(57)【要約】【課題】より高音質な音声を得ることができるようにする。【解決手段】音声処理装置は、目的とする特性を得るために、音声処理装置の特性を予め保持しておき、その特性の逆特性のフィルタを生成するとともに、得られたフィルタと、目的とする特性のフィルタとから、補正フィルタを生成する。音声処理装置は、生成した補正フィルタを用いて、再生対象の音声信号に対してフィルタ処理を施し、得られた音声信号に基づいて音声を再生する。これにより、本来得ようとする特性を実現することができるようになる。本技術は、音声処理装置に適用することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め求められた、音声信号を再生したときに得られる音声出力部の周波数特性の逆特性のフィルタと、目的とする周波数特性を実現するためのフィルタとに基づいて、補正フィルタを生成するフィルタ生成部と、
前記音声信号に対して前記補正フィルタを用いたフィルタ処理を施して、前記フィルタ処理により得られた前記音声信号を出力するフィルタ処理部と
を備える音声処理装置。
【請求項２】
前記目的とする周波数特性は、拡散音場HRTF特性である
請求項１に記載の音声処理装置。
【請求項３】
前記目的とする周波数特性の所定周波数帯域内の一部の周波数におけるゲイン値は、基準となる周波数のゲイン値に基づいて定まる所定の範囲内の値となっている
請求項２に記載の音声処理装置。
【請求項４】
前記フィルタ生成部は、前記補正フィルタの定められた周波数帯域の特性を補正して、最終的な前記補正フィルタとする
請求項３に記載の音声処理装置。
【請求項５】
前記フィルタ生成部は、前記音声出力部の周波数特性の逆特性のフィルタ、前記目的とする周波数特性を実現するためのフィルタ、および前記音声信号を増幅させる増幅部の周波数特性の逆特性のフィルタに基づいて、前記補正フィルタを生成する
請求項４に記載の音声処理装置。
【請求項６】
前記音声信号に対して所定の処理を施す処理実行部をさらに備え、
前記フィルタ処理部は、前記処理実行部により前記所定の処理が施された前記音声信号に対して、前記フィルタ処理を施す
請求項５に記載の音声処理装置。
【請求項７】
予め求められた、音声信号を再生したときに得られる音声出力部の周波数特性の逆特性のフィルタと、目的とする周波数特性を実現するためのフィルタとに基づいて、補正フィルタを生成し、
前記音声信号に対して前記補正フィルタを用いたフィルタ処理を施して、前記フィルタ処理により得られた前記音声信号を出力する
ステップを含む音声処理方法。
【請求項８】
予め求められた、音声信号を再生したときに得られる音声出力部の周波数特性の逆特性のフィルタと、目的とする周波数特性を実現するためのフィルタとに基づいて、補正フィルタを生成し、
前記音声信号に対して前記補正フィルタを用いたフィルタ処理を施して、前記フィルタ処理により得られた前記音声信号を出力する
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は音声処理装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、より高音質な音声を得ることができるようにした音声処理装置および方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、拡散音場HRTF（Head Related Transfer Function）フィルタを用いて、音声信号にフィルタ処理を施し、目的とする特性の音声が得られるようにする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１に記載の技術では、ヘッドホン受聴において、一部に拡散音場HRTFフィルタを用いて、簡易に前後方向の頭外定位をさせることが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５３３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した技術では、より高音質な音声を得ることが困難であった。例えば、上述した技術は、ヘッドホンを音像定位させるための技術であり、ヘッドホンのトーンバランスを向上させるものではなかった。
【０００５】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より高音質な音声を得ることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の一側面の音声処理装置は、予め求められた、音声信号を再生したときに得られる音声出力部の周波数特性の逆特性のフィルタと、目的とする周波数特性を実現するためのフィルタとに基づいて、補正フィルタを生成するフィルタ生成部と、前記音声信号に対して前記補正フィルタを用いたフィルタ処理を施して、前記フィルタ処理により得られた前記音声信号を出力するフィルタ処理部とを備える。
【０００７】
前記目的とする周波数特性を、拡散音場HRTF特性とすることができる。
【０００８】
前記目的とする周波数特性の所定周波数帯域内の一部の周波数におけるゲイン値が、基準となる周波数のゲイン値に基づいて定まる所定の範囲内の値となるようにすることができる。
【０００９】
前記フィルタ生成部には、前記補正フィルタの定められた周波数帯域の特性を補正させて、最終的な前記補正フィルタとさせることができる。
【００１０】
前記フィルタ生成部には、前記音声出力部の周波数特性の逆特性のフィルタ、前記目的とする周波数特性を実現するためのフィルタ、および前記音声信号を増幅させる増幅部の周波数特性の逆特性のフィルタに基づいて、前記補正フィルタを生成させることができる。
【００１１】
音声処理装置には、前記音声信号に対して所定の処理を施す処理実行部をさらに設け、前記フィルタ処理部には、前記処理実行部により前記所定の処理が施された前記音声信号に対して、前記フィルタ処理を施させることができる。
【００１２】
本技術の一側面の音声処理方法またはプログラムは、予め求められた、音声信号を再生したときに得られる音声出力部の周波数特性の逆特性のフィルタと、目的とする周波数特性を実現するためのフィルタとに基づいて、補正フィルタを生成し、前記音声信号に対して前記補正フィルタを用いたフィルタ処理を施して、前記フィルタ処理により得られた前記音声信号を出力するステップを含む。
【００１３】
本技術の一側面においては、予め求められた、音声信号を再生したときに得られる音声出力部の周波数特性の逆特性のフィルタと、目的とする周波数特性を実現するためのフィルタとに基づいて、補正フィルタが生成され、前記音声信号に対して前記補正フィルタを用いたフィルタ処理が施されて、前記フィルタ処理により得られた前記音声信号が出力される。
【発明の効果】
【００１４】
本技術の一側面によれば、より高品質な音声を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本技術のフィルタ特性について説明する図である。
【図２】音声処理装置の構成例を示す図である。
【図３】音声再生処理について説明するフローチャートである。
【図４】増幅回路の特性について説明する図である。
【図５】音声処理装置の他の構成例を示す図である。
【図６】音声処理装置と音声信号出力部の外観の構成例を示す図である。
【図７】デジタルフィルタ処理部の構成例を示す図である。
【図８】フィルタ処理部の構成例を示す図である。
【図９】拡散音場HRTF特性について説明する図である。
【図１０】出力周波数特性の測定について説明する図である。
【図１１】拡散音場HRTF特性の測定について説明する図である。
【図１２】拡散音場HRTF特性の測定について説明する図である。
【図１３】拡散音場HRTF特性の特徴について説明する図である。
【図１４】拡散音場HRTF特性の修正について説明する図である。
【図１５】視聴部屋音場HRTF特性の測定について説明する図である。
【図１６】視聴部屋音場HRTF特性の測定について説明する図である。
【図１７】視聴部屋音場HRTF特性の測定について説明する図である。
