頭部伝達関数生成装置、頭部伝達関数生成方法及び音声信号処理装置
【課題】簡易な構成により所望の仮想音像定位感を精度良く得られるようにする。
【解決手段】テレビジョン装置５０は、左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲにより７．１チャンネルの音声信号を再生するのに先立ち、音声信号処理部６０の２重正規化処理部６１により２重正規化処理を行う際、抑制正規化処理回路３０の抑制処理部３１により各正規化頭部伝達関数の周波数特性におけるゲインを抑制した上で、想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数で正規化することにより、特性の暴れを抑えた２重正規化頭部伝達関数を生成することができ、音声信号処理部６０の畳込処理部６３で２重正規化頭部伝達関数を音声信号に畳み込む際、タップ数の少ないフィルタ回路を用いて適切な畳込処理を行うことができ、音質を劣化させることなく、リスナに良好な音像定位を与えることができる。
【解決手段】テレビジョン装置５０は、左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲにより７．１チャンネルの音声信号を再生するのに先立ち、音声信号処理部６０の２重正規化処理部６１により２重正規化処理を行う際、抑制正規化処理回路３０の抑制処理部３１により各正規化頭部伝達関数の周波数特性におけるゲインを抑制した上で、想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数で正規化することにより、特性の暴れを抑えた２重正規化頭部伝達関数を生成することができ、音声信号処理部６０の畳込処理部６３で２重正規化頭部伝達関数を音声信号に畳み込む際、タップ数の少ないフィルタ回路を用いて適切な畳込処理を行うことができ、音質を劣化させることなく、リスナに良好な音像定位を与えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は頭部伝達関数生成装置、頭部伝達関数生成方法及び音声信号処理装置に関し、例えば搭載するスピーカにより再生する音声の音像位置を調整するテレビジョン装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビジョン装置や当該テレビジョン装置に接続するアンプ装置等においては、仮想音像定位と呼ばれる技術を利用して、再生する音声の音源を所望の位置に仮想的に定位させるものが提案されている。
【０００３】
この仮想音像定位は、例えばテレビジョン装置に配置される左右のスピーカ等で音声を再生したときに、予め想定された位置に音像を仮想的に定位させるものであり、具体的には次のような手法により実現される。
【０００４】
例えば左右２チャンネルステレオ信号を、テレビジョン装置に配置される左右のスピーカで再生する場合を想定する。
【０００５】
図１に示すように、まず所定の測定環境において頭部伝達関数を測定する。具体的には、視聴者（リスナ）の両耳の近傍の位置（測定点位置）に、マイクロホンＭＬおよびＭＲを設置する。また、仮想音像定位させたい位置にスピーカＳＰＬおよびＳＰＲを配置する。ここで、スピーカは、電気音響変換部の一例であり、マイクロホンは、音響電気変換部の一例である。
【０００６】
そして、ダミーヘッドＤＨ（または人間つまりリスナ自体でも良い）が存在する状態で、まず、一方のチャンネル、例えば左チャンネルのスピーカＳＰＬで、例えばインパルスを音響再生する。そして、その音響再生により発せられたインパルスを上記マイクロホンＭＬ及びＭＲのそれぞれで収音して、左チャンネル用の頭部伝達関数を測定する。この例の場合、頭部伝達関数は、インパルスレスポンスとして測定する。
【０００７】
このとき、左チャンネル用の頭部伝達関数としてのインパルスレスポンスには、図１に示すように、スピーカＳＰＬからの音波をマイクロホンＭＬで収音したインパルスレスポンス（以下、左主成分のインパルスレスポンスという）ＨＬｄと、スピーカＳＰＬからの音波をマイクロホンＭＲで収音したインパルスレスポンス（以下、左クロストーク成分のインパルスレスポンスという）ＨＬｃとを含む。
【０００８】
次に、右チャネルのスピーカＳＰＲで同様にインパルスを音響再生し、その音響再生により発せられたインパルスを上記マイクロホンＭＬおよびＭＲのそれぞれで収音する。そして、右チャンネル用の頭部伝達関数、つまり、右チャンネル用のインパルスレスポンスを測定する。
【０００９】
このとき、右チャンネル用の頭部伝達関数としてのインパルスレスポンスには、スピーカＳＰＲからの音波をマイクロホンＭＲで収音したインパルスレスポンス（以下、右主成分のインパルスレスポンスという）ＨＲｄと、スピーカＳＰＲからの音波をマイクロホンＭＬで収音したインパルスレスポンス（以下、右クロストーク成分のインパルスレスポンスという）ＨＲｃとを含む。
【００１０】
そしてテレビジョン装置は、左右のスピーカのそれぞれに供給する音声信号に音声信号処理を施すことにより、左チャンネル用の頭部伝達関数及び右チャネル用の頭部伝達関数それぞれのインパルスレスポンスをそのまま畳み込む。
【００１１】
すなわちテレビジョン装置は、左チャンネルの音声信号に対し、測定により得た左チャンネル用の頭部伝達関数、すなわち左主成分のインパルスレスポンスＨＬｄ及び左クロストーク成分のインパルスレスポンスＨＬｃをそのまま畳み込む。
【００１２】
またテレビジョン装置は、右チャンネルの音声信号に対し、測定により得た右チャンネル用の頭部伝達関数、すなわち右主成分のインパルスレスポンスＨＲｄ及び右クロストーク成分のインパルスレスポンスＨＲｃをそのまま畳み込む。
【００１３】
これによりテレビジョン装置は、左右のスピーカで音響再生するにもかかわらず、例えば左右２チャンネルステレオ音声の場合であれば、あたかもリスナの前方の所望の位置に設置された左右のスピーカで音響再生されているように音像定位（仮想音像定位）させることができる。
【００１４】
このように仮想音像定位においては、所定の位置のスピーカから出力された音波を所定の位置のマイクロホンで収音する場合の頭部伝達関数を予め測定しておき、当該頭部伝達関数を音声信号に畳み込むようになされている。
【００１５】
ところで頭部伝達関数を測定する場合には、スピーカやマイクロホン自体の音響特性が当該頭部伝達関数に影響を与えてしまう。このためテレビジョン装置は、このような頭部伝達関数を用いて音声信号に対し音声信号処理を施したとしても、必ずしも所望の位置に音像定位させ得ない可能性があった。
【００１６】
そこで、頭部伝達関数測定方法として、ダミーヘッドＤＨ等が存在する状態で得られた頭部伝達関数を、当該ダミーヘッドＤＨ等が存在しない状態で得られた素の状態の伝達特性によって正規化するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１７】
この頭部伝達関数測定方法によれば、スピーカやマイクロホン自体の音響特性を排除することができ、高精度な音像定位を得ることが可能となる。
【００１８】
また、頭部伝達関数の測定を行う場所が無響室ではない場合、測定された頭部伝達関数には、想定された音源位置（仮想音像定位位置）からの直接波のみではなく、測定を行った部屋に応じて、床、天井や壁面等による反射波の成分も含まれることになる。
【００１９】
この頭部伝達関数を音声信号に畳み込んだ場合、測定を行った部屋と同様の音像定位を得ることはできるものの、任意の部屋に応じた任意の反射波による音像定位を得ることはできなかった。
【００２０】
一方、部屋や場所の特性を除去するためには、床、天井、壁面などからの音波の反射のない無響室で頭部伝達関数を測定することが考えられる。しかしながら、無響室で測定した頭部伝達関数をそのまま音声信号に畳み込んだ場合、反射波が存在しないため、仮想音像定位位置や方向性がぼけるという問題があった。
【００２１】
そこで、他の頭部伝達関数測定方法として、スピーカからマイクロホンまでの直接波及び間接波をそれぞれ別々に測定してそれぞれの頭部伝達関数を求めておき、直接波及び１以上の間接波を音声信号に畳み込むものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２２】
この頭部伝達関数測定方法によれば、壁や床、天井等による反射波を自在に形成することができるので、望む周囲環境や部屋環境に応じた頭部伝達関数を得ることができ、所望の音像定位を得ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００９−１９４６８２公報（第１図）
【００２４】
【特許文献２】特開２００９−２０６６９１公報（第１２図、第２９図等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
ところでテレビジョン装置では、特許文献１及び特許文献２それぞれの測定方法により得られた頭部伝達関数を組み合わせることにより、スピーカやマイクロホン自体の音響特性を排除し、且つ、望む周囲環境や部屋環境に応じた所望の音像定位を得ることができると考えられる。この場合、組み合わせ後の頭部伝達関数は、比較的複雑な特性を表すものになると予想される。
【００２６】
一方、頭部伝達関数の畳み込み処理として、所定の演算回路において、所定タップ数のＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタやＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタ等を用いた演算処理を行うことが考えられる。
【００２７】
ここで頭部伝達関数が複雑な特性を表す場合、一定の演算精度を保つためには、一般に、比較的多くのタップ数を必要とすることが知られている。
【００２８】
しかしながら、演算精度を維持すべく演算回路のタップ数を増加させた場合、当該演算回路の回路規模を拡大させることになり、装置構成の大型化、複雑化、さらにはコストの上昇等を招いてしまうという問題があった。
【００２９】
また、複数の頭部伝達関数を組み合わせたときの畳み込み処理を、単一の頭部伝達関数の畳み込み処理を行う場合と同様の少ないタップ数でなる演算回路により行った場合、その演算精度が低下し、所望の音像定位を得られないおそれがある、という問題があった。
【００３０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成の信号処理装置において所望の仮想音像定位感を精度良く得られる頭部伝達関数を生成し得る頭部伝達関数生成装置及び頭部伝達関数生成方法、並びに簡易な構成により所望の仮想音像定位感を精度良く得られる音声信号処理装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
かかる課題を解決するため本発明の頭部伝達関数生成装置においては、ｍチャンネル（ただしｍは２以上の整数）それぞれについて、所定の現実音源方向位置に設置した音源からリスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネル（ただしｎは２以上の整数）それぞれについて、所定の想定音源方向位置に設置した音源から収音部への直接波の方向に関し、リスナ又はダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理部と、ｎチャンネルの想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの現実正規化頭部伝達関数により正規化することにより、ｍ箇所の現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所の想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理部とを設けるようにした。
【００３２】
本発明の頭部伝達関数生成装置は、抑制処理により現実正規化頭部伝達関数と想定正規化頭部伝達関数との相関性を高めた上で２段目の正規化処理を行うことができるため、生成後の定位頭部伝達関数における周波数特性上の暴れを抑えることができる。これに伴い本発明は、生成後の定位頭部伝達関数を用いる信号処理装置において、少ないタップ数の演算回路でも適切な畳込演算処理を可能とすることができる。
【００３３】
また本発明の頭部伝達関数生成方法においては、ｍチャンネル（ただしｍは２以上の整数）それぞれについて、所定の現実音源方向位置に設置した音源からリスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネル（ただしｎは２以上の整数）それぞれについて、所定の想定音源方向位置に設置した音源から収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理ステップと、ｎチャンネルの想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの現実正規化頭部伝達関数で正規化することにより、ｍ箇所の現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所の想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理ステップとを設けるようにした。
【００３４】
本発明の頭部伝達関数生成方法は、抑制処理により現実正規化頭部伝達関数と想定正規化頭部伝達関数との相関性を高めた上で２段目の正規化処理を行うことができるため、周波数特性上の暴れを抑えることができる。これに伴い本発明は、生成された定位頭部伝達関数を用いる信号処理装置において、少ないタップ数の演算回路でも適切な畳込演算処理を可能とすることができる。
【００３５】
さらに本発明の音声信号処理装置においては、ｍ箇所（ただしｍは２以上の整数）の現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所（ただしｎは２以上の整数）の想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための定位頭部伝達関数を生成する頭部伝達関数生成部と、定位頭部伝達関数をｎチャンネルの音声信号にそれぞれ畳み込む畳込処理部と、畳込処理部からのｎチャンネルの音声信号を基に、ｍ個の電気音響変換部に供給するためのｍチャンネルの音声信号を生成する供給音声信号生成部とを設け、頭部伝達関数生成部は、ｍチャンネルそれぞれについて、現実音源方向位置に設置した音源からリスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネルそれぞれについて、想定音源方向位置に設置した音源から収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理部と、ｎチャンネルの想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの現実正規化頭部伝達関数により正規化することにより２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理部とを設けるようにした。
【００３６】
本発明の音声信号処理装置は、抑制処理により現実正規化頭部伝達関数と想定正規化頭部伝達関数との相関性を高めた上で２段目の正規化処理を行うことができるため、生成後の定位頭部伝達関数における周波数特性上の暴れを抑えることができ、少ないタップ数の演算回路により適切な畳込演算処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、抑制処理により現実正規化頭部伝達関数と想定正規化頭部伝達関数との相関性を高めた上で２段目の正規化処理を行うことができるため、生成後の定位頭部伝達関数における周波数特性上の暴れを抑えることができる。これに伴い本発明は、生成後の定位頭部伝達関数を用いる信号処理装置において、少ないタップ数の演算回路でも適切な畳込演算処理を可能とすることができる。かくして本発明は、簡易な構成の信号処理装置において所望の仮想音像定位感を精度良く得られる頭部伝達関数を生成し得る頭部伝達関数生成装置及び頭部伝達関数生成方法を実現できる。
【００３８】
また本発明によれば、抑制処理により現実正規化頭部伝達関数と想定正規化頭部伝達関数との相関性を高めた上で２段目の正規化処理を行うことができるため、生成後の定位頭部伝達関数における周波数特性上の暴れを抑えることができ、少ないタップ数の演算回路により適切な畳込演算処理を行うことができる。かくして本発明は、簡易な構成により所望の仮想音像定位感を精度良く得られる音声信号処理装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の頭部伝達関数の測定環境を示す略線図である。
【図２】頭部伝達関数の測定の説明に供する略線図である。
【図３】頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性を示す略線図である。
【図４】正規化処理回路の構成を示す略線的ブロック図である。
【図５】測定正規化処理の前後における頭部伝達関数の周波数特性を示す略線図である。
【図６】現実音源方向位置及び想定音源方向位置の説明に供する略線図である。
【図７】定位正規化処理の前後における頭部伝達関数の周波数特性を示す略線図である。
【図８】２重正規化処理後の頭部伝達関数の周波数特性を示す略線図である。
【図９】抑制正規化処理回路の構成を示す略線的ブロック図である。
【図１０】７．１チャンネルマルチサラウンドにおけるスピーカ配置例（１）を示す略線図である。
【図１１】７．１チャンネルマルチサラウンドにおけるスピーカ配置例（２）を示す略線図である。
【図１２】音声信号処理部の構成を示す略線的ブロック図である。
【図１３】２重正規化処理部の構成を示す略線的ブロック図である。
【図１４】フロント処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図１５】センター処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図１６】サイド処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図１７】バック処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図１８】低域効果処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図１９】第２の実施の形態による２重正規化処理部の構成を示す略線的ブロック図である。
【図２０】第２の実施の形態によるフロント処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．本発明の基本原理
２．第１の実施の形態（正規化処理ごとに時間軸データに変換する例）
３．第２の実施の形態（測定装置正規化処理と定位正規化処理との間で周波数軸データを受け渡す例）
４．他の実施の形態
【００４１】
＜１．本発明の基本原理＞
実施の形態に先立ち、ここでは本発明の基本原理について説明する。
【００４２】
［１−１．頭部伝達関数の測定］
本発明では、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す頭部伝達関数測定システム１により、特定の音源からの反射波成分を除く直接波のみについて、頭部伝達関数を予め測定しておくようになされている。
【００４３】
頭部伝達関数測定システム１は、無響室２内にダミーヘッドＤＨ、スピーカＳＰ並びにマイクロホンＭＬ及びＭＲがそれぞれ所定の位置に設置されている。
【００４４】
無響室２は、壁面、天井面及び床面において音波を反射させず吸音するようになされている。このため無響室２では、マイクロホンＭＬ及びＭＲによりスピーカＳＰからの直接波のみを収音することができる。
【００４５】
ダミーヘッドＤＨは、リスナ（すなわち人体）を模した形状に構成されており、当該リスナの聴取位置に設置される。測定用音波を収音する収音部としてのマイクロホンＭＬ及びＭＲは、リスナの耳の耳殻内に相当する測定点位置にそれぞれ設置される。
【００４６】
測定用音波を発生する音源としてのスピーカＳＰは、聴取位置又は測定点位置を基点として、頭部伝達関数を測定しようとする方向の、所定の距離だけ離隔した位置（例えば位置Ｐ１）に設置される。以下では、このようにスピーカＳＰが設置された位置を想定音源方向位置と呼ぶ。
【００４７】
音声信号処理部３は、任意の音声信号を生成してスピーカＳＰへ供給すると共に、マイクロホンＭＬ及びＭＲにおいて収音された音声に基づく音声信号をそれぞれ取得し、所定の信号処理を施し得るようになされている。
【００４８】
因みに音声信号処理部３は、例えばサンプリング周波数が９６［ｋＨｚ］でなる８１９２サンプルのディジタルデータを生成するようになされている。
【００４９】
頭部伝達関数測定システム１は、まず図２（Ａ）に示したようにダミーヘッドＤＨが存在する状態で、頭部伝達関数の測定用音波としてインパルスを音声信号処理部３からスピーカＳＰへ供給して当該インパルスを再生する。
【００５０】
また頭部伝達関数測定システム１は、マイクロホンＭＬ及びＭＲによりそのインパルスレスポンスをそれぞれ収音し、生成した音声信号を音声信号処理部３へ供給する。
【００５１】
ここでマイクロホンＭＬ及びＭＲから得られたインパルスレスポンスは、このときのスピーカＳＰの想定音源方向位置における頭部伝達関数Ｈを表すものとなり、例えば図３（Ａ）に示すような特性となる。因みに図３（Ａ）は、時間軸データであるインパルスレスポンスを周波数軸データに変換したときの特性を表している。
【００５２】
ところで無響室２では、スピーカＳＰがダミーヘッドＤＨの右側に設置されている（図２（Ａ））。このため、ダミーヘッドＤＨの右側に設置されているマイクロホンＭＲにより得られたインパルスレスポンスは、右主成分のインパルスレスポンスＨＲｄ（図１）に相当し、マイクロホンＭＬにより得られたインパルスレスポンスは、右クロストーク成分のインパルスレスポンスＨＲｃ（図１）に相当する。
【００５３】
このように頭部伝達関数測定システム１は、まずダミーヘッドＤＨがある状態で、無響室２において想定音源方向位置における直接波のみの頭部伝達関数Ｈを測定するようになされている。
【００５４】
次に頭部伝達関数測定システム１は、図２（Ｂ）に示すように、ダミーヘッドＤＨを除去した状態で、同様にインパルスを音声信号処理部３からスピーカＳＰへ供給して当該インパルスを再生する。
【００５５】
また頭部伝達関数測定システム１は、同様にマイクロホンＭＬ及びＭＲによりそのインパルスレスポンスをそれぞれ収音し、生成した音声信号を音声信号処理部３へ供給する。
【００５６】
ここでマイクロホンＭＬ及びＭＲから得られたインパルスレスポンスは、このときのスピーカＳＰの想定音源方向位置における、ダミーヘッドＤＨや障害物等が存在しない素の状態の伝達関数Ｔを表すものとなり、例えば図３（Ａ）と対応する図３（Ｂ）に示すような特性となる。
【００５７】
この素の状態の伝達特性Ｔは、ダミーヘッドＤＨの影響を排除した、スピーカＳＰ並びにマイクロホンＭＬ及びＭＲによる測定系の特性を表すものとなる。
【００５８】
このように頭部伝達関数測定システム１は、ダミーヘッドＤＨが存在しない状態で、無響室２において想定音源方向位置における直接波のみの素の状態の伝達関数を測定するようになされている。
【００５９】
さらに頭部伝達関数測定システム１は、聴取位置を基点として水平方向に１０度ごとの角度をなす位置Ｐ２、Ｐ３、…に測定点位置を設定して、ダミーヘッドＤＨがある状態の頭部伝達関数及び当該ダミーヘッドＤＨが存在しない素の状態の伝達特性をそれぞれ測定するようになされている。
【００６０】
因みに頭部伝達関数測定システム１では、図１の場合と同様、直接波について、２個のマイクロホンＭＬ及びＭＲそれぞれから、主成分の頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性と、左右のクロストーク成分の頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性とを得ることができる。
【００６１】
［１−２．マイクロホン及びスピーカの影響の排除（第１の正規化）］
次に、頭部伝達関数に含まれるマイクロホン及びスピーカの影響の排除について説明する。
【００６２】
マイクロホンＭＬ及びＭＲ並びにスピーカＳＰを用いて頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達関数Ｔを測定した場合、当該頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達関数Ｔには、上述したように、当該マイクロホンＭＬ及びＭＲ並びにスピーカＳＰの影響がそれぞれに含まれてしまう。
【００６３】
そこで本発明では、特許文献１に記載されている手法と同様、頭部伝達関数Ｈを素の状態の伝達特性Ｔで正規化することにより（以下これを測定正規化とも呼ぶ）、マイクロホン及びスピーカの影響を排除した正規化頭部伝達関数ＨＮを生成するようになされている。
【００６４】
因みにここでは、簡略化のため、主成分についてのみ正規化処理の説明をし、クロストーク成分については説明を省略する。
【００６５】
図４は、頭部伝達関数の正規化処理を行う正規化処理回路１０の構成を示すブロック図である。
【００６６】
遅延除去頭詰め部１１は、頭部伝達関数測定システム１（図２（Ａ）及び（Ｂ））の音声信号処理部３から、想定音源方向位置における直接波のみの素の状態の伝達特性Ｔを表すデータを取得する。以下では、この素の状態の伝達特性Ｔを示すデータをＸｒｅｆ（ｍ）（ただしｍ＝０，１，２，…，Ｍ−１（Ｍ＝８１９２））と表記する。
【００６７】
また遅延除去頭詰め部１２は、頭部伝達関数測定システム１の音声信号処理部３から、想定音源方向位置における直接波のみの頭部伝達関数Ｈを表すデータを取得する。以下では、この頭部伝達関数Ｈを示すデータをＸ（ｍ）と表記する。
【００６８】
遅延除去頭詰め部１１及び１２は、想定音源方向位置に設置されたスピーカＳＰからの音波がマイクロホンＭＲへ到達するまでの時間に相当する遅延時間分だけ、当該スピーカＳＰにおいてインパルスが再生開始された時点からの頭の部分のデータをそれぞれ除去する。
【００６９】
これにより最終的に生成される正規化頭部伝達関数は、インパルスを発生するスピーカＳＰの位置（すなわち想定音源方向位置）と、インパルスを収音するマイクロホンの位置（すなわち測定点位置）との距離に無関係となる。これを換言すれば、生成される正規化頭部伝達関数は、インパルスを収音する測定点位置から見て、想定音源方向位置の方向のみに応じた頭部伝達関数となる。
【００７０】
また遅延除去頭詰め部１１及び１２は、素の状態の伝達特性ＴのデータＸｒｅｆ（ｍ）及び頭部伝達関数ＨのデータＸ（ｍ）それぞれについて、次段における時間軸データから周波数軸データへの直交変換を踏まえてデータ数を２のべき乗となるよう削減し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部１３及び１４にそれぞれ供給する。因みにこのときのデータ数はＭ／２となる。
【００７１】
ＦＦＴ部１３及び１４は、位相を考慮した複素高速フーリエ変換（複素ＦＦＴ）処理を行うことにより、素の状態の伝達特性ＴのデータＸｒｅｆ（ｍ）及び頭部伝達関数ＨのデータＸ（ｍ）を時間軸データから周波数軸データにそれぞれ変換する。
【００７２】
具体的にＦＦＴ部１３は、複素ＦＦＴ処理により、素の状態の伝達特性ＴのデータＸｒｅｆ（ｍ）を実部Ｒｒｅｆ（ｍ）及び虚部ｊＩｒｅｆ（ｍ）からなるＦＦＴデータ、すなわちＲｒｅｆ（ｍ）＋ｊＩｒｅｆ（ｍ）に変換し、これを極座標変換部１５へ供給する。
【００７３】
またＦＦＴ部１４は、複素ＦＦＴ処理により、頭部伝達関数のデータＸ（ｍ）を実部Ｒ（ｍ）及び虚部ｊＩ（ｍ）からなるＦＦＴデータ、すなわちＲ（ｍ）＋ｊＩ（ｍ）に変換し、これを極座標変換部１６へ供給する。
【００７４】
ＦＦＴ部１３及び１４で得られるＦＦＴデータは、周波数特性を表すＸ−Ｙ座標データとなる。ここで素の状態の伝達特性Ｔ及び頭部伝達関数Ｈ双方のＦＦＴデータを重ね合わせると、図５（Ａ）に示すように、全般的な傾向としては近似しており相関性が高いものの、相違する部分が散見され、また頭部伝達関数Ｈのみに特異なピークが現れていることが分かる。
【００７５】
因みに両特性の相関が比較的高いのは、頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達特性Ｔそれぞれを測定した状態（すなわち室内の音響特性）が、ダミーヘッドＤＨの有無のみを相違点とし全体として類似しているからであると考えられる。また、このときのデータ数はＭ／４となる。
【００７６】
極座標変換部１５及び１６は、これらのＦＦＴデータをＸ−Ｙ座標データから極座標データにそれぞれ変換する。
【００７７】
具体的に極座標変換部１５は、素の状態の伝達特性ＴのＦＦＴデータＲｒｅｆ（ｍ）＋ｊＩｒｅｆ（ｍ）を大きさ成分である動径γｒｅｆ（ｍ）と、角度成分である偏角θｒｅｆ（ｍ）とに変換する。そして極座標変換部１５は、この動径γｒｅｆ（ｍ）及び偏角θｒｅｆ（ｍ）、すなわち極座標データを正規化処理部２０へ供給する。
【００７８】
また極座標変換部１６は、頭部伝達関数ＨのＦＦＴデータＲ（ｍ）＋ｊＩ（ｍ）を動径γ（ｍ）及び偏角θ（ｍ）に変換する。そして極座標変換部１６は、この動径γ（ｍ）及び偏角θ（ｍ）、すなわち極座標データを正規化処理部２０へ供給する。
【００７９】
正規化処理部２０は、ダミーヘッドＤＨが存在する状態で測定された頭部伝達関数Ｈを、ダミーヘッドＤＨ等の障害物が存在しない素の状態の伝達特性Ｔにより正規化する。
【００８０】
具体的に正規化および正規化処理部２０は、次の（１）式及び（２）式に従って正規化処理を行うことにより、正規化処理後の動径γｎ（ｍ）及び偏角θｎ（ｍ）をそれぞれ算出し、これらをＸ−Ｙ座標変換部２１へ供給する。
【００８１】
【数１】
【００８２】
【数２】
【００８３】
すなわち正規化処理部２０では、大きさ成分について動径γ（ｍ）を動径γｒｅｆ（ｍ）で除算すると共に、角度成分について偏角θ（ｍ）から偏角θｒｅｆ（ｍ）を減算することにより、極座標系のデータについての正規化処理を行うようになされている。
【００８４】
Ｘ−Ｙ座標変換部２１は、正規化処理後における極座標系のデータをＸ−Ｙ座標系のデータに変換する。
【００８５】
具体的にＸ−Ｙ座標変換部２１は、極座標系の動径γｎ（ｍ）及び偏角θｎ（ｍ）を、Ｘ−Ｙ座標系の実部Ｒｎ（ｍ）及び虚部ｊＩｎ（ｍ）（ただしｍ＝０，１，…，Ｍ／４−１）からなる周波数軸データに変換し、逆ＦＦＴ部２２へ供給する。
【００８６】
因みに変換後の周波数軸データは、例えば図５（Ｂ）に示すような周波数特性となっており、正規化頭部伝達関数ＨＮを表すものとなる。
【００８７】
図５（Ｂ）からわかるように、正規化頭部伝達関数ＨＮは、正規化前の頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達特性Ｔの双方においてゲインが低かった低域及び高域の部分が持ち上げられたような周波数特性となっている。
【００８８】
また他の観点から見れば、正規化頭部伝達関数ＨＮは、おおむね頭部伝達関数Ｈと素の状態の伝達特性Ｔとの差分に相当しており、０［ｄＢ］を中心として周波数の変化に連れてゲインが正負に変動するような特性となっている。
【００８９】
逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）部２２は、複素逆高速フーリエ変換（複素逆ＦＦＴ）処理により、Ｘ−Ｙ座標系の周波数軸データである正規化頭部伝達関数データを、時間軸の正規化頭部伝達関数データであるインパルスレスポンスＸｎ（ｍ）に変換する。
【００９０】
具体的に逆ＦＦＴ部２２は、次の（３）式に従った演算処理を行うことにより、時間軸の正規化頭部伝達関数データであるインパルスレスポンスＸｎ（ｍ）を生成し、これをＩＲ（インパルスレスポンス）簡略化部２３へ供給する。
【００９１】
【数３】
【００９２】
ＩＲ簡略化部２３は、インパルスレスポンスＸｎ（ｍ）を処理可能な、すなわち後述する畳込処理が可能なインパルス特性のタップ長に簡略化することにより正規化頭部伝達関数ＨＮとする。
【００９３】
具体的にＩＲ簡略化部２３は、インパルスレスポンスＸｎ（ｍ）を８０タップに、すなわちデータ列の先頭から８０個のデータでなるインパルスレスポンスＸｎ（ｍ）（ｍ＝０，１，…，７９）に簡略化し、これを所定の記憶部に記憶させる。
【００９４】
