情報処理装置および同装置の音響信号処理方法
【課題】低コストかつ簡単な作業でイヤフォンの特性を補正することのできる情報処理装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、情報処理装置は、音声信号を出力するための出力端子、マイクロフォン、測定手段および補正フィルタ設計手段を具備する。測定手段は、出力端子から出力されてマイクロフォンによって収音された測定用の音声信号から出力端子に接続されたイヤフォンの周波数特性を測定する。補正フィルタ設計手段は、測定手段により測定されたイヤフォンの周波数特性と、予め定められた目標周波数特性とに基づき、低音域から高音域に切り替わる周波数帯域であるクロスオーバー帯域よりも高い高音域またはクロスオーバー帯域よりも低い低音域の一方の音域について、イヤフォンから出力される音声の周波数特性を予め定められた目標周波数特性に補正するための補正フィルタを設計する。
【解決手段】実施形態によれば、情報処理装置は、音声信号を出力するための出力端子、マイクロフォン、測定手段および補正フィルタ設計手段を具備する。測定手段は、出力端子から出力されてマイクロフォンによって収音された測定用の音声信号から出力端子に接続されたイヤフォンの周波数特性を測定する。補正フィルタ設計手段は、測定手段により測定されたイヤフォンの周波数特性と、予め定められた目標周波数特性とに基づき、低音域から高音域に切り替わる周波数帯域であるクロスオーバー帯域よりも高い高音域またはクロスオーバー帯域よりも低い低音域の一方の音域について、イヤフォンから出力される音声の周波数特性を予め定められた目標周波数特性に補正するための補正フィルタを設計する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、イヤフォンを接続可能な出力端子を有する情報処理装置に好適な音響信号処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートＰＣ（Personal computer）などと称される、バッテリ駆動可能で可搬性を有する情報処理装置が広く普及している。この種の情報処理装置の中には、高精細の画像を出力可能であったり、高音質の音声を出力可能であったり等、据え置き型の情報処理装置と同等の高度なＡＶ（Audio and visual）機能を備えたものも少なくない。このような高機能モデルのノートＰＣは、ＤＶＤ（Digital versatile disc）プレーヤや音楽プレーヤとして用いられる機会も多い。
【０００３】
また、このような高機能モデルのノートＰＣは、スピーカと共に、イヤフォンを接続可能な音声信号出力用の出力端子を備えている。例えばスピーカから音声を出力させることができない環境下においては、ユーザは、イヤフォンを出力端子に接続して、ノートＰＣによって再生された音声を視聴する。
【０００４】
ユーザによって使用され得る不特定多数のイヤフォンは、各々特性を有している。そのため、不特定多数のイヤフォンの特性を各々適切に補正するための仕組みがこれまでも種々提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これまでに提案されたイヤフォンの特性を補正する仕組みには、コストアップを招いたり、ユーザに煩雑な作業を強いたり等の課題があった。
【０００７】
本発明は、低コストかつ簡単な作業でイヤフォンの特性を補正することのできる情報処理装置および同装置の音響信号処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、情報処理装置は、音声信号を出力するための出力端子と、マイクロフォンと、測定手段と、補正フィルタ設計手段とを具備する。測定手段は、前記出力端子から出力されて前記マイクロフォンによって収音された測定用の音声信号から前記出力端子に接続されたイヤフォンの周波数特性を測定する。補正フィルタ設計手段は、前記測定手段により測定された前記イヤフォンの周波数特性と、予め定められた目標周波数特性とに基づき、低音域から高音域に切り替わる周波数帯域であるクロスオーバー帯域よりも高い高音域または前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域の一方の音域について、前記イヤフォンから出力される音声の周波数特性を前記予め定められた目標周波数特性に補正するための補正フィルタを設計する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の情報処理装置の外観を示す図。
【図２】実施形態の情報処理装置のシステム構成を示す図。
【図３】実施形態の情報処理装置上で動作するメディアプレーヤの機能ブロックを示す図。
【図４】ジグを用いたイヤフォンの周波数特性の測定例を示す図。
【図５】図４に示した状態で測定されるイヤフォンの周波数特性を示す図。
【図６】実施形態の情報処理装置においてイヤフォンの周波数特性を測定する際にイヤフォンとマイクロフォンとが密着するようにイヤフォンのイヤーチップをマイクロフォンに接触させた状態を示す図。
【図７】図６に示した状態で測定されるイヤフォンの周波数特性を示す図。
【図８】実施形態の情報処理装置においてイヤフォンの周波数特性を測定する際にイヤフォンとマイクロフォンとの間に空隙が設けられるようにイヤフォンのイヤーチップをマイクロフォンに接触させた状態を示す図。
【図９】図８に示した状態で測定されるイヤフォンの周波数特性を示す図。
【図１０】実施形態の情報処理装置がイヤフォンの周波数特性の補正をより適正化するためにクロスオーバー帯域に設ける予測イコライザについて説明するための第１の図。
【図１１】実施形態の情報処理装置がイヤフォンの周波数特性の補正をより適正化するためにクロスオーバー帯域に設ける予測イコライザについて説明するための第２の図。
【図１２】実施形態の情報処理装置がイヤフォンの周波数特性を補正するために実行する音響信号処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】実施形態の情報処理装置がイヤフォンの周波数特性を補正するために実行する音響信号処理の一応用例を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の情報処理装置のディスプレイユニットを開いた状態における外観を示す図である。この情報処理装置は、例えば、バッテリ駆動可能で可搬性を有するノートブックタイプのＰＣ１として実現される。
【００１２】
図１に示すように、ＰＣ１は、コンピュータ本体１１と、ディスプレイユニット１２とから構成されている。ディスプレイユニット１２には、ＬＣＤ（Liquid crystal display）１３が組み込まれている。ディスプレイユニット１２は、コンピュータ本体１１に対し、コンピュータ本体１１の上面が露出される開放位置とコンピュータ本体１１の上面を覆う閉塞位置との間を回動自在に取り付けられている。
【００１３】
コンピュータ本体１１は、薄い箱形の筐体を有しており、その上面には、キーボード１４やタッチパッド１５などが配置されている。コンピュータ本体１１は、マイクロフォンを内蔵しており、当該マイクロフォンが効率良く収音できるようにするために、筐体正面部にマイク穴が設けられている。また、コンピュータ本体１１の筐体側面部には、イヤフォン１６を接続可能な音声信号出力用の出力端子が設けられている。
【００１４】
イヤフォン１６をマイク穴に接触させた状態で、（イヤフォン１６が接続された）出力端子に測定用の音声信号を出力すると、この測定用の音声信号がマイクロフォンによって収音されるので、イヤフォン１６の特性を測定することができる。本実施形態の情報処理装置（ＰＣ１）は、このようにして測定可能なイヤフォン１６の特性を、低コストかつ簡単な作業で補正する仕組みを備えたものであり、以下、この点について詳述する。
