本发明涉及滤波器生成装置、滤波器生成方法以及声像定位处理方法。
背景技术：
作为声像定位技术，存在使用头戴耳机在收听者的头部的外侧使声像定位的头外定位技术。在头外定位技术中，通过消除从头戴耳机到耳朵的特性并给与从立体声扬声器到耳朵的4种特性，来使声像定位在头外。
在头外定位再生中，由设置在收听者本人的耳朵的麦克风对从2通道(以下记载为ch)的扬声器发出的测量信号(脉冲音等)进行录音。然后，根据脉冲响应计算头部传递函数，并生成滤波器。将所生成的滤波器卷积到2ch的音频信号上，由此能够实现头外定位再生。
在专利文献1中公开了获取被个性化的室内脉冲响应的设置的方法。在专利文献1中，在收听者的各耳朵附近设置有麦克风。并且，左右麦克风对驱动扬声器时的脉冲音进行录音。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2008-512015号公报。
技术实现要素：
以往，使用设置有扬声器等声源的专用的测量室以及专用的器材来进行测量。但是，伴随最近的存储器容量的增大、运算速度的快速化，收听者能够使用个人计算机(pc)等来进行脉冲响应测量。在收听者使用pc等来进行脉冲响应测量的情况下，存在以下示出的问题。
为了生成再生左右均衡好的声场的适当的滤波器，需要使左右的传递特性的定时一致来切出。由左右的麦克风分别测量来自左右扬声器的脉冲音，获取传递特性。然后，能够通过将左右的传递特性从相同的时刻以相等的滤波器长度切出，来求出滤波器系数。
在使用pc等通用设备作为音响设备的情况下，音响设备的延迟量每次测量时每次均发生变化。这即使在将输入和输出同步的音响设备与pc等通用设备连接来使用的情况下也是同样的。即，存在以下情况：在使用了左扬声器的测量与使用了右扬声器的测量中，从测量开始至声音到达麦克风为止的时间不同。因此，难以使定时一致来切出。
另外，在要测量的环境是收听者的自己家等的情况下，存在测量环境左右不对称的情况。例如，在房间的形状是左右不对称的情况下，存在家具等的配置左右不对称的情况。另外，在收听者使用pc等进行测量的情况下，存在显示器、pc等主体被置于收听者周边的情况。并且，当在收听者的耳朵安装了麦克风的情况下，根据左右的耳壳的形状的不同，而成为传递特性有较大不同的信号波形。即，左右的传递特性的波形差异较大，很难以左右相同的定时切出。因此，无法适当地生成滤波器，有可能无法得到左右均衡好的声场。
本实施方式鉴于上述问题，其目的在于提供一种能够生成适当的滤波器的滤波器生成装置、滤波器生成方法以及声像定位处理方法。
本实施方式的一方式涉及的滤波器生成装置包括：左扬声器和右扬声器；左麦克风和右麦克风，采集从所述左扬声器和右扬声器输出的测量信号，获取采集声音信号；以及滤波器生成部，基于所述采集声音信号来生成与从所述左扬声器和右扬声器到所述左麦克风和右麦克风的传递特性相应的滤波器，其中，所述滤波器生成部包括：搜索部，在从所述左扬声器到所述左麦克风的第一传递特性以及从所述右扬声器到所述右麦克风的第二传递特性的每一个中，使用振幅的绝对值为最大的时刻来搜索直接音到达时刻；判断部，判断所述直接音到达时刻的所述第一传递特性和所述第二传递特性的所述振幅的符号是否一致；修正部，当所述直接音到达时刻的所述第一传递特性和所述第二传递特性的所述振幅的所述符号不同时，修正切出定时；以及切出部，在由所述修正部修正的切出定时，切出所述传递特性，由此生成所述滤波器。
本实施方式的一方式涉及的滤波器生成方法用于在左扬声器和右扬声器与左麦克风和右麦克风之间使用传递特性来生成滤波器，所述滤波器生成方法包括：搜索步骤，在从所述左扬声器到所述左麦克风的第一传递特性和从所述右扬声器到所述右麦克风的第二传递特性的每一个中，使用振幅的绝对值为最大的时刻来搜索直接音到达时刻；判断步骤，判断所述直接音到达时刻的所述第一传递特性和所述第二传递特性的振幅的符号是否一致；修正步骤，当所述直接音到达时刻的所述第一传递特性和所述第二传递特性的所述振幅的所述符号不同时，修正切出定时；以及在所述修正后的切出定时切出所述传递特性，由此生成所述滤波器的步骤。
根据本实施方式，能够提高可生成适当的滤波器的滤波器生成装置、滤波器生成方法以及声像定位处理方法。
附图说明
图1是示出本实施方式涉及的头外定位处理装置的框图；
图2是示出生成滤波器的滤波器生成装置的构成的图；
图3是示出测量例1的传递特性hls、hlo的图；
图4是示出测量例1的传递特性hrs、hro的图；
图5是示出测量例2的传递特性hls、hlo的图；
图6是示出测量例2的传递特性hrs、hro的图；
图7是示出测量例3的传递特性hls、hlo的图；
图8是示出测量例3的传递特性hrs、hro的图；
图9是示出测量例4的传递特性hls、hlo的图；
图10是示出测量例4的传递特性hrs、hro的图；
图11是示出测量例5的传递特性hls、hlo的图；
图12是示出测量例5的传递特性hrs、hro的图；
图13是示出在测量例4中示出被切出的传递特性hls、hrs的图；
图14是示出在测量例5中示出被切出的传递特性hls、hrs的图；
图15是示出滤波器生成装置的构成的控制框图；