この結果、正規化処理回路１０は、リスナの聴取位置又は測定点位置を基点としてスピーカＳＰを所定の想定音源方向位置に設置したとき（図２（Ａ）及び（Ｂ））における、当該想定音源方向位置に対する主成分の正規化頭部伝達関数ＨＮを生成することができる。
【００９５】
このようにして生成された正規化頭部伝達関数ＨＮは、測定に用いたマイクロホンＭＬ及びＭＲ並びにスピーカＳＰの特性による影響が除去されたものとなる。
【００９６】
このため正規化処理回路１０は、例えば頭部伝達関数測定システム１において周波数特性が平坦な、特性の良い高価なマイクロホンやスピーカ等をわざわざ用いることなく、測定に用いたマイクロホンＭＬ及びＭＲ並びにスピーカＳＰの特性の影響を除去することができる。
【００９７】
因みに正規化処理回路１０は、クロストーク成分についても同様の演算処理を行うことにより、想定音源方向位置に対するクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ＨＮを生成し、これを所定の記憶部に記憶させるようになされている。
【００９８】
なお正規化処理回路１０における各信号処理は、全てＤＳＰ（Digital Signal Processor）で行うことができる。この場合において、遅延除去頭詰め部１１及び１２、ＦＦＴ部１３及び１４、極座標変換部１５及び１６、正規化処理部２０、Ｘ−Ｙ座標変換部２１、逆ＦＦＴ部２２並びにＩＲ簡略部２３については、それぞれをＤＳＰで構成しても良く、或いは全体をまとめて１個若しくは複数個のＤＳＰで構成するようにしても良い。
【００９９】
このように正規化処理回路１０は、頭部伝達関数Ｈを素の状態の伝達特性Ｔで正規化することにより（以下これを測定正規化処理と呼ぶ）、マイクロホンＭＬ及びＭＲ並びに及びスピーカＳＰといった測定用の機器による影響を排除した正規化頭部伝達関数ＨＮを生成するようになされている。
【０１００】
［１−３．仮想音像定位（第２の正規化）］
次に、頭部伝達関数を用いた仮想音像定位について説明する。一般に、頭部伝達関数は、リスナの位置を基準としたときの音源の方向及び位置に応じて相違することが知られている。
【０１０１】
すなわち、音像を定位させたい所望の位置（以下これを想定音源方向位置ＰＡと呼ぶ）についての頭部伝達関数Ｈ（以下これを想定方向頭部伝達関数ＨＡと呼ぶ）を音声信号に畳み込むことにより、当該音声信号に基づいた音声を聴取したリスナに対し、その音像を当該想定音源方向位置ＰＡに定位させることが可能となる。
【０１０２】
例えば、図６（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、リスナの前方にテレビジョン装置５０が設置されており、その下方左右にスピーカＳＰＬ及びＳＰＲが搭載されているものとする。
【０１０３】
ここで右側のスピーカＳＰＲに着目すると、当該スピーカＳＰＲは、リスナを基点に表示パネル５０Ｄのほぼ中央の位置（以下これを表示中心５０Ｃと呼ぶ）に対して右方向に１５度、下方向に１０度の位置に搭載されているものとする。以下、このように現実に音源（スピーカＳＰＬ及びＳＰＲ等）が配置されている位置を現実音源方向位置ＰＲと呼ぶ。
【０１０４】
またテレビジョン装置５０における右側のスピーカＳＰＲから出力される音声の音像を定位させたい位置（想定音源方向位置ＰＡ）としては、リスナを基点に表示中心５０Ｃに対して右方向に３０度、上下方向に関しては同等の位置であるものとする。
【０１０５】
ところで、リスナが音源から出力された音声を実際に聴取するときには、当該リスナの位置を基準とした現実の音源の方向及び位置に応じた音声、すなわち現実音源方向位置ＰＲについての頭部伝達関数Ｈ（以下これを現実方向頭部伝達関数ＨＲと呼ぶ）が畳み込まれたような音声を聴取することになる。
【０１０６】
このため、音声信号に対し想定方向頭部伝達関数ＨＡを単純に畳み込むだけでは、音源が設置されている位置に関する現実方向頭部伝達関数ＨＲの影響も含まれてしまい、所望の位置に適切に音像定位させ得ず、また音質の劣化を招くおそれがある。
【０１０７】
そこで本発明では、特許文献２に記載されている手法と同様、想定方向頭部伝達関数ＨＡを現実方向頭部伝達関数ＨＲによって正規化することにより（以下これを定位正規化と呼ぶ）、現実音源方向位置ＰＲの影響を排除した正規化頭部伝達関数ＨＮを生成するようになされている。
【０１０８】
ここでは、マイクロホン及びスピーカ等の測定用の機器による影響を排除する測定正規化の場合と同様、正規化処理回路１０（図４）により正規化処理を行う場合について検討する。
【０１０９】
この場合、正規化処理回路１０の遅延除去頭詰め部１１は、頭部伝達関数測定システム１（図２（Ａ）及び（Ｂ））の音声信号処理部３から、現実音源方向位置ＰＲにおける直接波のみの現実方向頭部伝達関数ＨＲを表すデータを取得する。
【０１１０】
この現実方向頭部伝達関数ＨＲは、上述した第１の正規化処理により正規化されており、図７に破線で示すような周波数特性を有している。
【０１１１】
また遅延除去頭詰め部１１は、頭部伝達関数測定システム１の音声信号処理部３から、想定音源方向位置ＰＡにおける直接波のみの想定方向頭部伝達関数ＨＡを表すデータを取得する。
【０１１２】
この想定方向頭部伝達関数ＨＡも、上述した第１の正規化処理により正規化されており、図７に実線で示すような周波数特性を有している。
【０１１３】
その後正規化処理回路１０は、第１の正規化処理を行う場合と同様の演算処理を行うことにより、想定方向頭部伝達関数ＨＡを現実音源方向位置ＰＲにより正規化した正規化頭部伝達関数ＨＮを生成し、これを正規化頭部伝達関数記憶部２３に記憶させる。因みに、このとき生成された正規化頭部伝達関数ＨＮは、図７（Ｂ）に示すような特性となる。
【０１１４】
このように正規化処理回路１０は、正規化された想定方向頭部伝達関数ＨＡを正規化された現実方向頭部伝達関数ＨＲでさらに正規化した場合には（以下これを定位正規化処理と呼ぶ）、現実音源方向位置ＰＲの影響を排除した正規化頭部伝達関数ＨＮを生成することができる。
【０１１５】
［１−４．２重正規化処理における制限処理］
ところで図７（Ａ）を再度参照すると、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲは、いずれも０［ｄＢ］を中心として正負に変動する特性ではあるものの、互いに相違する部分も散見される。
【０１１６】
一方、図７（Ｂ）を参照すると、正規化頭部伝達関数ＨＮは、特に楕円で特定した箇所Ｑ１において、図７（Ａ）の想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲから予想される両者の差分に相当する特性よりも、正負に多く変動した、いわば暴れた特性となっている。
【０１１７】
この場合、正規化処理回路１０により定位正規化処理を行ったとしても、生成された正規化頭部伝達関数ＨＮを用いた音声信号処理を行った際に、必ずしも所望の音像定位を得られず、音声信号における音質を劣化させてしまうおそれがある。
【０１１８】
このような正規化頭部伝達関数における特性の暴れは、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲの相違の度合いと、正規化処理回路１０（図４）の構成とに起因したものと考えられる。
【０１１９】
すなわち想定方向頭部伝達関数ＨＡは、第１の正規化処理を経ているため０［ｄＢ］を中心に正負に変動する特性であるものの、局所的に−３０［ｄＢ］を超えるような比較的大きな変動幅を有している。
【０１２０】
また現実方向頭部伝達関数ＨＲは、同様に第１の正規化処理を経ているため０［ｄＢ］を中心に正負に変動する特性であるものの、想定方向頭部伝達関数ＨＡとは異なる周波数において、局所的に−３０［ｄＢ］を超えるような比較的大きな変動幅を有している。
【０１２１】
このような特性の相違は、想定音源方向位置ＰＡ及び現実音源方向位置ＰＲ（図６）の相違、すなわち上下方向及び左右方向についての距離（又はリスナを基点とした角度）の大きさに起因していると考えられる。
【０１２２】
すなわち想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲは、必ずしも相関性が高いとはいえない。このため、定位正規化処理により想定方向頭部伝達関数ＨＡを現実方向頭部伝達関数ＨＲで正規化した正規化頭部伝達関数ＨＮは、本来であれば、０［ｄＢ］を中心として正負に高頻度で変動するものと考えられる。
【０１２３】
また正規化処理回路１０（図４）は、上述したように、ＩＲ簡略化部２３によりインパルスレスポンスＸｎ（ｍ）を８０タップのデータに簡略化する。これは、テレビジョン装置５０等において実際に頭部伝達関数Ｈを用いて音声信号処理を行う場合に、当該頭部伝達関数Ｈに基づいたフィルタ処理を行う演算回路の処理能力を考慮したためである。
【０１２４】
ここで正規化処理回路１０における正規化処理では、測定正規化処理のように入力される２種類の頭部伝達関数における相関が高い場合には、生成後の正規化頭部伝達関数において応答に要するタップ数が比較的少なくなる。このためこの場合には、タップ数が少なく制限された場合であっても、両者の小さな相違を適切に反映した良好な正規化頭部伝達関数を生成することができる。
【０１２５】
しかしながら、一般に、ディジタルフィルタ回路におけるタップ数を制限した場合には、そのフィルタ特性が制限され、急峻なフィルタ特性を得ることが困難になる。
【０１２６】
すなわち正規化処理回路１０における正規化処理では、定位正規化処理のように入力される２種類の頭部伝達関数における相関が低い場合には、生成後の正規化頭部伝達関数において応答に要するタップ数が比較的多くなる。このためこの場合には、タップ数が少なく制限されると、両者の大きな相違を適切に反映することができず、特性が暴れたような正規化頭部伝達関数を生成することになる。
【０１２７】
仮に、ＩＲ簡略化部２３における簡略化のタップ数を１６０タップに倍増した場合、図７（Ｂ）と対応する図８（Ａ）に示すように、図７（Ａ）の想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲから予想される、両者の差分に相当する特性に近づいたような正規化頭部伝達関数が得られる。
【０１２８】
しかしながら、このようにタップ数を増加した正規化頭部伝達関数は、演算回路の処理能力に制約があるテレビジョン装置５０でそのまま利用することはできない。テレビジョン装置５０においてタップ数の多い正規化頭部伝達関数を利用するには、演算回路の処理能力を増強する必要があるものの、これにより構成の複雑化や製造コストの増加等といった新たな問題を生じることになってしまう。
【０１２９】
そこで、正規化頭部伝達関数におけるタップ数を増加させることなく、且つ適切な正規化処理を実現するための手法を検討すると、正規化前における想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲの相関性を高めておくことが考えられる。
【０１３０】
改めて想定方向頭部伝達関数ＨＡの特性（図７（Ａ））を参照すると、０［ｄＢ］を基準として、−２０［ｄＢ］或いは−３０［ｄＢ］以上といった大きく且つ急峻なピークディップが現れている。
【０１３１】
想定方向頭部伝達関数ＨＡは、上述した頭部伝達関数測定システム１により実測されたインパルスレスポンスを基に、第１の正規化処理を経て生成されたものであるため、想定音源方向位置ＰＡ（図６）についての頭部伝達関数を精度良く表したものと考えられる。
【０１３２】
しかしながら、一般に、正しく測定・生成された頭部伝達関数の周波数特性においては、−２０［ｄＢ］や−３０［ｄＢ］を超えるような大きく且つ急峻なピークディップが現れる可能性は低い。すなわち、想定方向頭部伝達関数ＨＡにおける大きく且つ急峻なピークディップは、測定環境や演算処理の結果生じたものであり、正しく測定・生成された場合には、より小さな変動幅（ゲイン）のピークとして現れるものと考えられる。
【０１３３】
また人間の聴覚特性を考慮すると、頭部伝達関数における−３０［ｄＢ］を超える大きく且つ急峻なピークディップは、音声信号に畳み込んだときに、むしろ音質の悪化としてリスナに認識される可能性もある。
【０１３４】
このため、このように大きなピークディップを仮に−２０［ｄＢ］程度に抑えるよう補正したとしても、当該頭部伝達関数を畳み込んだ音声について、リスナに音質の劣化や音像定位の悪化を感じさせることは殆ど無いと考えられる。
【０１３５】
また現実方向頭部伝達関数ＨＲに現れるピークディップついても、想定方向頭部伝達関数ＨＡの場合と同様のことが考えられる。
【０１３６】
そこで本発明では、定位正規化処理において、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲの周波数特性におけるレベルをある程度の範囲に抑制するよう補正した上で、正規化処理を行うこととした。
【０１３７】
具体的に本発明では、定位正規化処理については、正規化処理回路１０に代えて、図９に示す抑制正規化処理回路３０により行う。
【０１３８】
この抑制正規化処理回路３０は、全体的に正規化処理回路１０と類似した構成を有しているものの、極座標変換部１５及び１６と正規化処理部２０との間に抑制処理部３１を設けた点が相違している。
【０１３９】
抑制処理部３１は、頭部伝達関数の大きさ成分である動径γｒｅｆ（ｍ）及びγ（ｍ）について、抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いて抑制する抑制処理を行うようになされている。
【０１４０】
この抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌは、動径γ（ｍ）と同次元の、すなわち極座標系における動径を表す定数であり、実際には０．１に設定され、抑制処理部３１に記憶されている。
【０１４１】
抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値（０．１）は、当該制御値ｌｉｍｉｔｖａｌ及び１／ｌｉｍｉｔｖａｌをそれぞれ極座標系からＸ−Ｙ座標系に変換したときに、それぞれ２０［ｄＢ］及び−２０［ｄＢ］となる値として設定されている。
【０１４２】
すなわち抑制処理部３１は、この抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いることにより、極座標変換部１５から供給される動径γｒｅｆ（ｍ）について、周波数データに変換したときのゲインが−２０［ｄＢ］から＋２０［ｄＢ］までの範囲に収まるよう制限する。
【０１４３】
具体的に抑制処理部３１は、次に示す（４）式により、動径γ（ｍ）を抑制動径γ’ｒｅｆ（ｍ）に補正する。
【０１４４】
【数４】
【０１４５】
この（４）式において抑制処理部３１は、動径γｒｅｆ（ｍ）が値１／ｌｉｍｉｔｖａｌよりも大きい場合及び値ｌｉｍｉｔｖａｌよりも小さい場合に抑制動径γ’ｒｅｆ（ｍ）を値ｌｉｍｉｔｖａｌとし、それ以外の場合に動径γｒｅｆ（ｍ）をそのまま抑制動径γ’ｒｅｆ（ｍ）とするよう補正する。
【０１４６】
このことは、頭部伝達関数をＸ−Ｙ座標系に変換したときのゲインについて、−２０［ｄＢ］よりも小さい場合には−２０［ｄＢ］に補正し、＋２０［ｄＢ］よりも大きい場合には＋２０［ｄＢ］に補正し、それ以外の場合は値を変更しないことを意味している。これを換言すれば、抑制処理部３１は、極端に大きなピークディップのみを縮小してゲインを±２０［ｄＢ］の範囲内に収めるように抑制していることになる。
【０１４７】
また抑制処理部３１は、極座標変換部１６から供給される動径γ（ｍ）についても、動径γｒｅｆ（ｍ）と同様、抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いることにより、周波数データに変換したときのゲインが−２０［ｄＢ］から＋２０［ｄＢ］までの範囲に収まるよう抑制する。
【０１４８】
具体的に抑制処理部３１は、次に示す（５）式により、動径γ（ｍ）を抑制動径γ’（ｍ）に補正する。
【０１４９】
【数５】
【０１５０】
その後抑制処理部３１は、補正した抑制動径γ’ｒｅｆ（ｍ）及びγ’（ｍ）と、極座標変換部１５及び１６から供給された状態のままの偏角θｒｅｆ（ｍ）及びθ（ｍ）とを、それぞれ正規化処理部２０へ供給する。
【０１５１】
正規化処理部２０は、（１）式に代わる次の（６）式と、上述した（２）式とに従って正規化処理を行うことにより、正規化処理後の動径γｎ（ｍ）及び正規化処理後の偏角θｎ（ｍ）をそれぞれ算出し、これらをＸ−Ｙ座標変換部２１へ供給する。
【０１５２】
【数６】
【０１５３】
すなわち抑制正規化処理回路３０の正規化処理部２０では、抑制動径γ’（ｍ）を抑制動径γ’ｒｅｆ（ｍ）で除算すると共に、偏角θ（ｍ）から偏角θｒｅｆ（ｍ）を減算することにより、正規化処理（定位正規化処理）を行うようになされている。
【０１５４】
この結果、抑制正規化処理回路３０により最終的に生成される正規化頭部伝達関数ＨＮは、図７（Ｂ）と対応する図８（Ｂ）に示すような特性を有するものとなる。この図８（Ｂ）からわかるように、当該正規化頭部伝達関数ＨＮは、図７（Ｂ）の場合と比較して、全体的にピークの数が少なく、またピークの大きさも小さくなっており、特に楕円で特定した箇所Ｑ１については、特性の暴れが抑えられている。
【０１５５】
このことは、生成された正規化頭部伝達関数ＨＮについて、８０タップの時点で応答が適切に収束していることを意味している。
【０１５６】
このように抑制処理部３１による抑制処理は、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲの周波数特性における余分なピークの削減や縮小を行い、互いに近づけるよう補正することにより、正規化処理後における特性の暴れを抑えている。
【０１５７】
ところで、抑制処理においてゲインを−２０［ｄＢ］から＋２０［ｄＢ］の範囲に抑える補正処理が、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲを互いに近づけることになるのは、両者が基準となる０［ｄＢ］を中心に変動する特性であることによる。
【０１５８】
仮に想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲの変動の基準となるゲインが相違していた場合、当該ゲインを抑制すべき幅を適切に規定することができない。
【０１５９】
すなわち抑制処理は、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲがそれぞれ１段目の正規化処理（測定正規化処理）を経たことにより、両者のゲインの基準が統一されているために、互いの相関を高めることができるのである。
【０１６０】
実際にこの正規化頭部伝達関数ＨＮを用いて音声信号処理を行い試聴したところ、良好な音質及び音像定位を得ることができた。
【０１６１】
このように本発明では、定位正規化処理において、抑制処理を行ってから正規化処理を行うことにより、比較的少ないタップ数により良好なフィルタ処理を行い得るような正規化頭部伝達関数ＨＮを生成するようになされている。
【０１６２】
＜２．第１の実施の形態＞
次に、上述した基本原理に基づく実施の形態として、テレビジョン装置５０について説明する。
【０１６３】
［２−１．テレビジョン装置によるマルチサラウンド音声の再生］
第１の実施の形態によるテレビジョン装置５０は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、表示パネル５０Ｄの下方の位置（すなわち現実音源方向位置）に左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲが搭載されている。
【０１６４】
このためテレビジョン装置５０では、特に音声信号処理を施すことなくスピーカＳＰＬ及びＳＰＲからそれぞれの音声をそのまま再生した場合、表示パネル５０Ｄの中央の位置よりも下側から出力されているような音像を形成することになる。
【０１６５】
ところで、テレビジョン装置５０により映像を表示すると共に音声を出力するコンテンツについては、その音声が２チャンネルのもの以外にも、５．１チャンネルや７．１チャンネル等のマルチサラウンドとして供給されるものがある。
【０１６６】
例えば図１０（Ａ）は、ＩＴＵ−Ｒ（International Telecommunication Union-Radiocommunication Sector）による７．１チャンネルマルチサラウンドの場合のスピーカ配置例を示したものである。
【０１６７】
ＩＴＵ−Ｒの７．１チャンネルマルチサラウンドのスピーカ配置例では、リスナの位置Ｐ０を中心とした円周上に、各チャンネルのスピーカを位置し、各スピーカから各チャンネルの音声信号に基づいた音声を出力するように定められている。
【０１６８】
図１０（Ａ）において、センターチャンネルのスピーカ位置ＰＣは、リスナの正面位置となっている。また左前方チャンネルのスピーカ位置ＰＬＦ及び右前方チャンネルのスピーカ位置ＰＲＦは、センターチャンネルのスピーカ位置ＰＣを中心として、その両側にそれぞれ３０度の角範囲だけ離れた位置となっている。
【０１６９】
左側方チャンネルのスピーカ位置ＰＬＳ及び左後方チャンネルのスピーカ位置ＰＬＢは、リスナの正面位置から左へ１２０度ないし１５０度の範囲にそれぞれ配置される。また右側方チャンネルのスピーカ位置ＰＲＳ及び右後方チャンネルのスピーカ位置ＰＲＢは、リスナの正面位置から右へ１２０度ないし１５０度の範囲にそれぞれ配置される。因みにこれらのスピーカ位置ＰＬＳ及びＰＬＢ並びにＰＲＳ及びＰＲＢは、リスナに対して左右対称の位置に設定される。
【０１７０】
図１１（Ａ）は、図１０（Ａ）のスピーカ配置例において、リスナの位置からテレビジョン装置５０の方向を見た状態を示している。また図１１（Ｂ）は、図１０（Ａ）のスピーカ配置例を横方向から見た状態を示している。
【０１７１】
すなわちこの配置例では、テレビジョン装置５０の表示中心５０Ｃとほぼ同一の高さにスピーカ位置ＰＣ、ＰＬＦ、ＰＲＦ、ＰＬＳ、ＰＲＳ、ＰＬＢ及びＰＲＢが配置されている。
【０１７２】
因みに低域効果チャンネル（以下ＬＦＥ（Low Frequency Effect）チャンネルと呼ぶ）用のスピーカについては、低域成分の音声における指向性が低いことから、任意の位置に配置することができる。
【０１７３】
そしてテレビジョン装置５０は、事前の設定やリスナの操作等に応じて、２チャンネルのスピーカＳＰＬ及びＳＰＲを用いて、５．１チャンネルや７．１チャンネル等のマルチサラウンド音声信号を再生するようになされている。
【０１７４】
すなわちテレビジョン装置５０は、例えば７．１チャンネルのマルチサラウンド音声信号を現実音源方向位置にある２チャンネルのスピーカＳＰＬ及びＳＰＲのみで再生したときに、リスナに対し、各スピーカ位置ＰＣ、ＰＬＦ、ＰＲＦ、ＰＬＳ、ＰＲＳ、ＰＬＢ及びＰＲＢをそれぞれ想定音源方向位置とする音像定位を与えるようになされている。
【０１７５】
このときテレビジョン装置５０は、各想定音源方向位置に応じた直接波の正規化頭部伝達関数と、現実音源方向位置に応じた直接波の各正規化頭部伝達関数とを基に、上述した２重正規化処理を経た正規化頭部伝達関数を生成して、畳み込み処理を行うようになされている。
【０１７６】
［２−２．テレビジョン装置の回路構成］
テレビジョン装置５０は、図１２に示す音声信号処理部６０により、７．１チャンネルの音声信号を基に２チャンネルの音声信号を生成し、これを所定のアンプ（図示せず）経由でスピーカＳＰＬ及びＳＰＲへ供給するようになされている。
【０１７７】
音声信号処理部６０は、頭部伝達関数を音声信号へ畳み込む畳込処理部６３、８チャンネルの音声信号から２チャンネルの音声信号を生成する加算処理部６４及び音声信号に所定の後処理を施す後処理部６５を有している。また音声信号処理部６０は、２重正規化頭部伝達関数を生成する２重正規化処理部６１及び各種頭部伝達関数及び素の状態の伝達関数等を記憶する不揮発性の記憶部６２も設けられている。
【０１７８】
記憶部６２は、頭部伝達関数測定システム１（図２）により種々の想定音源方向位置について測定した頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達特性Ｔをそれぞれ記憶している。
【０１７９】
また記憶部６２は、頭部伝達関数測定システム１により同様に測定した、現実音源方向位置（すなわちテレビジョン装置５０における左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲの位置）についての頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達特性Ｔもそれぞれ記憶している。
【０１８０】
［２−２−１．２重正規化処理部の構成］
２重正規化処理部６１は、図１３に示すように、１段目の正規化処理を行う現実正規化処理回路１０Ｒ及び想定正規化処理回路１０Ａと、２段目の正規化処理を行う抑制正規化処理回路３０とにより構成されている。
【０１８１】
ここでは、想定音源方向位置に関する頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性をそれぞれＨＡ及びＴＡとし、現実音源方向位置に関する頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性をそれぞれＨＲ及びＴＲとして説明する。
【０１８２】
現実正規化処理回路１０Ｒは、正規化処理回路１０（図４）と同様に構成されており、現実音源方向位置に関し、頭部伝達関数ＨＲを素の状態の伝達特性ＴＲで正規化することにより正規化頭部伝達関数ＨＮＲを生成して、これを抑制正規化処理回路３０へ供給する。
【０１８３】
想定正規化処理回路１０Ａは、やはり正規化処理回路１０（図４）と同様に構成されており、想定音源方向位置に関し、頭部伝達関数ＨＡを素の状態の伝達特性ＴＡで正規化することにより正規化頭部伝達関数ＨＮＡを生成して、これを抑制正規化処理回路３０へ供給する。
【０１８４】
抑制正規化処理回路３０（図９）は、想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数ＨＮＡを現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数ＨＮＲで正規化することにより、２重正規化頭部伝達関数ＨＮ２を生成する。
【０１８５】
このとき抑制正規化処理回路３０は、上述したように、抑制処理部３１により正規化頭部伝達関数ＨＮＡ及びＨＮＲのゲインをそれぞれ抑制した上で２段目の正規化処理を行うようになされている。
【０１８６】
その後２重正規化処理部６１は、生成した２重正規化頭部伝達関数ＨＮ２を記憶部６２（図１２）に記憶させる。因みに２重正規化処理部６１は、後述する畳込処理部６３において用いる種々の２重正規化頭部伝達関数をそれぞれ生成して記憶部６２に記憶させるようになされている。
【０１８７】
［２−２−２．畳込処理部の構成］
畳込処理部６３（図１２）は、７．１チャンネルの音声信号それぞれに対し、２重正規化処理により生成された２重正規化頭部伝達関数を畳み込む畳込処理を行う。
【０１８８】
畳込処理部６３は、この２重正規化頭部伝達関数を音声信号に畳み込むことにより、各頭部伝達関数の測定時におけるスピーカ及びマイクロホンの影響を排除すると共に、想定音源方向位置に音像を定位させるようになされている。
【０１８９】
このとき畳込処理部６３では、各チャンネルについて、所定時間に相当する遅延処理を行うと共に、主成分の正規化頭部伝達関数の畳込処理と、クロストーク成分の正規化頭部伝達関数の畳込処理と、クロストークキャンセル処理とを行うようになされている。
【０１９０】
因みにクロストークキャンセル処理とは、左チャンネル用のスピーカＳＰＬ及び右チャンネル用のスピーカＳＰＲで音声信号を再生したときに、リスナの位置において生じる物理的なクロストーク成分を相殺するための処理である。また畳込処理部６３では、処理の簡略化のため、直接波についてのみの畳込処理を行い、反射波に関する畳込処理を行わないものとしている。
【０１９１】
ところで図１０（Ａ）では、センターチャンネルのスピーカ位置ＰＣ及びリスナの位置Ｐ０を通る仮想的な中心線に関して、左右の前方チャンネル、側方チャンネル及び後方チャンネルの各スピーカ位置は、それぞれ左右対称となっている。またテレビジョン装置５０における左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲの位置についても、左右対称となっている。
【０１９２】
このためテレビジョン装置５０は、正規化頭部伝達関数の畳込処理において、前方チャンネル、側方チャンネル及び後方チャンネルのそれぞれについて、左右で互いに同等の正規化頭部伝達関数を利用することができる。
【０１９３】
そこで以下の説明では、便宜上、想定音源方向位置に応じた正規化頭部伝達関数（以下これを想定正規化頭部伝達関数と呼ぶ）のうち主成分の前方チャンネル、側方チャンネル及び後方チャンネルについては、左右を問わずにそれぞれＦ、Ｓ及びＢと表記する。また想定音源方向位置に応じた正規化頭部伝達関数（以下これを想定正規化頭部伝達関数と呼ぶ）のうちセンターチャンネル及び低域効果チャンネルについては、それぞれＣ及びＬＦＥと表記する。
【０１９４】
さらに想定正規化頭部伝達関数のうちクロストーク成分の前方チャンネル、側方チャンネル及び後方チャンネルについては、左右を問わずにそれぞれｘＦ、ｘＳ及びｘＢと表記し、低域効果チャンネルについては、ｘＬＦＥと表記する。
【０１９５】
また現実正規化頭部伝達関数については、左右を問わずに主成分をＦｒｅｆと表記し、クロストーク成分をｘＦｒｅｆと表記する。
【０１９６】
これらの表記を用いると、例えば２重正規化処理により任意の正規化頭部伝達関数を現実音源方向位置に応じた主成分の正規化頭部伝達関数でさらに正規化することは、当該任意の正規化頭部伝達関数に対する１／Ｆｒｅｆの乗算として表すことができる。
【０１９７】
さらに畳込処理部６３は、１チャンネルごと又は互いに対応する左右の２チャンネルごとに、音声信号の畳込処理を行うようになされている。具体的に畳込処理部６３は、フロント処理部６３Ｆ、センター処理部６３Ｃ、サイド処理部６３Ｓ、バック処理部６３Ｂ並びに低域効果処理部６３ＬＦＥを有している。
【０１９８】
［２−２−２−１．フロント処理部の構成］
フロント処理部６３Ｆは、図１４に示すように、左前方チャンネルの音声信号ＳＬＦ及び右前方チャンネルの音声信号ＳＲＦ対し、主成分及びクロストーク成分についてそれぞれ正規化頭部伝達関数の畳み込みを行うようになされている。
【０１９９】
またフロント処理部６３Ｆは、機能的に前段の頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部６３ＦＢに大きく分けられており、それぞれ複数の遅延回路、畳込回路及び加算器の組み合わせにより構成されている。
【０２００】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡは、音声信号を所定時間遅延させた上で、左右の主成分及びクロストーク成分それぞれについて、想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化（すなわち定位正規化）した２重正規化頭部伝達関数を畳み込むようになされている。
【０２０１】
具体的に頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡは、遅延回路１０１、１０２、１０３及び１０４と、例えば８０タップのＩＩＲフィルタでなる畳込回路１０５、１０６、１０７及び１０８とにより構成されている。
【０２０２】
遅延回路１０１及び畳込回路１０５は、左前方チャンネルの直接波における主成分の音声信号ＳＬＦについて遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２０３】
遅延回路１０１は、左前方チャンネルの主成分について、仮想音像定位位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ音声信号を遅延させる。かかる遅延処理は、正規化処理回路１０（図９）等において頭部伝達関数を生成した際、遅延除去頭詰め部１１及び１２により当該経路長に応じた遅延時間を除去したことに対応しており、いわば「仮想音像定位位置からリスナの位置までの距離感」を再現する効果を与えるものである。
【０２０４】