【００１５】
図２は、ＰＣ１のシステム構成を示す図である。
【００１６】
図２に示すように、ＰＣ１は、ＣＰＵ（Central processing unit）１０１、ノースブリッジ１０２、主メモリ１０３、サウスブリッジ１０４、ＧＰＵ（Graphics processing unit）１０５を有している。また、ＰＣ１は、サウンドコントローラ１０６、ＢＩＯＳ（Basic input/output system）−ＲＯＭ（Read only memory）１０７、ＬＡＮ（Local area network）コントローラ１０８、ＨＤＤ（Hard disk drive）１０９、ＯＤＤ（Optical disc drive）１１０およびＥＣ／ＫＢＣ（Embedded controller/Keyboard controller）１１１を有している。
【００１７】
ＣＰＵ１０１は、ＰＣ１の動作を制御するプロセッサであり、ＨＤＤ１０９から主メモリ１０３にロードされる各種プログラムを実行する。ＣＰＵ１０１によって実行される各種プログラムの中には、リソース管理を司るＯＳ（Operating system）１２１や、当該ＯＳ１２１の配下で動作する、後述するメディアプレーヤ１２２等が存在する。メディアプレーヤ１２２は、動画（映像）や音声のファイルを再生するためのアプリケーションソフトウェアである。また、ＣＰＵ１０１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０７に格納されたＢＩＯＳも実行する。ＢＩＯＳは、ハードウェア制御のためのプログラムである。
【００１８】
ノースブリッジ１０２は、ＣＰＵ１０１とサウスブリッジ１０４との間を接続するブリッジデバイスとして動作すると共に、主メモリ１０３をアクセス制御するメモリコントローラとして動作する。また、ノースブリッジ１０２は、ＧＰＵ１０５との通信を実行する機能を有している。
【００１９】
ＧＰＵ１０５は、ディスプレイユニット１２に組み込まれたＬＣＤ１３への画像表示を実行する表示コントローラである。また、ＧＰＵ１０５は、各種プログラムが表示しようとする画像をＣＰＵ１０１に代わって描画するアクセラレータを搭載する。
【００２０】
サウスブリッジ１０４は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０７をアクセス制御するメモリコントローラとして動作する。また、サウスブリッジ１０４は、ＨＤＤ１０９およびＯＤＤ１１０を制御するためのＩＤＥ（Integrated Device Electronics）コントローラを内蔵している。さらに、サウスブリッジ１０４は、サウンドコントローラ１０６との通信を実行する機能を有している。
【００２１】
サウンドコントローラ１０６は、音源デバイスであり、再生対象のオーディオデータをスピーカ１１２または（前述のコンピュータ本体１１の筐体側面部に設けられる）出力端子１１３に出力するために、デジタル信号を電気信号に変換するＤ／Ａコンバータや、電気信号を増幅するアンプリファイアなどの回路を有する。また、サウンドコントローラ１０６は、（前述のコンピュータ本体１１に内蔵される）マイクロフォン１１４から入力された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータなどの回路を有する。
【００２２】
ＥＣ／ＫＢＣ１１１は、ＰＣ１の電力管理を行うためのエンベデッドコントローラと、キーボード１４およびタッチパッド１５を制御するためのキーボードコントローラとが集積された１チップマイクロコンピュータである。
【００２３】
また、図３は、以上のようなシステム構成を持つＰＣ１上で動作するメディアプレーヤ１２２の機能ブロックを示す図である。
【００２４】
図３に示すように、メディアプレーヤ１２２は、信号測定部２１０と、補正・再生部２２０とを有している。また、信号測定部２１０は、測定部２１１、補正フィルタ設計部２１２および目標特性生成部２１３を有し、補正・再生部２２０は、補正フィルタ２２１および音響信号再生部２２２を有している。
【００２５】
ここで、本実施形態の情報処理装置（ＰＣ１）が備える、イヤフォンの特性を低コストかつ簡単な作業で補正する仕組みの理解を助けるために、測定用の音声信号を出力端子１１３から出力してマイクロフォン１１４によって収音することによって測定される（出力端子１１３に接続された）イヤフォン１６の周波数特性について説明する。
【００２６】
まず、イヤフォンの周波数特性を測定するための一手法として考えられ得る、ジグを用いてイヤフォンの周波数特性を測定する方法について説明する。図４は、ジグを用いたイヤフォンの周波数特性の測定例を示す図である。
【００２７】
ジグ９０は、管９１と、マイクロフォン９２と、吸音材９３とによって構成される。管９１は、例えば樹脂製の筒状のもので、ユーザの外耳道と同程度の容積を有する。マイクロフォン９２は、管９１に取り付け可能な構造となっている。吸音材９３は、定在波の影響を抑止するために、最も空気が大きく振動する管９１内部の中央付近に配置される。
【００２８】
ＰＣ９は、測定対象のイヤフォン１６をジグ９０に装着し、イヤフォン１６が接続された出力端子に測定用の音声データを出力して、測定データを取得する。測定用の音声信号としては、例えば白色雑音、ピンクノイズ、ＴＳＰ信号等、周波数特性を測定可能な種々の信号を適用できる。このように取得された測定データは、実際に受聴する際の特性から外耳道内で発生する共鳴を除いた特性を含んでいる。そこで、当該ジグ９０を用いた共通の測定系で、高品質のイヤフォンの周波数特性と、ユーザが使用するイヤフォンの周波数特性とを取得する。そして、ユーザがイヤフォンを使用する際に、高品質の周波数特性に近づけるようにイコライザを設計することで、ユーザが使用するイヤフォンの音質を、高品質のイヤフォンの音質に近づけることができる。図５は、この時に取得された測定データの一例を示す図である。
【００２９】
図５中、”ａ１”は、測定対象のイヤフォン１６の測定データを示す。また、”ａ２”は、補正目標となる高音質イヤフォンの測定データを示す。そして、”ａ３”は、これら２つの測定データ間の差分にオフセットを付与した差分データを示す。ＰＣ９は、差分データａ３のカーブに合わせた特性のイコライザを使用することで、ユーザが使用するイヤフォンの音質を、高品質のイヤフォンの音質に近づけることができる。しかしながら、この手法は、ジグ９０を必要とするため、コストアップを招く。
【００３０】
このジグを用いたイヤフォンの周波数特性の測定原理を踏まえて、続いて、ジグを用いずにイヤフォンの周波数特性を測定する方法について説明する。
【００３１】
図６は、イヤフォン１６のイヤーチップをマイクロフォン１１４に密着させた状態を示す図である。
【００３２】
図６に示すように、マイクロフォン１１４は、コンピュータ本体１１の筐体（キャビネット１１ａ）内壁に設置されている。また、前述したように、コンピュータ本体１１の筐体正面部には、マイクロフォン１１４の収音用の開口部（マイク穴１１ｂ）が設けられている。そして、ここでは、イヤフォン１６の周波数特性を測定する際、ユーザが、イヤフォン１６のイヤーチップをマイク穴１１ｂに密着させている。
【００３３】
この状態で、測定用の音声信号を出力端子１１３に出力すると、イヤフォン１６から出力された音声がマイクロフォン１１４によって収音されるので、イヤフォン１６に関する測定データを取得することができる。図７は、この時に取得された測定データの一例を示す図である。
【００３４】
図７中、”ｂ１”は、測定対象のイヤフォン１６の測定データを示す。また、”ｂ２”は、補正目標となる高音質イヤフォンの測定データを示す。そして、”ｂ３”は、これら２つの測定データ間の差分にオフセットを付与した差分データを示す。
