の位置は、実施の形態１と同様の位置である。実施の形態１と同様に、第１の位置での測定により得られた外耳道伝達特性を第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ、Ｆ＿ＥＣＴＦＲとし、第２の位置での測定により得られた外耳道伝達特性を第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬ、Ｍ＿ＥＣＴＦＲとする。第３の位置は、第２の位置よりも後方にある。第３の位置は外耳孔よりも後方の位置である。第３の位置での測定により得られた外耳道伝達特性を第３の外耳道伝達特性Ｂ＿ＥＣＴＦＬ、Ｂ＿ＥＣＴＦＲとする。

本実施の形態では、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ、Ｆ＿ＥＣＴＦＲ、第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬ、Ｍ＿ＥＣＴＦＲ、第３の外耳道伝達特性Ｂ＿ＥＣＴＦＬ、Ｂ＿ＥＣＴＦＲの全ての測定データが、ユーザデータとして、サーバ装置３００に送信される。

本実施の形態では、５．１ｃｈの再生信号を用いて、頭外定位処理を行っている。５．１ｃｈの場合、６個のスピーカがある。つまり、測定装置２００の測定環境には、センタースピーカ（正面スピーカ）、右前方スピーカ、左前方スピーカ、右後方スピーカ、左後方スピーカ、低音サブウーファースピーカが配置されている。従って、図２に示した測定装置２００に、センタースピーカ、左後方スピーカ、右後方スピーカ、サブウーファースピーカが追加されている。センタースピーカは、被測定者１の正面前方に配置される。センタースピーカは、例えば、左前方スピーカと右前方スピーカとの間に配置される。

左前方スピーカから左耳、及び右耳までの空間音響伝達特性を、実施の形態１と同様にＨｌｓ、Ｈｌｏとする。右前方スピーカから左耳、及び右耳までの空間音響伝達特性を、実施の形態１と同様にＨｒｏ、Ｈｒｓとする。センタースピーカから左耳及び右耳までの空間音響伝達特性をＣＨｌ、ＣＨｒとする。左後方スピーカから左耳及び右耳までの空間音響伝達特性をＳＨｌｓ、ＳＨｌｏとする。右後方スピーカから左耳、及び右耳までの空間音響伝達特性を、ＳＨｒｏ、ＳＨｒｓとする。低音出力用のサブウーファースピーカから左耳及び右耳までの空間音響伝達特性をＳＷＨｌ、ＳＷＨｒとする。

サーバ装置３００は、マッチングを行うことで、それぞれスピーカについて空間音響伝達特性を求めている。スピーカに応じて、マッチングに使用する外耳道伝達特性を変えている。例えば、実施の形態１と同様に、左前方スピーカ及び右前方スピーカでは、第１の外耳道伝達特性がマッチングに用いられる。この場合、プリセットデータは、図７と同様になる。あるいは、図８に示したように、第１及び第２の外耳道伝達特性をマッチングに用いても良い。

左後方スピーカ及び右後方スピーカでは、第３の位置からマイクまでの第３の外耳道伝達特がマッチングに用いられる。第３の位置は、図９のドライバ４５ｂに示される位置であり、外耳孔よりも後方の位置である。ドライバ４５ｂからの測定信号の入射角を、左後方スピーカ、及び右後方スピーカの設置方向に揃えることが好ましい。以下、空間音響伝達特性ＳＨｌｓ、ＳＨｒｏ又は空間音響伝達特性ＳＨｌｏ、ＳＨｒｓを求める処理について説明する。