畳込回路１０５は、遅延回路１０１から供給される音声信号に対し、左前方チャンネルの主成分に関して想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数Ｆを現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数Ｆ／Ｆｒｅｆを畳み込む。
【０２０５】
このとき畳込回路１０５は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数Ｆ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理、すなわち畳込処理を行う。その後畳込処理部１０５は、畳込処理を施した音声信号をクロストークキャンセル処理部６３ＦＢへ供給する。
【０２０６】
遅延回路１０２及び畳込回路１０６は、左前方チャンネルから右チャンネルへのクロストーク（以下これを左前方クロストークと呼ぶ）による音声信号ｘＬＦについての遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２０７】
遅延回路１０２は、左前方クロストークについて、想定音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ遅延させる。
【０２０８】
畳込回路１０６は、遅延回路１０２から供給される音声信号に対し、左前方クロストークに関して想定正規化頭部伝達関数ｘＦを現実正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦ／Ｆｒｅｆを畳み込む。
【０２０９】
このとき畳込回路１０６は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数ｘＦ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理を行う。その後畳込処理部１０６は、畳込処理を施した音声信号をクロストークキャンセル処理部６３ＦＢへ供給する。
【０２１０】
遅延回路１０３及び畳込回路１０７は、右前方チャンネルから左チャンネルへのクロストーク（以下これを右前方クロストークと呼ぶ）による音声信号ｘＲＦについての遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２１１】
この遅延回路１０３及び畳込回路１０７は、図１０（Ａ）について上述した左右対称性から、遅延回路１０２及び畳込回路１０６とそれぞれ同様に構成されている。このため遅延回路１０３及び畳込回路１０７は、右前方クロストークの音声信号に対し、遅延回路１０２と同様の遅延処理及び畳込回路１０６と同様の畳込処理を行うようになされている。
【０２１２】
遅延回路１０４及び畳込回路１０８は、右前方チャンネルの直接波における主成分の音声信号ＳＲＦについて遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２１３】
この遅延回路１０４及び畳込回路１０８は、図１０（Ａ）について上述した左右の対称性から、遅延回路１０１及び畳込回路１０５とそれぞれ同様に構成されている。このため遅延回路１０４及び畳込回路１０８は、音声信号ＳＲＦに対し、遅延回路１０１と同様の遅延処理及び畳込回路１０５と同様の畳込処理を行うようになされている。
【０２１４】
クロストークキャンセル処理部６３ＦＢは、４系統の音声信号それぞれについて、所定時間遅延させた上で、クロストーク成分について想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込む処理を２段階繰り返す。すなわちクロストークキャンセル処理部６３ＦＢは、４系統の音声信号それぞれについて２次のキャンセル処理を行うようになされている。
【０２１５】
遅延回路１１１、１１２、１１３、１１４、１２１、１２２、１２３及び１２４は、現実音源方向位置からのクロストーク（ｘＦｒｅｆ）に関し、当該現実音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ、それぞれに供給される音声信号を遅延させる。
【０２１６】
畳込回路１１５、１１６、１１７、１１８、１２５、１２６、１２７及び１２８は、現実音源方向位置に関してクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆを主成分の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆ／Ｆｒｅｆを、それぞれに供給される音声信号に畳み込む。
【０２１７】
加算回路１３１、１３２、１３３、１３４、１３５及び１３６は、それぞれ供給された音声信号を加算する。
【０２１８】
ここでフロント処理部６３Ｆから出力される音声信号Ｓ２ＬＦ及びＳ２ＲＦは、それぞれ次の（７）式及び（８）式のように表すことができる。
【０２１９】
【数７】
【０２２０】
【数８】
【０２２１】
但し（７）式及び（８）式では、遅延処理をＤ（）とし、畳込処理をＦ（）としており、またクロストークキャンセル用の遅延処理及び畳込処理を次の（９）式に示す定数Ｋにより表している。
【０２２２】
【数９】
【０２２３】
かくしてフロント処理部６３Ｆは、左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＬＦ及び右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＲＦを生成し、これらを後段の加算処理部６４（図１２）へ供給する。
【０２２４】
［２−２−２−２．センター処理部の構成］
センター処理部６３Ｃは、図１４と対応する図１５に示すように、センターチャンネルの音声信号ＳＣに対し、主成分について正規化頭部伝達関数の畳込処理を行うようになされている。
【０２２５】
またセンター処理部６３Ｃは、フロント処理部６３Ｆと同様、機能的に前段の頭部伝達関数畳込処理部６３ＣＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部６３ＣＢに大きく分けられており、それぞれ複数の遅延回路、畳込回路及び加算器の組み合わせにより構成されている。
【０２２６】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＣＡは、頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡと同様、音声信号を所定時間遅延させた上で、主成分について想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数を現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込むようになされている。
【０２２７】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＣＡは、遅延回路１４１と、例えば８０タップのＩＩＲフィルタでなる畳込回路１４２とにより構成され、センターチャンネルにおける主成分の音声信号ＳＣについて遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２２８】
遅延回路１４１は、センターチャンネルの主成分について、仮想音像定位位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ音声信号を遅延させる。
【０２２９】
畳込回路１４２は、遅延回路１４１から供給される音声信号に対し、センターチャンネルの主成分に関する想定正規化頭部伝達関数Ｃを現実正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数Ｃ／Ｆｒｅｆを畳み込む。
【０２３０】
このとき畳込回路１４２は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数Ｃ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理、すなわち畳込処理を行う。その後畳込処理部１４２は、畳込処理を施した音声信号をクロストークキャンセル処理部６３ＣＢへ供給する。
【０２３１】
クロストークキャンセル処理部６３ＣＢは、音声信号を所定時間遅延させた上で、クロストーク成分について想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込む処理を２段階繰り返すようになされている。
【０２３２】
遅延回路１４３及び１４５は、現実音源方向位置からのクロストーク（ｘＦｒｅｆ）に関し、当該現実音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ、それぞれに供給される音声信号を遅延させる。
【０２３３】
畳込回路１４４及び１４６は、現実音源方向位置に関してクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆを主成分の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆ／Ｆｒｅｆを、それぞれに供給される音声信号に畳み込む。
【０２３４】
加算回路１４７、１４８、１４９及び１５０は、それぞれ供給された音声信号を加算する。
【０２３５】
かくしてセンター処理部６３Ｃは、左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＬＣ及び右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＲＣを生成し、これらを後段の加算処理部６４（図１２）へ供給する。
【０２３６】
因みにセンター処理部６３Ｃは、センターチャンネルの音声信号ＳＣを左チャンネル及び右チャンネルの両方に加算することになる。これによりにより音声信号処理部６０は、センターチャンネル方向の音声の定位感をより良くすることができる。
【０２３７】
［２−２−２−３．サイド処理部の構成］
サイド処理部６３Ｓは、図１４と対応する図１６に示すように、左側方チャンネルの音声信号ＳＬＳ及び右側方チャンネルの音声信号ＳＲＳ対し、主成分及びクロストーク成分についてそれぞれ正規化頭部伝達関数の畳み込みを行うようになされている。
【０２３８】
またサイド処理部６３Ｓは、機能的に前段の頭部伝達関数畳込処理部６３ＳＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部６３ＳＢに大きく分けられており、それぞれ複数の遅延回路、畳込回路及び加算器の組み合わせにより構成されている。
【０２３９】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＳＡは、頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡと同様、音声信号を所定時間遅延させた上で、左右の主成分及びクロストーク成分それぞれについて想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込むようになされている。
【０２４０】
具体的に頭部伝達関数畳込処理部６３ＳＡは、遅延回路１６１、１６２、１６３及び１６４と、例えば８０タップのＩＩＲフィルタでなる畳込回路１６５、１６６、１６７及び１６８とにより構成されている。
【０２４１】
遅延回路１６１〜１６４及び畳込回路１６５〜１６８は、遅延回路１０１〜１０４及び畳込回路１０５〜１０８における主成分及びクロストーク成分に関する想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数に関し、前方チャンネルの正規化頭部伝達関数Ｆ及びｘＦを、側方チャンネルの正規化頭部伝達関数Ｓ及びｘＳにそれぞれ置き換えた演算処理を行う。
【０２４２】
このとき畳込回路１６５〜１６８は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数Ｓ／Ｆｒｅｆ又はｘＳ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理、すなわち畳込処理を行う。
【０２４３】
クロストークキャンセル処理部６３ＳＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＦＢと同様、音声信号を所定時間遅延させた上で、クロストーク成分について想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込む処理を行うようになされている。
【０２４４】
ただしクロストークキャンセル処理部６３ＳＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＦＢと異なり、主成分である２系統の音声信号のみについて、４次のキャンセル処理、すなわち４段階の遅延処理及び畳込処理を繰り返すようになされている。
【０２４５】
遅延回路１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７及び１７８は、現実音源方向位置からのクロストーク（ｘＦｒｅｆ）に関し、当該現実音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ、それぞれに供給される音声信号を遅延させる。
【０２４６】
畳込回路１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７及び１８８は、現実音源方向位置に関してクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆを主成分の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆ／Ｆｒｅｆを、それぞれに供給される音声信号に畳み込む。
【０２４７】
加算回路１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９及び２００は、それぞれ供給された音声信号を加算する。
【０２４８】
かくしてフロント処理部６３Ｓは、左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＬＳ及び右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＲＳを生成し、これらを後段の加算処理部６４（図１２）へ供給する。
【０２４９】
［２−２−２−４．バック処理部の構成］
バック処理部６３Ｂは、図１６と対応する図１７に示すように、左後方チャンネルの音声信号ＳＬＢ及び右後方チャンネルの音声信号ＳＲＢ対し、主成分及びクロストーク成分についてそれぞれ正規化頭部伝達関数の畳み込みを行うようになされている。
【０２５０】
またバック処理部６３Ｂは、機能的に前段の頭部伝達関数畳込処理部６３ＢＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部６３ＢＢに大きく分けられており、それぞれ複数の遅延回路、畳込回路及び加算器の組み合わせにより構成されている。
【０２５１】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＢＡは、頭部伝達関数畳込処理部６３ＳＡと対応した構成となっており、遅延回路２０１、２０２、２０３及び２０４と、例えば８０タップのＩＩＲフィルタでなる畳込回路２０５、２０６、２０７及び２０８とにより構成されている。
【０２５２】
遅延回路２０１〜２０４及び畳込回路２０５〜２０８は、遅延回路１６１〜１６４及び畳込回路１６５〜１６８における主成分及びクロストーク成分に関する想定正規化頭部伝達関数に関し、側方チャンネルの正規化頭部伝達関数Ｓ及びｘＳを、後方チャンネルの正規化頭部伝達関数Ｂ及びｘＢにそれぞれ置き換えた演算処理を行う。
【０２５３】
このとき畳込回路２０５〜２０８は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数Ｂ／Ｆｒｅｆ又はｘＢ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理、すなわち畳込処理を行う。
【０２５４】
クロストークキャンセル処理部６３ＢＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＳＢと同様に構成されており、同様の遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２５５】
すなわち遅延回路２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７及び２１８は、現実音源方向位置からのクロストーク（ｘＦｒｅｆ）に関し、当該現実音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ、それぞれに供給される音声信号を遅延させる。
【０２５６】
また畳込回路２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７及び２２８は、現実音源方向位置に関してクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆを主成分の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆ／Ｆｒｅｆを、それぞれに供給される音声信号に畳み込む。
【０２５７】
加算回路２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９及び２４０は、それぞれ供給された音声信号を加算する。
【０２５８】
かくしてフロント処理部６３Ｂは、左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＬＢ及び右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＲＢを生成し、これらを後段の加算処理部６４（図１２）へ供給する。
【０２５９】
［２−２−２−５．低域効果処理部の構成］
低域効果処理部６３ＬＦＥは、図１４と対応する図１８に示すように、低域効果チャンネルの音声信号ＳＬＦＥに対し、主成分及びクロストーク成分についてそれぞれ正規化頭部伝達関数の畳込処理を行うようになされている。
【０２６０】
また低域効果処理部６３ＬＦＥは、フロント処理部６３Ｆと同様、機能的に前段の頭部伝達関数畳込処理部６３ＬＦＥＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部６３ＬＦＥＢに大きく分けられており、それぞれ複数の遅延回路、畳込回路及び加算器の組み合わせにより構成されている。
【０２６１】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＬＦＥＡは、頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡと同様、音声信号を所定時間遅延させた上で、主成分及びクロストーク成分それぞれについて想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込むようになされている。
【０２６２】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＬＦＥＡは、遅延回路２５１及び２５２と、例えば８０タップのＩＩＲフィルタでなる畳込回路２５３及び２５４とにより構成され、低域効果チャンネルの直接波における主成分の音声信号ＳＦＥについて畳込処理を行うようになされている。
【０２６３】
遅延回路２５１及び畳込回路２５３は、低域効果チャンネルにおける主成分の音声信号ＳＬＦＥについて遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２６４】
遅延回路２５１は、低域効果チャンネルの主成分について、仮想音像定位位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ音声信号を遅延させる。
【０２６５】
畳込回路２５３は、遅延回路１４１から供給される音声信号に対し、低域効果チャンネルの主成分に関して想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数ＬＦＥを現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ＬＦＥ／Ｆｒｅｆを畳み込む。
【０２６６】
このとき畳込回路２５３は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数ＬＦＥ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理、すなわち畳込処理を行う。その後畳込処理部２５３は、畳込処理を施した音声信号をクロストークキャンセル処理部６３ＬＦＥＢへ供給する。
【０２６７】
遅延回路２５２及び畳込回路２５４は、低域効果チャンネルの直接波におけるクロストーク分の音声信号ｘＬＦＥについて遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２６８】
遅延回路２５２は、低域効果チャンネルのクロストーク成分について、仮想音像定位位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ音声信号を遅延させる。
【０２６９】
畳込回路２５４は、遅延回路２５２から供給される音声信号に対し、低域効果チャンネルのクロストーク成分に関して想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数ｘＬＦＥを現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＬＦＥ／Ｆｒｅｆを畳み込む。
【０２７０】
このとき畳込回路２５４は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数ｘＬＦＥ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理を行う。その後畳込処理部２５４は、畳込処理を施した音声信号をクロストークキャンセル処理部６３ＬＦＥＢへ供給する。
【０２７１】
クロストークキャンセル処理部６３ＬＦＥＢは、音声信号を所定時間遅延させた上で、クロストーク成分について想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数を現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込む処理を２段階繰り返すようになされている。
【０２７２】
遅延回路２５５及び２５７は、現実音源方向位置からのクロストーク（ｘＦｒｅｆ）に関し、当該現実音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ、それぞれに供給される音声信号を遅延させる。
【０２７３】
畳込回路２５６及び２５８は、現実音源方向位置に関してクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆを主成分の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆ／Ｆｒｅｆを、それぞれに供給される音声信号に畳み込む。
【０２７４】
加算回路２６１、２６２及び２６３は、それぞれ供給された音声信号を加算する。
【０２７５】
かくして低域効果処理部６３ＬＦＥは、音声信号Ｓ２ＬＦＥを生成し、これを左右それぞれのチャンネルに分配して後段の加算処理部６４（図１２）へ供給する。
【０２７６】
因みに低域効果処理部６３ＬＦＥは、低域効果チャンネルの音声信号ＳＬＦＥを、クロストークも考慮して左チャンネル及び右チャンネルの両方に加算することになる。これによりにより音声信号処理部６０は、低域効果チャンネルの音声信号ＬＦＥによる低域音声成分を、より広がり良く再生することができる。
【０２７７】
［２−２−３．加算処理部の構成］
加算処理部６４（図１２）は、左チャンネル加算部６４Ｌ及び右チャンネル加算部６４Ｒにより構成されている。
【０２７８】
左チャンネル加算部６４Ｌは、畳込処理部６３から供給される左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＦＬ、Ｓ２ＣＬ、Ｓ２ＳＬ、Ｓ２ＢＬ及びＳ２ＬＦＥＬを全て加算することにより音声信号Ｓ３Ｌを生成し、これを後処理部６５へ供給する。
【０２７９】
これにより左チャンネル加算部６４Ｌは、本来左チャンネル用である音声信号ＳＬＦ、ＳＬＳ及びＳＬＢと、右チャンネル用である音声信号ＳＲＦ、ＳＲＦ及びＳＲＢのクロストーク成分と、センターチャンネル及び低域効果チャンネルの音声信号ＳＣ及びＳＬＦＥとを加算することになる。
【０２８０】
右チャンネル加算部６４Ｒは、畳込処理部６３から供給される右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＦＲ、Ｓ２ＣＲ、Ｓ２ＳＲ、Ｓ２ＢＲ及びＳ２ＬＦＥＲを全て加算することにより音声信号Ｓ３Ｒを生成し、これを後処理部６５へ供給する。
【０２８１】
これにより右チャンネル加算部６４Ｒは、本来右チャンネル用である音声信号ＳＲＦ、ＳＲＦ及びＳＲＢと、左チャンネル用である音声信号ＳＬＦ、ＳＬＳ及びＳＬＢのクロストーク成分と、センターチャンネル及び低域効果チャンネルの音声信号ＳＣ及びＳＬＦＥとを加算することになる。
【０２８２】
［２−２−４．後処理部の構成］
後処理部６５は、音声信号のレベル調整を行うレベル調整部６６Ｌ及び６６Ｒ、音声信号の振幅を制限する振幅制限部６７Ｌ及び６７Ｒ、並びに音声信号のノイズ成分を軽減するノイズ軽減部６８Ｌ及び６８Ｒにより構成されている。
【０２８３】
まず後処理部６５は、加算処理部６４から供給される音声信号Ｓ３Ｌ及びＬ３Ｒをそれぞれレベル調整部６６Ｌ及び６６Ｒへ供給する。
【０２８４】
レベル調整部６６Ｌ及び６６Ｒは、音声信号Ｓ３Ｌ及びＳ３Ｒについて、それぞれスピーカＳＰＬ及びＳＰＲからの出力に適したレベルに調整することにより音声信号Ｓ４Ｌ及びＳ４Ｒを生成し、それぞれ振幅制限部６７Ｌ及び６７Ｒへ供給する。
【０２８５】
振幅制限部６７Ｌ及び６７Ｒは、音声信号Ｓ４Ｌ及びＳ４Ｒについて振幅を制限する処理を行うことにより音声信号Ｓ５Ｌ及びＳ５Ｒを生成し、それぞれノイズ軽減部６８Ｌ及び６８Ｒへ供給する。
【０２８６】
ノイズ軽減部６８Ｌ及び６８Ｒは、音声信号Ｓ５Ｌ及びＳ５Ｒについてノイズを軽減する処理を行うことにより音声信号Ｓ６Ｌ及びＳ６Ｒを生成し、図示しないアンプを介してこれらをスピーカＳＰＬ及びＳＰＲ（図１１）へ供給する。
【０２８７】
これに応じてテレビジョン装置５０は、左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲから、音声信号Ｓ６Ｌ及びＳ６Ｒに基づいた音声を出力する。この結果テレビジョン装置５０は、スピーカＳＰＬ及びＳＰＲからの当該音声を聴取したリスナに対し、７．１チャンネルの各想定音源方向位置に音像が定位しているかのような聴感を与えることができる。
【０２８８】
［２−３．動作及び効果］
以上の構成において、第１の実施の形態によるテレビジョン装置５０は、予め頭部伝達関数測定システム１により測定された、種々の想定音源位置についての頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達特性Ｔを音声信号処理部６０の記憶部６２に記憶させておく。
【０２８９】
そしてテレビジョン装置５０は、７．１チャンネルの音声信号を再生する際、音声信号処理部６０の２重正規化処理部６１（図１３）により、想定音源方向位置及び現実音源方向位置に応じた２重正規化処理を行う。
【０２９０】
すなわち２重正規化処理部６１は、１段目の正規化処理（測定正規化処理）として、正規化処理回路１０（図４）により、想定音源方向位置及び現実音源方向位置それぞれについて、頭部伝達関数ＨＡ及びＨＲを素の状態の伝達特性ＴＡ及びＴＲで正規化することにより、それぞれの正規化頭部伝達関数ＨＮＡ及びＨＮＲを生成する。
【０２９１】
続いて２重正規化処理部６１は、２段目の正規化処理（定位正規化処理）として、抑制正規化処理回路３０（図９）により、想定正規化頭部伝達関数ＨＮＡを現実正規化頭部伝達関数ＨＮＲで正規化することにより、２重正規化頭部伝達関数ＨＮ２を生成する。
【０２９２】
このとき抑制正規化処理回路３０は、抑制処理部３１において、各正規化頭部伝達関数を周波数データとして表したときのゲインを−２０［ｄＢ］から＋２０［ｄＢ］までの範囲に収めるよう、抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いて抑制する。
【０２９３】
このことは、互いに相関性が低いそれぞれの正規化頭部伝達関数について、相関性を低下させる要因となり得る周波数特性上のピークを縮小させ、互いの相関性を高めることにつながる。
【０２９４】
この結果、抑制正規化処理回路３０は、生成する２重正規化頭部伝達関数の周波数特性に現れるピークを削減すると共にその大きさを小さくすることができ、特性の暴れの出現を抑えることができる（図８（Ｂ））。このことは、フィルタ回路において当該２重正規化頭部伝達関数を音声信号に畳み込む際に必要なタップ数を大幅に削減できることを意味する。
【０２９５】
テレビジョン装置５０は、このように生成した２重正規化頭部伝達関数を用いて畳込処理を行うことにより、音質を劣化させることなく、良好な音像定位を得ることができる。
【０２９６】
このときテレビジョン装置５０は、例えば８０タップのように比較的少ないタップ数のフィルタ回路により畳込処理を行ったとしても、２重正規化頭部伝達関数を適切に音声信号に畳み込むことができる。このためテレビジョン装置５０は、音声信号処理部６０の回路構成を大規模化・複雑化することなく簡易な構成とすることができ、省電力化や低コスト化に寄与することができる。
【０２９７】
またテレビジョン装置５０は、１段目の正規化処理により、現実音源方向位置及び想定音源方向位置それぞれについて、頭部伝達関数を素の状態の伝達特性により正規化している。このためテレビジョン装置５０は、頭部伝達関数測定システム１において各頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性の測定に用いたスピーカ及びマイクロホンの特性を完全に排除した２重正規化頭部伝達関数を得ることができる。
【０２９８】
特に頭部伝達関数Ｈは、図３（Ａ）等に示したように、スピーカＳＰやマイクロホンＭＬ等といった測定用の機器の影響により、高域及び低域が低下したような周波数特性となる。一般には、イコライザ等を用いて補正する手法が知られているものの、適切に補正することは難しく、また適切に補正できなかった場合には音質の劣化を招くおそれもあった。
【０２９９】
この点においてテレビジョン装置５０は、１段目の正規化処理（測定正規化処理）を行うことにより、音質の劣化を招くことなく、測定用の機器による影響を適切に排除することができる。
【０３００】
さらにテレビジョン装置５０は、抑制正規化処理回路３０（図９）について、特許文献１等にも開示されている既存の正規化処理回路１０（図４）に対し、抑制処理部３１を追加するだけで良い。また抑制処理部３１は、（４）式及び（５）式に示したような、比較的容易な演算処理である抑制処理を行うだけで良い。
【０３０１】
このためテレビジョン装置５０は、既存の正規化処理回路１０に対し極めて簡易な構成の抑制処理部３１を追加するだけで、適切な抑制処理を行い得るような抑制正規化処理回路３０を構成することができる。
【０３０２】
以上の構成によれば、第１の実施の形態によるテレビジョン装置５０は、左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲにより７．１チャンネルの音声信号を再生する際、まず音声信号処理部６０の２重正規化処理部６１により２重正規化処理を行う。このとき２重正規化処理部６１の抑制正規化処理回路３０は、抑制処理部３１により各正規化頭部伝達関数の周波数特性におけるゲインを抑制した上で、想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数で正規化することにより、特性の暴れを抑えた２重正規化頭部伝達関数を生成する。これによりテレビジョン装置５０は、音声信号処理部６０の畳込処理部６３で２重正規化頭部伝達関数を音声信号に畳み込む際、タップ数の少ないフィルタ回路を用いて適切な畳込処理を行うことができ、音質を劣化させることなく、リスナに良好な音像定位を与えることができる。
【０３０３】