图16是示出滤波器的生成方法的流程图；
图17是示出直接音搜索处理的流程图；
图18是示出由图17示出的处理的详细的一例的流程图；
图19是用于说明计算出互相关系数的处理的图；
图20a是用于说明由音响设备产生的延迟的图；
图20b是用于说明由音响设备产生的延迟的图；
图20c是用于说明由音响设备产生的延迟的图。
具体实施方式
对使用由本实施方式涉及的滤波器生成装置生成的滤波器的声像定位处理的概要进行说明。这里，对作为声像定位处理装置的一例的头外定位处理进行说明。本实施方式涉及的头外定位处理是使用个人的空间音响传递特性(也称为空间音响传递函数)和外耳道传递特性(也称为外耳道传递函数)来进行头外定位处理的。在本实施方式中，使用从扬声器到收听者的耳朵的空间音响传递特性以及在佩戴了头戴耳机的状态下的外耳道传递特性来实现头外定位处理。
在本实施方式中，利用了外耳道传递特性，该外耳道传递特性是在佩戴头戴耳机的状态下从头戴耳机扬声器单元到外耳道入口的特性。并且，通过使用外耳道传递特性的逆特性(也称为外耳道修正函数)进行卷积处理，能够消除外耳道传递特性。
本实施方式涉及的头外定位处理装置是个人计算机、智能手机、平板pc等信息处理装置，包括：处理器等处理单元；存储器、硬盘等存储单元；液晶监视器等显示单元；触摸面板、按钮、键盘、鼠标等输入单元；具有头戴耳机或者耳机的输出单元。
实施方式1.
图1示出作为本实施方式涉及的声场再生装置的一例的头外定位处理装置100。图1是头外定位处理装置的框图。头外定位处理装置100针对佩戴了头戴耳机43的用户u再生声场。因此，头外定位处理装置100针对lch和rch的立体声输入信号xl、xr进行声像定位处理。lch和rch的立体声输入信号xl、xr是从cd(compactdisc，光盘)播放器等输出的音频再生信号。此外，头外定位处理装置100并不是限于物理的单一的装置，一部分的处理可以以不同装置进行。例如，可以一部分的处理通过计算机等，其余的处理通过内置于头戴耳机43的dsp(digitalsignalprocessor，数字信号处理器)等进行。
头外定位处理装置100包括头外定位处理部10、滤波器部41、滤波器部42以及头戴耳机43。
头外定位处理部10包括卷积运算部11～12、21～22以及加法运算器24、25。卷积运算部11～12、21～22进行利用了空间音响传递特性的卷积处理。头外定位处理部10被输入来自cd播放器等的立体声输入信号xl、xr。在头外定位处理部10中设定有空间音响传递特性。头外定位处理部10针对各ch的立体声输入信号xl、xr卷积空间音响传递特性。空间音响传递特性可以是由用户u本人的头部、耳壳测量的头部传递函数hrtf，也可以是模拟头或者第三者的头部传递函数。这些传递特性可以现场测量，也可以预先准备。
空间音响传递特性具有四种传递特性hls、hlo、hro、hrs。四种传递特性能够使用后述的滤波器生成装置来求出。
然后，卷积运算部11针对lch的立体声输入信号xl卷积传递特性hls。卷积运算部11将卷积运算数据输出到加法运算器24。卷积运算部21针对rch的立体声输入信号xr卷积传递特性hro。卷积运算部21将卷积运算数据输出到加法运算器24。加法运算器24将两个卷积运算数据进行加法运算，并输出给滤波器部41。
卷积运算部12针对lch的立体声输入信号xl卷积传递特性hlo。卷积运算部12将卷积运算数据输出到加法运算器25。卷积运算部22针对rch的立体声输入信号xr卷积传递特性hrs。卷积运算部22将卷积运算数据输出到加法运算器25。加法运算器25将两个卷积运算数据进行加法运算并输出到滤波器部42。
在滤波器部41、42设置有消除外耳道传递特性的逆滤波器。并且，对在头外定位处理部10实施了处理的再生信号卷积逆滤波器。在滤波器部41对来自加法运算器24的lch信号卷积逆滤波器。同样地，滤波器部42对来自加法运算器25的rch信号卷积逆滤波器。在佩戴了头戴耳机43的情况下，逆滤波器消除从头戴耳机单元到麦克风的特性。即，当在外耳道入口配置了麦克风时，消除用户各人的外耳道入口与头戴耳机的再生单元之间、或者鼓膜与头戴耳机的再生单元之间的传递特性。逆滤波器可以根据由用户u本人的耳壳当场测量了外耳道传递函数而得的结果来算出，也可以预先准备根据模拟头等任意的外耳道传递函数计算出的头戴耳机特性的逆滤波器。
滤波器部41将被修正的lch信号输出到头戴耳机43的左单元43l。滤波器部42将被修正的rch信号输出到头戴耳机43的右单元43r。用户u佩戴有头戴耳机43。头戴耳机43将lch信号和rch信号向用户u输出。由此，能够再生被定位于用户u的头外的声像。
(滤波器生成装置)
使用图2，对测量空间音响传递特性(以下，设为传递特性)来生成滤波器的滤波器生成装置进行说明。图2是示意性地示出滤波器生成装置200的测量构成的图。此外，滤波器生成装置200可以是与图1所示的头外定位处理装置100共有的装置。或者，滤波器生成装置200的一部分或者全部可以为与头外定位处理装置100不同的装置。