図１０は、空間音響伝達特性ＳＨｌｓ、ＳＨｒｏ又は空間音響伝達特性ＳＨｌｏ、ＳＨｒｓを求めるためのプリセットデータを示す表である。被測定者Ａの左耳については、第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａ、第３の外耳道伝達特性Ｂ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａと、空間音響伝達特性ＳＨｌｓ＿Ａと、空間音響伝達特性ＳＨｒｏ＿Ａとが対応付けられて、１つのデータセットとなっている。同様に、被測定者Ａの右耳については、第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａ、第３の外耳道伝達特性Ｂ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａと、空間音響伝達特性ＳＨｒｓ＿Ａと、空間音響伝達特性ＳＨｌｏ＿Ａとが対応付けられて、１つのデータセットとなっている。

そして、比較部３０２は、第２及び第３の外耳道伝達特性について、第２のプリセットデータとユーザデータとの相関を求める。抽出部３０４は、相関に応じた類似度スコアにより、空間音響伝達特性ＳＨｌｓ、ＳＨｌｏ又は空間音響伝達特性ＳＨｒｏ、ＳＨｒｓに関する第１のプリセットデータを抽出する。第２の外耳道伝達特性に関するユーザデータとプリセットデータの相関を第２の相関とし、第３の外耳道伝達特性に関するユーザデータとプリセットデータの相関を第３の相関とする。

比較部３０２は、２つの相関に基づいて類似度スコアを求める。類似度スコアは、例えば、第２及び第３の相関の単純平均や重み付け平均とすることができる。抽出部３０４は、類似度スコアが最も高いデータセットの第１のプリセットデータを抽出する。２つ以上の外耳道伝達特性を用いてマッチングを行うことで、ユーザに適したプリセットデータを抽出することができる。より高い精度で頭外定位フィルタを決定することができる。

このように、被測定者１に対するスピーカの相対位置に応じて、第１のプリセットデータと対応付ける第２のプリセットデータを変更している。つまり、ユーザより前方にある左前方スピーカ及び右前方スピーカについては、外耳孔よりも前方に配置されたドライバ４５を用いて測定された第１の外耳道伝達特性をマッチングに用いる。ユーザより後方にある左後方スピーカ及び右後方スピーカについては、外耳孔よりも後方に配置されたドライバ４５ｂを用いて測定された第３の外耳道伝達特性をマッチングに用いる。

センタースピーカから左耳及び右耳までの空間音響伝達特性ＣＨｌ、ＣＨｒについても同様に１つ又は２以上の外耳道伝達特性を用いてマッチングを行う。低音出力用のサブウーファースピーカから左耳及び右耳までの空間音響伝達特性ＳＷＨｌ、ＳＷＨｒについても同様に、１つ又は２つ以上の外耳道伝達特性を用いてマッチングを行う。サブウーファースピーカ及びセンタースピーカは、被測定者１の前方に配置あるため、ドライバ４５を外耳孔よりも前方に配置した状態で測定することが好ましい。なお、サブウーファースピーカの周波数帯域は指向性が低いため、被測定者１とサブウーファースピーカとの位置関係に関わらず、任意のドライバ位置で測定した外耳道伝達特性を用いてマッチングを行ってもよい。

被測定者１よりも前方のスピーカについては、第１の位置からマイクまでの外耳道伝達特性を用いてマッチングを行う。被測定者１よりも後方のスピーカについては、第３の位置からマイクまでの外耳道伝達特性を用いてマッチングを行う。これにより、測定信号の入射角を揃えることができるため、より適切な頭外定位フィルタを設定することができる。ドライバからの測定信号の入射角度と、スピーカからの測定信号の入射角は完全に一致していなくてもよい。

もちろん、５．１ｃｈに限らず、７．１ｃｈや９．１ｃｈのスピーカを用いることも可能である。この場合も、外耳道伝達特性のマッチングによりそれぞれのスピーカから左右の耳までの空間音響フィルタを求めることができる。そして、スピーカの配置により重み付け加算の重みを調整すればよい。

また、３つ以上の外耳道伝達特性を測定している場合、マッチングに３つ以上の外耳道伝達特性を用いてもよい。この場合、スピーカの位置に応じた重みで相関を重み付け加算すればよい。３つの外耳道伝達特性をマッチングに用いて、のプリセットデータを図１１に示す。