＜３．第２の実施の形態＞
［３−１．テレビジョン装置の構成］
第２の実施の形態によるテレビジョン装置３５０（図１１）は、第１の実施の形態によるテレビジョン装置５０と比較して、音声信号処理部６０に代わる音声信号処理部３６０を有している点が相違するものの、他の部分については同様に構成されている。このため、当該他の部分については説明を省略する。
【０３０４】
音声信号処理部３６０（図１２）は、第１の実施の形態による音声信号処理部６０と比較して、２重正規化処理部６１に代わる２重正規化処理部３６１及びフロント処理部６３Ｆに代わるフロント処理部３６３Ｆを有している点が相違するものの、他の部分については同様に構成されている。このため、ここでは当該他の部分についての説明を省略する。
【０３０５】
［３−２．２重正規化処理部の構成］
２重正規化処理部３６１は、２重正規化処理部６１と同様、想定音源方向位置及び現実音源方向位置それぞれの頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性を基に２重正規化頭部伝達関数を生成するようになされているものの、その回路構成が当該２重正規化処理部６１と相違している。
【０３０６】
具体的に２重正規化処理部３６１は、図４、図９及び図１３と対応する図１９に示すように、２つの正規化処理回路１０に相当する正規化処理回路３６２及び３６３と、１つの抑制正規化処理回路３０に相当する抑制正規化処理回路３６４とを組み合わせたような構成となっている。
【０３０７】
正規化処理回路３６２は、現実音源方向位置について測定正規化処理を行うようになされている。この正規化処理回路３６２は、正規化処理回路１０と比較して、同様の遅延除去頭詰め部１１及び１２、ＦＦＴ部１３及び１４、極座標変換部１５及び１６、並びに正規化処理部２０を有しているものの、Ｘ−Ｙ座標変換部２１、逆ＦＦＴ部２２及びＩＲ簡略化部２３が省略されている。
【０３０８】
このため正規化処理回路３６２は、正規化処理回路１０と同様の演算処理により、現実正規化頭部伝達関数ＨＮＲを表す極座標系のデータ（以下これらを動径γ０ｎ（ｍ）及び偏角θ０ｎ（ｍ）とする）を生成し、これらをそのまま抑制正規化処理回路３６４へ供給する。
【０３０９】
また正規化処理回路３６３は、想定音源方向位置について測定正規化処理を行うようになされている。この正規化処理回路３６３は、正規化処理回路３６２と同様の回路構成を有している。
【０３１０】
このため正規化処理回路３６３は、正規化処理回路１０と同様の演算処理により、想定正規化頭部伝達関数ＨＮＡを表す極座標系のデータ（以下これらを動径γ１ｎ（ｍ）及び偏角θ１ｎ（ｍ）とする）を生成し、これらをそのまま抑制正規化処理回路３６４へ供給する。
【０３１１】
すなわち正規化処理回路３６２及び３６３は、後述する抑制正規化処理回路３６４において極座標系のデータを用いた正規化処理を行うことを考慮し、敢えて後半の処理を省略することになる。
【０３１２】
抑制正規化処理回路３６４は、想定正規化頭部伝達関数ＨＮＡを現実正規化頭部伝達関数ＨＮＲ測定で正規化する処理、すなわち定位正規化処理を行うようになされている。
【０３１３】
この抑制正規化処理回路３６４は、抑制正規化処理回路３０と比較して、同様の抑制処理部３１、正規化処理部２０、Ｘ−Ｙ座標変換部２１、逆ＦＦＴ部２２及びＩＲ簡略化部２３を有しているものの、遅延除去頭詰め部１１及び１２、ＦＦＴ部１３及び１４並びに極座標変換部１５及び１６が省略されている。
【０３１４】
このため抑制正規化処理回路３６４は、まず現実正規化頭部伝達関数ＨＮＲ及び想定正規化頭部伝達関数ＨＮＡそれぞれの極座標系のデータ、すなわち動径γ０ｎ（ｍ）及び偏角θ０ｎ（ｍ）並びに動径γ１ｎ（ｍ）及び偏角θ１ｎ（ｍ）を抑制処理部３１へ供給する。
【０３１５】
すなわち抑制正規化処理回路３６４は、正規化処理回路３６２及び３６３からそれぞれ供給されるデータが既に極座標系の形式であるため、抑制正規化処理回路３０における前半の処理を省略することになる。
【０３１６】
抑制処理部３１は、（４）式及び（５）式とそれぞれ対応する次の（１０）式及び（１１）式により、動径γ０ｎ（ｍ）及びγ１ｎ（ｍ）をそれぞれ抑制動径γ’０ｎ（ｍ）及びγ’１ｎ（ｍ）に補正し、正規化処理部２０へ供給する。
【０３１７】
【数１０】
【０３１８】
【数１１】
【０３１９】
正規化処理部２０は、２段階目の正規化処理として、（６）式に対応する次の（１２）式と、上述した（２）式とに従って正規化処理を行うことにより、正規化処理後の動径γｎ（ｍ）及び正規化処理後の偏角θｎ（ｍ）をそれぞれ算出し、これらをＸ−Ｙ座標変換部２１へ供給する。
【０３２０】
【数１２】
【０３２１】
その後Ｘ−Ｙ座標変換部２１、逆ＦＦＴ部２２及びＩＲ簡略化部２３は、それぞれ抑制正規化処理回路３０の場合と同様の処理を行うことにより、２重正規化頭部伝達関数ＨＮ２を生成する。
【０３２２】
このように第２の実施の形態による２重正規化処理部３６１は、１段目の正規化処理から２段目の正規化処理までの間、各正規化頭部伝達関数を表すデータを極座標系のまま受け渡すことにより、座標系の変換処理やＦＦＴ処理の無駄を省くようになされている。
【０３２３】
［３−３．フロント処理部の構成］
フロント処理部３６３Ｆは、図１４と対応する図２０に示すように、フロント処理部６３Ｆと同様、左前方チャンネルの音声信号ＳＬＦ及び右前方チャンネルの音声信号ＳＲＦ対し、主成分及びクロストーク成分についてそれぞれ正規化頭部伝達関数の畳み込みを行うようになされている。
【０３２４】
またフロント処理部３６３Ｆは、フロント処理部６３Ｆと同様、前段の頭部伝達関数畳込処理部３６３ＦＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部３６３ＦＢに大きく分けられている。
【０３２５】
頭部伝達関数畳込処理部３６３ＦＡは、フロント処理部６３Ｆの頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡと同様に構成されている。一方、クロストークキャンセル処理部３６３ＦＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＦＢの一部を簡略化したような構成となっている。
【０３２６】
具体的にクロストークキャンセル処理部３６３ＦＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＦＢと同様の遅延回路１１１、１１４、１２１及び１２４と、畳込回路１１５、１１８、１２５及び１２８を有している。その一方でクロストークキャンセル処理部３６３ＦＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＦＢにおける遅延回路１１２、１１３、１２２及び１２３と、畳込回路１１６、１１７、１２６及び１２７が省略されている。
【０３２７】
すなわちクロストークキャンセル処理部３６３ＦＢでは、左前方クロストーク及び右前方クロストークの２系統の音声信号についてのみ２次のキャンセル処理を行うようになされている。
【０３２８】
かくしてフロント処理部３６３Ｆは、第１の実施の形態と比較して、同様の畳込処理及び簡略化されたクロストークキャンセル処理を行うことにより、左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＬＦ及び右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＲＦを生成するようになされている。
【０３２９】
［３−４．動作及び効果］
以上の構成において、第２の実施の形態によるテレビジョン装置３５０は、第１の実施の形態と同様、予め頭部伝達関数測定システム１により測定された、種々の想定音源位置についての頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性を音声信号処理部３６０の記憶部６２に記憶させておく。
【０３３０】
そしてテレビジョン装置３５０は、７．１チャンネルの音声信号を再生する際、音声信号処理部３６０の２重正規化処理部３６１により、想定音源方向位置及び現実音源方向位置に応じた２重正規化処理を行う。
【０３３１】
このとき２重正規化処理部３６１は、１段目の正規化処理から２段目の正規化処理までの間、正規化頭部伝達関数を表すデータを周波数軸で表され極座標系のまま受け渡す。
【０３３２】
このため２重正規化処理部３６１は、第１の実施の形態による２重正規化処理部６１と比較して、一度Ｘ−Ｙ座標系に変換してから再度極座標系に変換し、また一度逆ＦＦＴ処理を行ってから再度ＦＦＴ処理を行うといった、複数回の正規化処理を連続的に行うことに伴う無駄な変換処理を省略し、演算処理の効率化を図ることができる。
【０３３３】
この場合においても２重正規化処理部３６１は、抑制処理部３１により各正規化頭部伝達関数の動径を抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いて抑制することにより、互いの相関性を高めて、周波数特性に現れるピークを縮小して特性の暴れを抑えることができる。
【０３３４】
この結果、テレビジョン装置３５０は、第１の実施の形態と同様、生成した２重正規化頭部伝達関数を用いて畳込処理を行うことにより、音質を劣化させることなく、良好な音像定位を得ることができる。
【０３３５】
このときテレビジョン装置３５０は、例えば８０タップのように比較的少ないタップ数のフィルタ回路により畳込処理を行ったとしても、２重正規化頭部伝達関数を適切に音声信号に畳み込むことができる。このためテレビジョン装置３５０は、音声信号処理部３６０の回路構成を大規模化・複雑化することなく簡易な構成とすることができ、省電力化や低コスト化に寄与することができる。
【０３３６】
またテレビジョン装置３５０は、フロント処理部３６３Ｆのクロストークキャンセル処理部３６３ＦＢにおいて、第１の実施の形態よりも簡略化したクロストークキャンセル処理を行う。
【０３３７】
このためテレビジョン装置３５０は、畳込演算処理における処理負荷を軽減することができ、第１の実施の形態よりも回路構成の簡素化・低コスト化等を図ることができる。
【０３３８】
その他、第２の実施の形態によるテレビジョン装置３５０は、第１の実施の形態によるテレビジョン装置５０と同様の作用効果を奏し得る。
【０３３９】
以上の構成によれば、第２の実施の形態によるテレビジョン装置３５０は、２重正規化処理部３６１において、１段目の測定正規化処理から２段目の定位正規化処理までの間、正規化頭部伝達関数を表すデータを周波数軸で表され極座標系のまま受け渡す。２重正規化処理部３６１は、抑制処理部３１により各正規化頭部伝達関数の周波数特性におけるゲインを抑制した上で、想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数で正規化することにより、特性の暴れを抑えた２重正規化頭部伝達関数を生成する。これによりテレビジョン装置３５０は、２重正規化頭部伝達関数の生成に要する演算処理を大幅に簡略化できると共に、音声信号処理部３６０の畳込処理部６３で２重正規化頭部伝達関数を音声信号に畳み込む際、タップ数の少ないフィルタ回路を用いて適切な畳込処理を行うことができる。この結果テレビジョン装置３５０は、音声信号の音質を劣化させることなく、リスナに良好な音像定位を与えることができる。
【０３４０】
＜４．他の実施の形態＞
なお上述した第１の実施の形態においては、抑制処理部３１（図９）により、動径γ（ｍ）及びγｒｅｆ（ｍ）について、周波数軸で表したときのゲインが−２０［ｄＢ］から＋２０［ｄＢ］までの範囲に収まるように抑制する場合について述べた。
【０３４１】
本発明はこれに限らず、例えば抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を適宜設定することによりゲインを抑制する範囲を定めるようにしても良く、また上限値と下限値とで異なる抑制値（例えば所定の上限抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌ１及び下限抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌ２等）を用いるようにしても良い。
【０３４２】
さらには、周波数軸で表したときのゲインに関し、所定の範囲内ではなく、所定のゲイン数以上（例えば所定の下限抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌ２以上）或いは所定のゲイン数以下（例えば所定の上限抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌ１以下）となるように抑制するようにしても良い。
【０３４３】
また、頭部伝達関数を周波数軸で表したときの周波数に応じて抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を相違させるようにしても良い。例えば、周波数を２以上の周波数帯に分割して当該周波数帯ごとに抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を設定しても良く、或いは所定の関数等を用いて抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を周波数の値に応じて無段階に変化させる等しても良い。
【０３４４】
特にこの場合、例えば一般的な人間の可聴帯域内と可聴帯域外とに分割し、可聴帯域外において可聴帯域内よりも抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を小さくしてゲインの変動幅をさらに抑えるようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３４５】
また上述した第１の実施の形態においては、抑制処理部３１により、現実音源方向位置の動径γｒｅｆ（ｍ）及び想定音源方向位置の動径γ（ｍ）について、同一の抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いて、周波数軸で表したときのゲインを抑制する場合について述べた。
【０３４６】
本発明はこれに限らず、例えば現実音源方向位置の動径γｒｅｆ（ｍ）と想定音源方向位置の動径γ（ｍ）とで適用する抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを相違させても良く、或いはいずれか一方のみ抑制処理を行うようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３４７】
さらに上述した第１の実施の形態においては、抑制処理部３１において、頭部伝達関数を極座標系で表したデータにおける動径γ（ｍ）及び動径γｒｅｆ（ｍ）について抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いて補正することにより抑制処理を行うようにした場合について述べた。
【０３４８】
本発明はこれに限らず、例えばＸ−Ｙ座標系等、頭部伝達関数を種々の形式で表したデータに対し抑制処理を行うようにしても良い。この場合、抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌに代えて、当該座標系に対応する形式に変換した抑制値を用い、適切な抑制処理を行うようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３４９】
さらに上述した第１の実施の形態においては、テレビジョン装置５０により７．１チャンネルの音声信号についての再生処理を行う際に、２重正規化頭部伝達関数を生成してから畳込処理を行うようにした場合について述べた。
【０３５０】
本発明はこれに限らず、例えばテレビジョン装置５０の初期設定操作等において、ユーザが７．１チャンネルの音声信号に対する音声信号処理の設定を行ったとき等に、２重正規化頭部伝達関数を生成して記憶部６２等に記憶させておくようにしても良い。この場合テレビジョン装置５０は、実際に７．１チャンネルの音声信号が供給された際に、記憶部６２から生成済みの２重正規化頭部伝達関数を読み出して畳込処理を行うようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３５１】
さらに上述した第１の実施の形態においては、ＩＴＵ−Ｒにより規定されたスピーカの配置（図７（Ａ））を想定音源方向位置として、７．１チャンネルマルチサラウンド（すなわち合計８チャンネル）の音声信号を基に２チャンネルの音声信号を生成して再生する場合について述べた。
【０３５２】
本発明はこれに限らず、例えば図１０（Ｂ）に示すようにＴＨＸ社の推奨するスピーカの配置を想定音源方向位置とし、また５．１チャンネルや９．１チャンネル等といった任意のチャンネル数及びスピーカ配置を想定した音声信号を基に２チャンネルの音声信号を生成して再生するようにしても良い。
【０３５３】
またスピーカにより実際に音声を再生する位置（現実音源方向位置）の数、すなわち最終的に生成する音声信号のチャンネル数としても、２チャンネルに限らず、例えば４チャンネルや５．１チャンネル等のような任意のチャンネル数としても良い。
【０３５４】
これらの場合、畳込処理において、各想定音源方向位置を各現実音源方向位置でそれぞれ正規化した２重正規化頭部伝達関数を各音声信号にそれぞれ畳み込むようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３５５】
さらに上述した第１の実施の形態においては、想定音源方向位置及び現実音源方向位置が、リスナが正面を向いたときに左右対称であることを利用して左右の対応するチャンネルについては同一の２重正規化頭部伝達関数を用いて畳込処理を行う場合について述べた。
【０３５６】
本発明はこれに限らず、例えば想定音源方向位置及び現実音源方向位置が左右非対称である場合に、各想定音源方向位置及び各現実音源方向位置に対応する適切な２重正規化頭部伝達関数をそれぞれ生成し、それぞれを用いて畳込処理を行うようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３５７】
さらに上述した第１の実施の形態においては、音声信号処理部６０の２重正規化処理部６１において、現実音源方向位置及び想定音源方向位置それぞれについて、頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性を基に、１段目の測定正規化処理を行った上で２段目の定位正規化処理を行うようにした場合について述べた。
【０３５８】
本発明はこれに限らず、例えば１段目の測定正規化処理を予め行うことにより、現実音源方向位置及び想定音源方向位置それぞれについての正規化頭部伝達関数を生成して記憶部６２に記憶しておき、当該正規化頭部伝達関数を読み出して抑制正規化処理回路３０へ供給するようにしても良い。第２の実施の形態においては、１段目の測定正規化処理を行って得られた極座標系のデータのまま記憶部６２に記憶させておくようにすれば良い。
【０３５９】
さらに上述した第１の実施の形態においては、正規化処理回路１０及び抑制正規化処理回路３０のＩＲ簡略化部２３において、インパルスレスポンスＸｎ（ｍ）を８０タップに簡略化するようにした場合について述べた。
【０３６０】
本発明はこれに限らず、例えば１６０タップや３２０タップ等、任意のタップ数に簡略化するようにしても良い。この場合、信号処理部６０の畳込処理部６３を構成するＤＳＰ等の演算処理能力に応じて適宜定めるようにすれば良い。またこの場合、タップ数の増加に伴い、測定正規化後のゲインに関し、２重正規化後の周波数特性上に暴れが生じないような変動幅が広がると考えられる。このため、簡略化後のタップ数の増加に応じて、抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を小さくする等、抑制処理の内容を適宜変更するようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３６１】
さらに上述した第１の実施の形態においては、頭部伝達関数測定システム１の音声信号処理部３において、サンプリング周波数が９６［ｋＨｚ］でなる８１９２サンプルのディジタルデータを生成するようにした場合について述べた。
【０３６２】
本発明はこれに限らず、例えば４８［ｋＨｚ］や１９２［ｋＨｚ］といった任意のサンプリング周波数でなり、４０９６サンプルや１６３８４サンプルといった任意のサンプル数でなるディジタルデータを生成するようにしても良い。特にこの場合、最終的に生成する頭部伝達関数のタップ数等に応じて定めるようにすると良い。
【０３６３】
さらに上述した第１の実施の形態においては、２段目の定位正規化処理において抑制処理を行うようにした場合について述べた。
【０３６４】
本発明はこれに限らず、例えば頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性におけるゲインの変動幅が極めて大きい場合等に、１段目の測定正規化処理においても抑制処理を行うようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３６５】
さらに上述した第１の実施の形態においては、畳込処理部６３の各クロストークキャンセル処理部６３ＦＢ等において、遅延処理と２重化正規頭部伝達関数の畳込処理との組み合わせでなるクロストークキャンセル処理を２回行う、すなわち２次のキャンセル処理を行うようにした場合について述べた。
【０３６６】
本発明はこれに限らず、各クロストークキャンセル処理部６３ＦＢ等において、スピーカＳＰの位置や部屋の物理的な制約等に応じて、任意の次数でなるキャンセル処理を行うようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３６７】
さらに上述した第１の実施の形態においては、テレビジョン装置５０の音声信号処理部６０において、畳込処理部６３により直接波のみを畳み込むようにした場合について述べた。
【０３６８】
本発明はこれに限らず、音声信号処理部６０において、壁面、天井面及び床面等における反射波についても畳込処理を行うようにしても良い。具体的には、特許文献２に開示されているような畳込処理を行うようにすれば良い。
【０３６９】
すなわち想定音源方向位置方向からの反射波については、図１に破線で示すように、仮想音像定位させたい位置から壁等の反射箇所で反射された後にマイクロホンへ入射する方向を、反射波についての想定音源方向位置の方向と考える。そして畳込処理としては、想定音源方向位置方向からマイクロホン位置に入射するまでの、反射波についての音波の経路長に応じた遅延を音声信号に施して正規化頭部伝達関数を畳み込むようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３７０】
さらに上述した第１の実施の形態においては、２重正規化頭部伝達関数を生成して音声信号に畳み込む音声信号処理装置としてのテレビジョン装置５０に本発明を適用するようにした場合について述べた。
【０３７１】
本発明はこれに限らず、例えば各種頭部伝達関数及びそれぞれに対応する素の状態の伝達特性を基に、２重正規化頭部伝達関数を生成する頭部伝達関数生成装置に本発明を適用するようにしても良い。この場合、例えば生成した２重正規化頭部伝達関数をテレビジョン装置やマルチチャンネルアンプ装置等に記憶させておき、当該２重正規化頭部伝達関数を読み出して音声信号への畳込処理を行うようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３７２】
さらに上述した実施の形態においては、抑制処理部としての抑制処理部３１と、定位正規化処理部としての正規化処理部２０とによって頭部伝達関数生成装置としてのテレビジョン装置５０を構成する場合について述べた。
【０３７３】
本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる抑制処理部と、定位正規化処理部とによって頭部伝達関数生成装置を構成するようにしても良い。
【０３７４】
さらに上述した実施の形態においては、頭部伝達関数生成部としての２重正規化処理部６１と、畳込処理部としての畳込処理部６３と、供給音声信号生成部としての加算処理部６４及び後処理部６５と、抑制処理部としての抑制処理部３１と、定位正規化処理部としての正規化処理部２０とによって音声信号処理装置としてのテレビジョン装置５０を構成する場合について述べた。
【０３７５】
本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる頭部伝達関数生成部と、畳込処理部と、供給音声信号生成部と、抑制処理部と、定位正規化処理部とによって音声信号処理装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０３７６】
本発明は、テレビジョン装置の他、マルチチャンネルアンプ装置やＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）プレーヤ等のように、マルチチャンネルの音声信号を有するコンテンツを再生し、又はその音声をスピーカへ供給する種々の電子機器でも利用することができる。
【符号の説明】
【０３７７】
１……頭部伝達関数測定システム、ＳＰ、ＳＰＬ、ＳＰＲ……スピーカ、ＭＬ、ＭＲ……マイクロホン、ＤＨ……ダミーヘッド、１０……正規化処理回路、１０Ｒ……現実正規化処理回路、１０Ａ……想定正規化処理回路、１１、１２……遅延除去頭詰め部、１３、１４……ＦＦＴ部、１５、１６……極座標変換部、２０……正規化処理部、２１……Ｘ−Ｙ座標変換部、２２……逆ＦＦＴ部、２３……ＩＲ簡略化部、３０……抑制正規化処理回路、３１……抑制処理部、５０、３５０……テレビジョン装置、６０、３６０……音声信号処理部、６１、３６１……２重正規化処理部、６２……記憶部、６３……畳込処理部、６３Ｆ、３６３Ｆ……フロント処理部、６４……加算処理部、６５……後処理部、Ｈ……頭部伝達関数、Ｔ……素の状態の伝達特性、ＨＮ……正規化頭部伝達関数、ＨＮ２……２重正規化頭部伝達関数、γ（ｍ）、γｒｅｆ（ｍ）、γ’（ｍ）、γ’ｒｅｆ（ｍ）……動径、θ（ｍ）、θｒｅｆ（ｍ）……偏角。
【技術分野】
【０００１】
本発明は頭部伝達関数生成装置、頭部伝達関数生成方法及び音声信号処理装置に関し、例えば搭載するスピーカにより再生する音声の音像位置を調整するテレビジョン装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビジョン装置や当該テレビジョン装置に接続するアンプ装置等においては、仮想音像定位と呼ばれる技術を利用して、再生する音声の音源を所望の位置に仮想的に定位させるものが提案されている。
【０００３】
この仮想音像定位は、例えばテレビジョン装置に配置される左右のスピーカ等で音声を再生したときに、予め想定された位置に音像を仮想的に定位させるものであり、具体的には次のような手法により実現される。
【０００４】
例えば左右２チャンネルステレオ信号を、テレビジョン装置に配置される左右のスピーカで再生する場合を想定する。
【０００５】
図１に示すように、まず所定の測定環境において頭部伝達関数を測定する。具体的には、視聴者（リスナ）の両耳の近傍の位置（測定点位置）に、マイクロホンＭＬおよびＭＲを設置する。また、仮想音像定位させたい位置にスピーカＳＰＬおよびＳＰＲを配置する。ここで、スピーカは、電気音響変換部の一例であり、マイクロホンは、音響電気変換部の一例である。
【０００６】
そして、ダミーヘッドＤＨ（または人間つまりリスナ自体でも良い）が存在する状態で、まず、一方のチャンネル、例えば左チャンネルのスピーカＳＰＬで、例えばインパルスを音響再生する。そして、その音響再生により発せられたインパルスを上記マイクロホンＭＬ及びＭＲのそれぞれで収音して、左チャンネル用の頭部伝達関数を測定する。この例の場合、頭部伝達関数は、インパルスレスポンスとして測定する。
【０００７】
このとき、左チャンネル用の頭部伝達関数としてのインパルスレスポンスには、図１に示すように、スピーカＳＰＬからの音波をマイクロホンＭＬで収音したインパルスレスポンス（以下、左主成分のインパルスレスポンスという）ＨＬｄと、スピーカＳＰＬからの音波をマイクロホンＭＲで収音したインパルスレスポンス（以下、左クロストーク成分のインパルスレスポンスという）ＨＬｃとを含む。
【０００８】
次に、右チャネルのスピーカＳＰＲで同様にインパルスを音響再生し、その音響再生により発せられたインパルスを上記マイクロホンＭＬおよびＭＲのそれぞれで収音する。そして、右チャンネル用の頭部伝達関数、つまり、右チャンネル用のインパルスレスポンスを測定する。
【０００９】
このとき、右チャンネル用の頭部伝達関数としてのインパルスレスポンスには、スピーカＳＰＲからの音波をマイクロホンＭＲで収音したインパルスレスポンス（以下、右主成分のインパルスレスポンスという）ＨＲｄと、スピーカＳＰＲからの音波をマイクロホンＭＬで収音したインパルスレスポンス（以下、右クロストーク成分のインパルスレスポンスという）ＨＲｃとを含む。
【００１０】
そしてテレビジョン装置は、左右のスピーカのそれぞれに供給する音声信号に音声信号処理を施すことにより、左チャンネル用の頭部伝達関数及び右チャネル用の頭部伝達関数それぞれのインパルスレスポンスをそのまま畳み込む。
【００１１】
すなわちテレビジョン装置は、左チャンネルの音声信号に対し、測定により得た左チャンネル用の頭部伝達関数、すなわち左主成分のインパルスレスポンスＨＬｄ及び左クロストーク成分のインパルスレスポンスＨＬｃをそのまま畳み込む。
【００１２】
またテレビジョン装置は、右チャンネルの音声信号に対し、測定により得た右チャンネル用の頭部伝達関数、すなわち右主成分のインパルスレスポンスＨＲｄ及び右クロストーク成分のインパルスレスポンスＨＲｃをそのまま畳み込む。
【００１３】
これによりテレビジョン装置は、左右のスピーカで音響再生するにもかかわらず、例えば左右２チャンネルステレオ音声の場合であれば、あたかもリスナの前方の所望の位置に設置された左右のスピーカで音響再生されているように音像定位（仮想音像定位）させることができる。
【００１４】
このように仮想音像定位においては、所定の位置のスピーカから出力された音波を所定の位置のマイクロホンで収音する場合の頭部伝達関数を予め測定しておき、当該頭部伝達関数を音声信号に畳み込むようになされている。
【００１５】
ところで頭部伝達関数を測定する場合には、スピーカやマイクロホン自体の音響特性が当該頭部伝達関数に影響を与えてしまう。このためテレビジョン装置は、このような頭部伝達関数を用いて音声信号に対し音声信号処理を施したとしても、必ずしも所望の位置に音像定位させ得ない可能性があった。
【００１６】
そこで、頭部伝達関数測定方法として、ダミーヘッドＤＨ等が存在する状態で得られた頭部伝達関数を、当該ダミーヘッドＤＨ等が存在しない状態で得られた素の状態の伝達特性によって正規化するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１７】
この頭部伝達関数測定方法によれば、スピーカやマイクロホン自体の音響特性を排除することができ、高精度な音像定位を得ることが可能となる。
【００１８】
また、頭部伝達関数の測定を行う場所が無響室ではない場合、測定された頭部伝達関数には、想定された音源位置（仮想音像定位位置）からの直接波のみではなく、測定を行った部屋に応じて、床、天井や壁面等による反射波の成分も含まれることになる。
【００１９】
この頭部伝達関数を音声信号に畳み込んだ場合、測定を行った部屋と同様の音像定位を得ることはできるものの、任意の部屋に応じた任意の反射波による音像定位を得ることはできなかった。
【００２０】
一方、部屋や場所の特性を除去するためには、床、天井、壁面などからの音波の反射のない無響室で頭部伝達関数を測定することが考えられる。しかしながら、無響室で測定した頭部伝達関数をそのまま音声信号に畳み込んだ場合、反射波が存在しないため、仮想音像定位位置や方向性がぼけるという問題があった。
【００２１】
そこで、他の頭部伝達関数測定方法として、スピーカからマイクロホンまでの直接波及び間接波をそれぞれ別々に測定してそれぞれの頭部伝達関数を求めておき、直接波及び１以上の間接波を音声信号に畳み込むものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２２】