【００３５】
図５に示した差分データａ３と、図７に示した差分データｂ３とを比較すると、概ね１ｋＨｚ以下の周波数帯域で概形が類似しているが、概ね１ｋＨｚ以上の周波数帯域では異なった形状になっている。また、この概ね１ｋＨｚの周波数帯域をここでは低音域から高音域に切り替わるいわゆるクロスオーバー帯域と呼ぶことにする。
【００３６】
一方、図８は、イヤフォン１６のイヤーチップとマイクロフォン１１４との間に空隙を設けた状態を示す図である。ここでは、イヤフォン１６の周波数特性を測定する際、ユーザが、イヤフォン１６を傾けてイヤーチップをコンピュータ本体の筐体（キャビネット１１ａ）に当てている。図６に示した状態との違いは、イヤフォン１６とマイクロフォン１１４との間に空隙が生じている点にある。図９は、この時に取得された測定データの一例を示す図である。
【００３７】
図９中、”ｃ１”は、測定対象のイヤフォン１６の測定データを示す。また、”ｃ２”は、補正目標となる高音質イヤフォンの測定データを示す。そして、”ｃ３”は、これら２つの測定データ間の差分にオフセットを付与した差分データを示す。
【００３８】
図８に示した状態で取得される測定データは、低周波数帯域での減衰が大きく、図５に示した差分データａ３”と、図９に示した差分データｃ３とを比較すると、概ね１ｋＨｚ以下の周波数帯域で異なった形状になっているが、概ね１ｋＨｚ以上の周波数帯域では概形が類似している。
【００３９】
つまり、ジグを用いなくとも、概ね１ｋＨｚ以下の周波数帯域については、図６に示した状態で取得される測定データを用いてイコライザを設計することができ、一方、概ね１ｋＨｚ以上の周波数帯域については、図８に示した状態で取得される測定データを用いてイコライザを設計することができることがわかる。
【００４０】
そこで、本実施形態のＰＣ１は、例えば、図８に示した状態で測定データを１回のみ取得し、イヤフォン１６の周波数特性（イヤフォン１６から出力される音声の周波数特性）を補正する。この測定データで補正できる帯域は概ね１ｋＨｚ以上、つまりクロスオーバー帯域以上となるが、高音域の改善により、音がクリアになる等の効果が得られる。これにより、低コストかつ簡単な作業でイヤフォン１６の特性を補正することが実現される。なお、前述したように、クロスオーバー帯域は、概ね１ｋＨｚ付近であるが、イヤフォン１６やマイクロフォン１１４の状況から変動し得る。よって、この値は測定系において実験的に求めるのが確実かつ簡便である。
【００４１】
また、この手法は、例えばマイク面が曲面でイヤフォン１６をマイクロフォン１１４に密着させることができない等の物理的な制約がある場合にも対応できる。
【００４２】
逆に、例えば、図６に示した状態で測定データを１回のみ取得し、イヤフォン１６の周波数特性を補正するようにしてもよい。この測定データで補正できる帯域は概ね１ｋＨｚ以下、つまりクロスオーバー帯域以下となるが、低域が弱いイヤフォン１６の場合、低域の補正だけで大きな音質改善が得られる。よって、この場合も、低コストかつ簡単な作業でイヤフォン１６の特性を補正することが実現される。
【００４３】
ところで、例えば図８に示した状態で測定データを取得する場合には、クロスオーバー帯域以上の周波数帯域について補正用のイコライザを設計し、一方、例えば図６に示した状態で測定データを取得する場合には、クロスオーバー帯域以下の周波数帯域について補正用のイコライザを設計することになることから、いずれの場合も、クロスオーバー帯域よりも低い周波数帯域またはクロスオーバー帯域よりも高い周波数帯域については、全く補正が施されないことになる。
【００４４】
通常、イヤフォンやマイクロフォン等の音響装置の周波数特性は、概ね緩やかに変動するという特徴を持つ。そこで、本実施形態のＰＣ１は、補正対象をクロスオーバー帯域以上の周波数帯域とした場合（図８に示した状態で測定データを取得する場合）、クロスオーバー帯域での測定特性と目標特性との差に基づき、クロスオーバー帯域よりも低い周波数帯域での補正量を予測して、イコライザの設計に反映させる。また、補正対象をクロスオーバー帯域以下の周波数帯域とした場合（図６に示した状態で測定データを取得する場合）、クロスオーバー帯域での測定特性と目標特性との差に基づき、クロスオーバー帯域よりも高い周波数帯域での補正量を予測して、イコライザの設計に反映させる。換言すれば、本実施形態のＰＣ１は、さらに、（測定データから補正可能な）補正対象の周波数帯域と非補正対象の周波数帯域との境界に予想イコライザを立てる。例えば、クロスオーバー帯域に中心周波数を持ち、非補正対象の周波数帯域に向かって緩やかに減衰するフィルタを用いることで、非補正対象の周波数帯域の補正誤差を軽減できる。
【００４５】
図１０は、補正対象をクロスオーバー帯域以上の周波数帯域とした場合（図８に示した状態で測定データを取得する場合）におけるイヤフォンの周波数特性の補正手順を示す図である。この場合、第１に、クロスオーバー帯域以上の周波数帯域について、測定データから差分データを生成してイコライザを設計し（補正［１］）、第２に、クロスオーバー帯域よりも低い周波数帯域について、クロスオーバー帯域での測定データを基にした予測によってイコライザを設計する（補正［２］）。
【００４６】
また、図１１は、補正対象をクロスオーバー帯域以下の周波数帯域とした場合（図６に示した状態で測定データを取得する場合）におけるイヤフォンの周波数特性の補正手順を示す図である。この場合は、第１に、クロスオーバー帯域以下の周波数帯域について、測定データから差分データを生成してイコライザを設計し（補正［１］）、第２に、クロスオーバー帯域よりも高い周波数帯域について、クロスオーバー帯域での測定データを基にした予測によってイコライザを設計する（補正［２］）。
【００４７】
再び図３を参照して、メディアプレーヤ１２２の各部の動作について説明する。
【００４８】
信号測定部２１０の測定部２１１では、前述の方法で、イヤフォン１６の特性が測定される。補正フィルタ設計部２１２は、目標特性生成部２１３で生成された目標特性に近づくように、補正・再生部２２０のイコライザとして機能する補正フィルタ２２１を設計する（補正フィルタ２２１に適用する係数を生成する）。補正フィルタ２２１は、例えば一般的なパラメトリックイコライザなどが効果的である。目標特性の生成方法としては、予め用意した参照用の高音質イヤホンの周波数特性をそのまま使う場合や、ユーザーの好みの特性に変形して用いるなど、種々の方法が適用可能ある。また、理想的な特性を複数用意しておきユーザーに選択させる方法も考えられる。
【００４９】
一方、補正・再生部２２０では、このようにして信号測定部２１０の補正フィルタ設計部２１２で作られた係数を用い、補正フィルタ２２１を使って、音響信号再生部２２２によって再生された音を補正して出力する。この音を測定に用いたイヤフォン１６で視聴すると、理想的なイヤフォンに近い音に聞こえるため、例えば音楽を再生する場合、高音質な音楽を楽しむことができる。
【００５０】
このように、本実施形態のＰＣ１によれば、ジグを使わず、かつ、図８に示した状態または図６に示した状態での１回のみの測定データの取得でイヤフォン１６の周波数特性を適切に補正することができる。即ち、低コストかつ簡単な作業でイヤフォンの特性を補正することを実現する。
【００５１】
図１２は、ＰＣ１がイヤフォンの周波数特性を補正するために実行する音響信号処理の流れを示すフローチャートである。
【００５２】
ここでは、主たる補正対象をクロスオーバー帯域以上の周波数帯域とした場合（図８に示した状態で測定データを取得する場合）を想定する。
【００５３】
測定部２１１は、測定用の音声信号を出力端子１１３に出力し（ブロックＡ１）、当該測定用の音声信号をマイクロフォン１１４によって収音することによって測定データを取得する（ブロックＡ２）。