図１１では、第２のプリセットデータが、第１～第３の外耳道伝達特性を含んでいる。被測定者Ａの左耳については、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａと、第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａと、第３の外耳道伝達特性Ｂ＿ＥＣＴＦＬ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｌｓ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｒｏ＿Ａとが対応付けられて、１つのデータセットとなっている。同様に、被測定者Ａの右耳については、第１の外耳道伝達特性Ｆ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａと、第２の外耳道伝達特性Ｍ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａと、第３の外耳道伝達特性Ｂ＿ＥＣＴＦＲ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｒｓ＿Ａと、空間音響伝達特性Ｈｌｏ＿Ａとが対応付けられて、１つのデータセットとなっている。

第１～第３の外耳道伝達特性が第２のプリセットデータとなっている。サーバ装置３００の比較部３０２は、第１～第３の外耳道伝達特性のそれぞれについて、ユーザデータとプリセットデータとの相関を求めている。つまり、比較部３０２は、第１の外耳道伝達特性について、ユーザデータとプリセットデータの相関を求める。同様に、比較部３０２は、第２及び第３の外耳道伝達特性のそれぞれについて、ユーザデータとプリセットデータの相関を求める。

比較部３０２は、３つの相関に基づいて類似度スコアを求める。類似度スコアは、例えば、第１～第３の相関の単純平均や重み付け平均とすることができる。抽出部３０４は、類似度スコアが最も高いデータセットの第１のプリセットデータを抽出する。３つ以上の外耳道伝達特性を用いてマッチングを行うことで、ユーザに適したプリセットデータを抽出することができる。より高い精度で頭外定位フィルタを決定することができる。また、マッチングに使用しない外耳道伝達特性については、重み付け加算の重みを０としてもよい。

なお、上記の説明では、ハウジング４６内において、ドライバ４５の位置を可変としているが、３つのドライバ４５を有するハウジングを用いてもよい。あるいは、ハウジング４６の位置や角度を調整できる機構を設けてもよい。つまり、ヘッドホンバンド４３Ｂに対するハウジング４６の角度を調整することで、マイク２Ｌ、２Ｒに対するドライバ４５の相対位置を変えてもよい。

実施の形態３．
本実施の形態では、ユーザ及び被測定者の頭部の形状に応じた形状データを用いている。具体的には、頭部の形状に応じた形状データを取得するためのセンサがヘッドホン４３に設けられている。以下に、ヘッドホン４３に設けたセンサの具体例について説明する。

（センサ例１）
図１２は、開度センサ１４１を有するヘッドホン４３を模式的に示す正面図である。ヘッドホンバンド４３Ｂには開度センサ１４１が設けられている。開度センサ１４１は、ヘッドホンバンド４３Ｂの変形量、つまり、ヘッドホン４３の開度を検出する。開度センサ１４１としては、ヘッドホンバンド４３Ｂの開き角度を検出する角度センサを用いることができる。あるいは、開度センサ１４１としてジャイロセンサや圧電センサを用いてもよい。開度センサ１４１により頭部の幅Ｗを検出する。

図１３には、頭部の幅が異なる被測定者１を模式的に示す正面図である。狭い幅Ｗ１の被測定者１では、開度が小さくなり、広い幅Ｗ２の被測定者１では、開度が大きくなる。よって、開度センサ１４１が検出した開度は、頭部の幅Ｗに対応することになる。つまり、開度センサ１４１は、ヘッドホン４３の開き角度を検出することで、頭部の幅を形状データとして取得する。