【図１８】音声処理装置の構成例を示す図である。
【図１９】音声再生処理について説明するフローチャートである。
【図２０】音声処理装置の構成例を示す図である。
【図２１】音声再生処理について説明するフローチャートである。
【図２２】音声処理装置の構成例を示す図である。
【図２３】音声再生処理について説明するフローチャートである。
【図２４】音声処理装置と出力部の外観の構成例を示す図である。
【図２５】増幅回路の特性について説明する図である。
【図２６】補正周波数特性について説明する図である。
【図２７】デジタルフィルタ処理部の構成例を示す図である。
【図２８】音声信号のレベル変換について説明する図である。
【図２９】音声処理装置の構成例を示す図である。
【図３０】コンピュータの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本技術を適用した実施の形態について説明する。
【００１７】
〈第１の実施の形態〉
［本技術の特徴について］
まず、本技術の特徴について説明する。
【００１８】
本技術は、以下の（１）乃至（５）の特徴を有している。
【００１９】
特徴（１）
元々持っているヘッドホン特性と拡散音場HRTFフィルタを用いたターゲット特性との間での逆フィルタを畳み込む事で、ヘッドホンの補正を行い、音質改善を実現する。
特徴（２）
応用例として、スタジオ音場ヘッドホンを実現する際は、スタジオで測定されたHRTFをターゲット特性とする。また、高音質ヘッドホンを実現する場合は、特定の高音質ヘッドホンの特性をターゲット特性として使用する。
特徴（３）
スタジオ音場ヘッドホンでは、拡散音場ヘッドホンに、部屋のインパルス応答を付加する。
特徴（４）
適用先が、プレーヤとヘッドホンとする場合は、増幅器（アンプリファイア）とヘッドホンを合わせて補正する。
特徴（５）
デジタルマージンが取れない場合、リミッタを使用する事で、音割れのない音質を実現する。
【００２０】
なお、拡散音場ヘッドホン自体は、世の中に存在するが、元々のヘッドホンをデジタル信号処理でヘッドホン補正し、拡散音場ヘッドホンを実現しているものはなかった。
【００２１】
このような本技術によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００２２】
（１）
プロセッサの処理量が余っていれば、元々のヘッドホンがどのような特性であっても、デジタル信号処理のみで拡散音場ヘッドホン、スタジオ音場ヘッドホン、高音質ヘッドホンに似せ、音質改善が可能である。
（２）
周波数情報のみを補正する場合は、各補正データをひとまとまりにして、補正できるので、処理量が少なくて済む。
【００２３】
［拡散音場ヘッドホンにするための処理例について］
次に、本技術の具体的な処理例について説明する。
【００２４】
例えば、再生対象の音声信号について、図１の左側の曲線Ｃ１１に示す特性を実現したいとする。ここで、曲線Ｃ１１は、ターゲットとなる特性、つまり拡散音場HRTFフィルタの特性を示している。なお、図１において、横軸は周波数を示しており、縦軸はゲインを示している。
【００２５】
曲線Ｃ１１に示す特性を実現したい場合、通常は再生対象となる音声信号に対して曲線Ｃ１１に示す特性の拡散音場HRTFフィルタによりフィルタ処理を施して、その結果得られた音声信号を再生すればよい。
【００２６】
しかし、例えば曲線Ｃ１２に示すような、音声信号が再生されるヘッドホンなどの音声再生装置の特性も音声信号にのってしまうので、単に音声信号に対して拡散音場HRTFフィルタを用いたフィルタ処理を施すだけでは、所望の特性が得られないことがある。ここで、曲線Ｃ１２に示す特性は、音声信号を再生したときに得られるヘッドホンの特性である。
【００２７】
すなわち、例えば曲線Ｃ１１に示す特性の拡散音場HRTFフィルタを用いてフィルタ処理を音声信号に対して施しても、曲線Ｃ１１に示す特性の拡散音場HRTFフィルタと、さらに曲線Ｃ１２に示す特性のフィルタとを用いたフィルタ処理を音声信号に施して得られる音声が出力されてしまう。
【００２８】
そこで、本技術では、曲線Ｃ１１に示す特性の拡散音場HRTFフィルタと、曲線Ｃ１２に示す特性の逆特性のフィルタ、つまり曲線Ｃ１２に示す特性のフィルタの逆フィルタとを用いて、曲線Ｃ１３に示す特性の補正フィルタを生成する。
【００２９】
このようにして得られた補正フィルタを用いて、音声信号に対するフィルタ処理を行なえば、曲線Ｃ１１に示す特性が得られるようになり、より高音質な音声を得ることができる。つまり、音質改善を図ることができる。
【００３０】
［音声処理装置の構成例］
続いて、本技術を適用した具体的な実施の形態について説明する。
【００３１】
図２は、本技術を適用した音声処理装置の一実施の形態の構成例を示す図である。
【００３２】
音声処理装置１２は、例えばヘッドホンなどからなり、音声処理装置１２には、再生対象となる音声信号を出力する音声信号出力部１１が接続されている。
【００３３】
音声処理装置１２は、デジタルフィルタ処理部２１、D/A(Digital/Analog)変換部２２、増幅回路２３、および出力部２４から構成される。
【００３４】
デジタルフィルタ処理部２１は、音声信号出力部１１から供給された音声信号に対して、補正フィルタを用いたフィルタ処理を施し、その結果得られた音声信号をD/A変換部２２に供給する。例えば、音声信号出力部１１からデジタルフィルタ処理部２１には、左右の２つのチャンネルの音声信号が供給され、それらのチャンネルごとにフィルタ処理が行なわれる。また、ここでいう補正フィルタとは、図１の曲線Ｃ１３に示す特性の補正フィルタに対応するフィルタである。
【００３５】
デジタルフィルタ処理部２１は、フィルタ生成部３１を備えている。フィルタ生成部３１は、予め求められているヘッドホンなどの音声処理装置１２の特性（例えば、周波数特性）の逆特性のフィルタと、本来得ようとする特性を実現するための拡散音場HRTFフィルタとから逆フィルタ処理を行い、補正フィルタを生成する。
【００３６】
D/A変換部２２は、デジタルフィルタ処理部２１から供給された音声信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換し、増幅回路２３に供給する。増幅回路２３は、いわゆるアンプリファイアであり、D/A変換部２２から供給された音声信号の振幅を増幅させ、出力部２４に供給する。出力部２４は、例えば左右の２つのチャンネルのスピーカなどからなり、増幅回路２３から供給された音声信号に基づいて、音声を再生する。
【００３７】
［音声再生処理の説明］
さらに、図３のフローチャートを参照して、図２に示した音声処理装置１２により行なわれる音声再生処理について説明する。
【００３８】
ステップＳ１１において、フィルタ生成部３１は、予め保持しているヘッドホンなどの特性と、拡散音場HRTFフィルタとに基づいて補正フィルタを生成する。
【００３９】
具体的には、例えばフィルタ生成部３１は、図１の曲線Ｃ１２に示すヘッドホンなどの音声処理装置１２の特性と、曲線Ｃ１１に示す特性の拡散音場HRTFフィルタとを保持している。そして、フィルタ生成部３１は、曲線Ｃ１２に示す特性の逆特性のフィルタと、曲線Ｃ１１に示す特性の拡散音場HRTFフィルタとの畳み込み演算を行なうことで、曲線Ｃ１３に示す特性の補正フィルタを生成する。ここで得られる補正フィルタは、例えばFIR（Finite Impulse Response）型のフィルタなどとされる。
【００４０】
ステップＳ１２において、デジタルフィルタ処理部２１は、音声信号出力部１１から供給された音声信号に対して、ステップＳ１１の処理で生成された補正フィルタを用いたフィルタ処理を施し、その結果得られた音声信号をD/A変換部２２に供給する。
【００４１】
ステップＳ１３において、D/A変換部２２は、デジタルフィルタ処理部２１から供給された音声信号に対してD/A変換を行なう。すなわち、D/A変換部２２は、音声信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、増幅回路２３に供給する。
【００４２】