この頭部伝達関数測定方法によれば、壁や床、天井等による反射波を自在に形成することができるので、望む周囲環境や部屋環境に応じた頭部伝達関数を得ることができ、所望の音像定位を得ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００９−１９４６８２公報（第１図）
【００２４】
【特許文献２】特開２００９−２０６６９１公報（第１２図、第２９図等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
ところでテレビジョン装置では、特許文献１及び特許文献２それぞれの測定方法により得られた頭部伝達関数を組み合わせることにより、スピーカやマイクロホン自体の音響特性を排除し、且つ、望む周囲環境や部屋環境に応じた所望の音像定位を得ることができると考えられる。この場合、組み合わせ後の頭部伝達関数は、比較的複雑な特性を表すものになると予想される。
【００２６】
一方、頭部伝達関数の畳み込み処理として、所定の演算回路において、所定タップ数のＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタやＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタ等を用いた演算処理を行うことが考えられる。
【００２７】
ここで頭部伝達関数が複雑な特性を表す場合、一定の演算精度を保つためには、一般に、比較的多くのタップ数を必要とすることが知られている。
【００２８】
しかしながら、演算精度を維持すべく演算回路のタップ数を増加させた場合、当該演算回路の回路規模を拡大させることになり、装置構成の大型化、複雑化、さらにはコストの上昇等を招いてしまうという問題があった。
【００２９】
また、複数の頭部伝達関数を組み合わせたときの畳み込み処理を、単一の頭部伝達関数の畳み込み処理を行う場合と同様の少ないタップ数でなる演算回路により行った場合、その演算精度が低下し、所望の音像定位を得られないおそれがある、という問題があった。
【００３０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成の信号処理装置において所望の仮想音像定位感を精度良く得られる頭部伝達関数を生成し得る頭部伝達関数生成装置及び頭部伝達関数生成方法、並びに簡易な構成により所望の仮想音像定位感を精度良く得られる音声信号処理装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
かかる課題を解決するため本発明の頭部伝達関数生成装置においては、ｍチャンネル（ただしｍは２以上の整数）それぞれについて、所定の現実音源方向位置に設置した音源からリスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネル（ただしｎは２以上の整数）それぞれについて、所定の想定音源方向位置に設置した音源から収音部への直接波の方向に関し、リスナ又はダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理部と、ｎチャンネルの想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの現実正規化頭部伝達関数により正規化することにより、ｍ箇所の現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所の想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理部とを設けるようにした。
【００３２】
本発明の頭部伝達関数生成装置は、抑制処理により現実正規化頭部伝達関数と想定正規化頭部伝達関数との相関性を高めた上で２段目の正規化処理を行うことができるため、生成後の定位頭部伝達関数における周波数特性上の暴れを抑えることができる。これに伴い本発明は、生成後の定位頭部伝達関数を用いる信号処理装置において、少ないタップ数の演算回路でも適切な畳込演算処理を可能とすることができる。
【００３３】
また本発明の頭部伝達関数生成方法においては、ｍチャンネル（ただしｍは２以上の整数）それぞれについて、所定の現実音源方向位置に設置した音源からリスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネル（ただしｎは２以上の整数）それぞれについて、所定の想定音源方向位置に設置した音源から収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理ステップと、ｎチャンネルの想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの現実正規化頭部伝達関数で正規化することにより、ｍ箇所の現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所の想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理ステップとを設けるようにした。
【００３４】
本発明の頭部伝達関数生成方法は、抑制処理により現実正規化頭部伝達関数と想定正規化頭部伝達関数との相関性を高めた上で２段目の正規化処理を行うことができるため、周波数特性上の暴れを抑えることができる。これに伴い本発明は、生成された定位頭部伝達関数を用いる信号処理装置において、少ないタップ数の演算回路でも適切な畳込演算処理を可能とすることができる。
【００３５】
さらに本発明の音声信号処理装置においては、ｍ箇所（ただしｍは２以上の整数）の現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所（ただしｎは２以上の整数）の想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための定位頭部伝達関数を生成する頭部伝達関数生成部と、定位頭部伝達関数をｎチャンネルの音声信号にそれぞれ畳み込む畳込処理部と、畳込処理部からのｎチャンネルの音声信号を基に、ｍ個の電気音響変換部に供給するためのｍチャンネルの音声信号を生成する供給音声信号生成部とを設け、頭部伝達関数生成部は、ｍチャンネルそれぞれについて、現実音源方向位置に設置した音源からリスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネルそれぞれについて、想定音源方向位置に設置した音源から収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、リスナ又はダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理部と、ｎチャンネルの想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの現実正規化頭部伝達関数により正規化することにより２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理部とを設けるようにした。
【００３６】
本発明の音声信号処理装置は、抑制処理により現実正規化頭部伝達関数と想定正規化頭部伝達関数との相関性を高めた上で２段目の正規化処理を行うことができるため、生成後の定位頭部伝達関数における周波数特性上の暴れを抑えることができ、少ないタップ数の演算回路により適切な畳込演算処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、抑制処理により現実正規化頭部伝達関数と想定正規化頭部伝達関数との相関性を高めた上で２段目の正規化処理を行うことができるため、生成後の定位頭部伝達関数における周波数特性上の暴れを抑えることができる。これに伴い本発明は、生成後の定位頭部伝達関数を用いる信号処理装置において、少ないタップ数の演算回路でも適切な畳込演算処理を可能とすることができる。かくして本発明は、簡易な構成の信号処理装置において所望の仮想音像定位感を精度良く得られる頭部伝達関数を生成し得る頭部伝達関数生成装置及び頭部伝達関数生成方法を実現できる。
【００３８】
また本発明によれば、抑制処理により現実正規化頭部伝達関数と想定正規化頭部伝達関数との相関性を高めた上で２段目の正規化処理を行うことができるため、生成後の定位頭部伝達関数における周波数特性上の暴れを抑えることができ、少ないタップ数の演算回路により適切な畳込演算処理を行うことができる。かくして本発明は、簡易な構成により所望の仮想音像定位感を精度良く得られる音声信号処理装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の頭部伝達関数の測定環境を示す略線図である。
【図２】頭部伝達関数の測定の説明に供する略線図である。
【図３】頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性を示す略線図である。
【図４】正規化処理回路の構成を示す略線的ブロック図である。
【図５】測定正規化処理の前後における頭部伝達関数の周波数特性を示す略線図である。
【図６】現実音源方向位置及び想定音源方向位置の説明に供する略線図である。
【図７】定位正規化処理の前後における頭部伝達関数の周波数特性を示す略線図である。
【図８】２重正規化処理後の頭部伝達関数の周波数特性を示す略線図である。
【図９】抑制正規化処理回路の構成を示す略線的ブロック図である。
【図１０】７．１チャンネルマルチサラウンドにおけるスピーカ配置例（１）を示す略線図である。
【図１１】７．１チャンネルマルチサラウンドにおけるスピーカ配置例（２）を示す略線図である。
【図１２】音声信号処理部の構成を示す略線的ブロック図である。
【図１３】２重正規化処理部の構成を示す略線的ブロック図である。
【図１４】フロント処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図１５】センター処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図１６】サイド処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図１７】バック処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図１８】低域効果処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図１９】第２の実施の形態による２重正規化処理部の構成を示す略線的ブロック図である。
【図２０】第２の実施の形態によるフロント処理部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．本発明の基本原理
２．第１の実施の形態（正規化処理ごとに時間軸データに変換する例）
３．第２の実施の形態（測定装置正規化処理と定位正規化処理との間で周波数軸データを受け渡す例）
４．他の実施の形態
【００４１】
＜１．本発明の基本原理＞
実施の形態に先立ち、ここでは本発明の基本原理について説明する。
【００４２】
［１−１．頭部伝達関数の測定］
本発明では、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す頭部伝達関数測定システム１により、特定の音源からの反射波成分を除く直接波のみについて、頭部伝達関数を予め測定しておくようになされている。
【００４３】
頭部伝達関数測定システム１は、無響室２内にダミーヘッドＤＨ、スピーカＳＰ並びにマイクロホンＭＬ及びＭＲがそれぞれ所定の位置に設置されている。
【００４４】
無響室２は、壁面、天井面及び床面において音波を反射させず吸音するようになされている。このため無響室２では、マイクロホンＭＬ及びＭＲによりスピーカＳＰからの直接波のみを収音することができる。
【００４５】
ダミーヘッドＤＨは、リスナ（すなわち人体）を模した形状に構成されており、当該リスナの聴取位置に設置される。測定用音波を収音する収音部としてのマイクロホンＭＬ及びＭＲは、リスナの耳の耳殻内に相当する測定点位置にそれぞれ設置される。
【００４６】
測定用音波を発生する音源としてのスピーカＳＰは、聴取位置又は測定点位置を基点として、頭部伝達関数を測定しようとする方向の、所定の距離だけ離隔した位置（例えば位置Ｐ１）に設置される。以下では、このようにスピーカＳＰが設置された位置を想定音源方向位置と呼ぶ。
【００４７】
音声信号処理部３は、任意の音声信号を生成してスピーカＳＰへ供給すると共に、マイクロホンＭＬ及びＭＲにおいて収音された音声に基づく音声信号をそれぞれ取得し、所定の信号処理を施し得るようになされている。
【００４８】
因みに音声信号処理部３は、例えばサンプリング周波数が９６［ｋＨｚ］でなる８１９２サンプルのディジタルデータを生成するようになされている。
【００４９】
頭部伝達関数測定システム１は、まず図２（Ａ）に示したようにダミーヘッドＤＨが存在する状態で、頭部伝達関数の測定用音波としてインパルスを音声信号処理部３からスピーカＳＰへ供給して当該インパルスを再生する。
【００５０】
また頭部伝達関数測定システム１は、マイクロホンＭＬ及びＭＲによりそのインパルスレスポンスをそれぞれ収音し、生成した音声信号を音声信号処理部３へ供給する。
【００５１】
ここでマイクロホンＭＬ及びＭＲから得られたインパルスレスポンスは、このときのスピーカＳＰの想定音源方向位置における頭部伝達関数Ｈを表すものとなり、例えば図３（Ａ）に示すような特性となる。因みに図３（Ａ）は、時間軸データであるインパルスレスポンスを周波数軸データに変換したときの特性を表している。
【００５２】
ところで無響室２では、スピーカＳＰがダミーヘッドＤＨの右側に設置されている（図２（Ａ））。このため、ダミーヘッドＤＨの右側に設置されているマイクロホンＭＲにより得られたインパルスレスポンスは、右主成分のインパルスレスポンスＨＲｄ（図１）に相当し、マイクロホンＭＬにより得られたインパルスレスポンスは、右クロストーク成分のインパルスレスポンスＨＲｃ（図１）に相当する。
【００５３】
このように頭部伝達関数測定システム１は、まずダミーヘッドＤＨがある状態で、無響室２において想定音源方向位置における直接波のみの頭部伝達関数Ｈを測定するようになされている。
【００５４】
次に頭部伝達関数測定システム１は、図２（Ｂ）に示すように、ダミーヘッドＤＨを除去した状態で、同様にインパルスを音声信号処理部３からスピーカＳＰへ供給して当該インパルスを再生する。
【００５５】
また頭部伝達関数測定システム１は、同様にマイクロホンＭＬ及びＭＲによりそのインパルスレスポンスをそれぞれ収音し、生成した音声信号を音声信号処理部３へ供給する。
【００５６】
ここでマイクロホンＭＬ及びＭＲから得られたインパルスレスポンスは、このときのスピーカＳＰの想定音源方向位置における、ダミーヘッドＤＨや障害物等が存在しない素の状態の伝達関数Ｔを表すものとなり、例えば図３（Ａ）と対応する図３（Ｂ）に示すような特性となる。
【００５７】
この素の状態の伝達特性Ｔは、ダミーヘッドＤＨの影響を排除した、スピーカＳＰ並びにマイクロホンＭＬ及びＭＲによる測定系の特性を表すものとなる。
【００５８】
このように頭部伝達関数測定システム１は、ダミーヘッドＤＨが存在しない状態で、無響室２において想定音源方向位置における直接波のみの素の状態の伝達関数を測定するようになされている。
【００５９】
さらに頭部伝達関数測定システム１は、聴取位置を基点として水平方向に１０度ごとの角度をなす位置Ｐ２、Ｐ３、…に測定点位置を設定して、ダミーヘッドＤＨがある状態の頭部伝達関数及び当該ダミーヘッドＤＨが存在しない素の状態の伝達特性をそれぞれ測定するようになされている。
【００６０】
因みに頭部伝達関数測定システム１では、図１の場合と同様、直接波について、２個のマイクロホンＭＬ及びＭＲそれぞれから、主成分の頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性と、左右のクロストーク成分の頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性とを得ることができる。
【００６１】
［１−２．マイクロホン及びスピーカの影響の排除（第１の正規化）］
次に、頭部伝達関数に含まれるマイクロホン及びスピーカの影響の排除について説明する。
【００６２】
マイクロホンＭＬ及びＭＲ並びにスピーカＳＰを用いて頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達関数Ｔを測定した場合、当該頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達関数Ｔには、上述したように、当該マイクロホンＭＬ及びＭＲ並びにスピーカＳＰの影響がそれぞれに含まれてしまう。
【００６３】
そこで本発明では、特許文献１に記載されている手法と同様、頭部伝達関数Ｈを素の状態の伝達特性Ｔで正規化することにより（以下これを測定正規化とも呼ぶ）、マイクロホン及びスピーカの影響を排除した正規化頭部伝達関数ＨＮを生成するようになされている。
【００６４】
因みにここでは、簡略化のため、主成分についてのみ正規化処理の説明をし、クロストーク成分については説明を省略する。
【００６５】
図４は、頭部伝達関数の正規化処理を行う正規化処理回路１０の構成を示すブロック図である。
【００６６】
遅延除去頭詰め部１１は、頭部伝達関数測定システム１（図２（Ａ）及び（Ｂ））の音声信号処理部３から、想定音源方向位置における直接波のみの素の状態の伝達特性Ｔを表すデータを取得する。以下では、この素の状態の伝達特性Ｔを示すデータをＸｒｅｆ（ｍ）（ただしｍ＝０，１，２，…，Ｍ−１（Ｍ＝８１９２））と表記する。
【００６７】
また遅延除去頭詰め部１２は、頭部伝達関数測定システム１の音声信号処理部３から、想定音源方向位置における直接波のみの頭部伝達関数Ｈを表すデータを取得する。以下では、この頭部伝達関数Ｈを示すデータをＸ（ｍ）と表記する。
【００６８】
遅延除去頭詰め部１１及び１２は、想定音源方向位置に設置されたスピーカＳＰからの音波がマイクロホンＭＲへ到達するまでの時間に相当する遅延時間分だけ、当該スピーカＳＰにおいてインパルスが再生開始された時点からの頭の部分のデータをそれぞれ除去する。
【００６９】
これにより最終的に生成される正規化頭部伝達関数は、インパルスを発生するスピーカＳＰの位置（すなわち想定音源方向位置）と、インパルスを収音するマイクロホンの位置（すなわち測定点位置）との距離に無関係となる。これを換言すれば、生成される正規化頭部伝達関数は、インパルスを収音する測定点位置から見て、想定音源方向位置の方向のみに応じた頭部伝達関数となる。
【００７０】
また遅延除去頭詰め部１１及び１２は、素の状態の伝達特性ＴのデータＸｒｅｆ（ｍ）及び頭部伝達関数ＨのデータＸ（ｍ）それぞれについて、次段における時間軸データから周波数軸データへの直交変換を踏まえてデータ数を２のべき乗となるよう削減し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部１３及び１４にそれぞれ供給する。因みにこのときのデータ数はＭ／２となる。
【００７１】
ＦＦＴ部１３及び１４は、位相を考慮した複素高速フーリエ変換（複素ＦＦＴ）処理を行うことにより、素の状態の伝達特性ＴのデータＸｒｅｆ（ｍ）及び頭部伝達関数ＨのデータＸ（ｍ）を時間軸データから周波数軸データにそれぞれ変換する。
【００７２】
具体的にＦＦＴ部１３は、複素ＦＦＴ処理により、素の状態の伝達特性ＴのデータＸｒｅｆ（ｍ）を実部Ｒｒｅｆ（ｍ）及び虚部ｊＩｒｅｆ（ｍ）からなるＦＦＴデータ、すなわちＲｒｅｆ（ｍ）＋ｊＩｒｅｆ（ｍ）に変換し、これを極座標変換部１５へ供給する。
【００７３】
またＦＦＴ部１４は、複素ＦＦＴ処理により、頭部伝達関数のデータＸ（ｍ）を実部Ｒ（ｍ）及び虚部ｊＩ（ｍ）からなるＦＦＴデータ、すなわちＲ（ｍ）＋ｊＩ（ｍ）に変換し、これを極座標変換部１６へ供給する。
【００７４】
ＦＦＴ部１３及び１４で得られるＦＦＴデータは、周波数特性を表すＸ−Ｙ座標データとなる。ここで素の状態の伝達特性Ｔ及び頭部伝達関数Ｈ双方のＦＦＴデータを重ね合わせると、図５（Ａ）に示すように、全般的な傾向としては近似しており相関性が高いものの、相違する部分が散見され、また頭部伝達関数Ｈのみに特異なピークが現れていることが分かる。
【００７５】
因みに両特性の相関が比較的高いのは、頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達特性Ｔそれぞれを測定した状態（すなわち室内の音響特性）が、ダミーヘッドＤＨの有無のみを相違点とし全体として類似しているからであると考えられる。また、このときのデータ数はＭ／４となる。
【００７６】
極座標変換部１５及び１６は、これらのＦＦＴデータをＸ−Ｙ座標データから極座標データにそれぞれ変換する。
【００７７】
具体的に極座標変換部１５は、素の状態の伝達特性ＴのＦＦＴデータＲｒｅｆ（ｍ）＋ｊＩｒｅｆ（ｍ）を大きさ成分である動径γｒｅｆ（ｍ）と、角度成分である偏角θｒｅｆ（ｍ）とに変換する。そして極座標変換部１５は、この動径γｒｅｆ（ｍ）及び偏角θｒｅｆ（ｍ）、すなわち極座標データを正規化処理部２０へ供給する。
【００７８】
また極座標変換部１６は、頭部伝達関数ＨのＦＦＴデータＲ（ｍ）＋ｊＩ（ｍ）を動径γ（ｍ）及び偏角θ（ｍ）に変換する。そして極座標変換部１６は、この動径γ（ｍ）及び偏角θ（ｍ）、すなわち極座標データを正規化処理部２０へ供給する。
【００７９】
正規化処理部２０は、ダミーヘッドＤＨが存在する状態で測定された頭部伝達関数Ｈを、ダミーヘッドＤＨ等の障害物が存在しない素の状態の伝達特性Ｔにより正規化する。
【００８０】
具体的に正規化および正規化処理部２０は、次の（１）式及び（２）式に従って正規化処理を行うことにより、正規化処理後の動径γｎ（ｍ）及び偏角θｎ（ｍ）をそれぞれ算出し、これらをＸ−Ｙ座標変換部２１へ供給する。
【００８１】
【数１】
【００８２】
【数２】
【００８３】
すなわち正規化処理部２０では、大きさ成分について動径γ（ｍ）を動径γｒｅｆ（ｍ）で除算すると共に、角度成分について偏角θ（ｍ）から偏角θｒｅｆ（ｍ）を減算することにより、極座標系のデータについての正規化処理を行うようになされている。
【００８４】
Ｘ−Ｙ座標変換部２１は、正規化処理後における極座標系のデータをＸ−Ｙ座標系のデータに変換する。
【００８５】
具体的にＸ−Ｙ座標変換部２１は、極座標系の動径γｎ（ｍ）及び偏角θｎ（ｍ）を、Ｘ−Ｙ座標系の実部Ｒｎ（ｍ）及び虚部ｊＩｎ（ｍ）（ただしｍ＝０，１，…，Ｍ／４−１）からなる周波数軸データに変換し、逆ＦＦＴ部２２へ供給する。
【００８６】
因みに変換後の周波数軸データは、例えば図５（Ｂ）に示すような周波数特性となっており、正規化頭部伝達関数ＨＮを表すものとなる。
【００８７】
図５（Ｂ）からわかるように、正規化頭部伝達関数ＨＮは、正規化前の頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達特性Ｔの双方においてゲインが低かった低域及び高域の部分が持ち上げられたような周波数特性となっている。
【００８８】
また他の観点から見れば、正規化頭部伝達関数ＨＮは、おおむね頭部伝達関数Ｈと素の状態の伝達特性Ｔとの差分に相当しており、０［ｄＢ］を中心として周波数の変化に連れてゲインが正負に変動するような特性となっている。
【００８９】
逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）部２２は、複素逆高速フーリエ変換（複素逆ＦＦＴ）処理により、Ｘ−Ｙ座標系の周波数軸データである正規化頭部伝達関数データを、時間軸の正規化頭部伝達関数データであるインパルスレスポンスＸｎ（ｍ）に変換する。
【００９０】
具体的に逆ＦＦＴ部２２は、次の（３）式に従った演算処理を行うことにより、時間軸の正規化頭部伝達関数データであるインパルスレスポンスＸｎ（ｍ）を生成し、これをＩＲ（インパルスレスポンス）簡略化部２３へ供給する。
【００９１】
【数３】
【００９２】
ＩＲ簡略化部２３は、インパルスレスポンスＸｎ（ｍ）を処理可能な、すなわち後述する畳込処理が可能なインパルス特性のタップ長に簡略化することにより正規化頭部伝達関数ＨＮとする。
【００９３】
具体的にＩＲ簡略化部２３は、インパルスレスポンスＸｎ（ｍ）を８０タップに、すなわちデータ列の先頭から８０個のデータでなるインパルスレスポンスＸｎ（ｍ）（ｍ＝０，１，…，７９）に簡略化し、これを所定の記憶部に記憶させる。
【００９４】
この結果、正規化処理回路１０は、リスナの聴取位置又は測定点位置を基点としてスピーカＳＰを所定の想定音源方向位置に設置したとき（図２（Ａ）及び（Ｂ））における、当該想定音源方向位置に対する主成分の正規化頭部伝達関数ＨＮを生成することができる。
【００９５】
このようにして生成された正規化頭部伝達関数ＨＮは、測定に用いたマイクロホンＭＬ及びＭＲ並びにスピーカＳＰの特性による影響が除去されたものとなる。
【００９６】
このため正規化処理回路１０は、例えば頭部伝達関数測定システム１において周波数特性が平坦な、特性の良い高価なマイクロホンやスピーカ等をわざわざ用いることなく、測定に用いたマイクロホンＭＬ及びＭＲ並びにスピーカＳＰの特性の影響を除去することができる。
【００９７】
因みに正規化処理回路１０は、クロストーク成分についても同様の演算処理を行うことにより、想定音源方向位置に対するクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ＨＮを生成し、これを所定の記憶部に記憶させるようになされている。
【００９８】
なお正規化処理回路１０における各信号処理は、全てＤＳＰ（Digital Signal Processor）で行うことができる。この場合において、遅延除去頭詰め部１１及び１２、ＦＦＴ部１３及び１４、極座標変換部１５及び１６、正規化処理部２０、Ｘ−Ｙ座標変換部２１、逆ＦＦＴ部２２並びにＩＲ簡略部２３については、それぞれをＤＳＰで構成しても良く、或いは全体をまとめて１個若しくは複数個のＤＳＰで構成するようにしても良い。
【００９９】
このように正規化処理回路１０は、頭部伝達関数Ｈを素の状態の伝達特性Ｔで正規化することにより（以下これを測定正規化処理と呼ぶ）、マイクロホンＭＬ及びＭＲ並びに及びスピーカＳＰといった測定用の機器による影響を排除した正規化頭部伝達関数ＨＮを生成するようになされている。
【０１００】
［１−３．仮想音像定位（第２の正規化）］
次に、頭部伝達関数を用いた仮想音像定位について説明する。一般に、頭部伝達関数は、リスナの位置を基準としたときの音源の方向及び位置に応じて相違することが知られている。
【０１０１】
すなわち、音像を定位させたい所望の位置（以下これを想定音源方向位置ＰＡと呼ぶ）についての頭部伝達関数Ｈ（以下これを想定方向頭部伝達関数ＨＡと呼ぶ）を音声信号に畳み込むことにより、当該音声信号に基づいた音声を聴取したリスナに対し、その音像を当該想定音源方向位置ＰＡに定位させることが可能となる。
【０１０２】
例えば、図６（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、リスナの前方にテレビジョン装置５０が設置されており、その下方左右にスピーカＳＰＬ及びＳＰＲが搭載されているものとする。
【０１０３】
ここで右側のスピーカＳＰＲに着目すると、当該スピーカＳＰＲは、リスナを基点に表示パネル５０Ｄのほぼ中央の位置（以下これを表示中心５０Ｃと呼ぶ）に対して右方向に１５度、下方向に１０度の位置に搭載されているものとする。以下、このように現実に音源（スピーカＳＰＬ及びＳＰＲ等）が配置されている位置を現実音源方向位置ＰＲと呼ぶ。
【０１０４】
またテレビジョン装置５０における右側のスピーカＳＰＲから出力される音声の音像を定位させたい位置（想定音源方向位置ＰＡ）としては、リスナを基点に表示中心５０Ｃに対して右方向に３０度、上下方向に関しては同等の位置であるものとする。
【０１０５】
ところで、リスナが音源から出力された音声を実際に聴取するときには、当該リスナの位置を基準とした現実の音源の方向及び位置に応じた音声、すなわち現実音源方向位置ＰＲについての頭部伝達関数Ｈ（以下これを現実方向頭部伝達関数ＨＲと呼ぶ）が畳み込まれたような音声を聴取することになる。
【０１０６】
このため、音声信号に対し想定方向頭部伝達関数ＨＡを単純に畳み込むだけでは、音源が設置されている位置に関する現実方向頭部伝達関数ＨＲの影響も含まれてしまい、所望の位置に適切に音像定位させ得ず、また音質の劣化を招くおそれがある。
【０１０７】
そこで本発明では、特許文献２に記載されている手法と同様、想定方向頭部伝達関数ＨＡを現実方向頭部伝達関数ＨＲによって正規化することにより（以下これを定位正規化と呼ぶ）、現実音源方向位置ＰＲの影響を排除した正規化頭部伝達関数ＨＮを生成するようになされている。
【０１０８】
ここでは、マイクロホン及びスピーカ等の測定用の機器による影響を排除する測定正規化の場合と同様、正規化処理回路１０（図４）により正規化処理を行う場合について検討する。
【０１０９】
この場合、正規化処理回路１０の遅延除去頭詰め部１１は、頭部伝達関数測定システム１（図２（Ａ）及び（Ｂ））の音声信号処理部３から、現実音源方向位置ＰＲにおける直接波のみの現実方向頭部伝達関数ＨＲを表すデータを取得する。
【０１１０】
この現実方向頭部伝達関数ＨＲは、上述した第１の正規化処理により正規化されており、図７に破線で示すような周波数特性を有している。
【０１１１】
また遅延除去頭詰め部１１は、頭部伝達関数測定システム１の音声信号処理部３から、想定音源方向位置ＰＡにおける直接波のみの想定方向頭部伝達関数ＨＡを表すデータを取得する。
【０１１２】
この想定方向頭部伝達関数ＨＡも、上述した第１の正規化処理により正規化されており、図７に実線で示すような周波数特性を有している。
【０１１３】
その後正規化処理回路１０は、第１の正規化処理を行う場合と同様の演算処理を行うことにより、想定方向頭部伝達関数ＨＡを現実音源方向位置ＰＲにより正規化した正規化頭部伝達関数ＨＮを生成し、これを正規化頭部伝達関数記憶部２３に記憶させる。因みに、このとき生成された正規化頭部伝達関数ＨＮは、図７（Ｂ）に示すような特性となる。
【０１１４】
このように正規化処理回路１０は、正規化された想定方向頭部伝達関数ＨＡを正規化された現実方向頭部伝達関数ＨＲでさらに正規化した場合には（以下これを定位正規化処理と呼ぶ）、現実音源方向位置ＰＲの影響を排除した正規化頭部伝達関数ＨＮを生成することができる。
【０１１５】
［１−４．２重正規化処理における制限処理］
ところで図７（Ａ）を再度参照すると、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲは、いずれも０［ｄＢ］を中心として正負に変動する特性ではあるものの、互いに相違する部分も散見される。
【０１１６】
一方、図７（Ｂ）を参照すると、正規化頭部伝達関数ＨＮは、特に楕円で特定した箇所Ｑ１において、図７（Ａ）の想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲから予想される両者の差分に相当する特性よりも、正負に多く変動した、いわば暴れた特性となっている。
【０１１７】
この場合、正規化処理回路１０により定位正規化処理を行ったとしても、生成された正規化頭部伝達関数ＨＮを用いた音声信号処理を行った際に、必ずしも所望の音像定位を得られず、音声信号における音質を劣化させてしまうおそれがある。
【０１１８】
このような正規化頭部伝達関数における特性の暴れは、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲの相違の度合いと、正規化処理回路１０（図４）の構成とに起因したものと考えられる。
【０１１９】
すなわち想定方向頭部伝達関数ＨＡは、第１の正規化処理を経ているため０［ｄＢ］を中心に正負に変動する特性であるものの、局所的に−３０［ｄＢ］を超えるような比較的大きな変動幅を有している。
【０１２０】
また現実方向頭部伝達関数ＨＲは、同様に第１の正規化処理を経ているため０［ｄＢ］を中心に正負に変動する特性であるものの、想定方向頭部伝達関数ＨＡとは異なる周波数において、局所的に−３０［ｄＢ］を超えるような比較的大きな変動幅を有している。
【０１２１】
このような特性の相違は、想定音源方向位置ＰＡ及び現実音源方向位置ＰＲ（図６）の相違、すなわち上下方向及び左右方向についての距離（又はリスナを基点とした角度）の大きさに起因していると考えられる。
【０１２２】