（センサ例２）
図１４は、スライド位置センサ１４２を有するヘッドホン４３を模式的に示す正面図である。ヘッドホンバンド４３Ｂと左ユニット４３Ｌとの間には、スライド機構１４６が設けられている。ヘッドホンバンド４３Ｂと右ユニット４３Ｒとの間には、スライド機構１４６が設けられている。スライド機構１４６は、図１４の実線矢印に示すように、ヘッドホンバンド４３Ｂに対して左ユニット４３Ｌ及び右ユニット４３Ｒを上下にスライドさせる。これにより、被測定者１の頭頂から左ユニット４３Ｌ、右ユニット４３Ｒまでの高さＨを変えることができる。スライド位置センサ１４２はスライド機構１４６のスライド位置（スライド長さ）を検出する。スライド位置センサ１４２は、例えば、回転センサであり、回転角度によりスライド位置を検出する。

頭部の長さに応じて、スライド機構１４６のスライド位置が変化する。頭部の長さが異なる被測定者１を図１５に示す。ここでは、頭頂から外耳孔までの高さをＨ１，Ｈ２として示している。頭頂から外耳孔までの高さＨ１，Ｈ２に応じて、スライド位置が変化する。よって、スライド位置センサ１４２がスライド機構１４６のスライド位置を検出することで、頭部の長さを形状データとして検出することができる。

（センサ例３）
図１６は、スイーベル角度センサ１４３を有するヘッドホン４３を模式的に示す上面図である。ヘッドホンバンド４３Ｂと左ユニット４３Ｌとの間にスイーベル角度センサ１４３が設けられている。ヘッドホンバンド４３Ｂと右ユニット４３Ｒとの間にスイーベル角度センサ１４３が設けられている。スイーベル角度センサ１４３は、ヘッドホン４３の左ユニット４３Ｌ、及び右ユニット４３Ｒのスイーベル角度をそれぞれ検出する。スイーベル角度は、ヘッドホンバンド４３Ｂに対する左ユニット４３Ｌ又は右ユニット４３Ｒの鉛直軸周りの角度である（図１６の矢印の方向）。

図１７は、スイーベル角度が異なる状態を模式的に示す上面図である。例えば、耳が頭部中心よりも後方にある被測定者１の場合、左ユニット４３Ｌ又は右ユニット４３Ｒが前方に開いた状態となる（図１７の上段）。あるいは、前頭部が広く後頭部が狭い被測定者１の場合、左ユニット４３Ｌ又は右ユニット４３Ｒが前方に開いた状態となる。耳が頭部中心よりも前方にある被測定者１の場合、左ユニット４３Ｌ又は右ユニット４３Ｒが後方に開いた状態となる（図１７の下段）。前頭部が狭く後頭部が広い被測定者１の場合、左ユニット４３Ｌ又は右ユニット４３Ｒが前方に開いた状態となる。

（センサ例４）
図１８は、ハンガー角度センサ１４４を有するヘッドホン４３を模式的に示す正面図である。ヘッドホンバンド４３Ｂと左ユニット４３Ｌとの間にハンガー角度センサ１４４が設けられている。ヘッドホンバンド４３Ｂと右ユニット４３Ｒとの間にハンガー角度センサ１４４が設けられている。ハンガー角度センサ１４４は、ヘッドホン４３の左ユニット４３Ｌ、及び右ユニット４３Ｒのハンガー角度をそれぞれ検出する。ハンガー角度は、ヘッドホンバンド４３Ｂに対する左ユニット４３Ｌ又は右ユニット４３Ｒの前後軸周りの角度である（図１８の矢印の方向）。

図１９は、ハンガー角度が異なる状態を模式的に示す上面図である。例えば、耳が上方にある被測定者１の場合、左ユニット４３Ｌ又は右ユニット４３Ｒが下方に開いた状態となる（図１９の上段）。また、顔幅が狭い被測定者１の場合、左ユニット４３Ｌ又は右ユニット４３Ｒが上方に開いた状態となる。耳が下方にある場合、左ユニット４３Ｌ又は右ユニット４３Ｒが上方に開いた状態となる（図１９の下段）。また、顔幅が広い被測定者１の場合、左ユニット４３Ｌ又は右ユニット４３Ｒが下方に開いた状態となる。