ステップＳ１４において、増幅回路２３は、D/A変換部２２から供給された音声信号の振幅を増幅させ、出力部２４に供給する。
【００４３】
ステップＳ１５において、出力部２４は、増幅回路２３から供給された音声信号に基づいて、音声を再生する。出力部２４から音声が出力されると、音声再生処理は終了する。
【００４４】
このようにして、音声処理装置１２は、音声処理装置１２等の特性を考慮して補正フィルタを生成し、得られた補正フィルタを用いて音声信号にフィルタ処理を施し、得られた音声信号に基づいて音声を再生する。このように、音声処理装置１２等の特性を考慮して補正フィルタを生成することで、より高音質な音声を得ることができるようになる。すなわち、音声処理装置１２等の特性によらず、本来、拡散音場HRTFフィルタを用いたフィルタ処理を行なって得られる音声により近い音声を得ることができるようになる。
【００４５】
［増幅回路特性の補正について］
また、増幅回路２３の特性が予め求められている場合には、増幅回路２３の特性も補正されるようにしてもよい。
【００４６】
例えば、図４の曲線Ｃ２１に示す特性が、増幅回路２３の特性として予め求められているとする。なお、図４において、横軸は周波数を示しており、縦軸はゲインを示している。
【００４７】
このような場合、フィルタ生成部３１は、曲線Ｃ２１に示す増幅回路２３の特性の逆特性を求める。これにより、例えば曲線Ｃ２２に示す特性が得られたとする。
【００４８】
すると、フィルタ生成部３１は、上述した曲線Ｃ１１の特性の拡散音場HRTFフィルタ、曲線Ｃ１２に示す特性の逆特性のフィルタ、および曲線Ｃ２２に示す特性のフィルタの畳み込み演算を行い、補正フィルタを生成する。これにより、さらに高音質な音声を得ることができるようになる。
【００４９】
なお、図２では、音声処理装置１２内のデジタルフィルタ処理部２１の後段に増幅回路２３が設けられているが、増幅回路２３がデジタルフィルタ処理部２１の前段に設けられている場合でも、増幅回路２３が音声処理装置１２外に設けられている場合でも同様の処理を行なうことで、より高音質な音声を得ることができる。
【００５０】
［音声処理装置の他の構成例］
また、以上においては、音声処理装置１２内に出力部２４が設けられる構成を例として説明したが、出力部２４が音声処理装置の外部に設けられるようにしてもよい。
【００５１】
例えば、そのような場合、音声処理装置は図５に示すように構成される。なお、図５において、図２における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【００５２】
図５に示す音声処理装置６１は、音声信号出力部１１、デジタルフィルタ処理部２１、D/A変換部２２、および増幅回路２３から構成される。そして、デジタルフィルタ処理部２１は、フィルタ生成部３１を備えている。
【００５３】
さらに、音声処理装置６１の増幅回路２３には、出力部２４が接続されており、出力部２４は、増幅回路２３から供給された音声信号に基づいて音声を再生する。この例では、例えば出力部２４がヘッドホンなどとされ、音声処理装置６１は、ヘッドホンに接続された音声再生装置などとされる。
【００５４】
なお、D/A変換部２２や増幅回路２３などがヘッドホン側、つまり出力部２４側に設けられるようにしてもよい。
【００５５】
［音声再生処理について］
ところで、図２に示した構成では、例えば図６に示すように音声信号出力部１１がユーザにより所持される携帯型の音声再生装置、つまりポータブルプレーヤ等とされ、音声処理装置１２が、音声再生装置に接続されるヘッドホンやイヤホンなどとされる。
【００５６】
本技術では、音声信号に対して補正フィルタを用いたフィルタ処理を施すことで、出力部２４から出力され、ユーザの鼓膜に到達する音声の周波数特性が、図１の曲線Ｃ１１に示した拡散音場HRTF特性となる。そのため、ユーザが知覚する音声は、高音と低音など音声の各周波数のパワーのバランスが均等（フラット）なものとなり、トーンバランスのよい自然で高音質な音声を得ることができる。すなわち、ヘッドホン等からなる音声処理装置１２の音質が改善され、自然でクリアな音質を実現することができる。
【００５７】
しかも、本技術によればデジタル信号処理で、簡単に音声処理装置１２の出力周波数特性を、音声処理装置１２が元々もっている出力周波数特性から、拡散音場HRTFの周波数特性（拡散音場HRTF特性）へと近付けることができる。
【００５８】
なお、曲線Ｃ１１に示す拡散音場HRTF特性において上に凸となっている部分は、人の耳朶や外耳道での音の反射に起因する周波数特性であり、曲線Ｃ１１に示す周波数特性の音声が人の耳の鼓膜に到達すると、その人にはフラットな周波数特性の音声が聞こえる。
【００５９】
また、音声処理装置１２に入力される音声信号が左右の２チャンネルの音声信号である場合、デジタルフィルタ処理部２１にはフィルタ生成部３１の他に、例えば図７に示すように、チャンネルごとにフィルタ処理を実行するフィルタ処理部が設けられる。
【００６０】
図７の例では、デジタルフィルタ処理部２１には、左チャンネルの音声信号が入力されるフィルタ処理部９１−１と、右チャンネルの音声信号が入力されるフィルタ処理部９１−２とが設けられている。なお、図７では、フィルタ生成部３１の図示は省略されている。
【００６１】
フィルタ処理部９１−１およびフィルタ処理部９１−２は、それぞれ左チャンネルおよび右チャンネルの音声信号に対して、補正フィルタを用いたフィルタ処理を施して、その結果得られた音声信号をD/A変換部２２に供給する。なお、以下、フィルタ処理部９１−１およびフィルタ処理部９１−２を特に区別する必要のない場合、単にフィルタ処理部９１とも称することとする。
【００６２】
このようなフィルタ処理部９１では、例えばFIR型の補正フィルタによりFIR処理が行なわれる。そのような場合、フィルタ処理部９１は、図８に示すように構成される。
【００６３】
図８に示すフィルタ処理部９１は、遅延部１２１−１乃至遅延部１２１−Ｎ、増幅部１２２−１乃至増幅部１２２−（Ｎ+１）、および加算部１２３−１乃至加算部１２３−Ｎから構成される。
【００６４】
遅延部１２１−１と増幅部１２２−１には、音声信号出力部１１からデジタルフィルタ処理部２１に供給された、左チャンネルまたは右チャンネルの音声信号が１サンプルずつ入力される。増幅部１２２−１は、供給された音声信号に対して補正フィルタを構成する補正係数を乗算し、加算部１２３−１に供給する。
【００６５】
遅延部１２１−１は、供給された音声信号を１サンプル分の時間だけ遅延させた後、遅延部１２１−２および増幅部１２２−２に供給する。同様に、遅延部１２１−２乃至遅延部１２１−（Ｎ−１）は、遅延部１２１−１乃至遅延部１２１−（Ｎ−２）から供給された音声信号を１サンプル分の時間だけ遅延させて、遅延部１２１−３乃至遅延部１２１−Ｎおよび増幅部１２２−３乃至増幅部１２２−Ｎに供給する。
【００６６】
また、遅延部１２１−Ｎは、遅延部１２１−（Ｎ−１）から供給された音声信号を、増幅部１２２−（Ｎ＋１）に供給する。
【００６７】
増幅部１２２−２乃至増幅部１２２−（Ｎ＋１）は、遅延部１２１−１乃至遅延部１２１−Ｎから供給された音声信号に対して、補正フィルタを構成する補正係数を乗算し、加算部１２３−１乃至加算部１２３−Ｎに供給する。
【００６８】
加算部１２３−１は、増幅部１２２−１および増幅部１２２−２から供給された音声信号を加算して、加算部１２３−２に供給する。加算部１２３−ｎ（但し、２≦ｎ≦Ｎ−１）は、加算部１２３−（ｎ−１）および増幅部１２２−（ｎ＋１）から供給された音声信号を加算して、加算部１２３−（ｎ＋１）に供給する。
【００６９】
また、加算部１２３−Ｎは、加算部１２３−（Ｎ−１）および増幅部１２２−（Ｎ＋１）から供給された音声信号を加算し、D/A変換部２２に供給する。
【００７０】
なお、以下、増幅部１２２−１乃至増幅部１２２−（Ｎ+１）を特に区別する必要のない場合、単に増幅部１２２とも称することとする。
【００７１】