如图2所示，滤波器生成装置200具有立体声扬声器5和立体声麦克风2。立体声扬声器5被设置于测量环境。测量环境为不考虑音响特性的环境(例如房间的形状为左右不对称等)、产生有成为噪声的环境音的环境。更具体而言，测量环境可以是用户u的自己家的房间、音频系统的销售商店、展览室等。另外，存在测量环境不考虑音响特性的设计。在自己家的房间中，也存在家具等左右不对称地配置的情况。也存在扬声器未相对于房间左右对称地配置的情况。并且，也存在由于来自窗、壁面、地板面、顶棚面的反射而产生不需要的混响的情况。在本实施方式中，即使是不理想的测量环境，也进行用于测量适当的传递特性的处理。
在本实施方式中，滤波器生成装置200的处理装置(在图2中未图示)进行用于测量适当的传递特性的运算处理。处理装置例如是个人计算机(pc)、平板终端、智能手机等。
立体声扬声器5包括左扬声器5l和右扬声器5r。例如，在收听者1的前方设置有左扬声器5l和右扬声器5r。左扬声器5l和右扬声器5r输出用于进行脉冲响应测量的脉冲音等。
立体声麦克风2具有左麦克风2l和右麦克风2r。左麦克风2l被设置在收听者1的左耳9l，右麦克风2r被设置在收听者1的右耳9r。具体而言，优选在左耳9l、右耳9r的外耳道入口或者鼓膜位置设置麦克风2l、2r。麦克风2l、2r对从立体声扬声器5输出的测量信号进行采集，来获取采集声音信号。麦克风2l、2r将采集声音信号输出到后述的滤波器生成装置。收听者1可以是人，也可以是模拟头。即，在本实施方式中，收听者1是不仅是人也包含模拟头的概念。
如上所述，通过由麦克风2l、2r测量由左右扬声器5l、5r输出的脉冲音来测量脉冲响应。滤波器生成装置将基于脉冲响应测量而获取的采集声音信号存储到存储器等。由此，测量左扬声器5l与左麦克风2l之间的传递特性hls、左扬声器5l与右麦克风2r之间的传递特性hlo、右扬声器5l与左麦克风2l之间的传递特性hro、右扬声器5r与右麦克风2r之间的传递特性hrs。即，通过左麦克风2l对从左扬声器5l输出的测量信号进行采集，来获取传递特性hls。通过右麦克风2r对从左扬声器5l输出的测量信号进行采集，来获取传递特性hlo。通过左麦克风2l对从右扬声器5r输出的测量信号进行采集，来获取传递特性hro。通过右麦克风2r对从右扬声器5r输出的测量信号进行采集，来获取传递特性hrs。
然后，滤波器生成装置基于采集声音信号生成与从左右扬声器5l、5r到左右麦克风2l、2r的传递特性hls～hrs相应的滤波器。具体而言，滤波器生成装置200以预定的滤波器长切出传递特性hls～hrs，并生成为用于头外定位处理部10的卷积运算的滤波器。如图1所示，头外定位处理装置100使用左右扬声器5l、5r与左右麦克风2l、2r之间的传递特性hls～hrs进行头外定位处理。即，通过将传递特性与音频再生信号卷积，来进行头外定位处理。
这里，对在各种测量环境下测量传递特性的情况下所产生的问题进行说明。首先，图3和图4示出将在理想的测量环境中进行了脉冲响应测量的情况下的采集声音信号的信号波形作为测量例1。此外，在图3、图4以及后述的图所示的信号波形中，横轴是采样数，纵轴为振幅。此外，采样数是与从测量开始的时间对应的，将测量开始定时设为0。振幅是与由麦克风2l、2r获取的采集声音信号的信号强度或者声压对应的，具有正或负的符号。
在测量例1中，在没有回声的消音室配置视为人头的钢球来进行测量。在成为测量环境的消音室中，在钢球的前方左右对称地配置有左右扬声器5l、5r。另外，针对钢球左右对称地设置有麦克风。
当在这样理想的测量环境中进行了脉冲测量的情况下，测量图3、图4所示的传递特性hls、hlo、hro、hrs。图3示出测量例1的传递特性hls、hlo，即驱动左扬声器5l时的测量结果。图4示出测量例1的传递特性hro、hrs，即驱动右扬声器5r时的测量结果。图3的传递特性hls与图4的传递特性hrs为大致相同的波形。即，在传递特性hls和传递特性hrs中，在基本相同的定时出现基本相同大小的峰值。即，从左扬声器5l到左麦克风2l的脉冲音的到达时刻与从右扬声器5r到右麦克风2r的脉冲音的到达时刻一致。
图5～图8示出将在进行实际的测量的测量环境中测量的传递特性作为测量例2、3。图5示出测量例2的传递特性hls、hlo，图6示出测量例2的传递特性的hro、hrs。图7示出测量例3的传递特性hls、hlo，图8示出测量例3的传递特性hro、hrs。测量例2、3是分别在不同测量环境中进行的测量，在有来自收听者周边的物体、壁面、顶棚、地板的回声的测量环境中进行。
在实际的测量环境是收听者1的自己家等情况下，通过个人计算机、智能手机等从立体声扬声器5产生脉冲音。即，个人计算机、智能手机等通用的处理装置被用作音响设备。在这样的情况下，音响设备的延迟量有可能每次测量时不同。例如，由于在音响设备的处理器中的处理、在接口中的处理而产生信号延迟。
因此，即使在立体声扬声器5的中央设置了钢球，由于在音响设备中的延迟，响应位置(峰值位置)在左扬声器5l驱动时和右扬声器5r驱动时不同。在这样的情况下，如测量例2、3所示，以最大振幅(绝对值为最大的振幅)成为相同的时刻的方式切出传递特性。例如，在测量例2中，以传递特性hls、hrs的最大振幅a为第30个采样的方式切出传递特性hls、hlo、hro、hrs。此外，在测量例2中，最大振幅为负的峰值(图5、图6的a)。
