CN1778143B - 声像控制装置的设计工具及声像控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的声像控制装置对表示从声转换器(8)到耳道入口(1)、(2)的声音的传递特性的第1传递函数H3、H1、从声转换器(9)到耳道入口(1)、(2)的传递函数H4、H2进行滤波，来生成表示从与声源不同位置的目标声源(11)到耳道入口(1)、(2)的声音的传递特性的第2传递函数H6、H5，该声像控制装置包括：校正滤波器(13)、(14)，保存用于对第1传递函数H1、H2、H3、H4进行滤波运算的特性函数E1、E2，用该特性函数E1、E2，根据第2传递函数H1、H2、H3、H4来生成第2传递函数H5、H6。

Description

声像控制装置的设计工具及声像控制装置

技术领域

本发明涉及用扬声器或头戴耳机等声转换器将声像定位到该声转换器存在的位置以外的位置的声像控制装置及声像控制装置的设计工具。

背景技术

以往，已知有用头部传递函数(Head-Related Transfer Function，HRTF)来表现从扬声器传到耳朵中的声音的方法。该头部传递函数是表示在扬声器(声源)发出了声音的状态下、该声音如何传到耳朵中的函数。通过用该头部传递函数对扬声器等声源实施滤波，能够使人感到声源仿佛位于实际上不存在声源的位置。将此称为“将声像定位”到该位置。该头部传递函数可以通过实测来得到，也可以通过计算来求。如果能够很好地应用该技术，则不仅能够消除以往头戴耳机使有些人感到声源位于头中的问题，而且例如能够得到下述等效果：用携带式电话机等包括的小型立体声来体验好像是用大型立体声进行音乐欣赏那样的临场感。

图1(a)是通过实测来求头部传递函数的现有的方法的一例的图。一般来说，头部传递函数的测定通过在没有来自墙壁或地板的回声的无回声室内用被测者或称为仿真人头的具有标准尺寸的测定用人体模型来进行。在图1(a)中，在离仿真人头约1m的位置上设置测定用的扬声器，来测定从扬声器到仿真人头的左右耳的传递函数。在仿真人头的耳朵(或咽鼓管)中设置了话筒，这些话筒接受从扬声器产生的特定的冲击。在该图中，A是离扬声器远的一侧的耳朵的响应(远位耳响应)，S是离扬声器近的一侧的耳朵的响应(近位耳响应)。这样，通过一边记录话筒对来自扬声器的冲击的响应，一边以仿真人头为中心以各种各样的方位角及仰角来移动扬声器，能够求出各种各样的位置上的声源和两耳之间的头部传递函数。

图1(b)是现有的声像控制装置的结构的框图。如图1(b)所示，该声像控制装置用时域或频域的信号处理对如图1(a)所示实测出的头部传递函数实施修正。即，对输入信号进行传递函数的画有斜线的方框的近位耳响应和远位耳响应及两耳间时延的处理，输出头戴耳机用的信号。这里，在受听者的耳朵比标准尺寸大的情况下，根据其比率来降低该近位耳响应和远位耳响应的频率响应特性的谐振频率，在受听者的头部比标准尺寸大的情况下，根据其比率来增大延时，从而应对受听者的个人差异。以上内容例如公开于(日本)特开2001-16697号公报(第9页)。

图2是用计算机上表现的三维头部模型对多个声源计算头部传递函数的现有的例子的图。为了在计算机上计算头部传递函数，将仿真人头等头部的三维形状取入到计算机内，用作头部模型。在该图中，将头部模型表面上绘制的网眼的各交点称为“节点”。该各节点由三维坐标来确定。在通过计算来求头部传递函数的情况下，通过对每个声源(发声点)计算头部模型上的各节点上的势(potential)，对算出的各节点的势进行声压合成来进行计算。在图2中，示出了对头部模型的右耳求在0°、30°、60°及90°的方向上放置声源时的头部传递函数。在此情况下，通过计算在0°的位置上放置声源的情况下的各节点的势、在30°的位置上放置声源的情况下的各节点的势、在60°的位置上放置声源的情况下的各节点的势、及在90°的位置上放置声源的情况下的各节点的势，能够计算在0°、30°、60°及90°的方向上放置声源时的头部传递函数。

然而，在上述现有的结构中，在详细测定方位角和仰角的变化的情况下，需要测定数目庞大的传递函数。对此，由于(1)难以在每次变更扬声器的位置时，都保持此时的测定条件恒定；(2)计测中使用的话筒与耳道的大小相比不能忽略；(3)在头部近旁计测传递函数的情况下，扬声器的大小影响声场等等，所以有下述课题：不能得到高精度的传递函数，在采用了位于离头部1m以内的近旁的声转换器的情况下，难以进行精确的声像控制。此外，在计算机中计算头部传递函数的情况下，也有下述问题：尽管想在更多的不同位置上放置声源来计算头部传递函数，但是每当变更声源的位置时，都必须对数目庞大的节点计算势。

此外，根据头部尺寸的大小来校正传递函数，是调整将头部看作单纯的球的情况下的两耳间延时，所以有下述课题：不能再现绕头部衍射的声音之间的干扰造成的频率特性变化，不能降低声像控制的效果的个人差异。

发明内容

本发明就是用于解决上述课题，其目的在于在同一条件下高精度地求出与方位角或仰角及距离的变化对应的种类庞大的传递函数。

此外，其第2目的在于提供一种声像控制装置，即使声转换器位于头部近旁也能得到高精度的传递函数，从而即使用头部近旁的声转换器也能得到精确的声像定位。

再者，其第3目的在于提供一种声像控制装置，能够适应头部尺寸的大小造成的声音的干扰或耳道内部的形状的个人差异，能够降低声像控制的效果的个人差异。

为了解决该课题，本发明的声像控制装置的设计工具，用于设计声像控制装置，该声像控制装置的设计工具的特征在于，包括：传递函数生成单元，该传递函数生成单元将头部受声点作为发声点，将声源和目标声源作为受声点来求各传递函数；特性函数计算部，计算滤波特性函数；以及特性函数设定单元，将算出的上述滤波特性函数设定到上述声像控制装置的滤波器中，上述传递函数生成单元包括：势计算部，对左右的每个上述发声点，计算采用了仿真人头的三维头部模型的表面上设定的网眼的各节点上的势；第1传递函数生成部，合成上述势计算部中保持的势，来生成从上述头部受声点到上述声源的第1传递函数；以及第2传递函数生成部，合成上述势计算部中保持的势，来生成从上述头部受声点到上述目标声源的第2传递函数，上述特性函数计算部利用上述第1传递函数和上述第2传递函数计算出上述滤波特性函数。由此，通过将左右耳道入口或鼓膜作为发声点来计算各节点的势，即使在将受声点移动到很多位置的情况下，也能够高速地按同一条件来高精度地求传递函数。

此外，用计算机来计算头部传递函数，所以能够实现不能实测的、理想点声源处的发声、和完全无方向性的受声，也能够精确地计算近距离的头部传递函数。由此，能够实现更精确的声像定位。