開度センサ１４１、スライド位置センサ１４２、スイーベル角度センサ１４３、ハンガー角度センサ１４４の少なくとも一つを用いることで、被測定者１の頭部形状に応じた形状データを検出することができる。形状データは、左ユニット４３Ｌと右ユニット４３Ｒとの間の相対位置又は相対角度として示されていてもよい。形状データは、実際の頭部形状の寸法を示すデータであってもよい。

もちろん、上記のセンサは一例であり、他のセンサをヘッドホン４３に設けることで、形状データを検出してもよい。１つの耳に対して検出される形状データは１種類以上であればよいが、２種類以上を組み合わせてもよい。１つの耳に対して形状データが２種類以上検出される場合、形状データは多次元のベクトルデータとしてもよい。

各種センサが被測定者１の耳毎に形状データを検出する。また、各種センサがユーザについても形状データを検出する。サーバ装置３００のデータ格納部３０３は形状データを格納している。図２０に示すように、形状データは、第１及び第２のプリセットに対応付けられている。

比較部３０２は、形状データを用いてマッチングを行う。例えば、ユーザと被測定者との間で形状データの差が閾値よりも大きい場合、そのデータセットについては、マッチングから除外してもよい。あるいば、形状データの比較結果に基づいて、類似度スコアを算出してもよい。本実施の形態では、形状データに基づいて、サーバ装置３００が第１のプリセットデータを抽出する。これにより、より適切な頭外定位フィルタを決定することができる。

実施の形態４．
実施の形態１で示したように、第１の事前測定、第２の事前測定、ユーザ測定において、測定信号の入射角を揃えることが好ましい。一方、被測定者１の頭部形状などに応じて、ヘッドホン４３の装着状態が異なる。例えば、ハウジング４６の装着角度は、被測定者１の頭部形状に応じて変化してしまう。そこで、実施の形態４、及びその変形例２では、測定信号の入射角を調整することができるヘッドホン４３について説明する。実施の形態４、及びその変形例２は、第２の事前測定、及びユーザ測定の少なくとも一方に用いられていればよい。

図２１はヘッドホン４３の構成を模式的に示す上面図である。図２２は、ドライバ４５が第１～第３の位置にある構成を示す図である。図２２では、第１の位置にあるドライバ４５をドライバ４５ｆ、第２の位置にあるドライバ４５をドライバ４５ｍ、第３の位置にあるドライバ４５をドライバ４５ｂとして示している。

ヘッドホン４３は、スイーベル角度センサ１４３を有している。スイーベル角度センサ１４３は、上記のようにハウジング４６のスイーベル角度を検出する。左ユニット４３Ｌは、ドライバ４５、ハウジング４６、ガイド機構４７、及び駆動モータ４８を有している。右ユニット４３Ｒは、ドライバ４５、ハウジング４６、ガイド機構４７、及び駆動モータ４８を有している。左ユニット４３Ｌ、及び右ユニット４３Ｒは、左右対称な構成となっているため、右ユニット４３Ｒの説明については適宜省略する。

ハウジング４６内には、ドライバ４５、ガイド機構４７、及び駆動モータ４８が設けられている。駆動モータ４８は、ステッピングモータやサーボモータ等のアクチュエータであり、ドライバ４５を移動させる。ハウジング４６には、ガイド機構４７が固定されている。ガイド機構４７は、上面視において円弧状に形成されたガイドレールである。なお、ガイド機構４７は、円弧状に限られるものはない。例えば、ガイド機構４７は、楕円形状や双曲線形状であってもよい。

ガイド機構４７を介して、ドライバ４５がハウジング４６に取り付けられている。駆動モータ４８は、ガイド機構４７に沿ってドライバ４５を移動させる。円弧状のガイド機構４７を用いることで、いずれの位置においても、ドライバ４５が外耳孔を向いた状態で測定を行うことができる。