但是，存在收听者1的左右的耳壳形状不同的情况。在该情况下，即使收听者1相对于左右扬声器5l、5r处于左右对称的位置，左右的传递特性也会有较大的不同。另外，即使测量环境是左右不对称的情况，左右的传递特性也会有较大的不同。
并且，当在实际的测量环境中进行测量的情况下，如图9、图10所示的测量例4所示，存在获取最大振幅的峰值分割为两个的情况。在测量例4中，如图10所示，传递特性hrs的最大振幅a被分割为两个。
另外，如图11、图12的测量例5所示，在左右的传递特性hls、hrs中，存在获取最大振幅的峰值的符号不同的情况。在测量例5中，传递特性hls的最大振幅a为正的峰值(图11)，传递特性hrs的最大振幅a为负的峰值(图12)。
如此，当左右的传递特性hls、hrs的信号波形有较大不同时，来自左右扬声器5的声音的到达时间完全错开。因此，当在头外定位处理部10中进行了卷积运算的情况下，存在无法得到左右均衡好的声场的情况。例如，图13、图14示出测量例4、测量例5的传递特性hls、hrs在示出最大振幅的采样位置(或者时刻)一致而切出的传递特性。图13示出测量例4的传递特性hls、hrs，图14示出测量例5的传递特性hls、hrs。
如图13、图14所示，在左右的传递特性hls、hrs的波形的形状存在较大的不同的情况下，有可能无法得到左右均衡好的声场。例如，应定位在中心的声乐声像完全偏向左右。如此，存在无法根据由不同脉冲响应测量而得到的传递特性而适当地切出的情况。即，存在无法适当地生成滤波器的情况。因此，在本实施方式中，通过滤波器生成装置200进行以下的处理来进行适当的切出。
使用图15对滤波器生成装置200的处理装置210的构成进行说明。图15是示出处理装置210的构成的框图。处理装置210包括测量信号生成部211、采集声音信号获取部212、同步加法运算部213、直接音到达时刻搜索部214、左右直接音判断部215、错误修正部216以及波形切出部217。例如，处理装置210是个人计算机、智能手机、平板终端等的信息处理装置，并包括声音输入接口(if)和声音输出接口。即，处理装置210是具有与立体声麦克风2以及立体声扬声器5连接的输入输出端子的音响设备。
测量信号生成部211包括d/a转换器、放大器等，来生成测量信号。测量信号生成部211将所生成的测量信号分别输出到立体声扬声器5。左扬声器5l和右扬声器5r分别输出用于测量传递特性的测量信号。由左扬声器5l进行的脉冲响应测量和由右扬声器5r进行的脉冲响应测量被分别进行。
立体声麦克风2的左麦克风2l、右麦克风2r分别对测量信号进行采集，并将采集声音信号输出到处理装置210。采集声音信号获取部212获取来自左麦克风2l、右麦克风2r的采集声音信号。此外，采集声音信号获取部212具有a/d转换器以及放大器等，可以对来自左麦克风2l、右麦克风2r的采集声音信号进行a/d转换、放大等。采集声音信号获取部212将所获取的采集声音信号输出到同步加法运算部213。
通过左扬声器5l的驱动，对应于左扬声器5l与左麦克风2l之间的传递特性hls的第一采集声音信号以及对应于左扬声器5l与右麦克风2r之间的传递特性hlo的第二采集声音信号被同时获取。另外，通过右扬声器5r的驱动，对应于右扬声器5r与左麦克风2l之间的传递特性hro的第三采集声音信号以及对应于右扬声器5r与右麦克风2r之间的传递特性hrs的第四采集声音信号被同时获取。
同步加法运算部213对采集声音信号进行同步加法运算。同步加法运算将通过多次的脉冲响应测量而获取的采集声音信号同步并进行加法运算。通过进行同步加法运算，能够减轻突发的噪声的影响。例如，同步加法运算次数能够设为10次。如此，同步加法运算部213通过对采集声音信号进行同步加法运算，来获取传递特性hls、hlo、hro、hrs。
接着，直接音到达时刻搜索部214搜索被进行同步加法运算的传递特性hls、hrs的直接音到达时刻。所谓直接音是指从左扬声器5l直接到达左麦克风2l的声音以及从右扬声器5r直接到达右麦克风2r的声音。即，所谓直接音是不由壁、地板、顶棚、外耳等周围的构造物反射而从扬声器5l、5r到达了麦克风2l、2r的声音。通常，直接音是最早到达麦克风2l、2r的声音。直接音到达时刻相当于从测量开始起至直接音到达为止所经过的时间。
更具体而言，直接音到达时刻搜索部214基于传递特性hls、hrs的振幅为最大的时刻搜索直接音到达时刻。此外，对直接音到达时刻搜索部214中的处理在后面描述。直接音到达时刻搜索部214将所搜索出的直接音到达时刻输出到左右直接音判断部215。
左右直接音判断部215使用直接音到达时刻搜索部214所搜索出的直接音到达时刻判断左右的直接音的振幅的符号是否一致。例如，左右直接音判断部215判断直接音到达时刻的传递特性hls、hrs的振幅的符号是否一致。并且，左右直接音判断部215判断直接音到达时刻是否一致。左右直接音判断部215将判断结果输出到错误修正部216。