このような増幅部１２２で用いられる補正係数からなる補正フィルタは、図１に示したように曲線Ｃ１３に示す周波数特性を実現するフィルタである。すなわち、曲線Ｃ１３に示す周波数特性の波形における所定の周波数を注目周波数とすると、曲線Ｃ１３における注目周波数のゲイン値（パワー）は、注目周波数における、曲線Ｃ１１のゲイン値から曲線Ｃ１２のゲイン値を減算して得られる値となる。
【００７２】
したがって、音声処理装置１２において音声信号に対して補正フィルタでフィルタ処理を施すと、図９に示すように曲線Ｃ１３に示す補正フィルタの周波数特性に、曲線Ｃ１２に示す音声処理装置１２の周波数特性が掛け合わされて、実際には曲線Ｃ１１に示す拡散音場HRTF特性の音声が得られることになる。なお、図９において図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【００７３】
音声処理装置１２では、音声信号に対して特にフィルタ処理を行わなくても、曲線Ｃ１２に示す周波数特性を実現するフィルタ処理が施されて得られるような周波数特性の音声信号が出力される。そのため、音声処理装置１２において曲線Ｃ１３に示す補正フィルタでフィルタ処理を行なうと、実際には曲線Ｃ１３に示す特性に曲線Ｃ１２に示す音声処理装置１２自体の特性を畳み込んで得られる特性が、音声処理装置１２の出力周波数特性として得られる。すなわち、曲線Ｃ１１に示す周波数特性、具体的には拡散音場HRTF特性の音声がユーザの鼓膜に到達することになる。したがって、ユーザにはトーンバランスのよい自然な音声が知覚されるようになる。
【００７４】
［周波数特性の測定について］
なお、上述したように図１の曲線Ｃ１３に示す周波数特性の補正フィルタは、目的とする特性である曲線Ｃ１１に示す拡散音場HRTF特性と、音声処理装置１２の元々の特性である曲線Ｃ１２に示す周波数特性との間で逆フィルタ処理を行なうことにより得られる。
【００７５】
したがって、フィルタ生成部３１において補正フィルタを演算により求めるには、曲線Ｃ１２に示した、音声処理装置１２が元々有している出力周波数特性を測定等により予め用意し、フィルタ生成部３１に保持させておく必要がある。
【００７６】
音声処理装置１２が元々有している出力周波数特性を測定により求める場合、例えば図１０に示すように、室内にヘッドホンである音声処理装置１２を装着したダミーヘッドＤＭ１１を配置した環境での測定が考えられる。
【００７７】
この例では、音声処理装置１２がダミーヘッドＤＭ１１に装着された状態で、音声処理装置１２からインパルス信号に基づいて音声を発生させ、その音声をダミーヘッドＤＭ１１に設けられたマイクロホンで収音させる。そして、このようにして得られたインパルス信号の応答に対してFFT（Fast Fourier Transform）が施され、その結果得られた周波数特性が、音声処理装置１２が元々有している出力周波数特性とされる。
【００７８】
このようにダミーヘッドＤＭ１１を用いて音声処理装置１２の出力周波数特性を測定すれば、ユーザの耳朶や外耳道での音の反射が考慮された測定結果を得ることができ、より高音質な音声を得ることができる補正フィルタを求めることができるようになる。
【００７９】
また、元々音声処理装置１２が有している出力周波数特性と同様に、目的とする周波数特性、つまり拡散音場HRTF特性についても予め測定を行い、測定された拡散音場HRTF特性をフィルタ生成部３１に保持させておく必要がある。
【００８０】
目的とする拡散音場HRTF特性を測定により求める場合、例えば図１１に示すように残響音室ＲＭ１１にスピーカＳＰ１１とダミーヘッドＤＭ１１とを配置し、スピーカＳＰ１１から出力された音声をダミーヘッドＤＭ１１で測定する方法が考えられる。なお、図１１において、図１０における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００８１】
図１１では、スピーカＳＰ１１とダミーヘッドＤＭ１１が、歪な形状の残響音室ＲＭ１１に配置されている。また、スピーカＳＰ１１は、出力周波数特性がほぼフラットな特性を有するスピーカとされる。
【００８２】
拡散音場HRTF特性の測定時には、残響音室ＲＭ１１の壁に向けて配置されたスピーカＳＰ１１からインパルス信号に基づいて音声を発生させ、その音声をダミーヘッドＤＭ１１に設けられたマイクロホンで収音させる。そして、このようにしてダミーヘッドＤＭ１１で得られたインパルス信号の応答に対してFFTが施され、その結果得られた周波数特性が、目的とする拡散音場HRTF特性とされる。
【００８３】
この例では、歪な形状の残響音室ＲＭ１１の壁に向けてスピーカＳＰ１１が配置されているので、スピーカＳＰ１１から出力された音声は、図中、矢印に表されるように残響音室ＲＭ１１の各壁で反射され、拡散される。
【００８４】
そうすると、ダミーヘッドＤＭ１１には、全方向からスピーカＳＰ１１により出力された音声が入射することになる。つまり、ダミーヘッドＤＭ１１で収音される各方向から入射した音声のパワーが均一になり、理想的な拡散音場HRTF特性を得ることができる。
【００８５】
また、目的とする拡散音場HRTF特性を測定により求める場合、例えば図１２に示すように無響音室ＲＭ２１にダミーヘッドＤＭ１１を配置するとともに、スピーカＳＰ１１の位置を変えながら拡散音場HRTF特性を求めるようにしてもよい。なお、図１２において、図１１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【００８６】
この例では、スピーカＳＰ１１が配置される各位置は、ダミーヘッドＤＭ１１から等距離であり、かつ例えば１度おきなど、ダミーヘッドＤＭ１１を中心として所定角度の間隔の位置とされる。
【００８７】
そして、それらの位置ごとに、ダミーヘッドＤＭ１１に向けられて配置されたスピーカＳＰ１１からインパルス信号に基づいて音声を発生させ、その音声をダミーヘッドＤＭ１１に設けられたマイクロホンで収音させる。スピーカＳＰ１１の配置位置ごとに、音声の出力と収音が行なわれると、複数の各方向についてインパルス信号の応答が得られる。すると、それらのインパルス信号の応答が平均化され、得られた平均に対してさらにFFTが施され、その結果得られた周波数特性が目的とする拡散音場HRTF特性とされる。
【００８８】
［拡散音場HRTF特性の特徴について］
このように図１１や図１２を参照して説明した方法で測定された拡散音場HRTF特性は、図１３に示す特徴を有している。なお、図１３において縦軸および横軸は、それぞれゲインおよび周波数を示している。
【００８９】
図１３において、曲線Ｃ３１は図１１や図１２に示した方法により得られた拡散音場HRTF特性を示している。例えば理想的な拡散音場HRTF特性は、1kHzを基準とし、1kHzの音圧を0dBとすると、2.5kHzから3kHzの範囲の一部で＋8dBから+12dBの範囲の値をとり、4.8kHzから5.3kHzの範囲の一部で＋5dBから+11dBの範囲の値をとる。なお、以下では、このような条件を判定条件とも称することとし、判定条件を満たす周波数特性が理想的な拡散音場HRTF特性であるものとする。
【００９０】
図１３の例では、曲線Ｃ３１上の点ＰＴ１１は、曲線Ｃ３１の1kHzの位置である。また、領域Ｅ１１は、点ＰＴ１１の音圧を0dBとしたときに周波数が2.5kHzから3kHzまでの範囲で、音圧が＋8dBから+12dBの範囲となる領域である。同様に、領域Ｅ１２は、点ＰＴ１１の音圧を0dBとしたときに周波数が4.8kHzから5.3kHzまでの範囲で、音圧が＋5dBから+11dBの範囲となる領域である。
【００９１】
曲線Ｃ３１は、領域Ｅ１１内および領域Ｅ１２内を通っているので判定条件が満たされ、理想的な拡散音場HRTF特性であるといえる。音声処理装置１２では、測定により得られた特性のうち、このような判定条件が満たされた特性が、目的とする拡散音場HRTF特性としてフィルタ生成部３１に保持される。
【００９２】
ここで、音声における1kHzから5.3kHzの周波数帯域は、人の声や楽器の音の周波数帯域であり、人の耳が敏感な帯域である。そのため、このような帯域において、測定により得られた周波数特性の波形が理想的な拡散音場HRTF特性の波形とほぼ同じであれば、測定により得られた周波数特性は、理想的な拡散音場HRTF特性であるとすることができる。