【００５４】
補正フィルタ設計部２１２は、測定部２１１によって取得された測定データに基づき、クロスオーバー帯域以上の高音域を補正するイコライザを設計する（ブロックＡ３）。これと共に、補正フィルタ設計部２１２は、クロスオーバー帯域での目標値と測定値との差に基づく予測により、非対象領域（低音域）を補正するイコライザを設計する（ブロックＡ４）。
【００５５】
図１３は、本実施形態のＰＣ１がイヤフォンの周波数特性を補正するために実行する音響信号処理の一応用例を説明するための図である。
【００５６】
ここでは、例えば携帯オーディオプレーヤ（音響再生装置２）のように、任意の補正フィルタを備えることが困難な機器においても、ユーザがイヤフォン１６を使用して音楽を視聴する場合に、前述した補正の効果を得られるようにする例を説明する。
【００５７】
この場合、図３に示したメディアプレーヤ１２２の補正・再生部２２０が、補正部２２０Ａと再生部２２０Ｂとに分かれ、再生部２２０Ｂが、ＰＣ１と外部接続される音響再生装置２側に配置される。
【００５８】
前述した例では、音響信号再生部２２２によって再生された音を（信号測定部２１０の補正フィルタ設計部２１２で作られた係数が適用された）補正フィルタ２２１を使って補正して、当該補正後の音声信号を出力端子１１３から出力した。これに対して、図１３に示す応用例では、補正フィルタ２２１を使って補正した音声信号を、補正音響データ生成部２２３に供給する。補正音響データ生成部２２３は、供給された音声信号を符号化して補正音響データを生成し、当該生成した補正音響データを音響再生装置２の音響データ記憶部２２４に格納する。そして、音響再生装置２に配置された再生部２２０Ｂの再生処理部２２５は、音響データ記憶部２２４に格納された補正音響データを再生して、出力端子から出力する。
【００５９】
つまり、補正を施したデータを再生部２２０Ｂに転送しておくことで、任意の補正を施すことのできない機器（音響再生装置２）においても、再生時に補正の効果を得ることを実現する。
【００６０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１…情報処理装置（ＰＣ）、２…音響再生装置、１１…コンピュータ本体、１１ａ…キャビネット、１１ｂ…マイク穴、１２…ディスプレイユニット、１３…ＬＣＤ、１４…キーボード、１５…タッチパッド、１６…イヤフォン、１０１…ＣＰＵ、１０２…ノースブリッジ、１０３…主メモリ、１０４…サウスブリッジ、１０５…ＧＰＵ、１０６…サウンドコントローラ、１０７…ＢＩＯＳ−ＲＯＭ、１０８…ＬＡＮコントローラ、１０９…ＨＤＤ、１１０…ＯＤＤ、１１１…ＥＣ／ＫＢＣ、１１２…スピーカ、１１３…出力端子、１１４…マイクロフォン、１２１…ＯＳ、１２２…メディアプレーヤ、２１０…信号測定部、２１１…測定部、２１２…補正フィルタ設計部、２１３…目標特性生成部、２２０…補正・再生部、２２０Ａ…補正部、２２０Ｂ…再生部、２２１…補正フィルタ、２２２…音響信号再生部、２２３…補正音響データ生成部、２２４…音響データ記憶部、２２５…再生処理部。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、イヤフォンを接続可能な出力端子を有する情報処理装置に好適な音響信号処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートＰＣ（Personal computer）などと称される、バッテリ駆動可能で可搬性を有する情報処理装置が広く普及している。この種の情報処理装置の中には、高精細の画像を出力可能であったり、高音質の音声を出力可能であったり等、据え置き型の情報処理装置と同等の高度なＡＶ（Audio and visual）機能を備えたものも少なくない。このような高機能モデルのノートＰＣは、ＤＶＤ（Digital versatile disc）プレーヤや音楽プレーヤとして用いられる機会も多い。
【０００３】
また、このような高機能モデルのノートＰＣは、スピーカと共に、イヤフォンを接続可能な音声信号出力用の出力端子を備えている。例えばスピーカから音声を出力させることができない環境下においては、ユーザは、イヤフォンを出力端子に接続して、ノートＰＣによって再生された音声を視聴する。
【０００４】
ユーザによって使用され得る不特定多数のイヤフォンは、各々特性を有している。そのため、不特定多数のイヤフォンの特性を各々適切に補正するための仕組みがこれまでも種々提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これまでに提案されたイヤフォンの特性を補正する仕組みには、コストアップを招いたり、ユーザに煩雑な作業を強いたり等の課題があった。
【０００７】
本発明は、低コストかつ簡単な作業でイヤフォンの特性を補正することのできる情報処理装置および同装置の音響信号処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、情報処理装置は、音声信号を出力するための出力端子と、マイクロフォンと、測定手段と、補正フィルタ設計手段とを具備する。測定手段は、前記出力端子から出力されて前記マイクロフォンによって収音された測定用の音声信号から前記出力端子に接続されたイヤフォンの周波数特性を測定する。補正フィルタ設計手段は、前記測定手段により測定された前記イヤフォンの周波数特性と、予め定められた目標周波数特性とに基づき、低音域から高音域に切り替わる周波数帯域であるクロスオーバー帯域よりも高い高音域または前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域の一方の音域について、前記イヤフォンから出力される音声の周波数特性を前記予め定められた目標周波数特性に補正するための補正フィルタを設計する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の情報処理装置の外観を示す図。
【図２】実施形態の情報処理装置のシステム構成を示す図。
【図３】実施形態の情報処理装置上で動作するメディアプレーヤの機能ブロックを示す図。
【図４】ジグを用いたイヤフォンの周波数特性の測定例を示す図。
【図５】図４に示した状態で測定されるイヤフォンの周波数特性を示す図。
【図６】実施形態の情報処理装置においてイヤフォンの周波数特性を測定する際にイヤフォンとマイクロフォンとが密着するようにイヤフォンのイヤーチップをマイクロフォンに接触させた状態を示す図。
【図７】図６に示した状態で測定されるイヤフォンの周波数特性を示す図。
【図８】実施形態の情報処理装置においてイヤフォンの周波数特性を測定する際にイヤフォンとマイクロフォンとの間に空隙が設けられるようにイヤフォンのイヤーチップをマイクロフォンに接触させた状態を示す図。
【図９】図８に示した状態で測定されるイヤフォンの周波数特性を示す図。
【図１０】実施形態の情報処理装置がイヤフォンの周波数特性の補正をより適正化するためにクロスオーバー帯域に設ける予測イコライザについて説明するための第１の図。
【図１１】実施形態の情報処理装置がイヤフォンの周波数特性の補正をより適正化するためにクロスオーバー帯域に設ける予測イコライザについて説明するための第２の図。
【図１２】実施形態の情報処理装置がイヤフォンの周波数特性を補正するために実行する音響信号処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】実施形態の情報処理装置がイヤフォンの周波数特性を補正するために実行する音響信号処理の一応用例を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の情報処理装置のディスプレイユニットを開いた状態における外観を示す図である。この情報処理装置は、例えば、バッテリ駆動可能で可搬性を有するノートブックタイプのＰＣ１として実現される。