在直接音到达时刻的传递特性hls、hrs的振幅的符号不一致的情况下，错误修正部216修正切出定时。并且，波形切出部217在被修正了的切出定时切出传递特性hls、hlo、hro、hrs的波形。以预定的滤波器长切出的传递特性hls、hlo、hro、hrs成为滤波器。即，波形切出部217将开始位置错开来切出传递特性hls、hlo、hro、hrs的波形。在直接音到达时刻的传递特性hls、hrs的振幅的符号一致的情况下，波形切出部21不修正切出定时而以原来的定时切出。
具体而言，在传递特性hls、hrs的振幅的符号不同的情况下，错误修正部216为了使传递特性hls、hrs的直接音到达时刻一致而修正切出定时。以传递特性hls、hrs的直接音位于相同的采样数的方式，移动传递特性hls、hlo或者传递特性hro、hrs的数据。即，在传递特性hls、hlo以及传递特性hro、hrs下使切出的开始采样数不同。
然后，波形切出部217从切出的传递特性hls、hlo、hro、hrs生成滤波器。即，波形切出部217通过将传递特性hls、hlo、hro、hrs的振幅设为滤波器系数，来生成滤波器。由波形切出部217生成的传递特性hls、hlo、hro、hrs作为滤波器而被设定在图1所示的卷积运算部11、12、21、22中。由此，用户u能够以左右均衡好的音质收听被进行头外定位的音频。
接着，使用图16来详细地对基于处理装置210的滤波器生成方法进行说明。图16是示出处理装置210中的滤波器生成方法的流程图。
首先，同步加法运算部213对采集声音信号进行同步加法运算(s101)。即，同步加法运算部213按照每个传递特性hls、hlo、hro、hrs对采集声音信号进行同步加法运算。由此，能够降低突发的噪声的影响。
接着，直接音到达时刻搜索部214获取传递特性hls中的直接音到达时刻hls_first_idx以及传递特性hrs中的直接音到达时刻hrs_first_idx(s102)。
这里，使用图17对直接音到达时刻搜索部214中的直接音到达时刻的搜索处理进行详细地说明。图17是示出直接音到达时刻的搜索处理的流程图。此外，图17示出对传递特性hls、传递特性hrs的各个进行的处理。即，直接音到达时刻搜索部214通过对传递特性hls、hrs的各个执行图17所示的处理，能够分别获取直接音到达时刻hls_first_idx和直接音到达时刻hls_first_idx。
首先，直接音到达时刻搜索部214获取传递特性的振幅的绝对值为最大的时刻max_idx(s201)。即，直接音到达时刻搜索部214如图9～图12所示，将获取最大振幅a的时刻设定为时刻max_idx。时刻max_idx是与从测量开始起的时间对应的。另外，时刻max_idx以及后述的各种时刻可以表示为从测量开始起的绝对时间，也可以表示为从测量开始起的采样数。
接着，直接音到达时刻搜索部214判断时刻max_idx中的data[max_idx]是否比0大(s202)。data[max_idx]是max_idx中的传递特性的振幅的值。即，直接音到达时刻搜索部214判断最大振幅是正的峰值还是负的峰值。在data[max_idx]为负的情况下(s202的否)，直接音到达时刻搜索部214设定为zero_idx＝max_idx(s203)。在图12所示的振幅hrs中，由于最大振幅a是负的，因此为max_idx＝zero_idx。
这里，zero_idx是为直接音到达时刻的搜索范围的基准的时刻。具体而言，时刻zero_idx与搜索范围的结束端对应。直接音到达时刻搜索部214在0～zero_idx的范围内搜索直接音到达时刻。
在data[max_idx]为正的情况下(s202的是)，直接音到达时刻搜索部214获取zero_idx<max_idx且振幅最后为负的时刻zero_idx(s204)。即，直接音到达时刻搜索部214将紧接时刻max_idx之前振幅为负的时刻设定为zero_idx。例如，在图9～图11所示的传递特性中，由于最大振幅a为正，因此zero_idx存在于时刻max_idx之前。在紧接时刻max_idx之前，将振幅为负的时刻设为搜索范围的结束端，但搜索范围的结束端并不限于此。
在步骤s203或者s204中，当设定zero_idx时，直接音到达时刻搜索部214获取0～zero_idx为止的极大点(s205)。即，直接音到达时刻搜索部214在搜索范围0～zero_idx中提取出振幅的正的峰值。
直接音到达时刻搜索部214判断极大点的个数是否比0大(s206)。即，直接音到达时刻搜索部214在搜索范围0～zero_idx中判断是否存在极大点(正的峰值)。
在极大点的个数是0以下的情况下(s206的否)，即，在搜索范围0～zero_idx中没有极大点的情况下，直接音到达时刻搜索部214设为first_idx＝max_idx。first_idx是直接音到达时刻。例如，在如图11、图12所示的传递特性hls、hrs中，在0～zero_idx的范围中不存在极大点。因此，直接音到达时刻搜索部214设为直接音到达时刻first_idx＝max_idx。