【００９３】
本技術では、1kHzに対する2.5kHz乃至3kHzの範囲の周波数と4.8kHz乃至5.3kHzの範囲の周波数との音圧のバランスにより、測定により得られた周波数特性が理想的な拡散音場HRTF特性であるかが判定される。
【００９４】
［補正フィルタについて］
なお、以上においては音声処理装置１２の出力周波数特性と、目的とする拡散音場HRTF特性とから求めた補正フィルタをフィルタ処理に用いると説明したが、補正フィルタに適宜、修正が加えられるようにしてもよい。これは、場合によっては、補正フィルタの周波数特性を修正した方が、より有効であることもあるからである。
【００９５】
例えば図１４に示すように、曲線Ｃ４１に示す音声処理装置１２の元々の出力周波数特性と、曲線Ｃ４２に示す拡散音場HRTF特性とから、逆フィルタ処理によって曲線Ｃ４３に示す周波数特性（以下、補正フィルタ特性とも称する）の補正フィルタが得られたとする。なお、図１４において、縦軸および横軸はゲインおよび周波数を示している。
【００９６】
この例では、曲線Ｃ４３に示す補正フィルタ特性の低域部分が曲線Ｃ４４に示す波形に修正され、補正フィルタ特性の高域部分が曲線Ｃ４５に示す波形に修正される。
【００９７】
例えば、音声の低域補正においては、補正フィルタを用いたフィルタ処理、つまりFIR処理の処理量が多くなることから、補正フィルタのタップ数を制限せざるを得ない場合には、音声の低域成分を補正することができないことがある。
【００９８】
そのような場合、低域成分のみをIIR（Infinite Impulse Response）型のフィルタを用いて補正することも考えられるが、信号の位相が変化してしまうので音質や音像定位に影響を及ぼすことがある。そこで、本技術では、IIR型のフィルタを用いずに、FIR型の補正フィルタのみを用い、かつ低域成分を補正しないようにされる。
【００９９】
すなわち、フィルタ生成部３１は、曲線Ｃ４３に示した補正フィルタ特性における所定の周波数以下の周波数の各ゲインを、曲線Ｃ４４に示すように0dBに修正し、FIR処理において低域成分が補正されないようにする。
【０１００】
また、曲線Ｃ４１に示すように、音声処理装置１２が元々有している出力周波数特性が、外耳道における共振等の理由により5kHz以降の周波数帯域で複数の共振周波数をもつことがある。曲線Ｃ４１の例では、高域側においてゲインが急峻に変化しており、複数のピークが含まれている。
【０１０１】
このような複数の共振周波数をもつ出力周波数特性を用いて、逆フィルタ処理により補正フィルタを求めると、曲線Ｃ４３に示すように補正フィルタ特性においても、5kHz以降の周波数帯域で複数の逆共振をもつことになる。
【０１０２】
ところが、音声処理装置１２の実使用環境においては、各ユーザの外耳道の長さは異なるため、共振周波数にずれが生じる。そのような場合、外耳道に起因する共振周波数に応じた逆共振をもつ補正フィルタ特性の補正フィルタをFIR処理に用いると、意図しない周波数帯域を補正してしまうことになる。すなわち、不要な補正により出力される音声の音質が劣化してしまう可能性がある。
【０１０３】
そこで、本技術では、補正フィルタ特性における5kHz以降の逆共振部分の補正量が小さくなるようにしたり、補正量が周波数方向に平均化されてブロードな補正に修正されたりするようになされる。
【０１０４】
具体的には、例えばフィルタ生成部３１は、予め定められた周波数帯域、または指定された周波数帯域において、補正フィルタ特性の各周波数のゲインの移動平均値を求めて、補正後の補正フィルタ特性のゲインとする。また、例えばフィルタ生成部３１は、予め定められたか、または指定された周波数帯域において、補正フィルタ特性の各周波数のゲイン値に、そのゲイン値から固定のゲイン値を減算した値に係数を乗算して得られた値を加算し、補正後の補正フィルタ特性のゲインとする。
【０１０５】
このような補正フィルタ特性の修正により、例えば曲線Ｃ４３に示した補正フィルタ特性の高域部分が曲線Ｃ４５に示す波形に修正される。これにより、不要な補正を抑制し、出力される音声の音質を向上させることができる。
【０１０６】
［目的とする周波数特性について］
なお、以上においては、目的とする周波数特性が拡散音場HRTF特性である場合について説明したが、拡散音場HRTF特性に限らず視聴部屋音場HRTF特性や、任意のヘッドホンの出力周波数特性などが目的とする周波数特性とされるようにしてもよい。
【０１０７】
例えば、視聴部屋音場HRTF特性が目的とする周波数特性とされる場合、図１５に示すように、視聴部屋ＲＭ３１内にダミーヘッドＤＭ１１とスピーカＳＰ１１を配置することで、目的とする視聴部屋音場HRTF特性の測定が行なわれる。なお、図１５において、図１２における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【０１０８】
この例では、視聴部屋ＲＭ３１において、ほぼ中央に位置するダミーヘッドＤＭ１１に向けられてスピーカＳＰ１１が配置されている。
【０１０９】
視聴部屋音場HRTF特性の測定時には、スピーカＳＰ１１からインパルス信号に基づいて音声を発生させ、その音声をダミーヘッドＤＭ１１に設けられたマイクロホンで収音させる。スピーカＳＰ１１から出力された音声には、図中、矢印で表されるように直接ダミーヘッドＤＭ１１に到達するものや、視聴部屋ＲＭ３１の壁で反射されてダミーヘッドＤＭ１１に到達するものがある。
【０１１０】
スピーカＳＰ１１からの音声が収音されると、ダミーヘッドＤＭ１１で得られたインパルス信号の応答に対してFFTが施され、その結果得られた周波数特性が、目的とする視聴部屋音場HRTF特性とされる。
【０１１１】
ここで、例えば視聴部屋ＲＭ３１を、音声処理装置１２で再生する音声を録音したスタジオ等と同じ環境の部屋などとすれば、音声信号の再生時には、音源と同じ環境のトーンバランスで音声を再生することが可能となる。すなわち、元々音声処理装置１２により実現される音質を、様々な部屋などの空間を模擬した音質へと変化させることができる。
【０１１２】
このようにして測定により、目的とする周波数特性としての視聴部屋音場HRTF特性が得られると、この視聴部屋音場HRTF特性がフィルタ生成部３１に保持され、音声の再生時には、図３を参照して説明した音声再生処理と同様の処理が行なわれる。
【０１１３】
また、視聴部屋音場HRTF特性が測定される場合、図１６に示すようにダミーヘッドＤＭ１１に代えてマイクロホンＭＣ１１が用いられるようにしてもよい。なお、図１６において図１５における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１１４】
図１６の例では、視聴部屋ＲＭ３１のほぼ中央にマイクロホンＭＣ１１が配置されている。そして、視聴部屋音場HRTF特性の測定時には、スピーカＳＰ１１からインパルス信号に基づいて音声を発生させ、その音声をマイクロホンＭＣ１１で収音させる。スピーカＳＰ１１から出力された音声には、図中、矢印で表されるように直接マイクロホンＭＣ１１に到達するものや、視聴部屋ＲＭ３１の壁で反射されてマイクロホンＭＣ１１に到達するものがある。
【０１１５】
スピーカＳＰ１１からの音声が収音されると、マイクロホンＭＣ１１で得られたインパルス信号の応答に対してFFTが施され、その結果得られた周波数特性が視聴部屋音場特性とされる。
【０１１６】
さらに、このようにして得られた視聴部屋音場特性に対して、図１７に示すように拡散音場HRTF特性が畳み込まれ、その結果得られた周波数特性が目的とする周波数特性である視聴部屋音場HRTF近似特性とされる。なお、図１７において、横軸は周波数を示しており、縦軸はゲインを示している。
【０１１７】
曲線Ｃ５１乃至曲線Ｃ５３は、それぞれ、測定で得られた視聴部屋音場特性、拡散音場HRTF特性、および視聴部屋音場HRTF近似特性を示している。
【０１１８】
この例では、曲線Ｃ５１に示す視聴部屋音場特性が測定により得られると、その視聴部屋音場特性に、曲線Ｃ５２に示す拡散音場HRTF特性が畳み込まれて、曲線Ｃ５３に示す視聴部屋音場HRTF近似特性とされる。この視聴部屋音場HRTF近似特性は、図１５を参照して説明した方法で測定された視聴部屋音場HRTF特性を近似的に求めたものであり、目的とする周波数特性としてフィルタ生成部３１に保持される。