此外，将耳道入口或鼓膜作为发声点，所以即使声转换器位于头部近旁，也能得到高精度的传递函数，从而用头部近旁的声转换器也能够得到精确的声像定位。

此外，在本发明的声像控制装置中，上述特性函数根据头部各部分的尺寸不同的多个类型的头部模型来计算；上述特性函数保存单元对每个上述类型保存上述特性函数；上述声像控制装置还包括：元素输入单元，从受听者那里接受决定上述类型之一的元素的输入；上述第2传递函数生成单元用与通过输入而决定的上述类型对应的特性函数来生成上述第2传递函数，根据头部各部分的尺寸不同的多个类型的头部模型来计算上述特性函数；上述特性函数保存单元按每个上述类型保存上述特性函数；上述声像控制装置还包括元素输入单元，该元素输入单元从受听者接受决定上述类型之一的元素的输入；上述第2传递函数生成单元利用与通过输入而决定的上述类型对应的特性函数，来生成上述第2传递函数。因此，受听者通过输入表示最适合自己的头部形状的类型的元素，能够适应头部尺寸的大小造成的声音的干扰或耳道内部形状的个人差异，能够降低声像控制效果的个人差异。

其中，本发明不仅能够实现为这种声像控制装置的设计工具及声像控制装置，而且能够实现为将这种声像控制装置的设计工具及声像控制装置包括的特征性的单元作为步骤的声像控制装置的设计方法及声像控制方法，或者实现为使计算机执行这些步骤的程序。而这种程序当然可以经CD-ROM等记录媒体或因特网等传输媒体来分发。

根据本发明，能够高速地按同一条件来高精度地求出与声源和头部模型之间的方位角、仰角及距离的变化对应的种类庞大的传递函数，并且即使声转换器位于头部近旁，也能得到高精度的传递函数，从而用头部近旁的声转换器也能够得到精确的声像定位。此外，能够适应头部尺寸的大小造成的声音的干扰或耳道内部形状的个人差异，能够降低声像控制的效果的个人差异。

附图说明

图1(a)是通过实测来求头部传递函数的现有方法的一例的图。图1(b)是现有的声像控制装置的结构的框图。

图2是用计算机上表现的三维头部模型对多个声源计算头部传递函数的现有的例子的图。

图3(a)是用于计算头部传递函数的实际的仿真人头的一例的图。图3(b)是头部模型的主视图。

图4(a)是放大本实施方式1的头部模型的右侧耳郭部的主视图。图4(b)是放大本实施方式1的头部模型的右侧耳郭部的俯视图。

图5是本实施方式1的头部传递函数的计算方法的一例的图。

图6(a)是从声转换器的位置到耳道入口的传递函数的计算模型的图。图6(b)是从目标声像的位置到耳道入口的传递函数的计算模型的图。

图7是采用了校正滤波器的声像控制装置的基本框图。

图8是受听者使用安装了声转换器的便携设备的例子的图，该声转换器用于采用本实施方式1的计算方法来进行声像控制。

图9(a)是传递函数H1及传递函数H4的频率特性的曲线图。图9(b)是传递函数H2及传递函数H3的频率特性的曲线图。图9(c)是传递函数H5的频率特性的曲线图。图9(d)是传递函数H6的频率特性的曲线图。

图10(a)是特性函数E1的频率特性的曲线图。图10(b)是特性函数E2的频率特性的曲线图。

图11是本实施方式2的声像控制装置的从声转换器到耳道入口的传递函数的计算模型的图。

图12是采用了根据图11所示的关系得到的传递函数的声像控制装置的基本框图。

图13(a)是头部模型3的右侧耳郭部的主视图，图13(b)是头部模型3的右侧耳郭部的俯视图。

图14是用图13的头部模型3来计算从声像控制装置的声转换器到鼓膜的传递函数的计算模型的一例的图。

图15是从鼓膜到目标声源11上定义的受声点10的传递函数的计算模型的一例的图。

图16是采用了根据图14及图15所示的关系得到的传递函数H11～H16的声像控制装置的基本框图。

图17是本实施方式4的声像控制装置的从声转换器到鼓膜的传递函数的计算模型的一例的图。

图18是采用了根据图17所示的关系得到的传递函数H17及传递函数H18和传递函数H15及传递函数H16的声像控制装置的基本框图。

图19(a)是本实施方式5的声像控制装置用于求传递函数的头部模型30的主视图。图19(b)是头部模型30的侧视图。

图20是头部模型的其他部分的尺寸的立体图。

图21是耳长和耳屏间隔根据男性和女性的偏差的曲线图。

图22是本实施方式6的接受声像控制装置的总体的特定分类的表。

图23示出了切换基于总体的平均值和特定分类的校正滤波器特性的结构的框图。

图24(a)是分类到头部宽度为w1的组中的头部模型M51～M59的例子的表。图24(b)是分类到头部宽度为w2的组中的头部模型M61～M69的例子的表。图24(c)是分类到头部宽度为w3的组中的头部模型M71～M79的例子的表。

图25示出了按照如图24(a)～(c)所示分类到27个类型的特定分类、来切换与头部模型对应的校正滤波器特性的结构的框图。

图26(a)是耳郭部的详细主视图。图26(b)是耳郭部的详细俯视图。

图27是本实施方式7的接受声像控制装置的总体的特定分类的另一例的表。

图28示出了按照如图27所示分类到9个类型的特定分类、来切换与头部模型对应的校正滤波器特性的结构的框图。

图29是将多个类型的头部模型的势数据的组保存到声像控制装置中的情况下的声像控制装置中的处理过程的图。

图30是在本发明的声像控制装置或包括它的音响装置中包括设定输入部的情况下的特性函数设定处理的过程的一例的图，该设定输入部接受决定头部模型的类型的多个元素的设定输入。

图31是在图30所示的包括设定输入部的声像控制装置中受听者一边听来自扬声器的声音一边进行设定输入的情况下的过程的一例的图。

图32是根据用携带式电话机拍摄到的人物的面部的图像、来辅助图31所示的设定输入部的输入的一例的图。

图33是为了弥补从正面拍摄到的普通的人物照片难以拍摄耳朵的形状这一点，根据拍摄到耳郭部的照片来进行输入辅助的例子的图。

图34是通过立体摄像机或两次拍摄来立体拍摄同一侧的耳朵的情况下的例子的图。

图35是声像控制装置或内置了它的音响设备对设定输入的每个元素保持校正滤波器的特性函数的情况下的处理过程的一例的图。

图36是包括声像控制装置的携带式电话机等将从设定输入部等输入的数据发送到因特网上的服务器、并接受基于发送的数据的最佳参数的供给的情况下的一例的图。

图37是包括声像控制装置的携带式电话机等将用内置摄像机等拍摄到的图像数据发送到因特网上的服务器、并接受基于发送的图像数据的最佳的参数的供给的情况下的一例的图。

图38是在包括声像控制装置的携带式电话机等中包括显示用于参数设定的受听者个人的各元素的显示部的情况下的一例的图。

图39(a)是通过上述实施方式1～8中所用的仿真得到的传递函数的波形及相位特性的曲线图。图39(b)是像以往那样通过实测而得到的传递函数的波形及相位特性的曲线图。