【００１２】
図１に示すように、ＰＣ１は、コンピュータ本体１１と、ディスプレイユニット１２とから構成されている。ディスプレイユニット１２には、ＬＣＤ（Liquid crystal display）１３が組み込まれている。ディスプレイユニット１２は、コンピュータ本体１１に対し、コンピュータ本体１１の上面が露出される開放位置とコンピュータ本体１１の上面を覆う閉塞位置との間を回動自在に取り付けられている。
【００１３】
コンピュータ本体１１は、薄い箱形の筐体を有しており、その上面には、キーボード１４やタッチパッド１５などが配置されている。コンピュータ本体１１は、マイクロフォンを内蔵しており、当該マイクロフォンが効率良く収音できるようにするために、筐体正面部にマイク穴が設けられている。また、コンピュータ本体１１の筐体側面部には、イヤフォン１６を接続可能な音声信号出力用の出力端子が設けられている。
【００１４】
イヤフォン１６をマイク穴に接触させた状態で、（イヤフォン１６が接続された）出力端子に測定用の音声信号を出力すると、この測定用の音声信号がマイクロフォンによって収音されるので、イヤフォン１６の特性を測定することができる。本実施形態の情報処理装置（ＰＣ１）は、このようにして測定可能なイヤフォン１６の特性を、低コストかつ簡単な作業で補正する仕組みを備えたものであり、以下、この点について詳述する。
【００１５】
図２は、ＰＣ１のシステム構成を示す図である。
【００１６】
図２に示すように、ＰＣ１は、ＣＰＵ（Central processing unit）１０１、ノースブリッジ１０２、主メモリ１０３、サウスブリッジ１０４、ＧＰＵ（Graphics processing unit）１０５を有している。また、ＰＣ１は、サウンドコントローラ１０６、ＢＩＯＳ（Basic input/output system）−ＲＯＭ（Read only memory）１０７、ＬＡＮ（Local area network）コントローラ１０８、ＨＤＤ（Hard disk drive）１０９、ＯＤＤ（Optical disc drive）１１０およびＥＣ／ＫＢＣ（Embedded controller/Keyboard controller）１１１を有している。
【００１７】
ＣＰＵ１０１は、ＰＣ１の動作を制御するプロセッサであり、ＨＤＤ１０９から主メモリ１０３にロードされる各種プログラムを実行する。ＣＰＵ１０１によって実行される各種プログラムの中には、リソース管理を司るＯＳ（Operating system）１２１や、当該ＯＳ１２１の配下で動作する、後述するメディアプレーヤ１２２等が存在する。メディアプレーヤ１２２は、動画（映像）や音声のファイルを再生するためのアプリケーションソフトウェアである。また、ＣＰＵ１０１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０７に格納されたＢＩＯＳも実行する。ＢＩＯＳは、ハードウェア制御のためのプログラムである。
【００１８】
ノースブリッジ１０２は、ＣＰＵ１０１とサウスブリッジ１０４との間を接続するブリッジデバイスとして動作すると共に、主メモリ１０３をアクセス制御するメモリコントローラとして動作する。また、ノースブリッジ１０２は、ＧＰＵ１０５との通信を実行する機能を有している。
【００１９】
ＧＰＵ１０５は、ディスプレイユニット１２に組み込まれたＬＣＤ１３への画像表示を実行する表示コントローラである。また、ＧＰＵ１０５は、各種プログラムが表示しようとする画像をＣＰＵ１０１に代わって描画するアクセラレータを搭載する。
【００２０】
サウスブリッジ１０４は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０７をアクセス制御するメモリコントローラとして動作する。また、サウスブリッジ１０４は、ＨＤＤ１０９およびＯＤＤ１１０を制御するためのＩＤＥ（Integrated Device Electronics）コントローラを内蔵している。さらに、サウスブリッジ１０４は、サウンドコントローラ１０６との通信を実行する機能を有している。
【００２１】
サウンドコントローラ１０６は、音源デバイスであり、再生対象のオーディオデータをスピーカ１１２または（前述のコンピュータ本体１１の筐体側面部に設けられる）出力端子１１３に出力するために、デジタル信号を電気信号に変換するＤ／Ａコンバータや、電気信号を増幅するアンプリファイアなどの回路を有する。また、サウンドコントローラ１０６は、（前述のコンピュータ本体１１に内蔵される）マイクロフォン１１４から入力された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータなどの回路を有する。
【００２２】
ＥＣ／ＫＢＣ１１１は、ＰＣ１の電力管理を行うためのエンベデッドコントローラと、キーボード１４およびタッチパッド１５を制御するためのキーボードコントローラとが集積された１チップマイクロコンピュータである。
【００２３】
また、図３は、以上のようなシステム構成を持つＰＣ１上で動作するメディアプレーヤ１２２の機能ブロックを示す図である。
【００２４】
図３に示すように、メディアプレーヤ１２２は、信号測定部２１０と、補正・再生部２２０とを有している。また、信号測定部２１０は、測定部２１１、補正フィルタ設計部２１２および目標特性生成部２１３を有し、補正・再生部２２０は、補正フィルタ２２１および音響信号再生部２２２を有している。
【００２５】
ここで、本実施形態の情報処理装置（ＰＣ１）が備える、イヤフォンの特性を低コストかつ簡単な作業で補正する仕組みの理解を助けるために、測定用の音声信号を出力端子１１３から出力してマイクロフォン１１４によって収音することによって測定される（出力端子１１３に接続された）イヤフォン１６の周波数特性について説明する。
【００２６】
まず、イヤフォンの周波数特性を測定するための一手法として考えられ得る、ジグを用いてイヤフォンの周波数特性を測定する方法について説明する。図４は、ジグを用いたイヤフォンの周波数特性の測定例を示す図である。
【００２７】
ジグ９０は、管９１と、マイクロフォン９２と、吸音材９３とによって構成される。管９１は、例えば樹脂製の筒状のもので、ユーザの外耳道と同程度の容積を有する。マイクロフォン９２は、管９１に取り付け可能な構造となっている。吸音材９３は、定在波の影響を抑止するために、最も空気が大きく振動する管９１内部の中央付近に配置される。
【００２８】
ＰＣ９は、測定対象のイヤフォン１６をジグ９０に装着し、イヤフォン１６が接続された出力端子に測定用の音声データを出力して、測定データを取得する。測定用の音声信号としては、例えば白色雑音、ピンクノイズ、ＴＳＰ信号等、周波数特性を測定可能な種々の信号を適用できる。このように取得された測定データは、実際に受聴する際の特性から外耳道内で発生する共鳴を除いた特性を含んでいる。そこで、当該ジグ９０を用いた共通の測定系で、高品質のイヤフォンの周波数特性と、ユーザが使用するイヤフォンの周波数特性とを取得する。そして、ユーザがイヤフォンを使用する際に、高品質の周波数特性に近づけるようにイコライザを設計することで、ユーザが使用するイヤフォンの音質を、高品質のイヤフォンの音質に近づけることができる。図５は、この時に取得された測定データの一例を示す図である。
【００２９】
図５中、”ａ１”は、測定対象のイヤフォン１６の測定データを示す。また、”ａ２”は、補正目標となる高音質イヤフォンの測定データを示す。そして、”ａ３”は、これら２つの測定データ間の差分にオフセットを付与した差分データを示す。ＰＣ９は、差分データａ３のカーブに合わせた特性のイコライザを使用することで、ユーザが使用するイヤフォンの音質を、高品質のイヤフォンの音質に近づけることができる。しかしながら、この手法は、ジグ９０を必要とするため、コストアップを招く。