在极大点的个数比0大的情况下(s206的是)，即，在搜索范围0～zero_idx中存在极大点的情况下，直接音到达时刻搜索部214将极大点的振幅大于(|data[max_idx]|/15)的最初的时刻设为直接音到达时刻first_idx(s208)。即，在搜索范围0～zero_idx中，将处于最早时刻的正的峰值且为比阈值(这里，最大振幅的绝对值的15分之1)高的峰值设为直接音。例如，在图9、图10所示的传递特性中，在0～zero_idx的范围中存在极大点c、d。并且，最初的极大点c的振幅比阈值大。因此，直接音到达时刻搜索部214将极大点c的时刻设定为直接音到达时刻first_idx。
这里，如果极大点的振幅小，则有可能是由噪声等导致的。即，需要辨别极大点是基于噪声的，还是基于来自扬声器的直接音的。因此，在本实施方式中，将(data[max_idx]的绝对值)/15设为阈值，将比阈值大的极大点设为直接音。如此，直接音到达时刻搜索部214根据最大振幅设定阈值。
然后，直接音到达时刻搜索部214通过对极大点的振幅与阈值进行比较，来辨别极大点是基于噪声的还是基于直接音的。即，在小于极大点的振幅相对于最大振幅的绝对值的预定的比例的情况下，直接音到达时刻搜索部214将极大点辨别为噪声。在为极大点的振幅相对于最大振幅的绝对值的预定的比例以上的情况下，直接音到达时刻搜索部214将极大点辨别为直接音。通过设为如此，能够去除噪声的影响，因此能够准确地搜索直接音到达时刻。
当然，用于辨别噪声的阈值并不限于上述的值，能够根据测量环境、测量信号设定适当的比例。另外，也能够与最大振幅无关地设定阈值。
如此，直接音到达时刻搜索部214求出直接音到达时刻first_idx。具体而言，直接音到达时刻搜索部214在振幅的绝对值变为最大的时刻max_idx之前将振幅取得极大点的时刻设为直接音到达时刻first_idx。即，直接音到达时刻搜索部214在比最大振幅之前将处于最初的正的峰值判断为直接音。在最大振幅之前没有极大点的情况下，将最大振幅判断为直接音。直接音到达时刻搜索部214将所搜索的直接音到达时刻first_idx输出到左右直接音判断部215。
返回到图16的说明。如上所述，左右直接音判断部215分别获取传递特性hls、hrs的直接音到达时刻hls_first_idx、hrs_first_idx。然后，左右直接音判断部215求出传递特性hls、hrs的直接音的振幅的积(s103)。即，左右直接音判断部215将直接音到达时刻hls_first_idx的传递特性hls的振幅与直接音到达时刻hrs_first_idx的传递特性hro的振幅相乘，判断hls与hrs的最大振幅的正负的符号是否一致。
接着，左右直接音判断部215判断是否是(传递特性hls、hrs的直接音的振幅的积)>0且为hls_first_idx＝hrs_first_idx(s104)。即，左右直接音判断部215判断传递特性hls、hrs的直接音到达时刻的振幅的符号是否一致。并且，左右直接音判断部215判断直接音到达时刻hls_first_idx是否与直接音到达时刻hrs_first_idx一致。
在直接音到达时刻的振幅是相同的符号、且hls_first_idx与直接音到达时刻hrs_first_idx一致的情况下(s104的是)，错误修正部216移动一者的数据以使得直接音成为相同的时刻(s106)。此外，在不需要传递特性的移动的情况下，数据的移动量为0。例如，当在步骤s104中被判断为是的情况下，数据的移动量为0。在该情况下，也可以省略步骤s106而转移到步骤s107。并且，波形切出部217从相同的时刻以滤波器长切出传递特性hls、hlo、hro、hrs(s107)。
在传递特性hls、hrs的直接音的振幅的积是负的情况下，或者，在不为hls_first_idx＝hrs_first_idx的情况下(s104的否)，错误修正部216计算传递特性hls、hrs的互相关系数corr(s105)。即，由于左右的直接音到达时刻不一致，因此错误修正部216修正切出定时。因此，错误修正部216计算传递特性hls、hrs的互相关系数corr。
然后，错误修正部216基于互相关系数corr，以使直接音成为相同的时刻的方式移动一者的数据(s106)。具体而言，为了直接音到达时刻hls_first_idx与直接音到达时刻hrs_first_idx一致，移动传递特性hrs、hro的数据。这里，传递特性hrs、hro的数据的移动量根据相关性最高的偏移量决定。如此，错误修正部216基于传递特性hls、hrs的相关性修正切出定时。波形切出部217将传递特性hls、hlo、hro、hrs以滤波器长切出(s107)。
这里，使用图18对步骤s104～步骤s107的处理的一例进行说明。图18是示出步骤s104～步骤s107的处理的一例的流程图。
首先，左右直接音判断部215与步骤s104同样地进行左右音的判断。即，左右直接音判断部215判断是否为传递特性hls、hrs的直接音的振幅的积>0、且为hls_first_idx＝hrs_first_idx(s301)。