具体实施方式

以下，用图3以后的附图来说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

本发明实施方式1的声像控制装置用计算机上表现的人体形状的三维头部模型在将声源和受声点的位置颠倒了的计算模型中通过基于边界元法的数值计算方法来求传递函数，用该传递函数来进行声像控制，从而得到正确的声像定位。

边界元法例如详细介绍于(日本)“田中正隆等著《境界要素法(边界元法)》pp40～42、pp111～128，1991年培风馆”(以下称为“非专利文献1”。

用该边界元法例如能够进行“日本音响学会2001年秋季研究发表会讲演论文集(第403～404页)”(以下称为“非专利文献2”。)所示的计算。该非专利文献2高精度地制作与计算机上表现的三维模型相当的实物模型，用该实物模型来计算从声源到其耳道入口的传递函数，与边界元法的计算结果相比，呈现出良好的一致。在该文献中，频率范围在7.3kHz以下，但是显然，通过提高计算机上的模型的精度，使节点的间隔更小，在人可听的整个频带上，实测和数值计算的结果将一致。

图3示出了本实施方式1的声像控制装置求传递函数的头部模型。图3(a)是用于计算头部传递函数的实际的仿真人头的一例的图。首先，用激光扫描仪装置等对图3(a)所示的实际的仿真人头精确地进行三维计测。此外，头部模型根据医疗领域中的磁共振图像或X线计算机断层摄影机等的数据来构成。图3(b)示出了这样得到的头部模型的主视图，该图内的虚线部分所示的头部的右侧耳郭部的细节如下所示。在本实施方式中，对每个声源，计算图3(b)所示的头部模型上的网眼的各节点上的势。图4(a)是放大本实施方式1的头部模型的右侧耳郭部的主视图，图4(b)是放大本实施方式1的头部模型的右侧耳郭部的俯视图。其中，在本实施方式的头部模型中，左右耳道入口1、2及整个头部模型的底面由盖子封闭。以下，用上述所示的头部模型来说明头部传递函数的具体计算模型。

图5是本实施方式1的头部传递函数的计算方法的一例的图。在头部传递函数的测定方法及计算方法中，即使掉换发声点和受声点，也能够得到同一头部传递函数。利用这一点，在本实施方式1中，如图5所示，在头部模型的左右耳道入口处各设置1个声源。这样，声源被固定在左右耳道入口，所以计算各节点上的势只需对各个声源各一次、即2次即可。于是，一边将用于接受来自声源的冲击的话筒移动到以头部模型为中心的期望的方位角、仰角及距离的位置，一边计算从发声点——各耳道入口到受声点——话筒的传递函数。每次移动受声点时算出的传递函数可以通过在各节点上对已经求出的势进行声压合成来计算。球面上的声压可以通过采用边界元法来一次计算。

以下，具体说明传递函数的计算方法。图6(a)是从声转换器的位置到耳道入口的传递函数的计算模型的图，图6(b)是从目标声像的位置到耳道入口的传递函数的计算模型的图。在图6中，头部模型3与图3(b)所示的头部模型相同。发声点4表示头部模型3的左侧耳道入口上定义的发声点，发声点5表示头部模型3的右侧耳道入口上定义的发声点。受声点6及受声点7是头部模型3的近旁设置的声转换器8及声转换器9上定义的话筒等受声点。声转换器8和受声点6位于头部模型3的左侧耳道附近，声转换器9和受声点7位于头部模型3的右侧耳道附近。在图6(a)中，从发声点4到受声点6的传递函数是H1，从发声点4到受声点7的传递函数是H3，从发声点5到受声点7的传递函数是H2，从发声点5到受声点7的传递函数是H4。在图6(b)中，受声点10是虚拟的声转换器——目标声源11上定义的受声点。从发声点4到受声点10的传递函数是H5，从发声点5到受声点10的传递函数是H6。

这里，定义为从各发声点4及发声点5独立地进行稳定频率的声辐射，进行边界元法的通常分析。即，求来自发声点的声辐射在头部模型3的边界面上产生的势，接着将该势在空间的任意点上产生的声压作为外部问题来求。用该方法，如果对每个稳定频率计算一次图6中的发声点4在头部模型边界面的各节点上产生的势，则受声点6、受声点7、受声点10的声压可以通过对各节点进行声压合成来求。此外，发声点5在受声点6、受声点7、受声点10上产生的声压也可以同样来求。

本实施方式1的头部模型3的节点数是15052个，可知，各节点的声压合成的计算时间只需势的计算时间的约1000分之1即可。这里，例如如果将发声点4的声压的振幅定义为“1”，相位定义为“0”，则受声点6的声压成为传递函数，求出H1。同样，根据受声点7、受声点10的声压求出传递函数H3、传递函数H5。再者，在发声点5上定义同样的声压，根据受声点6、受声点7、受声点10的声压求出传递函数H2、传递函数H4、传递函数H6。

图7是采用了校正滤波器的声像控制装置的基本框图。在图7中，校正滤波器13、校正滤波器14通过滤波而在声转换器8、声转换器9中实现目标声源11的声像。假设校正滤波器13的特性为E1，校正滤波器14的特性为E2，则根据从输入端子12到耳道入口的传递函数等于从目标声源11到耳道入口的传递函数这一条件，以下的(式1)成立。

【式1】

$\left[\begin{array}{c}{H}_5\\ H_6\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{H}_1& H_2\\ H_3& H_4\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{E}_1\\ E_2\end{array}\right]$

因此，特性函数E1、特性函数E2根据将(式1)变形所得的以下的(式2)来求。

【式2】

$\left[\begin{array}{c}{E}_1\\ E_2\end{array}\right]={\left[\begin{array}{cc}{H}_1& H_2\\ H_3& H_4\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{H}_5\\ H_6\end{array}\right]$

各传递函数H1～H6是通过数值计算得到的离散频率的复数，为了在频域上利用特性函数E1、特性函数E2，通过快速傅里叶变换(FFT)将输入端子12的信号暂时变换到频域，乘以特性函数E1、特性函数E2，然后对信号进行逆快速傅里叶变换(IFFT)，作为时间信号输出到声转换器8及声转换器9。或者，也可以对各传递函数H1～H6首先进行IFFT而变换为时域的响应，例如用(日本)专利第2548103号公报(以下称为“专利文献”2。)公开的时域上的设计方法将特性函数E1、特性函数E2实现为时域上的滤波特性。

如上所述，通过实现特性E1的校正滤波器13、特性E2的校正滤波器14，能够将基于输入端子12的信号的声像可靠地定位到目标声源11的位置。

图8是受听者使用安装了声转换器的便携设备的例子的图，该声转换器用于用本实施方式1的计算方法来进行声像控制。在该图中，虚线16是连接左右耳道、即发声点4和发声点5的直线。此外，点划线17是通过头部中心15、呈方位角0°的直线。点划线18是连接声转换器8及声转换器9的中心和头部中心15的直线。这里，声转换器8位于离头部中心15的距离为0.4m、方位角为-10°、仰角为-20°的位置，声转换器9位于方位角为10°、仰角为-20°的位置。此外，目标声源11位于方位角为90°、仰角为15°、离头部中心15的距离为0.2的位置。