【０１１９】
この場合、視聴部屋音場特性に拡散音場HRTF特性が畳み込まれるのは、マイクロホンＭＣ１１による測定で得られる視聴部屋音場特性では、人の耳朶や外耳道での音声の反射が考慮されていないためである。
【０１２０】
また、目的とする周波数特性が任意のヘッドホンの出力周波数特性とされる場合には、図１０を参照して説明した方法により、目的とする周波数特性を測定すればよい。すなわち、ダミーヘッドＤＭ１１に装着される音声処理装置１２を、目的とする出力周波数特性を有するヘッドホンとして、そのヘッドホンの出力周波数特性を測定すればよい。
【０１２１】
これにより、元々音声処理装置１２により実現される音質を、例えばより高音質な任意のヘッドホンの音質へと変化させることができる。
【０１２２】
［頭外定位処理との組み合わせについて］
さらに、以上において説明した補正フィルタにより音声信号にフィルタ処理を施す技術は、例えば他の音声再生技術と組み合わせると、より有効である。
【０１２３】
具体的には、例えば補正フィルタによるフィルタ処理と、頭外定位処理とを組み合わせることが考えられる。
【０１２４】
拡散音場HRTF特性を目的とする周波数特性として、補正フィルタによるフィルタ処理を行なえば、再生される音声は、特定方向の音声を強調しない自然なトーンバランスの音声となる。そのため、このようなフィルタ処理は音声処理装置１２自体を正規化する処理であるということができる。したがって、このフィルタ処理とHRTFを用いた頭外定位処理を組み合わせれば、ユーザに対してより頭外定位感を与えることができるようになる。すなわち、ユーザが感じる音像定位位置を、目的とする位置により近づけることができる。
【０１２５】
このように頭外定位処理が行なわれる場合、音声処理装置１２は、例えば図１８に示すように構成される。なお、図１８において図２における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【０１２６】
図１８に示す音声処理装置１２は、頭外定位処理部１５１、デジタルフィルタ処理部２１、D/A変換部２２、増幅回路２３、および出力部２４から構成される。
【０１２７】
すなわち、図１８に示す音声処理装置１２は、頭外定位処理部１５１が設けられている点で図２の音声処理装置１２と異なり、他の点では図２の音声処理装置１２と同じ構成となっている。
【０１２８】
頭外定位処理部１５１は、音声信号出力部１１から供給された音声信号に対して頭外定位処理を施し、デジタルフィルタ処理部２１に供給する。
【０１２９】
続いて、図１９のフローチャートを参照して、図１８に示した音声処理装置１２により行なわれる音声再生処理について説明する。
【０１３０】
ステップＳ４１において、頭外定位処理部１５１は、音声信号出力部１１から供給された音声信号に対して頭外定位処理を施して、デジタルフィルタ処理部２１に供給する。すなわち、頭外定位処理部１５１は、必要に応じて左右のチャンネルの音声の音圧を調整したり、左右のチャンネルの音声を混合させたりする処理を音声信号に対して行なうことで、再生される音声の音像位置を目的とする位置に移動させる。
【０１３１】
ステップＳ４１の処理が行なわれると、その後、ステップＳ４２乃至ステップＳ４６の処理が行なわれて音声再生処理は終了するが、これらの処理は図３のステップＳ１１乃至ステップＳ１５の処理と同様であるので、その説明は省略する。
【０１３２】
以上のようにして音声処理装置１２は、音声信号に対して頭外定位処理を施した後、さらに補正フィルタを用いたフィルタ処理を施して音声を再生する。これにより、より高音質な音声を得ることができるとともに、より正確に目的とする位置に音像を定位させることができる。
【０１３３】
例えば、音声処理装置の出力周波数特性が、前方の音声が強調される周波数特性である場合、頭外定位処理で音像を後方に定位させようとすると、実際の定位位置が目的とする位置よりも前方側にずれてしまうことがある。これに対して、音声処理装置１２では、補正フィルタ特性は、特定の方向だけが強調されない、全方向が等価である周波数特性であるので、音像定位位置のずれの発生を抑制することができる。
【０１３４】
［イコライザ処理との組み合わせについて］
さらに、補正フィルタによるフィルタ処理と組み合わせる処理として、イコライザ処理を行なうようにしてもよい。
【０１３５】
例えば、イコライザのプリセットで実現される音質は元々のヘッドホン特性に依存し、イコライザのプリセットが同じでも使用するヘッドホンごとに音質が異なる。
【０１３６】
これに対して、上述したように本技術の補正フィルタによるフィルタ処理によれば、音声処理装置１２自体を正規化することができる。したがって、このフィルタ処理とイコライザ処理を組み合わせれば、イコライザのプリセットで実現される音質を、音声処理装置１２によらず、つまりどのヘッドホンにおいても同じ音質とすることができる。
【０１３７】
このようにイコライザ処理が行なわれる場合、音声処理装置１２は、例えば図２０に示すように構成される。なお、図２０において図２における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【０１３８】
図２０に示す音声処理装置１２は、イコライザ処理部１８１、デジタルフィルタ処理部２１、D/A変換部２２、増幅回路２３、および出力部２４から構成される。すなわち、図２０に示す音声処理装置１２は、イコライザ処理部１８１が設けられている点で図２の音声処理装置１２と異なり、他の点では図２の音声処理装置１２と同じ構成となっている。
【０１３９】
イコライザ処理部１８１は、音声信号出力部１１から供給された音声信号に対してイコライザ処理を施し、デジタルフィルタ処理部２１に供給する。
【０１４０】
続いて、図２１のフローチャートを参照して、図２０に示した音声処理装置１２により行なわれる音声再生処理について説明する。
【０１４１】
ステップＳ７１において、イコライザ処理部１８１は、音声信号出力部１１から供給された音声信号に対してイコライザ処理を施して音声のイコライザ調整を行い、得られた音声信号をデジタルフィルタ処理部２１に供給する。
【０１４２】
ステップＳ７１の処理が行なわれると、その後、ステップＳ７２乃至ステップＳ７６の処理が行なわれて音声再生処理は終了するが、これらの処理は図３のステップＳ１１乃至ステップＳ１５の処理と同様であるので、その説明は省略する。
【０１４３】
以上のようにして音声処理装置１２は、音声信号に対してイコライザ処理を施した後、さらに補正フィルタを用いたフィルタ処理を施して音声を再生する。これにより、より高音質な音声を得ることができるとともに、より正確に目的とする音響効果を得ることができる。
【０１４４】
［クロストークキャンセル処理との組み合わせについて］
さらに、補正フィルタによるフィルタ処理と組み合わせる処理として、クロストークキャンセル処理を行なうようにしてもよい。
【０１４５】
例えば、クロストークキャンセル処理は、ヘッドホンの一方のチャンネルから他方のチャンネルへの音漏れを抑制する処理である。そのため、クロストークキャンセル処理と補正フィルタによるフィルタ処理とを組み合わせれば、出力される音声の周波数特性を、より正確な拡散音場HRTF特性に近づけることができる。
【０１４６】
このようにクロストークキャンセル処理が行なわれる場合、音声処理装置１２は、例えば図２２に示すように構成される。なお、図２２において図２における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【０１４７】
図２２に示す音声処理装置１２は、クロストークキャンセル処理部２１１、デジタルフィルタ処理部２１、D/A変換部２２、増幅回路２３、および出力部２４から構成される。すなわち、図２２に示す音声処理装置１２は、クロストークキャンセル処理部２１１が設けられている点で図２の音声処理装置１２と異なり、他の点では図２の音声処理装置１２と同じ構成となっている。
【０１４８】