また、駆動モータ４８は、ドライバ４５の移動量を検出するセンサを有している。センサとしては、例えば、モータ回転角を検出するモータエンコーダを用いることができる。これにより、ハウジング４６内におけるドライバ４５の位置を検出することができる。つまり、ガイド機構４７におけるドライバ４５の位置が検出される。さらに、ハウジング４６とヘッドホンバンド４３Ｂとの間には、スイーベル角度センサ１４３が設けられている。これにより、ヘッドホンバンド４３Ｂに対するハウジング４６のスイーベル角度を検出することができる。

ドライバ４５の移動量と、スイーベル角度に基づいて、マイク２Ｌ又は外耳孔に対するドライバ４５の方向を求めることができる。つまり、ドライバ４５から出力された測定信号の入射角を求めることができる。ユーザの頭部形状などに応じてヘッドホン４３の装着角度が変化した場合でも、第２の事前測定と、ユーザ測定における測定信号の入射角を揃えることができる。さらに、第２の事前測定と第１の事前測定における測定信号の入射角を揃えることができる。つまり、スイーベル角度に基づいて、駆動モータ４８が適切な位置までドライバ４５を移動させる。これにより、より適切なマッチングが可能となる。

変形例２．
実施の形態４の変形例２について、図２３、及び図２４を用いて説明する。図２３は、変形例２のヘッドホン４３を模式的に示す上面図である。図２４は、ヘッドホン４３を装着した状態を示す図である。変形例２おいても、左ユニット４３Ｌ、及び右ユニット４３Ｒは、左右対称な構成となっているため、右ユニット４３Ｒの説明については適宜省略する。

左ユニット４３Ｌは、ドライバ４５ｆ、ドライバ４５ｍ、ドライバ４５ｂ、ハウジング４６と、アウターハウジング４９を有している。変形例２では、３つのドライバ４５ｆ、ドライバ４５ｍ、ドライバ４５ｂがハウジング４６内に収容されている。もちろん、ドライバの数は３に限定されるものではなく、２以上であればよい。さらに、ハウジング４６の外側には、アウターハウジング４９が設けられている。つまり、ハウジング４６は、アウターハウジング４９の内側に収容されたインナーハウジングとなる。

ドライバ４５ｆ、ドライバ４５ｍ、及びドライバ４５ｂがハウジング４６に固定されている。変形例２では、ハウジング４６に対するドライバ４５ｆ、ドライバ４５ｍ、及びドライバ４５ｂの位置が可変となっていない。また、ハウジング４６はヘッドホンバンド４３Ｂに固定されている。つまり、ヘッドホンバンド４３Ｂに対するハウジング４６のスイーベル角度が変化しない。

ハウジング４６に対するアウターハウジング４９の角度が可変となっている。例えば、ハウジング４６とアウターハウジング４９とは、蛇腹状のブーツ（不図示）で連結されている。また、ハウジング４６とアウターハウジング４９を蛇腹状のブーツで密閉してもよい。

図２４に示すように、被測定者１の頭部形状に応じて、アウターハウジング４９の角度が変化する。図２４では、左耳９Ｌ、右耳９Ｒの前後位置が異なっている。左耳９Ｌ、右耳９Ｒに位置が標準的な被測定者１では、左右のアウターハウジング４９が正対している（図２４の上段）。

左耳９Ｌ、右耳９Ｒに位置が後ろ側にある被測定者１では、左右のアウターハウジング４９が後方に開いた状態となる（図２４の中段）。つまり、左右のアウターハウジング４９の前端が近づき、後端が離れた状態となる。

左耳９Ｌ、右耳９Ｒに位置が前側にある被測定者１では、左右のアウターハウジング４９が前方に開いた状態となる（図２４の下段）。つまり、左右のアウターハウジング４９の後端が近づき、前端が離れた状態となる。