图9是图8所示的条件下的计算例的图。在图8中，声转换器8及声转换器9处于关于头部模型3左右对称的角度，传递函数H1和传递函数H4、传递函数H2和传递函数H3分别具有相同的频率特性。图9(a)是传递函数H1及传递函数H4的频率特性的曲线图。图9(b)是传递函数H2及传递函数H3的频率特性的曲线图。图9(c)是传递函数H5的频率特性的曲线图。图9(d)是传递函数H6的频率特性的曲线图。

通过将如图9所示求出的各传递函数H1～H6代入(式2)，能够计算校正滤波器13的特性函数E1及校正滤波器14的特性函数E2。图10是根据如图9所示得到的传递函数H1～H6得到的特性函数E1、特性函数E2的频率特性的曲线图。图10(a)是特性函数E1的频率特性的曲线图。图10(b)是特性函数E2的频率特性的曲线图。

通过以上结构，即使声转换器8及声转换器9的位置、及目标声源11位于离头部近的位置，受听者也能够明确地感知目标声源11的声像，能够得到正确的声像定位。其中，以上说明了目标声源为1个、而且固定的情况，但是在目标声源为多个的情况下，只要准备与目标声源的个数相同的校正滤波器13及校正滤波器14的组合即可。此外，在目标声源移动的情况下，通过切换该移动路径上的多个方向、距离的校正滤波器的特性即可。

这样，根据本实施方式1，即使对目标声源11设定多个方位角、仰角、距离，也由于已经计算出了头部模型3的耳道入口的发声点产生的势，所以通过对该势进行声压合成，能够在极短时间内求出传递函数及校正滤波器特性。再者，，也能够通过可以忽略发声点和受声点的大小的数值计算，来高精度地求出以往测定传递函数时扬声器或话筒影响声场的、接近头部的传递函数，能够用根据它们计算出的校正滤波器特性，来进行精确的声像控制。

(实施方式2)

在本实施方式2中，说明下述情况：将实施方式1所示的声像控制装置应用于使用了头戴耳机的受听，对使用了头戴耳机的受听的情况也能得到精确的声像定位。

图11是本实施方式2的声像控制装置的从声转换器到耳道入口的传递函数的计算模型的图。其中，在图11中，对与图6相同的构件采用同一标号，省略其说明。在图11中，示出了将声转换器8及声转换器9分别设置在头部模型3的两耳近旁、与所谓的头戴耳机受听相当的计算模型。即，左侧耳道中设置的发声点4在声转换器9的受声点7上产生的声压可以忽略。同样，右侧耳道中设置的发声点5在声转换器8的受声点6上产生的声压也可以忽略。因此，与实施方式1同样，从声转换器8的传递函数H7被作为受声点6的声压来求。

图12是采用了根据图11所示的关系得到的传递函数的声像控制装置的基本框图。在该图中，校正滤波器13及校正滤波器14是用声转换器8及声转换器9来实现目标声源11的校正滤波器，设校正滤波器13的特性为E3，校正滤波器14的特性为E4。在此情况下，根据从输入端子12到耳道入口(左侧耳道入口1、右侧耳道入口2)的传递函数等于从目标声源11到耳道入口(左侧耳道入口1、右侧耳道入口2)的传递函数这一条件，(式3)成立。

【式3】

$\left[\begin{array}{c}{H}_5\\ H_6\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{H}_7\·E_3\\ H_8\·E_4\end{array}\right]$

因此，特性函数E3及特性函数E4根据将(式3)变形而得到的(式4)来求。

【式4】

$\left[\begin{array}{c}{E}_3\\ E_4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\frac{H_5}{H_7}\\ \frac{H_6}{H_8}\end{array}\right]$

通过以上结构，在采用了头戴耳机的受昕中，通过在受听者的耳道入口处实现从目标声源11的传递函数，能够将精确的声像定位到目标声源11的位置。

(实施方式3)

在实施方式1及2中，说明了将发声点设置在耳道入口处的情况，而在本实施方式3中，说明将发声点设置在鼓膜处来求到目标声源的传递函数、定位更精确的声像的情况。

图13是头部模型3的右侧耳郭部的更详细的3D形状的图。图13(a)是头部模型3的右侧耳郭部的主视图，图13(b)是头部模型3的右侧耳郭部的俯视图。如该图所示，从耳道入口1经由耳道21，形成了鼓膜23。在本实施方式3中，除了头部模型3的左右耳道的末端都由鼓膜封闭的模型以外，与实施方式1相同。

图14是用图13的头部模型3来计算从声像控制装置的声转换器到鼓膜的传递函数的计算模型的一例的图。在该图中，在左侧耳道20的末端形成了鼓膜22，在该鼓膜22上定义了发声点4。此外，在右侧耳道21的末端形成了鼓膜23，在该鼓膜23上定义了发声点5。这里，计算到图6(a)所示的声转换器8及声转换器9上定义的受声点6及受声点7的传递函数。这里，设从发声点4到受声点6的传递函数为H11，从发声点4到受声点7的传递函数为H12，从发声点5到受声点6的传递函数为H13，从发声点5到受声点7的传递函数为H14。

图15是从鼓膜到目标声源11上定义的受声点10的传递函数的计算模型的一例的图。如该图所示，设从发声点4到受声点10的传递函数为H15，从发声点5到受声点10的传递函数为H16。这些传递函数H11～H16通过对已经计算出的节点上的势进行声压合成来求得。

图16是采用了根据图14及图15所示的关系得到的传递函数H11～H16的声像控制装置的基本框图。在该图中，设校正滤波器13及校正滤波器14的特性分别为特性E11、特性E12，可以用(式5)来求。

【式5】

$\left[\begin{array}{c}{E}_{11}\\ E_{12}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{cc}{H}_{11}& H_{12}\\ H_{13}& H_{14}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{H}_{15}\\ H_{16}\end{array}\right]$

通过以上结构，通过实现从目标声源11到受听者的鼓膜的传递函数，能够将更精确的声像定位到目标声源11的位置。

(实施方式4)

在实施方式2中，说明了在头部模型3的左右耳道入口处设定发声点、使用了头戴耳机的受听中的声像的定位，而在本实施方式4中，说明在头部模型3的鼓膜上定义发声点、并使用了头戴耳机的受听中的声像的定位。

图17是本实施方式4的声像控制装置的从声转换器到鼓膜的传递函数的计算模型的一例的图。在该图中，对与图14相同的构件附以同一标号，省略其说明。图17示出了将声转换器8及声转换器9分别设置在头部模型3的两耳近旁、与所谓的头戴耳机受听相当的计算模型。这里，与实施方式2同样，从发声点4到声转换器8上的受声点6的传递函数被作为受声点6的声压——传递函数H17来求。此外，从发声点5到声转换器9上的受声点7的传递函数被作为受声点7的声压——传递函数H18来求。