在为传递特性hls、hrs的直接音的振幅的积>0且hls_first_idx＝hrs_first_idx的情况下(s301的是)，为了hls_first_idx＝hrs_first_idx成为相同时刻，错误修正部216移动传递特性hrs、hro的数据(s305)。此外，在不需要传递特性的移动的情况下，数据的移动量为0。例如，当在步骤s301中判断为是的情况下，数据的移动量为0。在该情况下，也可以省略步骤s305，转移到步骤s306。并且，波形切出部217从相同时刻以滤波器长将传递特性hls、hlo、hro、hrs切出(s306)。即，错误修正部216为了使直接音到达时刻一致而修正传递特性hro、hrs的切出定时。然后，在由错误修正部216修正了的切出定时，波形切出部217切出传递特性hls、hlo、hro、hrs。
在传递特性hls、hrs的直接音的振幅的积<0的情况下，或者，在不是hls_first_idx＝hrs_first_idx的情况下(s301的否)，错误修正部216将传递特性hls的start＝(first_idx-20)设为偏移，并获取+30采样的数据，计算平均值、方差(s302)。即，错误修正部216将直接音到达时刻first_idx的前第20采样设为开始点start并提取连续的30采样量的数据。然后，错误修正部216计算所提取出的30采样的平均值以及方差。平均值以及方差为了将互相关系数标准化而使用，因此在不需要标准化的情况下可以不计算出。此外，所提取的采样数并不限于30采样，错误修正部216能够提取任意的采样数。
然后，错误修正部216从传递特性hrs的(start-10)到(start+10)将偏移一个个地错开，来获取与传递特性hls之间的互相关系数corr[0]～corr[19](s303)。此外，错误修正部216优选求出传递特性hrs的平均值以及方差，并使用传递特性hls、hrs的平均值以及方差来进行互相关系数corr的标准化。
使用图19，对互相关系数的求法进行说明。在图19的中栏，将传递特性hls以及从传递特性hls提取出的30采样由粗框g示出。另外，在图19的上栏中，将传递特性hrs以及将(start-10)设为偏移的情况下的30采样由粗框f示出。由于是first_idx-20＝start，在图19的上栏，将first_idx-30设为开始的30采样被包含在粗框f中。
另外，在图19的下栏中，将传递特性hrs以及将(start+10)设为偏移的情况下的30采样由粗框h示出。由于是first_idx-20＝start，在图19的上栏中，将first_idx-10设为开始的30采样被包含在粗框f中。通过计算粗框f所包含的30采样与粗框g所包含的30采样的互相关，来求出互相关系数corr[0]。同样地，通过计算粗框g与粗框h的互相关来求出互相关系数corr[19]。互相关系数corr越高，传递特性hls、hrs的相关性越高。
错误修正部216获取互相关系数取最大值的corr[cmax_idx](s304)。这里，cmax_idx相当于互相关系数取最大值的偏移量。即，cmax_idx示出传递特性hls与传递特性hrs的相关性最大时的偏移量。
然后，错误修正部216根据cmax_idx移动传递特性hrs、hro的数据，以使得hls_first_idx和hrs_first_idx为相同时刻(s305)。错误修正部216以偏移量移动传递特性hrs、hro的数据。由此，传递特性hls、hrs的直接音到达时刻一致。此外，步骤s305相当于图16的步骤s106。另外，错误修正部216不是移动传递特性hrs、hro，而是移动传递特性hls、hlo。
然后，波形切出部217从相同时刻以滤波器长切出传递特性hls、hlo、hro、hrs。通过设为如此，能够生成直接音到达时刻一致的滤波器。因此，能够生成左右均衡良好的声场。由此，能够使声乐声像定位到中心。
接着，使用图20a～图20c对使直接音到达时刻一致的意义进行说明。图20a是示出使直接音到达时刻一致之前的传递特性hls、hlo的图。图20b是示出传递特性hrs、hro的图。图20a是示出使直接音到达时刻一致后的的传递特性hls、hlo的图。在图20a～图20c中，横轴是采样数，纵轴为振幅。采样数与从测量开始起的时间对应，将测量开始时刻设为采样数0。
例如，在来自左扬声器5l的脉冲响应测量和来自右扬声器5r的脉冲响应测量中，在音响设备中的延迟量存在不同情况。在该情况下，与图20b所示的传递特性hrs、hro相比，图20a所示的传递特性hls、hlo的直接音到达时刻发生延迟。在这样的情况下，当不使直接音到达时刻的定时一致而切出传递特性hls、hlo、hro、hrs时，会生成左右的均衡差的声场。因此，如图20c所示，处理装置210基于相关性移动传递特性hls、hlo。由此，能够使传递特性hls、hrs的直接音到达时刻一致。
然后，处理装置210通过使直接音到达时刻一致而切出传递特性，来生成滤波器。即，波形切出部217通过切出以直接音到达时刻一致的方式一致的传递特性，来生成滤波器。由此，能够再生左右的均衡良好的声场。