【００３０】
このジグを用いたイヤフォンの周波数特性の測定原理を踏まえて、続いて、ジグを用いずにイヤフォンの周波数特性を測定する方法について説明する。
【００３１】
図６は、イヤフォン１６のイヤーチップをマイクロフォン１１４に密着させた状態を示す図である。
【００３２】
図６に示すように、マイクロフォン１１４は、コンピュータ本体１１の筐体（キャビネット１１ａ）内壁に設置されている。また、前述したように、コンピュータ本体１１の筐体正面部には、マイクロフォン１１４の収音用の開口部（マイク穴１１ｂ）が設けられている。そして、ここでは、イヤフォン１６の周波数特性を測定する際、ユーザが、イヤフォン１６のイヤーチップをマイク穴１１ｂに密着させている。
【００３３】
この状態で、測定用の音声信号を出力端子１１３に出力すると、イヤフォン１６から出力された音声がマイクロフォン１１４によって収音されるので、イヤフォン１６に関する測定データを取得することができる。図７は、この時に取得された測定データの一例を示す図である。
【００３４】
図７中、”ｂ１”は、測定対象のイヤフォン１６の測定データを示す。また、”ｂ２”は、補正目標となる高音質イヤフォンの測定データを示す。そして、”ｂ３”は、これら２つの測定データ間の差分にオフセットを付与した差分データを示す。
【００３５】
図５に示した差分データａ３と、図７に示した差分データｂ３とを比較すると、概ね１ｋＨｚ以下の周波数帯域で概形が類似しているが、概ね１ｋＨｚ以上の周波数帯域では異なった形状になっている。また、この概ね１ｋＨｚの周波数帯域をここでは低音域から高音域に切り替わるいわゆるクロスオーバー帯域と呼ぶことにする。
【００３６】
一方、図８は、イヤフォン１６のイヤーチップとマイクロフォン１１４との間に空隙を設けた状態を示す図である。ここでは、イヤフォン１６の周波数特性を測定する際、ユーザが、イヤフォン１６を傾けてイヤーチップをコンピュータ本体の筐体（キャビネット１１ａ）に当てている。図６に示した状態との違いは、イヤフォン１６とマイクロフォン１１４との間に空隙が生じている点にある。図９は、この時に取得された測定データの一例を示す図である。
【００３７】
図９中、”ｃ１”は、測定対象のイヤフォン１６の測定データを示す。また、”ｃ２”は、補正目標となる高音質イヤフォンの測定データを示す。そして、”ｃ３”は、これら２つの測定データ間の差分にオフセットを付与した差分データを示す。
【００３８】
図８に示した状態で取得される測定データは、低周波数帯域での減衰が大きく、図５に示した差分データａ３”と、図９に示した差分データｃ３とを比較すると、概ね１ｋＨｚ以下の周波数帯域で異なった形状になっているが、概ね１ｋＨｚ以上の周波数帯域では概形が類似している。
【００３９】
つまり、ジグを用いなくとも、概ね１ｋＨｚ以下の周波数帯域については、図６に示した状態で取得される測定データを用いてイコライザを設計することができ、一方、概ね１ｋＨｚ以上の周波数帯域については、図８に示した状態で取得される測定データを用いてイコライザを設計することができることがわかる。
【００４０】
そこで、本実施形態のＰＣ１は、例えば、図８に示した状態で測定データを１回のみ取得し、イヤフォン１６の周波数特性（イヤフォン１６から出力される音声の周波数特性）を補正する。この測定データで補正できる帯域は概ね１ｋＨｚ以上、つまりクロスオーバー帯域以上となるが、高音域の改善により、音がクリアになる等の効果が得られる。これにより、低コストかつ簡単な作業でイヤフォン１６の特性を補正することが実現される。なお、前述したように、クロスオーバー帯域は、概ね１ｋＨｚ付近であるが、イヤフォン１６やマイクロフォン１１４の状況から変動し得る。よって、この値は測定系において実験的に求めるのが確実かつ簡便である。
【００４１】
また、この手法は、例えばマイク面が曲面でイヤフォン１６をマイクロフォン１１４に密着させることができない等の物理的な制約がある場合にも対応できる。
【００４２】
逆に、例えば、図６に示した状態で測定データを１回のみ取得し、イヤフォン１６の周波数特性を補正するようにしてもよい。この測定データで補正できる帯域は概ね１ｋＨｚ以下、つまりクロスオーバー帯域以下となるが、低域が弱いイヤフォン１６の場合、低域の補正だけで大きな音質改善が得られる。よって、この場合も、低コストかつ簡単な作業でイヤフォン１６の特性を補正することが実現される。
【００４３】
ところで、例えば図８に示した状態で測定データを取得する場合には、クロスオーバー帯域以上の周波数帯域について補正用のイコライザを設計し、一方、例えば図６に示した状態で測定データを取得する場合には、クロスオーバー帯域以下の周波数帯域について補正用のイコライザを設計することになることから、いずれの場合も、クロスオーバー帯域よりも低い周波数帯域またはクロスオーバー帯域よりも高い周波数帯域については、全く補正が施されないことになる。
【００４４】
通常、イヤフォンやマイクロフォン等の音響装置の周波数特性は、概ね緩やかに変動するという特徴を持つ。そこで、本実施形態のＰＣ１は、補正対象をクロスオーバー帯域以上の周波数帯域とした場合（図８に示した状態で測定データを取得する場合）、クロスオーバー帯域での測定特性と目標特性との差に基づき、クロスオーバー帯域よりも低い周波数帯域での補正量を予測して、イコライザの設計に反映させる。また、補正対象をクロスオーバー帯域以下の周波数帯域とした場合（図６に示した状態で測定データを取得する場合）、クロスオーバー帯域での測定特性と目標特性との差に基づき、クロスオーバー帯域よりも高い周波数帯域での補正量を予測して、イコライザの設計に反映させる。換言すれば、本実施形態のＰＣ１は、さらに、（測定データから補正可能な）補正対象の周波数帯域と非補正対象の周波数帯域との境界に予想イコライザを立てる。例えば、クロスオーバー帯域に中心周波数を持ち、非補正対象の周波数帯域に向かって緩やかに減衰するフィルタを用いることで、非補正対象の周波数帯域の補正誤差を軽減できる。
【００４５】
図１０は、補正対象をクロスオーバー帯域以上の周波数帯域とした場合（図８に示した状態で測定データを取得する場合）におけるイヤフォンの周波数特性の補正手順を示す図である。この場合、第１に、クロスオーバー帯域以上の周波数帯域について、測定データから差分データを生成してイコライザを設計し（補正［１］）、第２に、クロスオーバー帯域よりも低い周波数帯域について、クロスオーバー帯域での測定データを基にした予測によってイコライザを設計する（補正［２］）。
【００４６】
また、図１１は、補正対象をクロスオーバー帯域以下の周波数帯域とした場合（図６に示した状態で測定データを取得する場合）におけるイヤフォンの周波数特性の補正手順を示す図である。この場合は、第１に、クロスオーバー帯域以下の周波数帯域について、測定データから差分データを生成してイコライザを設計し（補正［１］）、第２に、クロスオーバー帯域よりも高い周波数帯域について、クロスオーバー帯域での測定データを基にした予測によってイコライザを設計する（補正［２］）。
【００４７】
再び図３を参照して、メディアプレーヤ１２２の各部の動作について説明する。
【００４８】
信号測定部２１０の測定部２１１では、前述の方法で、イヤフォン１６の特性が測定される。補正フィルタ設計部２１２は、目標特性生成部２１３で生成された目標特性に近づくように、補正・再生部２２０のイコライザとして機能する補正フィルタ２２１を設計する（補正フィルタ２２１に適用する係数を生成する）。補正フィルタ２２１は、例えば一般的なパラメトリックイコライザなどが効果的である。目標特性の生成方法としては、予め用意した参照用の高音質イヤホンの周波数特性をそのまま使う場合や、ユーザーの好みの特性に変形して用いるなど、種々の方法が適用可能ある。また、理想的な特性を複数用意しておきユーザーに選択させる方法も考えられる。