图18是采用了根据图17所示的关系得到的传递函数H17及传递函数H18和传递函数H15及传递函数H16的声像控制装置的基本框图。在该图中，假设校正滤波器13及校正滤波器14的特性为特性函数E13、特性函数E14，则可以根据以下的(式6)来计算。

【式6】

$\left[\begin{array}{c}{E}_{13}\\ E_{14}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\frac{H_{15}}{H_{17}}\\ \frac{H_{16}}{H_{18}}\end{array}\right]$

通过以上结构，在头戴耳机受听中，也能够计算从受听者的鼓膜到目标声源11的传递函数，所以能够将声像精确地定位到目标声源的位置。

(实施方式5)

本实施方式5说明下述情况：声像控制装置通过使计算传递函数的头部模型变形为接受声像控制装置的总体的受听者的头部的大小的平均值、来降低声像定位效果因总体的受听者的个人差异。

实施方式1～4中所用的头部模型3的仿真人头按规定的尺寸及形状做成，该仿真人头的尺寸、和耳朵的形状、耳朵的长度、耳屏间隔、脸的长度等头部模型的所有部分的形状被作为各节点的数据来取入。因此，用这种头部模型算出的传递函数反映了头部模型的所有部分的形状。

图19(a)是本实施方式5的声像控制装置用于求传递函数的头部模型30的主视图。图19(b)是头部模型30的侧视图。在图19(a)中，31表示头部的宽度，32表示头部的高度，33表示头部的纵深。这里，假设图3(a)所示的仿真人头的头部的宽度是Wd，头部的高度是Hd，头部的纵深是Dd。此外，假设根据接受本实施方式的声像控制装置的总体的头部的统计数据，来计算属于总体的它们的平均值，头部的宽度是Wa，头部的高度是Ha，头部的纵深是Da。

头部的宽度以Wa/Wd的比率、头部的高度以Ha/Hd的比率、头部的纵深以Da/Dd的比率使图3(b)所示的计算机上的头部模型的尺寸变形。即，即使最初计测出的仿真人头的尺寸偏离接受本声像控制装置的总体的头部尺寸的平均值，通过进行这种变形(以下将其称为“变形(morphing)处理”。)，也能够在计算机上实现总体的头部尺寸平均值的头部模型。

用这样变形了的头部模型30通过数值计算来求各传递函数，与实施方式1同样求校正滤波器的特性E1a、特性E2a，能够使属于接受本声像控制装置的总体的受听者的声像控制的效果的个人差异最小。

但是，在对头部模型进行了这种变形处理的情况下，需要再次重新计算各节点的势。但是，如果预先再计算各节点的势，将每个节点的势保存到存储器等中，则容易计算传递函数，能够容易地计算用于实现目标声源的校正滤波器的特性。

其中，上面说明了按照根据总体的头部的统计数据得到的平均值来修正头部的宽度、高度及纵深的情况，但是并不限于此。图20是头部模型的其他部分的尺寸的立体图。例如，如该图所示，也可以按照最初计测出的仿真人头的尺寸和总体的头部的尺寸的平均值之间的比率使仿真人头的耳长和耳屏间隔等尺寸变形。此外，头部的宽度31也可以是耳屏间隔，头部的高度32也可以是整个头高，头部的纵深33也可以是头长。

(实施方式6)

在本实施方式6中，说明下述情况：通过使计算传递函数的头部模型变形为属于接受该声像控制装置的总体的特定分类的受听者头部大小的平均值，由受听者选择特定分类，来降低声像定位效果的个人差异。

图21是耳长和耳屏间隔因男性和女性的偏差的曲线图。如该图所示，男性的耳屏间隔是约130mm～170mm，而女性的耳屏间隔是约129mm～158mm左右。此外，男性的耳长是约53mm～78mm，而女性的耳长是约50mm～70mm左右。因此，往往用与图中的星号相当的值来设计声像控制装置，在平均设计值时，声像控制效果是90％左右。

图22是本实施方式6的接受声像控制装置的总体的特定分类的表。在图22中，头部模型35表示总体中的男性平均，头部的宽度是Wm，头部的高度是Hm，头部的纵深是Dm。此外，头部模型36表示总体中的女性的平均，头部宽度是Ww，头部高度是Hw，头部纵深是Dw。此外，头部模型37表示总体中的低年龄层(例如年龄为7岁至15岁的小孩)的平均，头部宽度是Wc，头部高度是Hc，头部纵深是Dc。

这里，与实施方式5同样，在由图3(a)所示的仿真人头构成的头部模型3的头部的宽度为Wd、头部高度为Hd、头部纵深为Dd时，使头部模型35相对于头部模型3，头部宽度以Wm/Wd、头部高度以Hm/Hd、头部纵深以Dm/Dd的比率来变形。使头部模型36相对于头部模型3，头部宽度以Ww/Wd、头部高度以Hw/Hd、头部纵深以Dw/Dd的比率来变形。此外，使头部模型37相对于头部模型3，头部宽度以Wc/Wd、头部高度以Hc/Hd、头部纵深以Dc/Dd的比率来变形。

用这样变形的头部模型35、头部模型36、头部模型37，通过数值计算来求各传递函数，与实施方式1同样来求校正滤波器特性E1m、特性E2m、特性E1w、特性E2w、特性E1c、特性E2c。图23示出了切换基于这些总体的平均值和特定分类的校正滤波器特性的结构的框图。在图23中，声像控制装置新包括：特性保存存储器40，保存着总体的平均值和特定分类的校正滤波器的特性；开关41，用于选择总体的平均值a、特定分类(男性)m、特定分类(女性)w、特定分类(小孩)c中的某一个；以及滤波器设定部42，按照开关41的状态，从特性保存存储器40中选择校正滤波器特性，设定到校正滤波器13及校正滤波器14中。由此，在用开关41选择出表示总体的平均的“a”的情况下，将平均值的校正特性E1a、E2a设定到校正滤波器13及校正滤波器14中。此外，在用开关41选择出表示特定分类(男性)的“m”的情况下，将男性的校正特性E1m、E2m设定到校正滤波器13及校正滤波器14中。同样，在用开关41选择出表示特定分类(女性)的“w”的情况下，将女性的校正特性E1w、E2w，在用开关41选择出表示特定分类(小孩)的“c”的情况下，将小孩的校正特性E1c、E2c设定为校正滤波器13及校正滤波器14分别的特性。受听者通过从该4种中选择适合自己的滤波器，能够使声像控制的效果因受听者的个人差异最小。

(实施方式7)

在本实施方式7中，说明下述情况：通过使计算传递函数的头部模型变形为接受声像控制装置的总体的特定分类的受听者头部大小，由受听者选择自己所属的特定分类，来降低声像定位效果的个人差异。