在本实施方式中，左右直接音判断部215判断直接音的符号是否一致。根据左右直接音判断部215的判断结果，错误修正部216进行错误修正。具体而言，在直接音的符号不一致的情况下，或者在直接音到达时刻不一致的情况下，错误修正部216基于互相关系数进行错误修正。在直接音的符号一致且直接音到达时刻一致的情况下，错误修正部216不执行基于互相关系数的错误修正。由于错误修正部216进行错误修正的频率低，因此能够省略不需要的计算处理。即，在直接音的符号一致、且直接音到达时刻一致的情况下，错误修正部216不需要计算互相关系数。因此，能够缩短计算处理时间。
通常，可以不进行基于错误修正部216的错误修正。但是，存在左右扬声器5l、5r的特性不同、或者周围的反射的状况在左右有较大的不同的情况。或者，也存在麦克风2l、2r的位置在左耳9l、右耳9r错开的情况。另外，音响设备的延迟量也存在不同。在这样的情况下，无法适当地对测量信号进行采集，存在在左右定时错开的情况。在本实施方式中，通过错误修正部216进行错误修正，能够适当地生成滤波器。由此，能够再生左右均衡好的声场。
另外，直接音到达时刻搜索部214搜索直接音到达时刻。具体而言，直接音到达时刻搜索部214在成为最大振幅的时刻之前，将振幅取极大点的时刻设为直接音到达时刻。并且，直接音到达时刻搜索部214在成为最大振幅的时刻之前没有极大点的情况下，将成为最大振幅的时刻设为直接音到达时刻。通过设为如此，能够适当地搜索直接音到达时刻。然后，通过基于直接音到达时刻切出传递特性，能够更适当地生成滤波器。
左右直接音判断部215判断直接音到达时刻中的传递特性hls、hrs的振幅的符号是否一致。然后，在符号不同的情况下，错误修正部216修正切出定时。通过如此，能够适当地调整切出定时。并且，左右直接音判断部215判断传递特性hls、hrs的直接音到达时刻是否一致。然后，在传递特性hls、hrs的直接音到达时刻不一致的情况下，错误修正部216修正切出定时。通过设为如此，能够适当地调整切出定时。
在直接音到达时刻的传递特性hls、hrs的振幅的符号一致、且传递特性hls、hrs的直接音到达时刻一致的情况下，传递特性的移动量为0。在该情况下，错误修正部216可以省略修正切出定时的处理。具体而言，在步骤s104为是的情况下，能够省略步骤s106。或者，在步骤s301为是的情况下，能够省略步骤s305。通过设为如此，能够省略不需要的处理，并能够缩短计算时间。
错误修正部216优选的是基于传递特性hls、hrs的相关性修正切出定时。通过设为如此，能够适当地使直接音到达时刻一致。由此，能够再生左右均衡良好的声场。
此外，在上述的实施方式中，作为声像定位处理装置而对使用头戴耳机并在头外定位声像的头外定位处理装置进行了说明，但本实施方式并不限于头外定位处理装置。例如，可以用于通过从扬声器5l、5r再生立体声信号来使声像定位的声像定位处理装置。即，本实施方式能够在将传递特性卷积到再生信号的声像定位处理装置上应用。例如，也能够生成虚拟扬声器、近扬声器环绕等中的声像定位用滤波器。
上述信号处理中的一部分或者全部可以通过计算机程序来执行。上述的程序利用各种类型的非临时性的计算机可读介质(non-transitorycomputerreadablemedium)保存，并能够提供给计算机。非临时性的计算机可读介质包含各种类型的存在实体的记录介质(tangiblestoragemedium)。非临时性的计算机可读介质的例子包含磁记录介质(例如软盘、磁带、硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如光磁盘)、cd-rom(readonlymemory，只读存储器)、cd-r(可记录光盘驱动器)、cd-r/w(可读取可记录光盘驱动器)、半导体存储器(例如，掩膜rom，prom(programmablerom，可编程只读存储器)、eprom(erasableprom，可擦写可编程只读存储器)、闪存rom、ram(randomaccessmemory，随机存取存储器))。另外，程序可以通过各种类型的临时的计算机可读介质(transitorycomputerreadablemedium)提供给计算机。临时性的计算机可读介质的例子包含电信号、光信号以及电磁波。临时性的计算机可读介质能够经由电线以及光纤等有线通信线路或者无线通信线路将程序提供给计算机。
以上，对由本发明人完成的发明基于实施方式具体地进行了说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围能当然能够进行各种变更。
本申请主张以在2016年2月4日申请的日本申请特愿2016-19906为基础的优先权，其公开的全部并入到本文。
产业上的可用性
本申请是能够应用于使用传递特性定位声像的声像定位处理装置。
符号说明
u用户
1收听者
2l左麦克风
2r右麦克风
5l左扬声器
5r右扬声器
9l左耳
9r右耳
10头外定位处理部
11卷积运算部
12卷积运算部
21卷积运算部
22卷积运算部
24加法运算器
25加法运算器
30测量部
41滤波器部
42滤波器部
43头戴耳机
100头外定位处理装置
200滤波器生成装置
210处理装置
211测量信号生成部
212采集声音信号获取部
213同步加法运算部
214直接音到达时刻搜索部
215左右直接音判断部
216错误修正部
217波形切出部。