このようにアウターハウジング４９の角度が変わることで、装着状態を良好にすることができる。例えば、左ユニット４３Ｌ、右ユニット４３Ｒを被測定者１に密着させた状態とすることができる。被測定者１と左ユニット４３Ｌとの間に隙間が無い状態で測定を行うことができる。よって、測定時において、ヘッドホン４３がずれることを抑制することができる。また、アウターハウジング４９により、第２の事前測定又はユーザ測定を行う測定空間、つまり、外耳孔の周りの空間を密閉することができるため、より精度の高い測定を行うことができる。

ハウジング４６におけるドライバ位置が固定となっており、かつ、ハウジング４６のスイーベル角度が固定となっている。したがって、被測定者１の頭部形状によらず、左右のハウジング４６は、正対する。これにより、測定信号の入射角の変化を抑制することができる。よって、所定の入射角で測定を行うことができ、より精度の高い測定を行うことができる。

実施の形態４、又はその変形例２のヘッドホン４３を用いることで、第１及び第２の外耳道伝達特性を測定することができる。第１の外耳道伝達特性に基づいて、音源から耳までの空間音響伝達特性に応じた空間音響フィルタが生成される。第２の外耳道伝達特性に基づいて、前記ヘッドホンの特性をキャンセルする逆フィルタが生成される。よって、より精度の高い頭外定位処理を行うことができる。

（ドライバ４５ｆの配置例）
ドライバ４５ｆの配置例について、図５，及び図２５を用いて説明する。ドライバ４５ｆとステレオスピーカ５の配置は左右対称であるため、以下、左スピーカ５Ｌと左ユニット４３Ｌのドライバ４５ｆの配置について説明する。

図５では、頭部中心Ｏから左スピーカ５Ｌまでの方向が、マイク２Ｌからドライバ４５ｆの方向が平行になるようにしている。ステレオスピーカ５は、一般的に、頭部中心Ｏ、左スピーカ５Ｌ、右スピーカ５Ｒが正三角形の関係になる配置がよい。このため、そして、頭部中心Ｏから左スピーカ５Ｌ又は右スピーカ５Ｒまでの開き角θが３０°になるようにしている。

音波の波面の伝わり方を考えたとき、平面音波として近似すると、左スピーカ５Ｌと頭部中心Ｏとを結ぶ直線に垂直な波面が伝わっていく。平面波なので、左スピーカ５Ｌから頭部中心Ｏと、左スピーカ５Ｌから左耳９Ｌと、は平行であり、同様にしてドライバ４５ｆから左耳９Ｌとも平行になる。したがって、ドライバ４５ｆを図５のように配置することが好ましい。

一方、球面音波であると仮定すると、ステレオスピーカ５とドライバ４５ｆを図２５のように配置することが好ましい。図２５では、マイク２Ｌからスピーカ５Ｌとの向かう直線上に、ドライバ４５ｆが配置されている。もちろん、スピーカ５Ｌを左耳９Ｌへ向けて配置してもよい。マイク２Ｌからスピーカ５Ｌの配置は、図５、及び図２５に示す配置に限られるものではない。左マイク２Ｌからドライバ４５ｆまでの方向は、被測定者１から音源となるスピーカ５Ｌまでの方向に沿った方向であればよい。ここで被測定者１の位置は、頭部中心Ｏでもよく、左マイク２Ｌの位置としてよい。

上記の実施の形態１～４及びその変形例については、適宜組み合わせることが可能である。また、第１～第３の外耳道伝達特性の測定順は特に限定されるものではない。例えば、第２の外耳道伝達特性を最初に測定してもよい。

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
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
４５ ドライバ
４５ｆ ドライバ
４５ｍ ドライバ
４５ｂ ドライバ
４６ ハウジング
４７ ガイド機構
４８ 駆動モータ
４９ アウターハウジング
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 測定処理装置
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)