图24示出了接受本实施方式7的声像控制装置的总体的特定分类。按实施方式7的特定分类，头部模型按照头部的宽度被分类为3个组。图24(a)是分类到头部宽度为w1的组中的头部模型M51～M59的例子的表。图24(b)是分类到头部宽度为w2的组中的头部模型M61～M69的例子的表。图24(c)是分类到头部宽度为w3的组中的头部模型M71～M79的例子的表。在图24(a)中，头部宽度是w1的头部模型进一步根据头部高度h1、h2、h3、和头部纵深d1、d2、d3被分类为9个类型。在图24(b)中，头部宽度是w2的头部模型根据上述3个头部的高度、和3个头部的纵深被分类为9个类型。在图24(c)中，头部宽度为w3的头部模型与上述同样，被分类为9个类型。这里，在本实施方式中，与实施方式6同样，用预先使头部模型3根据图24(a)～(c)的尺寸变形所得的头部模型M51～M79，通过数值计算来求各传递函数，求出校正滤波器特性E1-51、E2-51、～、E1-79、E2-79。

图25示出了按照如图24(a)～(c)所示分类到27个类型的特定分类、来切换与头部模型对应的校正滤波器特性的结构的框图。在图25中，声像控制装置包括：特性保存存储器80，保存着对图24(a)～(c)的27个头部模型算出的校正滤波器特性E1-51、E2-51、～、E1-79、E2-79；开关81，按照3种头部的宽度来切换校正滤波器；开关82，按照3种头部的高度来切换校正滤波器；开关83，按照3种头部的纵深来切换校正滤波器；及滤波器设定部84，按照开关81、开关82、开关83的状态，从特性保存存储器80中选择校正滤波器特性，设定到校正滤波器13及校正滤波器14中。受听者通过从该开关81、开关82及开关83的组合中选择最适合自己的滤波器，能够减少由受听者的头部尺寸引起的声像控制效果的个人差异。

(实施方式8)

在本实施方式8中，说明下述情况：通过使用于计算声像控制装置的传递函数的头部模型变形为接受该声像控制装置的总体的特定分类的受听者的耳郭部的大小，由受听者选择自己所属的特定分类，来降低声像定位效果的个人差异。

图26是本实施方式8的定义接受声像控制装置的总体的特定分类的耳郭部的图。图26(a)是耳郭部的详细主视图。图26(b)是耳郭部的详细俯视图。在图26中，90表示耳郭部的高度，91表示用到离头部表面最远的位置的距离表示的耳郭部的宽度。图27是本实施方式7的接受声像控制装置的总体的特定分类的另一例的表。在图27中，头部模型M91～M99通过将耳郭部的高度分类为eh1、eh2、eh3这3种、将耳郭部的宽度分类为ed1、ed2、ed3这3种来定义。在此情况下，也与实施方式6同样，用预先使头部模型3根据图27的尺寸变形所得的头部模型M91～M99，通过数值计算来求各传递函数，求校正滤波器特性E1-91、E2-91、～、E1-99、E2-99，并保存到存储器中。

图28示出了按照如图27所示分类到9个类型的特定分类、来切换与头部模型对应的校正滤波器特性的结构的框图。在图28中，声像控制装置包括：特性保存存储器93，保存着对图27的9个类型的头部模型算出的校正滤波器特性E1-91、E2-91、～、E1-99、E2-99；开关94，按照3种耳郭部的高度eh1、eh2、eh3来切换校正滤波器；开关95，按照3种耳郭部的宽度ed1、ed2、ed3来切换校正滤波器；及滤波器设定部96，按照开关94、开关95的状态，从特性保存存储器93中选择对应的校正滤波器特性，设定到校正滤波器13及校正滤波器14中。受听者通过从该开关94及开关95的组合中，选择最适合自己的校正滤波器特性，能够减少由自己的耳郭部的高度和宽度引起的声像控制的效果的个人差异。

其中，在上述实施方式1～8中，为了计算头部模型上的各节点的势，需要庞大的计算量，所以节点上的势数据的计算预先脱机进行。然后，将得到的势暂时保存到外部的数据库等中后，通过外部的工具用它来计算传递函数，并计算校正滤波器的特性函数。因此，在上述声像控制装置中，校正滤波器的特性函数只是被保存在ROM等存储器中来利用。这是因为，在目前的阶段，携带式电话机或头戴耳机立体声等便携设备中安装的声像控制装置的计算能力跟不上这么大的计算量。因此，在不久的将来，也可能使便携设备中内置的声像控制装置进行更多的处理。

图29是将多个类型的头部模型的势数据的组保存到声像控制装置中的情况下的声像控制装置中的处理过程的图。例如，首先，在设定条件时，受听者一边观看声像控制装置的菜单画面，一边选择实施方式5～8所示的、最适合自己的头部模型。这里，也可以输入扬声器和两耳之间的关系、及目标声源和两耳之间的位置关系等详细的条件。由此，声像控制装置从保存着势数据的ROM中读入与选择出的头部模型对应的势数据，生成规定的传递函数。该传递函数可以作为预定了扬声器和两耳之间的关系、及目标声源和两耳之间的位置关系的传递函数来生成，也可以由受听者最初输入目标声源和两耳之间的位置关系等数据作为条件设定，根据输入的数据来计算传递函数。接着，根据得到的传递函数，来计算校正滤波器的参数(特性函数)，设定到校正滤波器中。这样，能够用内部保持着的势数据，在声像控制装置内计算校正滤波器的特性函数，从而能够按照不同时间的多种多样的条件，灵活地修正校正滤波器的特性，更精确地定位声像。

图30是在本发明的声像控制装置或包括它的音响装置中包括设定输入部的情况下的特性函数设定处理的过程的一例的图，该设定输入部接受决定头部模型的类型的多个元素的设定输入。此外，作为另一例，说明采用了下述结构的情况：从声像控制装置或将其内置的音响装置等中包括的设定输入部，接受决定头部模型的类型的元素——受听者的年龄、性别、两耳间距、耳朵的大小等的输入。在此情况下，声像控制装置对受听者的年龄、性别、两耳间距、耳朵的大小等各个元素决定一个参数(特性函数)组(E1、E2)，将参数(E1、E2)做成表等并预先保持着。由此，例如在输入了年龄“30岁”、性别“女性”、两耳间距“150mm”、耳朵的大小“55mm”等元素的情况下，决定了1个与这些元素相应的参数组。接着，从ROM中读出决定出的特性函数组，设定到校正滤波器13及校正滤波器14中。通过这样在声像控制装置中包括设定输入部，能够设定与各种各样的设定元素相应的特性函数，能够设定更适合各受听者的校正滤波器。

图31是在图30所示的包括设定输入部的声像控制装置中，受听者一边听来自扬声器的声音一边进行设定输入的情况下的过程的一例的图。在此情况下，例如按决定头部模型的类型的、更合理的元素的顺序来接受设定输入。在决定头部模型的类型时，例如按年龄、性别、两耳间距、耳朵的大小的顺序合理的情况下，按(设定1)设定年龄→(设定2)设定性别→(设定3)设定两耳间距→(设定4)设定耳朵大小的顺序，来接受设定的输入。受听者根据该顺序，一边听扬声器的声音，一边进行设定输入。例如，在结束了年龄“30岁”、性别“女性”、两耳间距“150mm”的设定输入后，受听者感到足够正确地调整了设定的情况下，就此结束设定输入，剩余的(设定4)耳朵大小的设定用缺省值就可以。由此，根据设定输入的元素，决定了1个参数组。接着，从ROM中读出决定出的特性函数组，设定到校正滤波器13及校正滤波器14中。通过这样做，有下述效果：受昕者无需进行不必要的多余的输入操作，能够对个人以满足的精确度来定位声像。