すなわち想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲは、必ずしも相関性が高いとはいえない。このため、定位正規化処理により想定方向頭部伝達関数ＨＡを現実方向頭部伝達関数ＨＲで正規化した正規化頭部伝達関数ＨＮは、本来であれば、０［ｄＢ］を中心として正負に高頻度で変動するものと考えられる。
【０１２３】
また正規化処理回路１０（図４）は、上述したように、ＩＲ簡略化部２３によりインパルスレスポンスＸｎ（ｍ）を８０タップのデータに簡略化する。これは、テレビジョン装置５０等において実際に頭部伝達関数Ｈを用いて音声信号処理を行う場合に、当該頭部伝達関数Ｈに基づいたフィルタ処理を行う演算回路の処理能力を考慮したためである。
【０１２４】
ここで正規化処理回路１０における正規化処理では、測定正規化処理のように入力される２種類の頭部伝達関数における相関が高い場合には、生成後の正規化頭部伝達関数において応答に要するタップ数が比較的少なくなる。このためこの場合には、タップ数が少なく制限された場合であっても、両者の小さな相違を適切に反映した良好な正規化頭部伝達関数を生成することができる。
【０１２５】
しかしながら、一般に、ディジタルフィルタ回路におけるタップ数を制限した場合には、そのフィルタ特性が制限され、急峻なフィルタ特性を得ることが困難になる。
【０１２６】
すなわち正規化処理回路１０における正規化処理では、定位正規化処理のように入力される２種類の頭部伝達関数における相関が低い場合には、生成後の正規化頭部伝達関数において応答に要するタップ数が比較的多くなる。このためこの場合には、タップ数が少なく制限されると、両者の大きな相違を適切に反映することができず、特性が暴れたような正規化頭部伝達関数を生成することになる。
【０１２７】
仮に、ＩＲ簡略化部２３における簡略化のタップ数を１６０タップに倍増した場合、図７（Ｂ）と対応する図８（Ａ）に示すように、図７（Ａ）の想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲから予想される、両者の差分に相当する特性に近づいたような正規化頭部伝達関数が得られる。
【０１２８】
しかしながら、このようにタップ数を増加した正規化頭部伝達関数は、演算回路の処理能力に制約があるテレビジョン装置５０でそのまま利用することはできない。テレビジョン装置５０においてタップ数の多い正規化頭部伝達関数を利用するには、演算回路の処理能力を増強する必要があるものの、これにより構成の複雑化や製造コストの増加等といった新たな問題を生じることになってしまう。
【０１２９】
そこで、正規化頭部伝達関数におけるタップ数を増加させることなく、且つ適切な正規化処理を実現するための手法を検討すると、正規化前における想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲの相関性を高めておくことが考えられる。
【０１３０】
改めて想定方向頭部伝達関数ＨＡの特性（図７（Ａ））を参照すると、０［ｄＢ］を基準として、−２０［ｄＢ］或いは−３０［ｄＢ］以上といった大きく且つ急峻なピークディップが現れている。
【０１３１】
想定方向頭部伝達関数ＨＡは、上述した頭部伝達関数測定システム１により実測されたインパルスレスポンスを基に、第１の正規化処理を経て生成されたものであるため、想定音源方向位置ＰＡ（図６）についての頭部伝達関数を精度良く表したものと考えられる。
【０１３２】
しかしながら、一般に、正しく測定・生成された頭部伝達関数の周波数特性においては、−２０［ｄＢ］や−３０［ｄＢ］を超えるような大きく且つ急峻なピークディップが現れる可能性は低い。すなわち、想定方向頭部伝達関数ＨＡにおける大きく且つ急峻なピークディップは、測定環境や演算処理の結果生じたものであり、正しく測定・生成された場合には、より小さな変動幅（ゲイン）のピークとして現れるものと考えられる。
【０１３３】
また人間の聴覚特性を考慮すると、頭部伝達関数における−３０［ｄＢ］を超える大きく且つ急峻なピークディップは、音声信号に畳み込んだときに、むしろ音質の悪化としてリスナに認識される可能性もある。
【０１３４】
このため、このように大きなピークディップを仮に−２０［ｄＢ］程度に抑えるよう補正したとしても、当該頭部伝達関数を畳み込んだ音声について、リスナに音質の劣化や音像定位の悪化を感じさせることは殆ど無いと考えられる。
【０１３５】
また現実方向頭部伝達関数ＨＲに現れるピークディップついても、想定方向頭部伝達関数ＨＡの場合と同様のことが考えられる。
【０１３６】
そこで本発明では、定位正規化処理において、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲの周波数特性におけるレベルをある程度の範囲に抑制するよう補正した上で、正規化処理を行うこととした。
【０１３７】
具体的に本発明では、定位正規化処理については、正規化処理回路１０に代えて、図９に示す抑制正規化処理回路３０により行う。
【０１３８】
この抑制正規化処理回路３０は、全体的に正規化処理回路１０と類似した構成を有しているものの、極座標変換部１５及び１６と正規化処理部２０との間に抑制処理部３１を設けた点が相違している。
【０１３９】
抑制処理部３１は、頭部伝達関数の大きさ成分である動径γｒｅｆ（ｍ）及びγ（ｍ）について、抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いて抑制する抑制処理を行うようになされている。
【０１４０】
この抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌは、動径γ（ｍ）と同次元の、すなわち極座標系における動径を表す定数であり、実際には０．１に設定され、抑制処理部３１に記憶されている。
【０１４１】
抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値（０．１）は、当該制御値ｌｉｍｉｔｖａｌ及び１／ｌｉｍｉｔｖａｌをそれぞれ極座標系からＸ−Ｙ座標系に変換したときに、それぞれ２０［ｄＢ］及び−２０［ｄＢ］となる値として設定されている。
【０１４２】
すなわち抑制処理部３１は、この抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いることにより、極座標変換部１５から供給される動径γｒｅｆ（ｍ）について、周波数データに変換したときのゲインが−２０［ｄＢ］から＋２０［ｄＢ］までの範囲に収まるよう制限する。
【０１４３】
具体的に抑制処理部３１は、次に示す（４）式により、動径γ（ｍ）を抑制動径γ’ｒｅｆ（ｍ）に補正する。
【０１４４】
【数４】
【０１４５】
この（４）式において抑制処理部３１は、動径γｒｅｆ（ｍ）が値１／ｌｉｍｉｔｖａｌよりも大きい場合及び値ｌｉｍｉｔｖａｌよりも小さい場合に抑制動径γ’ｒｅｆ（ｍ）を値ｌｉｍｉｔｖａｌとし、それ以外の場合に動径γｒｅｆ（ｍ）をそのまま抑制動径γ’ｒｅｆ（ｍ）とするよう補正する。
【０１４６】
このことは、頭部伝達関数をＸ−Ｙ座標系に変換したときのゲインについて、−２０［ｄＢ］よりも小さい場合には−２０［ｄＢ］に補正し、＋２０［ｄＢ］よりも大きい場合には＋２０［ｄＢ］に補正し、それ以外の場合は値を変更しないことを意味している。これを換言すれば、抑制処理部３１は、極端に大きなピークディップのみを縮小してゲインを±２０［ｄＢ］の範囲内に収めるように抑制していることになる。
【０１４７】
また抑制処理部３１は、極座標変換部１６から供給される動径γ（ｍ）についても、動径γｒｅｆ（ｍ）と同様、抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いることにより、周波数データに変換したときのゲインが−２０［ｄＢ］から＋２０［ｄＢ］までの範囲に収まるよう抑制する。
【０１４８】
具体的に抑制処理部３１は、次に示す（５）式により、動径γ（ｍ）を抑制動径γ’（ｍ）に補正する。
【０１４９】
【数５】
【０１５０】
その後抑制処理部３１は、補正した抑制動径γ’ｒｅｆ（ｍ）及びγ’（ｍ）と、極座標変換部１５及び１６から供給された状態のままの偏角θｒｅｆ（ｍ）及びθ（ｍ）とを、それぞれ正規化処理部２０へ供給する。
【０１５１】
正規化処理部２０は、（１）式に代わる次の（６）式と、上述した（２）式とに従って正規化処理を行うことにより、正規化処理後の動径γｎ（ｍ）及び正規化処理後の偏角θｎ（ｍ）をそれぞれ算出し、これらをＸ−Ｙ座標変換部２１へ供給する。
【０１５２】
【数６】
【０１５３】
すなわち抑制正規化処理回路３０の正規化処理部２０では、抑制動径γ’（ｍ）を抑制動径γ’ｒｅｆ（ｍ）で除算すると共に、偏角θ（ｍ）から偏角θｒｅｆ（ｍ）を減算することにより、正規化処理（定位正規化処理）を行うようになされている。
【０１５４】
この結果、抑制正規化処理回路３０により最終的に生成される正規化頭部伝達関数ＨＮは、図７（Ｂ）と対応する図８（Ｂ）に示すような特性を有するものとなる。この図８（Ｂ）からわかるように、当該正規化頭部伝達関数ＨＮは、図７（Ｂ）の場合と比較して、全体的にピークの数が少なく、またピークの大きさも小さくなっており、特に楕円で特定した箇所Ｑ１については、特性の暴れが抑えられている。
【０１５５】
このことは、生成された正規化頭部伝達関数ＨＮについて、８０タップの時点で応答が適切に収束していることを意味している。
【０１５６】
このように抑制処理部３１による抑制処理は、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲの周波数特性における余分なピークの削減や縮小を行い、互いに近づけるよう補正することにより、正規化処理後における特性の暴れを抑えている。
【０１５７】
ところで、抑制処理においてゲインを−２０［ｄＢ］から＋２０［ｄＢ］の範囲に抑える補正処理が、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲを互いに近づけることになるのは、両者が基準となる０［ｄＢ］を中心に変動する特性であることによる。
【０１５８】
仮に想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲの変動の基準となるゲインが相違していた場合、当該ゲインを抑制すべき幅を適切に規定することができない。
【０１５９】
すなわち抑制処理は、想定方向頭部伝達関数ＨＡ及び現実方向頭部伝達関数ＨＲがそれぞれ１段目の正規化処理（測定正規化処理）を経たことにより、両者のゲインの基準が統一されているために、互いの相関を高めることができるのである。
【０１６０】
実際にこの正規化頭部伝達関数ＨＮを用いて音声信号処理を行い試聴したところ、良好な音質及び音像定位を得ることができた。
【０１６１】
このように本発明では、定位正規化処理において、抑制処理を行ってから正規化処理を行うことにより、比較的少ないタップ数により良好なフィルタ処理を行い得るような正規化頭部伝達関数ＨＮを生成するようになされている。
【０１６２】
＜２．第１の実施の形態＞
次に、上述した基本原理に基づく実施の形態として、テレビジョン装置５０について説明する。
【０１６３】
［２−１．テレビジョン装置によるマルチサラウンド音声の再生］
第１の実施の形態によるテレビジョン装置５０は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、表示パネル５０Ｄの下方の位置（すなわち現実音源方向位置）に左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲが搭載されている。
【０１６４】
このためテレビジョン装置５０では、特に音声信号処理を施すことなくスピーカＳＰＬ及びＳＰＲからそれぞれの音声をそのまま再生した場合、表示パネル５０Ｄの中央の位置よりも下側から出力されているような音像を形成することになる。
【０１６５】
ところで、テレビジョン装置５０により映像を表示すると共に音声を出力するコンテンツについては、その音声が２チャンネルのもの以外にも、５．１チャンネルや７．１チャンネル等のマルチサラウンドとして供給されるものがある。
【０１６６】
例えば図１０（Ａ）は、ＩＴＵ−Ｒ（International Telecommunication Union-Radiocommunication Sector）による７．１チャンネルマルチサラウンドの場合のスピーカ配置例を示したものである。
【０１６７】
ＩＴＵ−Ｒの７．１チャンネルマルチサラウンドのスピーカ配置例では、リスナの位置Ｐ０を中心とした円周上に、各チャンネルのスピーカを位置し、各スピーカから各チャンネルの音声信号に基づいた音声を出力するように定められている。
【０１６８】
図１０（Ａ）において、センターチャンネルのスピーカ位置ＰＣは、リスナの正面位置となっている。また左前方チャンネルのスピーカ位置ＰＬＦ及び右前方チャンネルのスピーカ位置ＰＲＦは、センターチャンネルのスピーカ位置ＰＣを中心として、その両側にそれぞれ３０度の角範囲だけ離れた位置となっている。
【０１６９】
左側方チャンネルのスピーカ位置ＰＬＳ及び左後方チャンネルのスピーカ位置ＰＬＢは、リスナの正面位置から左へ１２０度ないし１５０度の範囲にそれぞれ配置される。また右側方チャンネルのスピーカ位置ＰＲＳ及び右後方チャンネルのスピーカ位置ＰＲＢは、リスナの正面位置から右へ１２０度ないし１５０度の範囲にそれぞれ配置される。因みにこれらのスピーカ位置ＰＬＳ及びＰＬＢ並びにＰＲＳ及びＰＲＢは、リスナに対して左右対称の位置に設定される。
【０１７０】
図１１（Ａ）は、図１０（Ａ）のスピーカ配置例において、リスナの位置からテレビジョン装置５０の方向を見た状態を示している。また図１１（Ｂ）は、図１０（Ａ）のスピーカ配置例を横方向から見た状態を示している。
【０１７１】
すなわちこの配置例では、テレビジョン装置５０の表示中心５０Ｃとほぼ同一の高さにスピーカ位置ＰＣ、ＰＬＦ、ＰＲＦ、ＰＬＳ、ＰＲＳ、ＰＬＢ及びＰＲＢが配置されている。
【０１７２】
因みに低域効果チャンネル（以下ＬＦＥ（Low Frequency Effect）チャンネルと呼ぶ）用のスピーカについては、低域成分の音声における指向性が低いことから、任意の位置に配置することができる。
【０１７３】
そしてテレビジョン装置５０は、事前の設定やリスナの操作等に応じて、２チャンネルのスピーカＳＰＬ及びＳＰＲを用いて、５．１チャンネルや７．１チャンネル等のマルチサラウンド音声信号を再生するようになされている。
【０１７４】
すなわちテレビジョン装置５０は、例えば７．１チャンネルのマルチサラウンド音声信号を現実音源方向位置にある２チャンネルのスピーカＳＰＬ及びＳＰＲのみで再生したときに、リスナに対し、各スピーカ位置ＰＣ、ＰＬＦ、ＰＲＦ、ＰＬＳ、ＰＲＳ、ＰＬＢ及びＰＲＢをそれぞれ想定音源方向位置とする音像定位を与えるようになされている。
【０１７５】
このときテレビジョン装置５０は、各想定音源方向位置に応じた直接波の正規化頭部伝達関数と、現実音源方向位置に応じた直接波の各正規化頭部伝達関数とを基に、上述した２重正規化処理を経た正規化頭部伝達関数を生成して、畳み込み処理を行うようになされている。
【０１７６】
［２−２．テレビジョン装置の回路構成］
テレビジョン装置５０は、図１２に示す音声信号処理部６０により、７．１チャンネルの音声信号を基に２チャンネルの音声信号を生成し、これを所定のアンプ（図示せず）経由でスピーカＳＰＬ及びＳＰＲへ供給するようになされている。
【０１７７】
音声信号処理部６０は、頭部伝達関数を音声信号へ畳み込む畳込処理部６３、８チャンネルの音声信号から２チャンネルの音声信号を生成する加算処理部６４及び音声信号に所定の後処理を施す後処理部６５を有している。また音声信号処理部６０は、２重正規化頭部伝達関数を生成する２重正規化処理部６１及び各種頭部伝達関数及び素の状態の伝達関数等を記憶する不揮発性の記憶部６２も設けられている。
【０１７８】
記憶部６２は、頭部伝達関数測定システム１（図２）により種々の想定音源方向位置について測定した頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達特性Ｔをそれぞれ記憶している。
【０１７９】
また記憶部６２は、頭部伝達関数測定システム１により同様に測定した、現実音源方向位置（すなわちテレビジョン装置５０における左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲの位置）についての頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達特性Ｔもそれぞれ記憶している。
【０１８０】
［２−２−１．２重正規化処理部の構成］
２重正規化処理部６１は、図１３に示すように、１段目の正規化処理を行う現実正規化処理回路１０Ｒ及び想定正規化処理回路１０Ａと、２段目の正規化処理を行う抑制正規化処理回路３０とにより構成されている。
【０１８１】
ここでは、想定音源方向位置に関する頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性をそれぞれＨＡ及びＴＡとし、現実音源方向位置に関する頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性をそれぞれＨＲ及びＴＲとして説明する。
【０１８２】
現実正規化処理回路１０Ｒは、正規化処理回路１０（図４）と同様に構成されており、現実音源方向位置に関し、頭部伝達関数ＨＲを素の状態の伝達特性ＴＲで正規化することにより正規化頭部伝達関数ＨＮＲを生成して、これを抑制正規化処理回路３０へ供給する。
【０１８３】
想定正規化処理回路１０Ａは、やはり正規化処理回路１０（図４）と同様に構成されており、想定音源方向位置に関し、頭部伝達関数ＨＡを素の状態の伝達特性ＴＡで正規化することにより正規化頭部伝達関数ＨＮＡを生成して、これを抑制正規化処理回路３０へ供給する。
【０１８４】
抑制正規化処理回路３０（図９）は、想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数ＨＮＡを現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数ＨＮＲで正規化することにより、２重正規化頭部伝達関数ＨＮ２を生成する。
【０１８５】
このとき抑制正規化処理回路３０は、上述したように、抑制処理部３１により正規化頭部伝達関数ＨＮＡ及びＨＮＲのゲインをそれぞれ抑制した上で２段目の正規化処理を行うようになされている。
【０１８６】
その後２重正規化処理部６１は、生成した２重正規化頭部伝達関数ＨＮ２を記憶部６２（図１２）に記憶させる。因みに２重正規化処理部６１は、後述する畳込処理部６３において用いる種々の２重正規化頭部伝達関数をそれぞれ生成して記憶部６２に記憶させるようになされている。
【０１８７】
［２−２−２．畳込処理部の構成］
畳込処理部６３（図１２）は、７．１チャンネルの音声信号それぞれに対し、２重正規化処理により生成された２重正規化頭部伝達関数を畳み込む畳込処理を行う。
【０１８８】
畳込処理部６３は、この２重正規化頭部伝達関数を音声信号に畳み込むことにより、各頭部伝達関数の測定時におけるスピーカ及びマイクロホンの影響を排除すると共に、想定音源方向位置に音像を定位させるようになされている。
【０１８９】
このとき畳込処理部６３では、各チャンネルについて、所定時間に相当する遅延処理を行うと共に、主成分の正規化頭部伝達関数の畳込処理と、クロストーク成分の正規化頭部伝達関数の畳込処理と、クロストークキャンセル処理とを行うようになされている。
【０１９０】
因みにクロストークキャンセル処理とは、左チャンネル用のスピーカＳＰＬ及び右チャンネル用のスピーカＳＰＲで音声信号を再生したときに、リスナの位置において生じる物理的なクロストーク成分を相殺するための処理である。また畳込処理部６３では、処理の簡略化のため、直接波についてのみの畳込処理を行い、反射波に関する畳込処理を行わないものとしている。
【０１９１】
ところで図１０（Ａ）では、センターチャンネルのスピーカ位置ＰＣ及びリスナの位置Ｐ０を通る仮想的な中心線に関して、左右の前方チャンネル、側方チャンネル及び後方チャンネルの各スピーカ位置は、それぞれ左右対称となっている。またテレビジョン装置５０における左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲの位置についても、左右対称となっている。
【０１９２】
このためテレビジョン装置５０は、正規化頭部伝達関数の畳込処理において、前方チャンネル、側方チャンネル及び後方チャンネルのそれぞれについて、左右で互いに同等の正規化頭部伝達関数を利用することができる。
【０１９３】
そこで以下の説明では、便宜上、想定音源方向位置に応じた正規化頭部伝達関数（以下これを想定正規化頭部伝達関数と呼ぶ）のうち主成分の前方チャンネル、側方チャンネル及び後方チャンネルについては、左右を問わずにそれぞれＦ、Ｓ及びＢと表記する。また想定音源方向位置に応じた正規化頭部伝達関数（以下これを想定正規化頭部伝達関数と呼ぶ）のうちセンターチャンネル及び低域効果チャンネルについては、それぞれＣ及びＬＦＥと表記する。
【０１９４】
さらに想定正規化頭部伝達関数のうちクロストーク成分の前方チャンネル、側方チャンネル及び後方チャンネルについては、左右を問わずにそれぞれｘＦ、ｘＳ及びｘＢと表記し、低域効果チャンネルについては、ｘＬＦＥと表記する。
【０１９５】
また現実正規化頭部伝達関数については、左右を問わずに主成分をＦｒｅｆと表記し、クロストーク成分をｘＦｒｅｆと表記する。
【０１９６】
これらの表記を用いると、例えば２重正規化処理により任意の正規化頭部伝達関数を現実音源方向位置に応じた主成分の正規化頭部伝達関数でさらに正規化することは、当該任意の正規化頭部伝達関数に対する１／Ｆｒｅｆの乗算として表すことができる。
【０１９７】
さらに畳込処理部６３は、１チャンネルごと又は互いに対応する左右の２チャンネルごとに、音声信号の畳込処理を行うようになされている。具体的に畳込処理部６３は、フロント処理部６３Ｆ、センター処理部６３Ｃ、サイド処理部６３Ｓ、バック処理部６３Ｂ並びに低域効果処理部６３ＬＦＥを有している。
【０１９８】
［２−２−２−１．フロント処理部の構成］
フロント処理部６３Ｆは、図１４に示すように、左前方チャンネルの音声信号ＳＬＦ及び右前方チャンネルの音声信号ＳＲＦ対し、主成分及びクロストーク成分についてそれぞれ正規化頭部伝達関数の畳み込みを行うようになされている。
【０１９９】
またフロント処理部６３Ｆは、機能的に前段の頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部６３ＦＢに大きく分けられており、それぞれ複数の遅延回路、畳込回路及び加算器の組み合わせにより構成されている。
【０２００】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡは、音声信号を所定時間遅延させた上で、左右の主成分及びクロストーク成分それぞれについて、想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化（すなわち定位正規化）した２重正規化頭部伝達関数を畳み込むようになされている。
【０２０１】
具体的に頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡは、遅延回路１０１、１０２、１０３及び１０４と、例えば８０タップのＩＩＲフィルタでなる畳込回路１０５、１０６、１０７及び１０８とにより構成されている。
【０２０２】
遅延回路１０１及び畳込回路１０５は、左前方チャンネルの直接波における主成分の音声信号ＳＬＦについて遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２０３】
遅延回路１０１は、左前方チャンネルの主成分について、仮想音像定位位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ音声信号を遅延させる。かかる遅延処理は、正規化処理回路１０（図９）等において頭部伝達関数を生成した際、遅延除去頭詰め部１１及び１２により当該経路長に応じた遅延時間を除去したことに対応しており、いわば「仮想音像定位位置からリスナの位置までの距離感」を再現する効果を与えるものである。
【０２０４】
畳込回路１０５は、遅延回路１０１から供給される音声信号に対し、左前方チャンネルの主成分に関して想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数Ｆを現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数Ｆ／Ｆｒｅｆを畳み込む。
【０２０５】
このとき畳込回路１０５は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数Ｆ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理、すなわち畳込処理を行う。その後畳込処理部１０５は、畳込処理を施した音声信号をクロストークキャンセル処理部６３ＦＢへ供給する。
【０２０６】
遅延回路１０２及び畳込回路１０６は、左前方チャンネルから右チャンネルへのクロストーク（以下これを左前方クロストークと呼ぶ）による音声信号ｘＬＦについての遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２０７】
遅延回路１０２は、左前方クロストークについて、想定音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ遅延させる。
【０２０８】
畳込回路１０６は、遅延回路１０２から供給される音声信号に対し、左前方クロストークに関して想定正規化頭部伝達関数ｘＦを現実正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦ／Ｆｒｅｆを畳み込む。
【０２０９】
このとき畳込回路１０６は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数ｘＦ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理を行う。その後畳込処理部１０６は、畳込処理を施した音声信号をクロストークキャンセル処理部６３ＦＢへ供給する。
【０２１０】
遅延回路１０３及び畳込回路１０７は、右前方チャンネルから左チャンネルへのクロストーク（以下これを右前方クロストークと呼ぶ）による音声信号ｘＲＦについての遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２１１】
この遅延回路１０３及び畳込回路１０７は、図１０（Ａ）について上述した左右対称性から、遅延回路１０２及び畳込回路１０６とそれぞれ同様に構成されている。このため遅延回路１０３及び畳込回路１０７は、右前方クロストークの音声信号に対し、遅延回路１０２と同様の遅延処理及び畳込回路１０６と同様の畳込処理を行うようになされている。
【０２１２】
遅延回路１０４及び畳込回路１０８は、右前方チャンネルの直接波における主成分の音声信号ＳＲＦについて遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２１３】
この遅延回路１０４及び畳込回路１０８は、図１０（Ａ）について上述した左右の対称性から、遅延回路１０１及び畳込回路１０５とそれぞれ同様に構成されている。このため遅延回路１０４及び畳込回路１０８は、音声信号ＳＲＦに対し、遅延回路１０１と同様の遅延処理及び畳込回路１０５と同様の畳込処理を行うようになされている。
【０２１４】
クロストークキャンセル処理部６３ＦＢは、４系統の音声信号それぞれについて、所定時間遅延させた上で、クロストーク成分について想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込む処理を２段階繰り返す。すなわちクロストークキャンセル処理部６３ＦＢは、４系統の音声信号それぞれについて２次のキャンセル処理を行うようになされている。
【０２１５】
遅延回路１１１、１１２、１１３、１１４、１２１、１２２、１２３及び１２４は、現実音源方向位置からのクロストーク（ｘＦｒｅｆ）に関し、当該現実音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ、それぞれに供給される音声信号を遅延させる。
【０２１６】
畳込回路１１５、１１６、１１７、１１８、１２５、１２６、１２７及び１２８は、現実音源方向位置に関してクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆを主成分の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆ／Ｆｒｅｆを、それぞれに供給される音声信号に畳み込む。
【０２１７】
加算回路１３１、１３２、１３３、１３４、１３５及び１３６は、それぞれ供給された音声信号を加算する。
【０２１８】
ここでフロント処理部６３Ｆから出力される音声信号Ｓ２ＬＦ及びＳ２ＲＦは、それぞれ次の（７）式及び（８）式のように表すことができる。
【０２１９】
【数７】
【０２２０】
【数８】
【０２２１】
但し（７）式及び（８）式では、遅延処理をＤ（）とし、畳込処理をＦ（）としており、またクロストークキャンセル用の遅延処理及び畳込処理を次の（９）式に示す定数Ｋにより表している。
【０２２２】
【数９】
【０２２３】
かくしてフロント処理部６３Ｆは、左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＬＦ及び右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＲＦを生成し、これらを後段の加算処理部６４（図１２）へ供給する。
【０２２４】
［２−２−２−２．センター処理部の構成］
センター処理部６３Ｃは、図１４と対応する図１５に示すように、センターチャンネルの音声信号ＳＣに対し、主成分について正規化頭部伝達関数の畳込処理を行うようになされている。
【０２２５】
またセンター処理部６３Ｃは、フロント処理部６３Ｆと同様、機能的に前段の頭部伝達関数畳込処理部６３ＣＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部６３ＣＢに大きく分けられており、それぞれ複数の遅延回路、畳込回路及び加算器の組み合わせにより構成されている。
【０２２６】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＣＡは、頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡと同様、音声信号を所定時間遅延させた上で、主成分について想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数を現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込むようになされている。
【０２２７】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＣＡは、遅延回路１４１と、例えば８０タップのＩＩＲフィルタでなる畳込回路１４２とにより構成され、センターチャンネルにおける主成分の音声信号ＳＣについて遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２２８】
遅延回路１４１は、センターチャンネルの主成分について、仮想音像定位位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ音声信号を遅延させる。
【０２２９】
畳込回路１４２は、遅延回路１４１から供給される音声信号に対し、センターチャンネルの主成分に関する想定正規化頭部伝達関数Ｃを現実正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数Ｃ／Ｆｒｅｆを畳み込む。
【０２３０】
このとき畳込回路１４２は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数Ｃ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理、すなわち畳込処理を行う。その後畳込処理部１４２は、畳込処理を施した音声信号をクロストークキャンセル処理部６３ＣＢへ供給する。
【０２３１】
クロストークキャンセル処理部６３ＣＢは、音声信号を所定時間遅延させた上で、クロストーク成分について想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込む処理を２段階繰り返すようになされている。