1. ユーザの左右の耳にそれぞれ装着され、前記ユーザの左右の耳に向けて音を出力する左右の出力ユニットと、
   前記ユーザの左耳に装着され、左の前記出力ユニットから出力された音を収音する左のマイクと、前記ユーザの右耳に装着され、右の前記出力ユニットから出力された音を収音する右のマイクを有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して、左右の耳の外耳道伝達特性をそれぞれ測定する測定処理装置と、
   前記測定処理装置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、
   前記測定処理装置は、
   前記出力ユニットのドライバが第１の位置にある状態で、前記第１の位置から前記マイクまでの第１の外耳道伝達特性を測定し、
   前記第１の位置と異なる第２の位置から前記マイクまでの第２の外耳道伝達特性を測定し、
   前記第１及び第２の外耳道伝達特性に関するユーザデータを前記サーバ装置に送信し、
   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、
   前記ユーザデータを複数の前記第２のプリセットデータと比較する比較部と、
   前記比較部での比較結果に基づいて、複数の前記第１のプリセットデータの中から第１のプリセットデータを抽出する抽出部と、を備えた頭外定位フィルタ決定システム。
2. 抽出された前記第１のプリセットデータに基づいて、音源から耳までの空間音響伝達特性に応じた空間音響フィルタを生成し、
   前記第２の外耳道伝達特性に基づいて、前記出力ユニットの特性をキャンセルする逆フィルタを生成する請求項１に記載の頭外定位フィルタ決定システム。
3. 前記第１の位置が、前記ユーザの外耳孔よりも前方にある請求項１、又は２に記載の頭外定位フィルタ決定システム。
4. 前記マイクから前記第１の位置までの方向が、前記被測定者から前記音源までの方向に沿った方向である請求項１～３のいずれか１項に記載の頭外定位フィルタ決定システム。
5. 前記出力ユニットには、前記ユーザの頭部形状に応じた形状データを検出するセンサが設けられており、
   前記データ格納部には、前記被測定者の頭部形状に応じた形状データが格納されており、
   前記サーバ装置は、前記被測定者及び前記ユーザの前記形状データを用いて、前記第１のプリセットデータを抽出する請求項１～４のいずれか１項に記載の頭外定位フィルタ決定システム。
6. ユーザの左右の耳にそれぞれに装着され、前記ユーザの左右の耳に向けて音を出力する左右の出力ユニットと、
   前記ユーザの左耳に装着され、左の前記出力ユニットから出力された音を収音する左のマイクと、前記ユーザの右耳に装着され、右の前記出力ユニットから出力された音を収音する右のマイクと、を有するマイクユニットと、を用いて、前記ユーザに対する頭外定位フィルタを決定する頭外定位フィルタ決定方法であって、
   左右の耳について、第１の位置から前記マイクまでの第１の外耳道伝達特性と、第２の位置から前記マイクまでの第２の外耳道伝達特性とを測定するステップと、
   前記第１及び第２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、を比較することで、複数の前記第１のプリセットデータの中から第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。
7. ユーザの左右の耳にそれぞれに装着され、前記ユーザの左右の耳に向けて音を出力する左右の出力ユニットと、
   前記ユーザの左耳に装着され、左の前記出力ユニットから出力された音を収音する左のマイクと、前記ユーザの右耳に装着され、右の前記出力ユニットから出力された音を収音する右のマイクと、を有するマイクユニットと、を用いて、前記ユーザに対する頭外定位フィルタを決定する頭外定位フィルタ決定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記頭外定位フィルタ決定方法は、
   左右の耳について、第１の位置から前記マイクまでの第１の外耳道伝達特性と、第２の位置から前記マイクまでの第２の外耳道伝達特性とを測定するステップと、
   前記第１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、を比較することで、複数の前記第１のプリセットデータの中から第１のプリセットデータを抽出するステップと、を含むプログラム。

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