再者，最近，在携带式电话机等便携设备上搭载了摄像机，能够轻松地拍摄人物的照片。因此，今天，也正在开发根据用数字摄像机拍摄到的人物图像来得到该人的头部模型的尺寸的技术等。图32是根据用携带式电话机拍摄到的人物的面部的图像、来辅助图31所示的设定输入部的输入的一例的图。例如，虽然不能期待根据该图所示的照片得到完全精确的值，但是能够判定受听者的两耳间距、终端和用户(受听者)之间的距离、年龄、性别等。这样，能够根据照片来判定的数据不要求受听者特意进行设定输入，也可以用根据照片得到的数据来决定参数组。此外，将来，在因便携设备的高性能化而使便携设备的计算能力飞跃性地提高的情况下，携带式电话机的内置摄像机的性能也将飞跃性地提高。在这种情况下，声像控制装置根据用携带式电话机内置的摄像机拍摄到的图像，对头部模型进行变形，计算各节点上的势并保存到存储器等中。声像控制装置也可以用保存着的势来计算头部传递函数，计算最适合照片的人物的特性函数，将算出的特性函数设定到校正滤波器中。

图33是为了弥补从正面拍摄到的普通人物照片难以拍摄耳朵形状的这一点，而根据拍摄到耳郭部的照片来进行输入辅助的例子的图。在从图32所示的正面拍摄到的人物照片中，人物的头发或耳朵的摄影角度往往使得根据照片不能判别该人物的耳朵(耳郭)的形状、耳朵的长度、耳郭相对于头部的角度及耳朵相对于头部的位置等。因此，也可以另外只拍摄该人物的耳朵，与根据图32的从正面拍摄到的照片得到的数据组合，作为用于决定校正滤波器的参数组的设定输入的辅助。当然，也可以只用根据这2个照片得到的数据来决定校正滤波器的参数组。

图34是通过立体摄像机或两次拍摄来立体拍摄同一侧的耳朵的情况下的例子的图。如该图所示，通过立体摄像机或两次拍摄照片，能够取得耳郭部的三维数据。由此，能够得到比图33所示的1次拍摄的耳郭部的照片更有效的数据。在此情况下，可以与根据图32的从正面拍摄到的照片得到的数据组合，作为用于决定校正滤波器的参数组的设定输入的辅助，也可以只用根据这2个照片得到的数据来决定校正滤波器的参数组。当然，也可以通过照相3次以上，来取得更加精确的数据。

其中，本发明的声像控制装置也可以与图30和图31所示的例子不同，无需对设定输入的元素的所有组合都保持校正滤波器的特性函数，而只对每个元素保持校正滤波器的特性函数。图35是声像控制装置或内置了它的音响设备对设定输入的每个元素保持校正滤波器的特性函数的情况下的处理过程的一例的图。其中，这里，也说明下述情况：按(设定1)设定年龄→(设定2)设定性别→(设定3)设定两耳间距→(设定4)设定耳朵大小的顺序，来接受设定的输入。受听者根据该顺序，一边听扬声器的声音，一边进行设定输入。例如，受听者输入了年龄“30岁”后，从与年龄对应的参数(特性函数)组中读出与年龄“30岁”对应的参数组，设置到校正滤波器的“年龄对应用滤波器”中。接着，受听者输入了性别“女性”后，从与性别对应的参数(特性函数)组中读出与性别“女性”对应的参数组，设置到校正滤波器的“性别对应用滤波器”中。进而，受听者输入了两耳间距“150mm”后，从与两耳间距对应的参数(特性函数)组中读出与两耳间距“150mm”对应的参数组。设置到校正滤波器的“两耳间距对应用滤波器”中。例如，在结束了以上设定输入后，受听者感到足够正确地调整了设定的情况下，就此结束设定输入，通过剩余的(设定4)耳朵大小设定来得到的参数组用原来设定在“耳朵大小对应用滤波器”中的缺省值就可以。来自受听者的设定输入结束后，声像控制装置合成校正滤波器内部设定的“年龄对应用滤波器”、“性别对应用滤波器”、“两耳间距对应用滤波器”及“耳朵的大小对应用滤波器”等中设置的特性函数，生成一个参数(特性函数)组，设定到校正滤波器13及校正滤波器14中。通过这样做，无需保持由年龄、性别等元素的组决定的所有参数的组，能够节约声像控制装置的存储容量。

图36是包括声像控制装置的携带式电话机等将从设定输入部等输入的数据发送到因特网上的服务器、接受基于发送的数据的最佳参数的供给的情况下的一例的图。如该图所示，首先，用包括声像控制装置的携带式电话机等从设定输入部等输入年龄、性别、两耳间距、耳朵大小等值。受听者完成了设定输入后，声像控制装置经携带式电话机网等通信线路，连接到因特网上的销售商等的服务器上，将设定输入的年龄、性别、两耳间距、耳朵大小等数据上载到服务器。服务器根据上载的设定值，决定判断为最适合具有上载的设定值的受听者的参数，并且从服务器内的数据库中读出决定出的参数组并下载到携带式电话机。通过这样做，声像控制装置无需保持很多参数组，能够减轻存储器的负担。此外，在服务器端，包括大型计算机系统，所以在数据库中能够对各个元素保持更详细的数据。例如，在携带式电话机中内置的声像控制装置中，年龄设定像10岁、15岁、20岁、25岁、30岁、…等那样，按5岁来递增；而在服务器内的数据库中，能够保持对每1岁都分配不同参数的设定。因此，有下述效果：在携带式电话机中无需很多存储器，能够得到适应性更高的参数组。

图37是包括声像控制装置的携带式电话机等将用内置摄像机等拍摄到的图像数据发送到因特网上的服务器、接受基于发送的图像数据的最佳参数的供给的情况下的一例的图。如图37所示，即使在取代年龄、性别、两耳间距等设定输入、而将用携带式电话机拍摄到的照片的图像数据发送到服务器的情况下，携带式电话机等在存储容量或CPU的处理速度等计算机资源方面，也不如服务器。因此，即使在用携带式电话机等解析同一图像数据的情况下，与用服务器进行解析的情况相比，也不能得到那么详细而且精确的数据。相反，与图36的情况同样，在服务器端的计算机系统中，包括足够的能够从上载的图像数据中取得更精确的数据的软件等。因此，通过这样做，有下述效果：能够在包括声像控制装置的携带式电话机端节约计算机的资源，取得精度更高的参数组，定位精度更高的声像。

图38是在包括声像控制装置的携带式电话机等中包括显示用于参数设定的受听者个人的各元素的显示部的情况下的一例的图。在携带式电话机的等待画面上有平时也可以不必显示的图标，而例如在等待中利用声像控制装置来受听音乐等的情况下，如图38所示，也可以在显示部的下部显示决定校正滤波器的参数(特性函数)组的自己个人的设定元素。