【０２３２】
遅延回路１４３及び１４５は、現実音源方向位置からのクロストーク（ｘＦｒｅｆ）に関し、当該現実音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ、それぞれに供給される音声信号を遅延させる。
【０２３３】
畳込回路１４４及び１４６は、現実音源方向位置に関してクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆを主成分の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆ／Ｆｒｅｆを、それぞれに供給される音声信号に畳み込む。
【０２３４】
加算回路１４７、１４８、１４９及び１５０は、それぞれ供給された音声信号を加算する。
【０２３５】
かくしてセンター処理部６３Ｃは、左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＬＣ及び右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＲＣを生成し、これらを後段の加算処理部６４（図１２）へ供給する。
【０２３６】
因みにセンター処理部６３Ｃは、センターチャンネルの音声信号ＳＣを左チャンネル及び右チャンネルの両方に加算することになる。これによりにより音声信号処理部６０は、センターチャンネル方向の音声の定位感をより良くすることができる。
【０２３７】
［２−２−２−３．サイド処理部の構成］
サイド処理部６３Ｓは、図１４と対応する図１６に示すように、左側方チャンネルの音声信号ＳＬＳ及び右側方チャンネルの音声信号ＳＲＳ対し、主成分及びクロストーク成分についてそれぞれ正規化頭部伝達関数の畳み込みを行うようになされている。
【０２３８】
またサイド処理部６３Ｓは、機能的に前段の頭部伝達関数畳込処理部６３ＳＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部６３ＳＢに大きく分けられており、それぞれ複数の遅延回路、畳込回路及び加算器の組み合わせにより構成されている。
【０２３９】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＳＡは、頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡと同様、音声信号を所定時間遅延させた上で、左右の主成分及びクロストーク成分それぞれについて想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込むようになされている。
【０２４０】
具体的に頭部伝達関数畳込処理部６３ＳＡは、遅延回路１６１、１６２、１６３及び１６４と、例えば８０タップのＩＩＲフィルタでなる畳込回路１６５、１６６、１６７及び１６８とにより構成されている。
【０２４１】
遅延回路１６１〜１６４及び畳込回路１６５〜１６８は、遅延回路１０１〜１０４及び畳込回路１０５〜１０８における主成分及びクロストーク成分に関する想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数に関し、前方チャンネルの正規化頭部伝達関数Ｆ及びｘＦを、側方チャンネルの正規化頭部伝達関数Ｓ及びｘＳにそれぞれ置き換えた演算処理を行う。
【０２４２】
このとき畳込回路１６５〜１６８は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数Ｓ／Ｆｒｅｆ又はｘＳ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理、すなわち畳込処理を行う。
【０２４３】
クロストークキャンセル処理部６３ＳＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＦＢと同様、音声信号を所定時間遅延させた上で、クロストーク成分について想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込む処理を行うようになされている。
【０２４４】
ただしクロストークキャンセル処理部６３ＳＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＦＢと異なり、主成分である２系統の音声信号のみについて、４次のキャンセル処理、すなわち４段階の遅延処理及び畳込処理を繰り返すようになされている。
【０２４５】
遅延回路１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７及び１７８は、現実音源方向位置からのクロストーク（ｘＦｒｅｆ）に関し、当該現実音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ、それぞれに供給される音声信号を遅延させる。
【０２４６】
畳込回路１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７及び１８８は、現実音源方向位置に関してクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆを主成分の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆ／Ｆｒｅｆを、それぞれに供給される音声信号に畳み込む。
【０２４７】
加算回路１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９及び２００は、それぞれ供給された音声信号を加算する。
【０２４８】
かくしてフロント処理部６３Ｓは、左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＬＳ及び右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＲＳを生成し、これらを後段の加算処理部６４（図１２）へ供給する。
【０２４９】
［２−２−２−４．バック処理部の構成］
バック処理部６３Ｂは、図１６と対応する図１７に示すように、左後方チャンネルの音声信号ＳＬＢ及び右後方チャンネルの音声信号ＳＲＢ対し、主成分及びクロストーク成分についてそれぞれ正規化頭部伝達関数の畳み込みを行うようになされている。
【０２５０】
またバック処理部６３Ｂは、機能的に前段の頭部伝達関数畳込処理部６３ＢＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部６３ＢＢに大きく分けられており、それぞれ複数の遅延回路、畳込回路及び加算器の組み合わせにより構成されている。
【０２５１】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＢＡは、頭部伝達関数畳込処理部６３ＳＡと対応した構成となっており、遅延回路２０１、２０２、２０３及び２０４と、例えば８０タップのＩＩＲフィルタでなる畳込回路２０５、２０６、２０７及び２０８とにより構成されている。
【０２５２】
遅延回路２０１〜２０４及び畳込回路２０５〜２０８は、遅延回路１６１〜１６４及び畳込回路１６５〜１６８における主成分及びクロストーク成分に関する想定正規化頭部伝達関数に関し、側方チャンネルの正規化頭部伝達関数Ｓ及びｘＳを、後方チャンネルの正規化頭部伝達関数Ｂ及びｘＢにそれぞれ置き換えた演算処理を行う。
【０２５３】
このとき畳込回路２０５〜２０８は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数Ｂ／Ｆｒｅｆ又はｘＢ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理、すなわち畳込処理を行う。
【０２５４】
クロストークキャンセル処理部６３ＢＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＳＢと同様に構成されており、同様の遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２５５】
すなわち遅延回路２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７及び２１８は、現実音源方向位置からのクロストーク（ｘＦｒｅｆ）に関し、当該現実音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ、それぞれに供給される音声信号を遅延させる。
【０２５６】
また畳込回路２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７及び２２８は、現実音源方向位置に関してクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆを主成分の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆ／Ｆｒｅｆを、それぞれに供給される音声信号に畳み込む。
【０２５７】
加算回路２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９及び２４０は、それぞれ供給された音声信号を加算する。
【０２５８】
かくしてフロント処理部６３Ｂは、左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＬＢ及び右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＲＢを生成し、これらを後段の加算処理部６４（図１２）へ供給する。
【０２５９】
［２−２−２−５．低域効果処理部の構成］
低域効果処理部６３ＬＦＥは、図１４と対応する図１８に示すように、低域効果チャンネルの音声信号ＳＬＦＥに対し、主成分及びクロストーク成分についてそれぞれ正規化頭部伝達関数の畳込処理を行うようになされている。
【０２６０】
また低域効果処理部６３ＬＦＥは、フロント処理部６３Ｆと同様、機能的に前段の頭部伝達関数畳込処理部６３ＬＦＥＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部６３ＬＦＥＢに大きく分けられており、それぞれ複数の遅延回路、畳込回路及び加算器の組み合わせにより構成されている。
【０２６１】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＬＦＥＡは、頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡと同様、音声信号を所定時間遅延させた上で、主成分及びクロストーク成分それぞれについて想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込むようになされている。
【０２６２】
頭部伝達関数畳込処理部６３ＬＦＥＡは、遅延回路２５１及び２５２と、例えば８０タップのＩＩＲフィルタでなる畳込回路２５３及び２５４とにより構成され、低域効果チャンネルの直接波における主成分の音声信号ＳＦＥについて畳込処理を行うようになされている。
【０２６３】
遅延回路２５１及び畳込回路２５３は、低域効果チャンネルにおける主成分の音声信号ＳＬＦＥについて遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２６４】
遅延回路２５１は、低域効果チャンネルの主成分について、仮想音像定位位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ音声信号を遅延させる。
【０２６５】
畳込回路２５３は、遅延回路１４１から供給される音声信号に対し、低域効果チャンネルの主成分に関して想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数ＬＦＥを現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ＬＦＥ／Ｆｒｅｆを畳み込む。
【０２６６】
このとき畳込回路２５３は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数ＬＦＥ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理、すなわち畳込処理を行う。その後畳込処理部２５３は、畳込処理を施した音声信号をクロストークキャンセル処理部６３ＬＦＥＢへ供給する。
【０２６７】
遅延回路２５２及び畳込回路２５４は、低域効果チャンネルの直接波におけるクロストーク分の音声信号ｘＬＦＥについて遅延処理及び畳込処理を行うようになされている。
【０２６８】
遅延回路２５２は、低域効果チャンネルのクロストーク成分について、仮想音像定位位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ音声信号を遅延させる。
【０２６９】
畳込回路２５４は、遅延回路２５２から供給される音声信号に対し、低域効果チャンネルのクロストーク成分に関して想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数ｘＬＦＥを現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＬＦＥ／Ｆｒｅｆを畳み込む。
【０２７０】
このとき畳込回路２５４は、２重正規化処理部６１において予め生成され記憶部６２に記憶されている２重正規化頭部伝達関数ｘＬＦＥ／Ｆｒｅｆを読み出し、これを音声信号に畳み込む演算処理を行う。その後畳込処理部２５４は、畳込処理を施した音声信号をクロストークキャンセル処理部６３ＬＦＥＢへ供給する。
【０２７１】
クロストークキャンセル処理部６３ＬＦＥＢは、音声信号を所定時間遅延させた上で、クロストーク成分について想定音源方向位置の正規化頭部伝達関数を現実音源方向位置の正規化頭部伝達関数によりさらに正規化した２重正規化頭部伝達関数を畳み込む処理を２段階繰り返すようになされている。
【０２７２】
遅延回路２５５及び２５７は、現実音源方向位置からのクロストーク（ｘＦｒｅｆ）に関し、当該現実音源方向位置からリスナの位置までの経路長に応じた遅延時間だけ、それぞれに供給される音声信号を遅延させる。
【０２７３】
畳込回路２５６及び２５８は、現実音源方向位置に関してクロストーク成分の正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆを主成分の正規化頭部伝達関数Ｆｒｅｆで正規化した２重正規化頭部伝達関数ｘＦｒｅｆ／Ｆｒｅｆを、それぞれに供給される音声信号に畳み込む。
【０２７４】
加算回路２６１、２６２及び２６３は、それぞれ供給された音声信号を加算する。
【０２７５】
かくして低域効果処理部６３ＬＦＥは、音声信号Ｓ２ＬＦＥを生成し、これを左右それぞれのチャンネルに分配して後段の加算処理部６４（図１２）へ供給する。
【０２７６】
因みに低域効果処理部６３ＬＦＥは、低域効果チャンネルの音声信号ＳＬＦＥを、クロストークも考慮して左チャンネル及び右チャンネルの両方に加算することになる。これによりにより音声信号処理部６０は、低域効果チャンネルの音声信号ＬＦＥによる低域音声成分を、より広がり良く再生することができる。
【０２７７】
［２−２−３．加算処理部の構成］
加算処理部６４（図１２）は、左チャンネル加算部６４Ｌ及び右チャンネル加算部６４Ｒにより構成されている。
【０２７８】
左チャンネル加算部６４Ｌは、畳込処理部６３から供給される左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＦＬ、Ｓ２ＣＬ、Ｓ２ＳＬ、Ｓ２ＢＬ及びＳ２ＬＦＥＬを全て加算することにより音声信号Ｓ３Ｌを生成し、これを後処理部６５へ供給する。
【０２７９】
これにより左チャンネル加算部６４Ｌは、本来左チャンネル用である音声信号ＳＬＦ、ＳＬＳ及びＳＬＢと、右チャンネル用である音声信号ＳＲＦ、ＳＲＦ及びＳＲＢのクロストーク成分と、センターチャンネル及び低域効果チャンネルの音声信号ＳＣ及びＳＬＦＥとを加算することになる。
【０２８０】
右チャンネル加算部６４Ｒは、畳込処理部６３から供給される右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＦＲ、Ｓ２ＣＲ、Ｓ２ＳＲ、Ｓ２ＢＲ及びＳ２ＬＦＥＲを全て加算することにより音声信号Ｓ３Ｒを生成し、これを後処理部６５へ供給する。
【０２８１】
これにより右チャンネル加算部６４Ｒは、本来右チャンネル用である音声信号ＳＲＦ、ＳＲＦ及びＳＲＢと、左チャンネル用である音声信号ＳＬＦ、ＳＬＳ及びＳＬＢのクロストーク成分と、センターチャンネル及び低域効果チャンネルの音声信号ＳＣ及びＳＬＦＥとを加算することになる。
【０２８２】
［２−２−４．後処理部の構成］
後処理部６５は、音声信号のレベル調整を行うレベル調整部６６Ｌ及び６６Ｒ、音声信号の振幅を制限する振幅制限部６７Ｌ及び６７Ｒ、並びに音声信号のノイズ成分を軽減するノイズ軽減部６８Ｌ及び６８Ｒにより構成されている。
【０２８３】
まず後処理部６５は、加算処理部６４から供給される音声信号Ｓ３Ｌ及びＬ３Ｒをそれぞれレベル調整部６６Ｌ及び６６Ｒへ供給する。
【０２８４】
レベル調整部６６Ｌ及び６６Ｒは、音声信号Ｓ３Ｌ及びＳ３Ｒについて、それぞれスピーカＳＰＬ及びＳＰＲからの出力に適したレベルに調整することにより音声信号Ｓ４Ｌ及びＳ４Ｒを生成し、それぞれ振幅制限部６７Ｌ及び６７Ｒへ供給する。
【０２８５】
振幅制限部６７Ｌ及び６７Ｒは、音声信号Ｓ４Ｌ及びＳ４Ｒについて振幅を制限する処理を行うことにより音声信号Ｓ５Ｌ及びＳ５Ｒを生成し、それぞれノイズ軽減部６８Ｌ及び６８Ｒへ供給する。
【０２８６】
ノイズ軽減部６８Ｌ及び６８Ｒは、音声信号Ｓ５Ｌ及びＳ５Ｒについてノイズを軽減する処理を行うことにより音声信号Ｓ６Ｌ及びＳ６Ｒを生成し、図示しないアンプを介してこれらをスピーカＳＰＬ及びＳＰＲ（図１１）へ供給する。
【０２８７】
これに応じてテレビジョン装置５０は、左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲから、音声信号Ｓ６Ｌ及びＳ６Ｒに基づいた音声を出力する。この結果テレビジョン装置５０は、スピーカＳＰＬ及びＳＰＲからの当該音声を聴取したリスナに対し、７．１チャンネルの各想定音源方向位置に音像が定位しているかのような聴感を与えることができる。
【０２８８】
［２−３．動作及び効果］
以上の構成において、第１の実施の形態によるテレビジョン装置５０は、予め頭部伝達関数測定システム１により測定された、種々の想定音源位置についての頭部伝達関数Ｈ及び素の状態の伝達特性Ｔを音声信号処理部６０の記憶部６２に記憶させておく。
【０２８９】
そしてテレビジョン装置５０は、７．１チャンネルの音声信号を再生する際、音声信号処理部６０の２重正規化処理部６１（図１３）により、想定音源方向位置及び現実音源方向位置に応じた２重正規化処理を行う。
【０２９０】
すなわち２重正規化処理部６１は、１段目の正規化処理（測定正規化処理）として、正規化処理回路１０（図４）により、想定音源方向位置及び現実音源方向位置それぞれについて、頭部伝達関数ＨＡ及びＨＲを素の状態の伝達特性ＴＡ及びＴＲで正規化することにより、それぞれの正規化頭部伝達関数ＨＮＡ及びＨＮＲを生成する。
【０２９１】
続いて２重正規化処理部６１は、２段目の正規化処理（定位正規化処理）として、抑制正規化処理回路３０（図９）により、想定正規化頭部伝達関数ＨＮＡを現実正規化頭部伝達関数ＨＮＲで正規化することにより、２重正規化頭部伝達関数ＨＮ２を生成する。
【０２９２】
このとき抑制正規化処理回路３０は、抑制処理部３１において、各正規化頭部伝達関数を周波数データとして表したときのゲインを−２０［ｄＢ］から＋２０［ｄＢ］までの範囲に収めるよう、抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いて抑制する。
【０２９３】
このことは、互いに相関性が低いそれぞれの正規化頭部伝達関数について、相関性を低下させる要因となり得る周波数特性上のピークを縮小させ、互いの相関性を高めることにつながる。
【０２９４】
この結果、抑制正規化処理回路３０は、生成する２重正規化頭部伝達関数の周波数特性に現れるピークを削減すると共にその大きさを小さくすることができ、特性の暴れの出現を抑えることができる（図８（Ｂ））。このことは、フィルタ回路において当該２重正規化頭部伝達関数を音声信号に畳み込む際に必要なタップ数を大幅に削減できることを意味する。
【０２９５】
テレビジョン装置５０は、このように生成した２重正規化頭部伝達関数を用いて畳込処理を行うことにより、音質を劣化させることなく、良好な音像定位を得ることができる。
【０２９６】
このときテレビジョン装置５０は、例えば８０タップのように比較的少ないタップ数のフィルタ回路により畳込処理を行ったとしても、２重正規化頭部伝達関数を適切に音声信号に畳み込むことができる。このためテレビジョン装置５０は、音声信号処理部６０の回路構成を大規模化・複雑化することなく簡易な構成とすることができ、省電力化や低コスト化に寄与することができる。
【０２９７】
またテレビジョン装置５０は、１段目の正規化処理により、現実音源方向位置及び想定音源方向位置それぞれについて、頭部伝達関数を素の状態の伝達特性により正規化している。このためテレビジョン装置５０は、頭部伝達関数測定システム１において各頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性の測定に用いたスピーカ及びマイクロホンの特性を完全に排除した２重正規化頭部伝達関数を得ることができる。
【０２９８】
特に頭部伝達関数Ｈは、図３（Ａ）等に示したように、スピーカＳＰやマイクロホンＭＬ等といった測定用の機器の影響により、高域及び低域が低下したような周波数特性となる。一般には、イコライザ等を用いて補正する手法が知られているものの、適切に補正することは難しく、また適切に補正できなかった場合には音質の劣化を招くおそれもあった。
【０２９９】
この点においてテレビジョン装置５０は、１段目の正規化処理（測定正規化処理）を行うことにより、音質の劣化を招くことなく、測定用の機器による影響を適切に排除することができる。
【０３００】
さらにテレビジョン装置５０は、抑制正規化処理回路３０（図９）について、特許文献１等にも開示されている既存の正規化処理回路１０（図４）に対し、抑制処理部３１を追加するだけで良い。また抑制処理部３１は、（４）式及び（５）式に示したような、比較的容易な演算処理である抑制処理を行うだけで良い。
【０３０１】
このためテレビジョン装置５０は、既存の正規化処理回路１０に対し極めて簡易な構成の抑制処理部３１を追加するだけで、適切な抑制処理を行い得るような抑制正規化処理回路３０を構成することができる。
【０３０２】
以上の構成によれば、第１の実施の形態によるテレビジョン装置５０は、左右のスピーカＳＰＬ及びＳＰＲにより７．１チャンネルの音声信号を再生する際、まず音声信号処理部６０の２重正規化処理部６１により２重正規化処理を行う。このとき２重正規化処理部６１の抑制正規化処理回路３０は、抑制処理部３１により各正規化頭部伝達関数の周波数特性におけるゲインを抑制した上で、想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数で正規化することにより、特性の暴れを抑えた２重正規化頭部伝達関数を生成する。これによりテレビジョン装置５０は、音声信号処理部６０の畳込処理部６３で２重正規化頭部伝達関数を音声信号に畳み込む際、タップ数の少ないフィルタ回路を用いて適切な畳込処理を行うことができ、音質を劣化させることなく、リスナに良好な音像定位を与えることができる。
【０３０３】
＜３．第２の実施の形態＞
［３−１．テレビジョン装置の構成］
第２の実施の形態によるテレビジョン装置３５０（図１１）は、第１の実施の形態によるテレビジョン装置５０と比較して、音声信号処理部６０に代わる音声信号処理部３６０を有している点が相違するものの、他の部分については同様に構成されている。このため、当該他の部分については説明を省略する。
【０３０４】
音声信号処理部３６０（図１２）は、第１の実施の形態による音声信号処理部６０と比較して、２重正規化処理部６１に代わる２重正規化処理部３６１及びフロント処理部６３Ｆに代わるフロント処理部３６３Ｆを有している点が相違するものの、他の部分については同様に構成されている。このため、ここでは当該他の部分についての説明を省略する。
【０３０５】
［３−２．２重正規化処理部の構成］
２重正規化処理部３６１は、２重正規化処理部６１と同様、想定音源方向位置及び現実音源方向位置それぞれの頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性を基に２重正規化頭部伝達関数を生成するようになされているものの、その回路構成が当該２重正規化処理部６１と相違している。
【０３０６】
具体的に２重正規化処理部３６１は、図４、図９及び図１３と対応する図１９に示すように、２つの正規化処理回路１０に相当する正規化処理回路３６２及び３６３と、１つの抑制正規化処理回路３０に相当する抑制正規化処理回路３６４とを組み合わせたような構成となっている。
【０３０７】
正規化処理回路３６２は、現実音源方向位置について測定正規化処理を行うようになされている。この正規化処理回路３６２は、正規化処理回路１０と比較して、同様の遅延除去頭詰め部１１及び１２、ＦＦＴ部１３及び１４、極座標変換部１５及び１６、並びに正規化処理部２０を有しているものの、Ｘ−Ｙ座標変換部２１、逆ＦＦＴ部２２及びＩＲ簡略化部２３が省略されている。
【０３０８】
このため正規化処理回路３６２は、正規化処理回路１０と同様の演算処理により、現実正規化頭部伝達関数ＨＮＲを表す極座標系のデータ（以下これらを動径γ０ｎ（ｍ）及び偏角θ０ｎ（ｍ）とする）を生成し、これらをそのまま抑制正規化処理回路３６４へ供給する。
【０３０９】
また正規化処理回路３６３は、想定音源方向位置について測定正規化処理を行うようになされている。この正規化処理回路３６３は、正規化処理回路３６２と同様の回路構成を有している。
【０３１０】
このため正規化処理回路３６３は、正規化処理回路１０と同様の演算処理により、想定正規化頭部伝達関数ＨＮＡを表す極座標系のデータ（以下これらを動径γ１ｎ（ｍ）及び偏角θ１ｎ（ｍ）とする）を生成し、これらをそのまま抑制正規化処理回路３６４へ供給する。
【０３１１】
すなわち正規化処理回路３６２及び３６３は、後述する抑制正規化処理回路３６４において極座標系のデータを用いた正規化処理を行うことを考慮し、敢えて後半の処理を省略することになる。
【０３１２】
抑制正規化処理回路３６４は、想定正規化頭部伝達関数ＨＮＡを現実正規化頭部伝達関数ＨＮＲ測定で正規化する処理、すなわち定位正規化処理を行うようになされている。
【０３１３】
この抑制正規化処理回路３６４は、抑制正規化処理回路３０と比較して、同様の抑制処理部３１、正規化処理部２０、Ｘ−Ｙ座標変換部２１、逆ＦＦＴ部２２及びＩＲ簡略化部２３を有しているものの、遅延除去頭詰め部１１及び１２、ＦＦＴ部１３及び１４並びに極座標変換部１５及び１６が省略されている。
【０３１４】
このため抑制正規化処理回路３６４は、まず現実正規化頭部伝達関数ＨＮＲ及び想定正規化頭部伝達関数ＨＮＡそれぞれの極座標系のデータ、すなわち動径γ０ｎ（ｍ）及び偏角θ０ｎ（ｍ）並びに動径γ１ｎ（ｍ）及び偏角θ１ｎ（ｍ）を抑制処理部３１へ供給する。
【０３１５】
すなわち抑制正規化処理回路３６４は、正規化処理回路３６２及び３６３からそれぞれ供給されるデータが既に極座標系の形式であるため、抑制正規化処理回路３０における前半の処理を省略することになる。
【０３１６】
抑制処理部３１は、（４）式及び（５）式とそれぞれ対応する次の（１０）式及び（１１）式により、動径γ０ｎ（ｍ）及びγ１ｎ（ｍ）をそれぞれ抑制動径γ’０ｎ（ｍ）及びγ’１ｎ（ｍ）に補正し、正規化処理部２０へ供給する。
【０３１７】
【数１０】
【０３１８】
【数１１】
【０３１９】
正規化処理部２０は、２段階目の正規化処理として、（６）式に対応する次の（１２）式と、上述した（２）式とに従って正規化処理を行うことにより、正規化処理後の動径γｎ（ｍ）及び正規化処理後の偏角θｎ（ｍ）をそれぞれ算出し、これらをＸ−Ｙ座標変換部２１へ供給する。
【０３２０】
【数１２】
【０３２１】
その後Ｘ−Ｙ座標変換部２１、逆ＦＦＴ部２２及びＩＲ簡略化部２３は、それぞれ抑制正規化処理回路３０の場合と同様の処理を行うことにより、２重正規化頭部伝達関数ＨＮ２を生成する。
【０３２２】
このように第２の実施の形態による２重正規化処理部３６１は、１段目の正規化処理から２段目の正規化処理までの間、各正規化頭部伝達関数を表すデータを極座標系のまま受け渡すことにより、座標系の変換処理やＦＦＴ処理の無駄を省くようになされている。
【０３２３】
［３−３．フロント処理部の構成］
フロント処理部３６３Ｆは、図１４と対応する図２０に示すように、フロント処理部６３Ｆと同様、左前方チャンネルの音声信号ＳＬＦ及び右前方チャンネルの音声信号ＳＲＦ対し、主成分及びクロストーク成分についてそれぞれ正規化頭部伝達関数の畳み込みを行うようになされている。
【０３２４】
またフロント処理部３６３Ｆは、フロント処理部６３Ｆと同様、前段の頭部伝達関数畳込処理部３６３ＦＡ及び後段のクロストークキャンセル処理部３６３ＦＢに大きく分けられている。
【０３２５】
頭部伝達関数畳込処理部３６３ＦＡは、フロント処理部６３Ｆの頭部伝達関数畳込処理部６３ＦＡと同様に構成されている。一方、クロストークキャンセル処理部３６３ＦＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＦＢの一部を簡略化したような構成となっている。
【０３２６】
具体的にクロストークキャンセル処理部３６３ＦＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＦＢと同様の遅延回路１１１、１１４、１２１及び１２４と、畳込回路１１５、１１８、１２５及び１２８を有している。その一方でクロストークキャンセル処理部３６３ＦＢは、クロストークキャンセル処理部６３ＦＢにおける遅延回路１１２、１１３、１２２及び１２３と、畳込回路１１６、１１７、１２６及び１２７が省略されている。
【０３２７】
すなわちクロストークキャンセル処理部３６３ＦＢでは、左前方クロストーク及び右前方クロストークの２系統の音声信号についてのみ２次のキャンセル処理を行うようになされている。
【０３２８】
かくしてフロント処理部３６３Ｆは、第１の実施の形態と比較して、同様の畳込処理及び簡略化されたクロストークキャンセル処理を行うことにより、左チャンネル用の音声信号Ｓ２ＬＦ及び右チャンネル用の音声信号Ｓ２ＲＦを生成するようになされている。
【０３２９】
［３−４．動作及び効果］
以上の構成において、第２の実施の形態によるテレビジョン装置３５０は、第１の実施の形態と同様、予め頭部伝達関数測定システム１により測定された、種々の想定音源位置についての頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性を音声信号処理部３６０の記憶部６２に記憶させておく。
【０３３０】
そしてテレビジョン装置３５０は、７．１チャンネルの音声信号を再生する際、音声信号処理部３６０の２重正規化処理部３６１により、想定音源方向位置及び現実音源方向位置に応じた２重正規化処理を行う。
【０３３１】
このとき２重正規化処理部３６１は、１段目の正規化処理から２段目の正規化処理までの間、正規化頭部伝達関数を表すデータを周波数軸で表され極座標系のまま受け渡す。
【０３３２】
このため２重正規化処理部３６１は、第１の実施の形態による２重正規化処理部６１と比較して、一度Ｘ−Ｙ座標系に変換してから再度極座標系に変換し、また一度逆ＦＦＴ処理を行ってから再度ＦＦＴ処理を行うといった、複数回の正規化処理を連続的に行うことに伴う無駄な変換処理を省略し、演算処理の効率化を図ることができる。
【０３３３】
この場合においても２重正規化処理部３６１は、抑制処理部３１により各正規化頭部伝達関数の動径を抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いて抑制することにより、互いの相関性を高めて、周波数特性に現れるピークを縮小して特性の暴れを抑えることができる。
【０３３４】
この結果、テレビジョン装置３５０は、第１の実施の形態と同様、生成した２重正規化頭部伝達関数を用いて畳込処理を行うことにより、音質を劣化させることなく、良好な音像定位を得ることができる。