【００４９】
一方、補正・再生部２２０では、このようにして信号測定部２１０の補正フィルタ設計部２１２で作られた係数を用い、補正フィルタ２２１を使って、音響信号再生部２２２によって再生された音を補正して出力する。この音を測定に用いたイヤフォン１６で視聴すると、理想的なイヤフォンに近い音に聞こえるため、例えば音楽を再生する場合、高音質な音楽を楽しむことができる。
【００５０】
このように、本実施形態のＰＣ１によれば、ジグを使わず、かつ、図８に示した状態または図６に示した状態での１回のみの測定データの取得でイヤフォン１６の周波数特性を適切に補正することができる。即ち、低コストかつ簡単な作業でイヤフォンの特性を補正することを実現する。
【００５１】
図１２は、ＰＣ１がイヤフォンの周波数特性を補正するために実行する音響信号処理の流れを示すフローチャートである。
【００５２】
ここでは、主たる補正対象をクロスオーバー帯域以上の周波数帯域とした場合（図８に示した状態で測定データを取得する場合）を想定する。
【００５３】
測定部２１１は、測定用の音声信号を出力端子１１３に出力し（ブロックＡ１）、当該測定用の音声信号をマイクロフォン１１４によって収音することによって測定データを取得する（ブロックＡ２）。
【００５４】
補正フィルタ設計部２１２は、測定部２１１によって取得された測定データに基づき、クロスオーバー帯域以上の高音域を補正するイコライザを設計する（ブロックＡ３）。これと共に、補正フィルタ設計部２１２は、クロスオーバー帯域での目標値と測定値との差に基づく予測により、非対象領域（低音域）を補正するイコライザを設計する（ブロックＡ４）。
【００５５】
図１３は、本実施形態のＰＣ１がイヤフォンの周波数特性を補正するために実行する音響信号処理の一応用例を説明するための図である。
【００５６】
ここでは、例えば携帯オーディオプレーヤ（音響再生装置２）のように、任意の補正フィルタを備えることが困難な機器においても、ユーザがイヤフォン１６を使用して音楽を視聴する場合に、前述した補正の効果を得られるようにする例を説明する。
【００５７】
この場合、図３に示したメディアプレーヤ１２２の補正・再生部２２０が、補正部２２０Ａと再生部２２０Ｂとに分かれ、再生部２２０Ｂが、ＰＣ１と外部接続される音響再生装置２側に配置される。
【００５８】
前述した例では、音響信号再生部２２２によって再生された音を（信号測定部２１０の補正フィルタ設計部２１２で作られた係数が適用された）補正フィルタ２２１を使って補正して、当該補正後の音声信号を出力端子１１３から出力した。これに対して、図１３に示す応用例では、補正フィルタ２２１を使って補正した音声信号を、補正音響データ生成部２２３に供給する。補正音響データ生成部２２３は、供給された音声信号を符号化して補正音響データを生成し、当該生成した補正音響データを音響再生装置２の音響データ記憶部２２４に格納する。そして、音響再生装置２に配置された再生部２２０Ｂの再生処理部２２５は、音響データ記憶部２２４に格納された補正音響データを再生して、出力端子から出力する。
【００５９】
つまり、補正を施したデータを再生部２２０Ｂに転送しておくことで、任意の補正を施すことのできない機器（音響再生装置２）においても、再生時に補正の効果を得ることを実現する。
【００６０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１…情報処理装置（ＰＣ）、２…音響再生装置、１１…コンピュータ本体、１１ａ…キャビネット、１１ｂ…マイク穴、１２…ディスプレイユニット、１３…ＬＣＤ、１４…キーボード、１５…タッチパッド、１６…イヤフォン、１０１…ＣＰＵ、１０２…ノースブリッジ、１０３…主メモリ、１０４…サウスブリッジ、１０５…ＧＰＵ、１０６…サウンドコントローラ、１０７…ＢＩＯＳ−ＲＯＭ、１０８…ＬＡＮコントローラ、１０９…ＨＤＤ、１１０…ＯＤＤ、１１１…ＥＣ／ＫＢＣ、１１２…スピーカ、１１３…出力端子、１１４…マイクロフォン、１２１…ＯＳ、１２２…メディアプレーヤ、２１０…信号測定部、２１１…測定部、２１２…補正フィルタ設計部、２１３…目標特性生成部、２２０…補正・再生部、２２０Ａ…補正部、２２０Ｂ…再生部、２２１…補正フィルタ、２２２…音響信号再生部、２２３…補正音響データ生成部、２２４…音響データ記憶部、２２５…再生処理部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を出力するための出力端子と、
マイクロフォンと、
前記出力端子から出力されて前記マイクロフォンによって収音された測定用の音声信号から前記出力端子に接続されたイヤフォンの周波数特性を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記イヤフォンの周波数特性と、予め定められた目標周波数特性とに基づき、低音域から高音域に切り替わる周波数帯域であるクロスオーバー帯域よりも高い高音域または前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域の一方の音域について、前記イヤフォンから出力される音声の周波数特性を前記予め定められた目標周波数特性に補正するための補正フィルタを設計する補正フィルタ設計手段と、
を具備する情報処理装置。
【請求項２】
前記補正フィルタ設計手段は、前記クロスオーバー帯域における前記測定手段により測定された前記イヤフォンの周波数特性と前記目標周波数特性との差に基づき、前記クロスオーバー帯域よりも高い高音域または前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域の他方の音域について、前記イヤフォンの周波数特性と前記目標周波数特性との差を予測し、当該予測した差を補正量とする補正をさらに施すべく前記補正フィルタを設計する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記クロスオーバー帯域よりも高い高音域を対象として前記イヤフォンの周波数特性を補正する場合、前記イヤフォンと前記マイクロフォンとの間に空隙が設けられるように前記イヤフォンを前記マイクロフォンに接触させた状態で、前記出力端子から出力した測定用の音声信号を前記マイクロフォンによって収音する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域を対象として前記イヤフォンの周波数特性を補正する場合、前記イヤフォンと前記マイクロフォンとが密着するように前記イヤフォンを前記マイクロフォンに接触させた状態で、前記出力端子から出力した測定用の音声信号を前記マイクロフォンによって収音する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
音声信号を符号化した音声データを再生して得られる前記音声信号に対して前記補正フィルタによる補正を施して再符号化した補正音声データを生成する補正音声データ生成手段をさらに具備する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項６】
音声信号を出力するための出力端子から出力されてマイクロフォンによって収音された測定用の音声信号から前記出力端子に接続されたイヤフォンの周波数特性を測定し、
前記測定した前記イヤフォンの周波数特性と、予め定められた目標周波数特性とに基づき、低音域から高音域に切り替わる周波数帯域であるクロスオーバー帯域よりも高い高音域または前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域の一方の音域について、前記イヤフォンから出力される音声の周波数特性を前記予め定められた目標周波数特性に補正するための補正フィルタを設計する、