在该图中，例如显示了受听者的年龄是“30岁”，性别是“男性”，两耳间距是“15cm”，耳朵的大小是“5cm”。这样，通过显示当前的设定状态，有下述效果：受听者在对声像的定位状况不满意等情况下，也可以用不同的值来进行微调。

图39(a)是通过上述实施方式1～8中所用的仿真得到的传递函数的波形及相位特性的曲线图。图39(b)是像以往那样通过实测而得到的传递函数的波形及相位特性的曲线图。其中，图39(a)及(b)的用于测定的输入声音是对所有频率平坦的白噪声。如图39(a)所示，如果是本来的HRTF，则即使是白噪声，也像该仿真那样，在某个频率上声压非常小；而在图39(b)的实测的曲线图上可看到该频率附近的偏差。这即意味着，在实测中，包含这种误差。此外，在图39(b)的实测中，在低频部分的HRTF中存在误差造成的方向依赖性。因此，用于将输入的白噪声在目标声源的位置上作为白噪声来输出的校正滤波器的特性函数在仿真中用实测的约1/4的抽头即可。

这样，根据本实施方式1～8，不是通过实测、而是通过仿真来求传递函数，所以设计校正滤波器时的运算量非常小即可，其结果是，有能够将功耗抑制得很低的效果。

产业上的可利用性

本发明的声像控制装置作为包括音响再生装置的携带式电话机、PDA等便携设备很有用。此外，本发明的声像控制装置作为进行模拟游戏等的游戏机中内置的声像控制装置很有用。

Claims (17)

1.一种声像控制装置的设计工具，用于设计声像控制装置，该声像控制装置的设计工具的特征在于，包括：

传递函数生成单元，该传递函数生成单元将头部受声点作为发声点，将声源和目标声源作为受声点来求各传递函数；

特性函数计算部，计算滤波特性函数；以及

特性函数设定单元，将算出的上述滤波特性函数设定到上述声像控制装置的滤波器中，

上述传递函数生成单元包括：

势计算部，对左右的每个上述发声点，计算采用了仿真人头的三维头部模型的表面上设定的网眼的各节点上的势；

第1传递函数生成部，合成上述势计算部中保持的势，来生成从上述头部受声点到上述声源的第1传递函数；以及

第2传递函数生成部，合成上述势计算部中保持的势，来生成从上述头部受声点到上述目标声源的第2传递函数，

上述特性函数计算部利用上述第1传递函数和上述第2传递函数计算出上述滤波特性函数。

2.如权利要求1所述的声像控制装置的设计工具，其特征在于，

作为上述头部受声点的上述发声点位于采用了仿真人头的三维头部模型的外耳道入口附近。

3.如权利要求1所述的声像控制装置的设计工具，其特征在于，

作为上述头部受声点的上述发声点位于采用了仿真人头的三维头部模型的鼓膜。

4.如权利要求3所述的声像控制装置的设计工具，其特征在于，

上述头部模型包括各部分的尺寸不同的多个类型；

上述势计算部对每个上述类型计算势。

5.如权利要求4所述的声像控制装置的设计工具，其特征在于，

上述类型之一是，头部模型的各部分的尺寸被定为预定集团中的人体尺寸统计值的平均值。

6.如权利要求4所述的声像控制装置的设计工具，其特征在于，

上述类型是，头部模型的各部分的尺寸至少被定为预定集团中的性别不同的人体尺寸的统计值。

7.如权利要求4所述的声像控制装置的设计工具，其特征在于，

上述类型是，头部模型的各部分的尺寸至少被定为预定集团中的年龄不同的人体尺寸的统计值。

8.如权利要求4所述的声像控制装置的设计工具，其特征在于，

上述类型是，头部模型各部分的尺寸至少按预定的集团中的被划分为几个等级的人体尺寸的头部宽度、头部高度、或头部纵深中的某一个来定。

9.如权利要求4所述的声像控制装置的设计工具，其特征在于，

上述类型是，头部模型的各部分的尺寸至少按照预定集团中的被划分为几个等级的表示耳郭外形的耳郭各部分尺寸来定。

10.如权利要求1所述的声像控制装置的设计工具，其特征在于，

上述声像控制装置的设计工具还包括势保存单元，该势保存单元将算出的上述势数据保存到上述声像控制装置的存储器中。

11.一种声像控制装置，对表示从声源到头部受声点的声音的传递特性的第1传递函数进行滤波，来生成表示从与上述声源不同位置的目标声源到头部受声点的声音的传递特性的第2传递函数，其特征在于，包括：

特性函数保存单元，保存用于对上述第1传递函数进行滤波运算的特性函数；和

第2传递函数生成单元，用上述特性函数保存单元中保存的上述特性函数，根据上述第1传递函数来生成上述第2传递函数，

根据头部各部分的尺寸不同的多个类型的头部模型来计算上述特性函数；

上述特性函数保存单元按每个上述类型保存上述特性函数；

上述声像控制装置还包括元素输入单元，该元素输入单元从受听者接受决定上述类型之一的元素的输入；

上述第2传递函数生成单元利用与通过输入而决定的上述类型对应的特性函数，来生成上述第2传递函数。

12.如权利要求11所述的声像控制装置，其特征在于，

上述类型之一是，头部模型的各部分的尺寸被定为预定的集团中的人体尺寸的统计值的平均值。

13.如权利要求11所述的声像控制装置，其特征在于，

上述类型是，头部模型的各部分的尺寸至少被定为预定的集团中的性别不同的人体尺寸的统计值。

14.如权利要求11所述的声像控制装置，其特征在于，

上述类型是，头部模型的各部分的尺寸至少被定为预定的集团中的年龄不同的人体尺寸的统计值。

15.如权利要求11所述的声像控制装置，其特征在于，

上述类型是，头部模型各部分尺寸至少按预定的集团中的被划分为几个等级的人体尺寸的头部宽度、头部高度、或头部纵深中的某一个来定。

16.如权利要求11所述的声像控制装置，其特征在于，

上述类型是，头部模型的各部分的尺寸至少按照预定的集团中的被划分为几个等级的表示耳郭外形的耳郭各部分的尺寸来定。

17.一种便携设备，包括：数字摄像机，用于拍摄图像；声转换器，将电信号变换为声音；以及声像控制装置，对表示从作为上述声转换器的声源到头部受声点的声音的传递特性的第1传递函数进行滤波，来生成表示从与上述声源不同位置的目标声源到头部受声点的声音的传递特性的第2传递函数，其特征在于，

上述声像控制装置按头部各部分的尺寸不同的多个类型的每个类型，保持用于对上述第1传递函数进行滤波运算的特性函数；

上述便携设备还包括尺寸解析单元，该尺寸解析单元根据用上述数字摄像机拍摄到的受听者的人物照片，来解析上述受听者的头部各部分的尺寸；

上述声像控制装置根据解析出的头部尺寸，来决定上述类型之一，用决定出的类型的特性函数对上述第1传递函数进行滤波，并使上述声转换器产生用上述第2传递函数传递的声音。

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