【０３３５】
このときテレビジョン装置３５０は、例えば８０タップのように比較的少ないタップ数のフィルタ回路により畳込処理を行ったとしても、２重正規化頭部伝達関数を適切に音声信号に畳み込むことができる。このためテレビジョン装置３５０は、音声信号処理部３６０の回路構成を大規模化・複雑化することなく簡易な構成とすることができ、省電力化や低コスト化に寄与することができる。
【０３３６】
またテレビジョン装置３５０は、フロント処理部３６３Ｆのクロストークキャンセル処理部３６３ＦＢにおいて、第１の実施の形態よりも簡略化したクロストークキャンセル処理を行う。
【０３３７】
このためテレビジョン装置３５０は、畳込演算処理における処理負荷を軽減することができ、第１の実施の形態よりも回路構成の簡素化・低コスト化等を図ることができる。
【０３３８】
その他、第２の実施の形態によるテレビジョン装置３５０は、第１の実施の形態によるテレビジョン装置５０と同様の作用効果を奏し得る。
【０３３９】
以上の構成によれば、第２の実施の形態によるテレビジョン装置３５０は、２重正規化処理部３６１において、１段目の測定正規化処理から２段目の定位正規化処理までの間、正規化頭部伝達関数を表すデータを周波数軸で表され極座標系のまま受け渡す。２重正規化処理部３６１は、抑制処理部３１により各正規化頭部伝達関数の周波数特性におけるゲインを抑制した上で、想定正規化頭部伝達関数を現実正規化頭部伝達関数で正規化することにより、特性の暴れを抑えた２重正規化頭部伝達関数を生成する。これによりテレビジョン装置３５０は、２重正規化頭部伝達関数の生成に要する演算処理を大幅に簡略化できると共に、音声信号処理部３６０の畳込処理部６３で２重正規化頭部伝達関数を音声信号に畳み込む際、タップ数の少ないフィルタ回路を用いて適切な畳込処理を行うことができる。この結果テレビジョン装置３５０は、音声信号の音質を劣化させることなく、リスナに良好な音像定位を与えることができる。
【０３４０】
＜４．他の実施の形態＞
なお上述した第１の実施の形態においては、抑制処理部３１（図９）により、動径γ（ｍ）及びγｒｅｆ（ｍ）について、周波数軸で表したときのゲインが−２０［ｄＢ］から＋２０［ｄＢ］までの範囲に収まるように抑制する場合について述べた。
【０３４１】
本発明はこれに限らず、例えば抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を適宜設定することによりゲインを抑制する範囲を定めるようにしても良く、また上限値と下限値とで異なる抑制値（例えば所定の上限抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌ１及び下限抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌ２等）を用いるようにしても良い。
【０３４２】
さらには、周波数軸で表したときのゲインに関し、所定の範囲内ではなく、所定のゲイン数以上（例えば所定の下限抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌ２以上）或いは所定のゲイン数以下（例えば所定の上限抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌ１以下）となるように抑制するようにしても良い。
【０３４３】
また、頭部伝達関数を周波数軸で表したときの周波数に応じて抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を相違させるようにしても良い。例えば、周波数を２以上の周波数帯に分割して当該周波数帯ごとに抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を設定しても良く、或いは所定の関数等を用いて抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を周波数の値に応じて無段階に変化させる等しても良い。
【０３４４】
特にこの場合、例えば一般的な人間の可聴帯域内と可聴帯域外とに分割し、可聴帯域外において可聴帯域内よりも抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を小さくしてゲインの変動幅をさらに抑えるようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３４５】
また上述した第１の実施の形態においては、抑制処理部３１により、現実音源方向位置の動径γｒｅｆ（ｍ）及び想定音源方向位置の動径γ（ｍ）について、同一の抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いて、周波数軸で表したときのゲインを抑制する場合について述べた。
【０３４６】
本発明はこれに限らず、例えば現実音源方向位置の動径γｒｅｆ（ｍ）と想定音源方向位置の動径γ（ｍ）とで適用する抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを相違させても良く、或いはいずれか一方のみ抑制処理を行うようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３４７】
さらに上述した第１の実施の形態においては、抑制処理部３１において、頭部伝達関数を極座標系で表したデータにおける動径γ（ｍ）及び動径γｒｅｆ（ｍ）について抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌを用いて補正することにより抑制処理を行うようにした場合について述べた。
【０３４８】
本発明はこれに限らず、例えばＸ−Ｙ座標系等、頭部伝達関数を種々の形式で表したデータに対し抑制処理を行うようにしても良い。この場合、抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌに代えて、当該座標系に対応する形式に変換した抑制値を用い、適切な抑制処理を行うようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３４９】
さらに上述した第１の実施の形態においては、テレビジョン装置５０により７．１チャンネルの音声信号についての再生処理を行う際に、２重正規化頭部伝達関数を生成してから畳込処理を行うようにした場合について述べた。
【０３５０】
本発明はこれに限らず、例えばテレビジョン装置５０の初期設定操作等において、ユーザが７．１チャンネルの音声信号に対する音声信号処理の設定を行ったとき等に、２重正規化頭部伝達関数を生成して記憶部６２等に記憶させておくようにしても良い。この場合テレビジョン装置５０は、実際に７．１チャンネルの音声信号が供給された際に、記憶部６２から生成済みの２重正規化頭部伝達関数を読み出して畳込処理を行うようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３５１】
さらに上述した第１の実施の形態においては、ＩＴＵ−Ｒにより規定されたスピーカの配置（図７（Ａ））を想定音源方向位置として、７．１チャンネルマルチサラウンド（すなわち合計８チャンネル）の音声信号を基に２チャンネルの音声信号を生成して再生する場合について述べた。
【０３５２】
本発明はこれに限らず、例えば図１０（Ｂ）に示すようにＴＨＸ社の推奨するスピーカの配置を想定音源方向位置とし、また５．１チャンネルや９．１チャンネル等といった任意のチャンネル数及びスピーカ配置を想定した音声信号を基に２チャンネルの音声信号を生成して再生するようにしても良い。
【０３５３】
またスピーカにより実際に音声を再生する位置（現実音源方向位置）の数、すなわち最終的に生成する音声信号のチャンネル数としても、２チャンネルに限らず、例えば４チャンネルや５．１チャンネル等のような任意のチャンネル数としても良い。
【０３５４】
これらの場合、畳込処理において、各想定音源方向位置を各現実音源方向位置でそれぞれ正規化した２重正規化頭部伝達関数を各音声信号にそれぞれ畳み込むようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３５５】
さらに上述した第１の実施の形態においては、想定音源方向位置及び現実音源方向位置が、リスナが正面を向いたときに左右対称であることを利用して左右の対応するチャンネルについては同一の２重正規化頭部伝達関数を用いて畳込処理を行う場合について述べた。
【０３５６】
本発明はこれに限らず、例えば想定音源方向位置及び現実音源方向位置が左右非対称である場合に、各想定音源方向位置及び各現実音源方向位置に対応する適切な２重正規化頭部伝達関数をそれぞれ生成し、それぞれを用いて畳込処理を行うようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３５７】
さらに上述した第１の実施の形態においては、音声信号処理部６０の２重正規化処理部６１において、現実音源方向位置及び想定音源方向位置それぞれについて、頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性を基に、１段目の測定正規化処理を行った上で２段目の定位正規化処理を行うようにした場合について述べた。
【０３５８】
本発明はこれに限らず、例えば１段目の測定正規化処理を予め行うことにより、現実音源方向位置及び想定音源方向位置それぞれについての正規化頭部伝達関数を生成して記憶部６２に記憶しておき、当該正規化頭部伝達関数を読み出して抑制正規化処理回路３０へ供給するようにしても良い。第２の実施の形態においては、１段目の測定正規化処理を行って得られた極座標系のデータのまま記憶部６２に記憶させておくようにすれば良い。
【０３５９】
さらに上述した第１の実施の形態においては、正規化処理回路１０及び抑制正規化処理回路３０のＩＲ簡略化部２３において、インパルスレスポンスＸｎ（ｍ）を８０タップに簡略化するようにした場合について述べた。
【０３６０】
本発明はこれに限らず、例えば１６０タップや３２０タップ等、任意のタップ数に簡略化するようにしても良い。この場合、信号処理部６０の畳込処理部６３を構成するＤＳＰ等の演算処理能力に応じて適宜定めるようにすれば良い。またこの場合、タップ数の増加に伴い、測定正規化後のゲインに関し、２重正規化後の周波数特性上に暴れが生じないような変動幅が広がると考えられる。このため、簡略化後のタップ数の増加に応じて、抑制値ｌｉｍｉｔｖａｌの値を小さくする等、抑制処理の内容を適宜変更するようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３６１】
さらに上述した第１の実施の形態においては、頭部伝達関数測定システム１の音声信号処理部３において、サンプリング周波数が９６［ｋＨｚ］でなる８１９２サンプルのディジタルデータを生成するようにした場合について述べた。
【０３６２】
本発明はこれに限らず、例えば４８［ｋＨｚ］や１９２［ｋＨｚ］といった任意のサンプリング周波数でなり、４０９６サンプルや１６３８４サンプルといった任意のサンプル数でなるディジタルデータを生成するようにしても良い。特にこの場合、最終的に生成する頭部伝達関数のタップ数等に応じて定めるようにすると良い。
【０３６３】
さらに上述した第１の実施の形態においては、２段目の定位正規化処理において抑制処理を行うようにした場合について述べた。
【０３６４】
本発明はこれに限らず、例えば頭部伝達関数及び素の状態の伝達特性におけるゲインの変動幅が極めて大きい場合等に、１段目の測定正規化処理においても抑制処理を行うようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３６５】
さらに上述した第１の実施の形態においては、畳込処理部６３の各クロストークキャンセル処理部６３ＦＢ等において、遅延処理と２重化正規頭部伝達関数の畳込処理との組み合わせでなるクロストークキャンセル処理を２回行う、すなわち２次のキャンセル処理を行うようにした場合について述べた。
【０３６６】
本発明はこれに限らず、各クロストークキャンセル処理部６３ＦＢ等において、スピーカＳＰの位置や部屋の物理的な制約等に応じて、任意の次数でなるキャンセル処理を行うようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３６７】
さらに上述した第１の実施の形態においては、テレビジョン装置５０の音声信号処理部６０において、畳込処理部６３により直接波のみを畳み込むようにした場合について述べた。
【０３６８】
本発明はこれに限らず、音声信号処理部６０において、壁面、天井面及び床面等における反射波についても畳込処理を行うようにしても良い。具体的には、特許文献２に開示されているような畳込処理を行うようにすれば良い。
【０３６９】
すなわち想定音源方向位置方向からの反射波については、図１に破線で示すように、仮想音像定位させたい位置から壁等の反射箇所で反射された後にマイクロホンへ入射する方向を、反射波についての想定音源方向位置の方向と考える。そして畳込処理としては、想定音源方向位置方向からマイクロホン位置に入射するまでの、反射波についての音波の経路長に応じた遅延を音声信号に施して正規化頭部伝達関数を畳み込むようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３７０】
さらに上述した第１の実施の形態においては、２重正規化頭部伝達関数を生成して音声信号に畳み込む音声信号処理装置としてのテレビジョン装置５０に本発明を適用するようにした場合について述べた。
【０３７１】
本発明はこれに限らず、例えば各種頭部伝達関数及びそれぞれに対応する素の状態の伝達特性を基に、２重正規化頭部伝達関数を生成する頭部伝達関数生成装置に本発明を適用するようにしても良い。この場合、例えば生成した２重正規化頭部伝達関数をテレビジョン装置やマルチチャンネルアンプ装置等に記憶させておき、当該２重正規化頭部伝達関数を読み出して音声信号への畳込処理を行うようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０３７２】
さらに上述した実施の形態においては、抑制処理部としての抑制処理部３１と、定位正規化処理部としての正規化処理部２０とによって頭部伝達関数生成装置としてのテレビジョン装置５０を構成する場合について述べた。
【０３７３】
本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる抑制処理部と、定位正規化処理部とによって頭部伝達関数生成装置を構成するようにしても良い。
【０３７４】
さらに上述した実施の形態においては、頭部伝達関数生成部としての２重正規化処理部６１と、畳込処理部としての畳込処理部６３と、供給音声信号生成部としての加算処理部６４及び後処理部６５と、抑制処理部としての抑制処理部３１と、定位正規化処理部としての正規化処理部２０とによって音声信号処理装置としてのテレビジョン装置５０を構成する場合について述べた。
【０３７５】
本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる頭部伝達関数生成部と、畳込処理部と、供給音声信号生成部と、抑制処理部と、定位正規化処理部とによって音声信号処理装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０３７６】
本発明は、テレビジョン装置の他、マルチチャンネルアンプ装置やＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）プレーヤ等のように、マルチチャンネルの音声信号を有するコンテンツを再生し、又はその音声をスピーカへ供給する種々の電子機器でも利用することができる。
【符号の説明】
【０３７７】
１……頭部伝達関数測定システム、ＳＰ、ＳＰＬ、ＳＰＲ……スピーカ、ＭＬ、ＭＲ……マイクロホン、ＤＨ……ダミーヘッド、１０……正規化処理回路、１０Ｒ……現実正規化処理回路、１０Ａ……想定正規化処理回路、１１、１２……遅延除去頭詰め部、１３、１４……ＦＦＴ部、１５、１６……極座標変換部、２０……正規化処理部、２１……Ｘ−Ｙ座標変換部、２２……逆ＦＦＴ部、２３……ＩＲ簡略化部、３０……抑制正規化処理回路、３１……抑制処理部、５０、３５０……テレビジョン装置、６０、３６０……音声信号処理部、６１、３６１……２重正規化処理部、６２……記憶部、６３……畳込処理部、６３Ｆ、３６３Ｆ……フロント処理部、６４……加算処理部、６５……後処理部、Ｈ……頭部伝達関数、Ｔ……素の状態の伝達特性、ＨＮ……正規化頭部伝達関数、ＨＮ２……２重正規化頭部伝達関数、γ（ｍ）、γｒｅｆ（ｍ）、γ’（ｍ）、γ’ｒｅｆ（ｍ）……動径、θ（ｍ）、θｒｅｆ（ｍ）……偏角。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍチャンネル（ただしｍは２以上の整数）それぞれについて、所定の現実音源方向位置に設置した音源からリスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、上記リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネル（ただしｎは２以上の整数）それぞれについて、所定の想定音源方向位置に設置した音源から上記収音部への直接波の方向に関し、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理部と、
ｎチャンネルの上記想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの上記現実正規化頭部伝達関数により正規化することにより、ｍ箇所の上記現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所の上記想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理部と
を有する頭部伝達関数生成装置。
【請求項２】
上記抑制処理部は、
上記現実正規化頭部伝達関数の動径及び上記想定正規化頭部伝達関数の動径をそれぞれ抑制する
請求項１に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項３】
上記抑制処理部は、
上記現実正規化頭部伝達関数の動径及び上記想定正規化頭部伝達関数の動径を、それぞれ所定の上限抑制値以下、所定の下限抑制値以上、又は当該上限抑制値以下且つ当該下限抑制値以上に抑制する
請求項２に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項４】
上記正規化処理部は、
上記正規化の処理として、上記現実正規化頭部伝達関数の動径を上記想定正規化頭部伝達関数の動径により除算すると共に、上記現実正規化頭部伝達関数の偏角から上記想定正規化頭部伝達関数の偏角を減算する
請求項２に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項５】
上記抑制処理部は、
上記現実正規化頭部伝達関数及び上記想定正規化頭部伝達関数における利得を、それぞれ所定の上限抑制値以下、所定の下限抑制値以上、又は当該上限抑制値以下且つ当該下限抑制値以上に抑制する
請求項１に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項６】
上記抑制処理部は、
上記上限抑制値及び上記下限抑制値を、周波数に応じて相違させる
請求項５に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項７】
上記抑制処理部は、
可聴帯域外において、可聴帯域内よりも上記上限抑制値を低減させる
請求項６に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項８】
上記抑制処理部は、
可聴帯域外において、可聴帯域内よりも上記下限抑制値を増加させる
請求項６に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項９】
上記頭部伝達関数生成部は、
ｍチャンネルそれぞれについて、上記現実音源方向位置に設置した音源から上記収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化して上記現実正規化頭部伝達関数を生成する現実正規化処理部と、
ｎチャンネルそれぞれについて、上記想定音源方向位置に設置した音源から上記収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化して上記想定正規化頭部伝達関数を生成する想定正規化処理部と
をさらに有する請求項１に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項１０】
上記現実正規化処理部は、
上記直接波方向頭部伝達関数及び上記素の状態における伝達特性それぞれを時間軸データから周波数軸データに直交変換しＸ−Ｙ座標系から極座標系に変換した上で上記正規化し、
上記想定正規化処理部は、
上記直接波方向頭部伝達関数及び上記素の状態における伝達特性それぞれを時間軸データから周波数軸データに直交変換しＸ−Ｙ座標系から極座標系に変換した上で上記正規化し、
上記定位正規化処理部は、
周波数軸データでなり極座標系で表された上記現実正規化頭部伝達関数を、周波数軸データでなり極座標系で表された上記想定正規化頭部伝達関数で正規化する
請求項９に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項１１】
予め生成された上記現実正規化頭部伝達関数及び上記想定正規化頭部伝達関数をそれぞれ記憶する記憶部
をさらに有し、
上記頭部伝達関数生成部の上記抑制処理部は、
上記記憶部からｍチャンネルの上記現実正規化頭部伝達関数及びｎチャンネルの上記想定正規化頭部伝達関数をそれぞれ読み出して上記利得を抑制する
請求項１に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項１２】
ｍチャンネル（ただしｍは２以上の整数）それぞれについて、所定の現実音源方向位置に設置した音源から上記リスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネル（ただしｎは２以上の整数）それぞれについて、所定の想定音源方向位置に設置した音源から上記収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理ステップと、
ｎチャンネルの上記想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの上記現実正規化頭部伝達関数で正規化することにより、ｍ箇所の現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所の想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理ステップと
を有する頭部伝達関数生成方法。
【請求項１３】
ｍ箇所（ただしｍは２以上の整数）の現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所（ただしｎは２以上の整数）の想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための定位頭部伝達関数を生成する頭部伝達関数生成部と、
上記定位頭部伝達関数をｎチャンネルの音声信号にそれぞれ畳み込む畳込処理部と、
上記畳込処理部からのｎチャンネルの音声信号を基に、上記ｍ個の電気音響変換部に供給するためのｍチャンネルの音声信号を生成する供給音声信号生成部と
を有し、
上記頭部伝達関数生成部は、
ｍチャンネルそれぞれについて、上記現実音源方向位置に設置した音源から上記リスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネルそれぞれについて、上記想定音源方向位置に設置した音源から上記収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理部と、
ｎチャンネルの上記想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの上記現実正規化頭部伝達関数により正規化することにより２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理部と
を有する音声信号処理装置。
【請求項１】
ｍチャンネル（ただしｍは２以上の整数）それぞれについて、所定の現実音源方向位置に設置した音源からリスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、上記リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネル（ただしｎは２以上の整数）それぞれについて、所定の想定音源方向位置に設置した音源から上記収音部への直接波の方向に関し、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理部と、
ｎチャンネルの上記想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの上記現実正規化頭部伝達関数により正規化することにより、ｍ箇所の上記現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所の上記想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理部と
を有する頭部伝達関数生成装置。
【請求項２】
上記抑制処理部は、
上記現実正規化頭部伝達関数の動径及び上記想定正規化頭部伝達関数の動径をそれぞれ抑制する
請求項１に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項３】
上記抑制処理部は、
上記現実正規化頭部伝達関数の動径及び上記想定正規化頭部伝達関数の動径を、それぞれ所定の上限抑制値以下、所定の下限抑制値以上、又は当該上限抑制値以下且つ当該下限抑制値以上に抑制する
請求項２に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項４】
上記正規化処理部は、
上記正規化の処理として、上記現実正規化頭部伝達関数の動径を上記想定正規化頭部伝達関数の動径により除算すると共に、上記現実正規化頭部伝達関数の偏角から上記想定正規化頭部伝達関数の偏角を減算する
請求項２に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項５】
上記抑制処理部は、
上記現実正規化頭部伝達関数及び上記想定正規化頭部伝達関数における利得を、それぞれ所定の上限抑制値以下、所定の下限抑制値以上、又は当該上限抑制値以下且つ当該下限抑制値以上に抑制する
請求項１に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項６】
上記抑制処理部は、
上記上限抑制値及び上記下限抑制値を、周波数に応じて相違させる
請求項５に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項７】
上記抑制処理部は、
可聴帯域外において、可聴帯域内よりも上記上限抑制値を低減させる
請求項６に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項８】
上記抑制処理部は、
可聴帯域外において、可聴帯域内よりも上記下限抑制値を増加させる
請求項６に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項９】
上記頭部伝達関数生成部は、
ｍチャンネルそれぞれについて、上記現実音源方向位置に設置した音源から上記収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化して上記現実正規化頭部伝達関数を生成する現実正規化処理部と、
ｎチャンネルそれぞれについて、上記想定音源方向位置に設置した音源から上記収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化して上記想定正規化頭部伝達関数を生成する想定正規化処理部と
をさらに有する請求項１に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項１０】
上記現実正規化処理部は、
上記直接波方向頭部伝達関数及び上記素の状態における伝達特性それぞれを時間軸データから周波数軸データに直交変換しＸ−Ｙ座標系から極座標系に変換した上で上記正規化し、
上記想定正規化処理部は、
上記直接波方向頭部伝達関数及び上記素の状態における伝達特性それぞれを時間軸データから周波数軸データに直交変換しＸ−Ｙ座標系から極座標系に変換した上で上記正規化し、
上記定位正規化処理部は、
周波数軸データでなり極座標系で表された上記現実正規化頭部伝達関数を、周波数軸データでなり極座標系で表された上記想定正規化頭部伝達関数で正規化する
請求項９に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項１１】
予め生成された上記現実正規化頭部伝達関数及び上記想定正規化頭部伝達関数をそれぞれ記憶する記憶部
をさらに有し、
上記頭部伝達関数生成部の上記抑制処理部は、
上記記憶部からｍチャンネルの上記現実正規化頭部伝達関数及びｎチャンネルの上記想定正規化頭部伝達関数をそれぞれ読み出して上記利得を抑制する
請求項１に記載の頭部伝達関数生成装置。
【請求項１２】
ｍチャンネル（ただしｍは２以上の整数）それぞれについて、所定の現実音源方向位置に設置した音源から上記リスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネル（ただしｎは２以上の整数）それぞれについて、所定の想定音源方向位置に設置した音源から上記収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理ステップと、
ｎチャンネルの上記想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの上記現実正規化頭部伝達関数で正規化することにより、ｍ箇所の現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所の想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理ステップと
を有する頭部伝達関数生成方法。
【請求項１３】
ｍ箇所（ただしｍは２以上の整数）の現実音源方向位置にそれぞれ設置される電気音響変換部で音響再生したときにｎ箇所（ただしｎは２以上の整数）の想定音源方向位置に音像をそれぞれ定位させるための定位頭部伝達関数を生成する頭部伝達関数生成部と、
上記定位頭部伝達関数をｎチャンネルの音声信号にそれぞれ畳み込む畳込処理部と、
上記畳込処理部からのｎチャンネルの音声信号を基に、上記ｍ個の電気音響変換部に供給するためのｍチャンネルの音声信号を生成する供給音声信号生成部と
を有し、
上記頭部伝達関数生成部は、
ｍチャンネルそれぞれについて、上記現実音源方向位置に設置した音源から上記リスナの耳の位置に設置した収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した現実正規化頭部伝達関数と、ｎチャンネルそれぞれについて、上記想定音源方向位置に設置した音源から上記収音部への直接波の方向に関し、リスナ又は所定のダミーヘッドが存在する状態における頭部伝達関数を、上記リスナ又は上記ダミーヘッドが存在しない素の状態における伝達特性により正規化した想定正規化頭部伝達関数とを、それぞれ周波数軸データで表したときの利得を抑制する抑制処理部と、
ｎチャンネルの上記想定正規化頭部伝達関数をｍチャンネルの上記現実正規化頭部伝達関数により正規化することにより２重正規化された定位頭部伝達関数を生成する定位正規化処理部と
を有する音声信号処理装置。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−２５９２９９（Ｐ２０１１−２５９２９９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３３１０８（Ｐ２０１０−１３３１０８）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]