クロストークキャンセル処理部２１１は、音声信号出力部１１から供給された音声信号に対してクロストークキャンセル処理を施し、デジタルフィルタ処理部２１に供給する。
【０１４９】
続いて、図２３のフローチャートを参照して、図２２に示した音声処理装置１２により行なわれる音声再生処理について説明する。
【０１５０】
ステップＳ１０１において、クロストークキャンセル処理部２１１は、音声信号出力部１１から供給された音声信号に対してクロストークキャンセル処理を施して音漏れをキャンセルし、得られた音声信号をデジタルフィルタ処理部２１に供給する。
【０１５１】
ステップＳ１０１の処理が行なわれると、その後、ステップＳ１０２乃至ステップＳ１０６の処理が行なわれて音声再生処理は終了するが、これらの処理は図３のステップＳ１１乃至ステップＳ１５の処理と同様であるので、その説明は省略する。
【０１５２】
以上のようにして音声処理装置１２は、音声信号に対してクロストークキャンセル処理を施した後、さらに補正フィルタを用いたフィルタ処理を施して音声を再生する。これにより、より高音質な音声を得ることができる。
【０１５３】
［補正フィルタ特性について］
また、上述したように音声処理装置が図５に示す構成とされる場合、例えば図２４に示すように音声処理装置６１がユーザにより所持される携帯型の音声再生装置、つまりポータブルプレーヤ等とされ、出力部２４が音声再生装置に接続されるヘッドホンやイヤホンなどとされる。
【０１５４】
このような場合、例えば図２５に示すように音声処理装置６１の増幅回路２３の元々の周波数特性も補正することで、より音声の音質を向上させることができる。なお、図２５において、図４における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【０１５５】
図２５の例では、曲線Ｃ２１は増幅回路２３の元々の周波数特性を示しており、この周波数特性と直線Ｃ６１に示すフラット特性との間の逆フィルタ処理により、曲線Ｃ２２に示す、増幅回路２３の元々の周波数特性の逆特性が求められる。曲線Ｃ２２に示す周波数特性のフィルタは、増幅回路２３の元々の周波数特性を補正するものである。
【０１５６】
そして、図２６に示すように曲線Ｃ１３に示す補正フィルタ特性と、曲線Ｃ２２に示す周波数特性とが畳み込まれて、曲線Ｃ７１に示す最終的な補正フィルタ特性とされる。なお、図２６において横軸および縦軸は、周波数およびゲインを示している。また、図２６において、図１または図２５における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【０１５７】
この例では、曲線Ｃ１３に示される補正フィルタ特性は、目的とする拡散音場HRTF特性と、出力部２４の元々の出力周波数特性とから求められたものとなっている。このような曲線Ｃ１３に示される補正フィルタ特性に基づいて、曲線Ｃ７１に示す周波数特性の補正フィルタがフィルタ生成部３１により生成され、フィルタ処理に用いられる。
【０１５８】
この場合、デジタルフィルタ処理部２１におけるフィルタ処理により、ヘッドホンなどからなる出力部２４の出力周波数特性だけでなく、プレーヤなどである音声処理装置６１の増幅回路２３の元々の増幅回路特性も補正される。これにより、ヘッドホンとプレーヤに合わせた最適な音質を実現することができる。
【０１５９】
［オーバーフローの回避について］
ところで、以上において説明した補正フィルタを用いたフィルタ処理を行なう場合に、デジタルマージンを確保できなくなることがある。すなわち、入力された音声信号が補正フィルタ特性によりブーストされる場合には、オーバーフローが生じる可能性がある。
【０１６０】
そこで、例えば図２７に示すように、デジタルフィルタ処理部２１のフィルタ処理部９１の後段にリミッタを設けることにより、オーバーフローが発生しないようにすることができるようになる。なお、図２７において、図７における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１６１】
図２７の例では、デジタルフィルタ処理部２１には、図示せぬフィルタ生成部３１の他に増幅部２４１−１、増幅部２４１−２、フィルタ処理部９１−１、フィルタ処理部９１−２、リミッタ２４２−１、およびリミッタ２４２−２が設けられている。
【０１６２】
増幅部２４１−１および増幅部２４１−２は、音声信号出力部１１から供給された音声信号を増幅し、フィルタ処理部９１−１およびフィルタ処理部９１−２に供給する。なお、以下、増幅部２４１−１および増幅部２４１−２を特に区別する必要のない場合、単に増幅部２４１とも称することとする。
【０１６３】
フィルタ処理部９１−１およびフィルタ処理部９１−２は、増幅部２４１から供給された音声信号に対して補正フィルタを用いたフィルタ処理を施し、リミッタ２４２−１およびリミッタ２４２−２に供給する。
【０１６４】
リミッタ２４２−１およびリミッタ２４２−２は、フィルタ処理部９１から供給された音声信号のレベルを変換し、D/A変換部２２に供給する。なお、以下、リミッタ２４２−１およびリミッタ２４２−２を特に区別する必要のない場合、単にリミッタ２４２とも称することとする。
【０１６５】
例えば、増幅部２４１は音声信号のレベルが−3.5dBだけ減少するように、音声信号を増幅（減衰）させる。また、フィルタ処理部９１ではフィルタ処理により、最大で+3.5dBだけ音声信号のレベルが増幅されるとする。そうすると、音声信号はリミッタ２４２に入力される前の段階で−3.5dB +3.5dB＝0dBとなるので、リミッタ２４２は、例えば図２８の曲線Ｃ８１により定まる値に音声信号のレベルを増幅させ、D/A変換部２２に出力する。
【０１６６】
なお、図２８において横軸および縦軸は、それぞれリミッタ２４２に入力される音声信号のレベル、およびそのレベルに対して定められた出力される音声信号のレベルを示している。
【０１６７】
この例では、入力される音声信号のレベルが小さい場合、つまり所定のレベル以下である場合は、入力された音声信号のレベルを+3.5dBだけ増加させた値が、出力される音声信号のレベルとされる。
【０１６８】
また、入力される音声信号のレベルが大きい場合、つまり所定のレベル以上である場合は、入力される音声信号のレベルが大きくなるほど、出力される音声信号を得るための、入力された音声信号のレベルに対する増加量が少なくなっていく。したがって、入力される音声信号のレベルが大きい場合には、例えば出力される音声信号のレベルの増加量は±0dBとされる。これにより、オーバーフローが回避される。
【０１６９】
［補正フィルタの生成について］
さらに、以上において説明した例では、補正フィルタ特性を事前に算出するなどして用意しておく必要があったが、例えば音声処理装置６１の実際の使用環境では、想定とは異なる出力部２４が使用される場合がある。また、出力部２４の特性のばらつきがあったり、ユーザごとに耳の特性が異なったりする。そのため、測定により得られた出力部２４の出力周波数特性が、実際の周波数特性とは異なる場合もある。
【０１７０】
そこで、例えば図２９に示すように出力部２４にマイクロホン２７１を設け、実使用環境における出力部２４の出力周波数特性が測定されるようにしてもよい。なお、図２９において、図５における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１７１】
図２９に示す構成では、ヘッドホン等からなる出力部２４の内部、つまりヘッドホン等の内側には、マイクロホン２７１が設けられている。また、音声処理装置６１は、音声信号出力部１１、デジタルフィルタ処理部２１、D/A変換部２２、増幅回路２３、測定部２７２、フィルタ生成部２７３、および係数メモリ２７４から構成される。
【０１７２】
マイクロホン２７１は、出力部２４から出力された音声を収音し、その結果得られた音声信号を測定部２７２に供給する。測定部２７２は、出力部２４から供給された音声信号に基づいて出力部２４の出力周波数特性を算出し、フィルタ生成部２７３に供給する。
【０１７３】