情報処理装置の音響信号処理方法。
【請求項７】
前記補正フィルタを設計することは、前記クロスオーバー帯域における前記定された前記イヤフォンの周波数特性と前記目標周波数特性との差に基づき、前記クロスオーバー帯域よりも高い高音域または前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域の他方の音域について、前記イヤフォンの周波数特性と前記目標周波数特性との差を予測し、当該予測した差を補正量とする補正をさらに施すべく前記補正フィルタを設計する請求項６に記載の情報処理装置の音響信号処理方法。
【請求項８】
前記クロスオーバー帯域よりも高い高音域を対象として前記イヤフォンの周波数特性を補正する場合、前記イヤフォンと前記マイクロフォンとの間に空隙が設けられるように前記イヤフォンを前記マイクロフォンに接触させた状態で、前記出力端子から出力した測定用の音声信号を前記マイクロフォンによって収音する請求項６に記載の情報処理装置の音響信号処理方法。
【請求項９】
前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域を対象として前記イヤフォンの周波数特性を補正する場合、前記イヤフォンと前記マイクロフォンとが密着するように前記イヤフォンを前記マイクロフォンに接触させた状態で、前記出力端子から出力した測定用の音声信号を前記マイクロフォンによって収音する請求項６に記載の情報処理装置の音響信号処理方法。
【請求項１０】
さらに、音声信号を符号化した音声データを再生して得られる前記音声信号に対して前記補正フィルタによる補正を施して再符号化した補正音声データを生成する請求項６に記載の情報処理装置の音響信号処理方法。
【請求項１】
音声信号を出力するための出力端子と、
マイクロフォンと、
前記出力端子から出力されて前記マイクロフォンによって収音された測定用の音声信号から前記出力端子に接続されたイヤフォンの周波数特性を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記イヤフォンの周波数特性と、予め定められた目標周波数特性とに基づき、低音域から高音域に切り替わる周波数帯域であるクロスオーバー帯域よりも高い高音域または前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域の一方の音域について、前記イヤフォンから出力される音声の周波数特性を前記予め定められた目標周波数特性に補正するための補正フィルタを設計する補正フィルタ設計手段と、
を具備する情報処理装置。
【請求項２】
前記補正フィルタ設計手段は、前記クロスオーバー帯域における前記測定手段により測定された前記イヤフォンの周波数特性と前記目標周波数特性との差に基づき、前記クロスオーバー帯域よりも高い高音域または前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域の他方の音域について、前記イヤフォンの周波数特性と前記目標周波数特性との差を予測し、当該予測した差を補正量とする補正をさらに施すべく前記補正フィルタを設計する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記クロスオーバー帯域よりも高い高音域を対象として前記イヤフォンの周波数特性を補正する場合、前記イヤフォンと前記マイクロフォンとの間に空隙が設けられるように前記イヤフォンを前記マイクロフォンに接触させた状態で、前記出力端子から出力した測定用の音声信号を前記マイクロフォンによって収音する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域を対象として前記イヤフォンの周波数特性を補正する場合、前記イヤフォンと前記マイクロフォンとが密着するように前記イヤフォンを前記マイクロフォンに接触させた状態で、前記出力端子から出力した測定用の音声信号を前記マイクロフォンによって収音する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
音声信号を符号化した音声データを再生して得られる前記音声信号に対して前記補正フィルタによる補正を施して再符号化した補正音声データを生成する補正音声データ生成手段をさらに具備する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項６】
音声信号を出力するための出力端子から出力されてマイクロフォンによって収音された測定用の音声信号から前記出力端子に接続されたイヤフォンの周波数特性を測定し、
前記測定した前記イヤフォンの周波数特性と、予め定められた目標周波数特性とに基づき、低音域から高音域に切り替わる周波数帯域であるクロスオーバー帯域よりも高い高音域または前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域の一方の音域について、前記イヤフォンから出力される音声の周波数特性を前記予め定められた目標周波数特性に補正するための補正フィルタを設計する、
情報処理装置の音響信号処理方法。
【請求項７】
前記補正フィルタを設計することは、前記クロスオーバー帯域における前記定された前記イヤフォンの周波数特性と前記目標周波数特性との差に基づき、前記クロスオーバー帯域よりも高い高音域または前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域の他方の音域について、前記イヤフォンの周波数特性と前記目標周波数特性との差を予測し、当該予測した差を補正量とする補正をさらに施すべく前記補正フィルタを設計する請求項６に記載の情報処理装置の音響信号処理方法。
【請求項８】
前記クロスオーバー帯域よりも高い高音域を対象として前記イヤフォンの周波数特性を補正する場合、前記イヤフォンと前記マイクロフォンとの間に空隙が設けられるように前記イヤフォンを前記マイクロフォンに接触させた状態で、前記出力端子から出力した測定用の音声信号を前記マイクロフォンによって収音する請求項６に記載の情報処理装置の音響信号処理方法。
【請求項９】
前記クロスオーバー帯域よりも低い低音域を対象として前記イヤフォンの周波数特性を補正する場合、前記イヤフォンと前記マイクロフォンとが密着するように前記イヤフォンを前記マイクロフォンに接触させた状態で、前記出力端子から出力した測定用の音声信号を前記マイクロフォンによって収音する請求項６に記載の情報処理装置の音響信号処理方法。
【請求項１０】
さらに、音声信号を符号化した音声データを再生して得られる前記音声信号に対して前記補正フィルタによる補正を施して再符号化した補正音声データを生成する請求項６に記載の情報処理装置の音響信号処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−３１０７６（Ｐ２０１３−３１０７６Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６７８２（Ｐ２０１１−１６６７８２）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【特許番号】特許第５１１２５４５号（Ｐ５１１２５４５）
【特許公報発行日】平成２５年１月９日（２０１３．１．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【特許番号】特許第５１１２５４５号（Ｐ５１１２５４５）
【特許公報発行日】平成２５年１月９日（２０１３．１．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]