フィルタ生成部２７３は、予め保持している目的とする周波数特性と、測定部２７２から供給された出力周波数特性とに基づいて補正フィルタを生成し、係数メモリ２７４に供給する。係数メモリ２７４は、フィルタ生成部２７３から供給された補正フィルタ、すなわち補正フィルタを構成する補正係数を保持し、デジタルフィルタ処理部２１に供給する。
【０１７４】
デジタルフィルタ処理部２１は、係数メモリ２７４から補正係数を読み出して、音声信号出力部１１から供給された音声信号に対してフィルタ処理を施し、D/A変換部２２に供給する。なお、この例では、デジタルフィルタ処理部２１には、フィルタ生成部３１は設けられていない。
【０１７５】
このように構成される音声処理装置６１と出力部２４では、補正フィルタの生成時において、出力部２４からインパルス信号に基づく音声が発せられる。すなわち、音声信号出力部１１は、デジタルフィルタ処理部２１乃至増幅回路２３を介して出力部２４に音声信号としてのインパルス信号を供給し、出力部２４からインパルス信号に基づく音声を発生させる。なお、このときデジタルフィルタ処理部２１において、特にフィルタ処理は行なわれない。
【０１７６】
出力部２４からインパルス信号に基づく音声が発せられると、マイクロホン２７１は、出力部２４から出力された音声を収音し、その結果得られた音声信号、つまりインパルス信号を測定部２７２に供給する。
【０１７７】
測定部２７２は、マイクロホン２７１から供給されたインパルス信号の応答に対してFFTを施し、実使用環境での出力部２４の出力周波数特性を算出してフィルタ生成部２７３に供給する。例えば、出力周波数特性は、左右のチャンネルごとに算出される。
【０１７８】
また、フィルタ生成部２７３は、予め保持している目的とする周波数特性と、測定部２７２から供給された出力周波数特性との間で逆フィルタ処理を行なうことで、補正フィルタ特性を求め、FIR型の補正フィルタを生成する。ここで、目的とする周波数特性は、例えば拡散音場HRTF特性とされる。
【０１７９】
フィルタ生成部２７３は、生成した補正フィルタ、すなわち補正フィルタを構成する補正係数を係数メモリ２７４に供給し、係数メモリ２７４は、フィルタ生成部２７３から供給された補正フィルタを保持する。例えば、補正フィルタは左右のチャンネルごとに生成される。
【０１８０】
係数メモリ２７４に補正フィルタが保持されると、音声再生処理の実行時において、デジタルフィルタ処理部２１は、係数メモリ２７４から補正フィルタを読み出してフィルタ処理を行なう。
【０１８１】
以上のように、マイクロホン２７１でインパルス信号に基づく音声を収音することで、実使用環境に適した補正フィルタ特性を得ることができるので、出力部２４や音声処理装置６１の使用環境に最適な音声の音質を実現することができるようになる。
【０１８２】
ところで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【０１８３】
図３０は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【０１８４】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）４０１，ROM（Read Only Memory）４０２，RAM（Random Access Memory）４０３は、バス４０４により相互に接続されている。
【０１８５】
バス４０４には、さらに、入出力インターフェース４０５が接続されている。入出力インターフェース４０５には、入力部４０６、出力部４０７、記録部４０８、通信部４０９、及びドライブ４１０が接続されている。
【０１８６】
入力部４０６は、キーボード、マウス、マイクロホン、撮像素子などよりなる。出力部４０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記録部４０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部４０９は、ネットワークインターフェースなどよりなる。ドライブ４１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア４１１を駆動する。
【０１８７】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU４０１が、例えば、記録部４０８に記録されているプログラムを、入出力インターフェース４０５及びバス４０４を介して、RAM４０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０１８８】
コンピュータ（CPU４０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア４１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０１８９】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア４１１をドライブ４１０に装着することにより、入出力インターフェース４０５を介して、記録部４０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部４０９で受信し、記録部４０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM４０２や記録部４０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０１９０】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１９１】
また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１９２】
例えば、本技術は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
【０１９３】
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０１９４】
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０１９５】
さらに、本技術は、以下の構成とすることも可能である。
【０１９６】
［１］
予め求められた、音声信号を再生したときに得られる音声出力部の周波数特性の逆特性のフィルタと、目的とする周波数特性を実現するためのフィルタとに基づいて、補正フィルタを生成するフィルタ生成部と、
前記音声信号に対して前記補正フィルタを用いたフィルタ処理を施して、前記フィルタ処理により得られた前記音声信号を出力するフィルタ処理部と
を備える音声処理装置。
［２］
前記目的とする周波数特性は、拡散音場HRTF特性である
［１］に記載の音声処理装置。
［３］
前記目的とする周波数特性の所定周波数帯域内の一部の周波数におけるゲイン値は、基準となる周波数のゲイン値に基づいて定まる所定の範囲内の値となっている
［１］または［２］に記載の音声処理装置。
［４］
前記フィルタ生成部は、前記補正フィルタの定められた周波数帯域の特性を補正して、最終的な前記補正フィルタとする
［１］乃至［３］の何れかに記載の音声処理装置。
［５］
前記フィルタ生成部は、前記音声出力部の周波数特性の逆特性のフィルタ、前記目的とする周波数特性を実現するためのフィルタ、および前記音声信号を増幅させる増幅部の周波数特性の逆特性のフィルタに基づいて、前記補正フィルタを生成する
［１］乃至［４］の何れかに記載の音声処理装置。
［６］
前記音声信号に対して所定の処理を施す処理実行部をさらに備え、
前記フィルタ処理部は、前記処理実行部により前記所定の処理が施された前記音声信号に対して、前記フィルタ処理を施す
［１］乃至［５］の何れかに記載の音声処理装置。
【符号の説明】
【０１９７】
１２  音声処理装置，  ２１  デジタルフィルタ処理部，  ２４  出力部，  ３１  フィルタ生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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