音を計測したい理由
ウチの犬は音にとても敏感です。机の下で寝ていても、机が軋んだり隣の部屋で誰かが立ち上がると、顔をあげて警戒します。
それだけが理由でもないと思うのですが、ウチの犬は外をとても怖がり、まともに歩くことができません。
犬のためにもなんとか外を歩けるようにしてあげたいと思っています。
毎日、怖がらない程度に外に連れ出したりもしていますが、大きな要因の一つであると思われる’音’についてもっと深く調べてみて、対策を考えようと思いました。
音について学ぶにはまずそれを計測して定量的に扱えなければなりません。
身近な音の計測方法
便利な世の中になりました。
自分が子供の時であれば、音を計測しようと思うと少し手間がいります。
ラジカセにマイクをつなぎ音を録音して周波数などで分析するためにデータをPCに送って、フーリエ変換プログラムを作って、、という作業が必要でしょうか。
今はこれらの作業をスマホでできます。
Sound Level Analyzer
私のスマホはiPhoneで音の計測のためにSound Level Analuzerというアプリを使用しています。
無料版もかなり機能が充実していますが、つい最近有料版も購入しました。
ちょっと機能を紹介すると、
上の画像は騒音レベルのみを知るための設定画面です。
画像は実際に自宅の庭で外の音を10秒間計測したものです。画面には、大きく平均値が表示されており、さらに最大値、最小値も見ることができます。
また、詳しい人は見てわかると思いますが、A特性などの重み付けもしてくれます。
次の画像は、同じデータを時間軸で表したものです。雨の日だったので少し騒音は高めです。
大きな水玉が、落ちて水が跳ねた音がピークとして記録されているのがわかります。
庭の音 
扇風機の近くの騒音
次はデータはFFTしたものです。左側は庭での音の周波数特性です。これは特徴的な周波数がないのですが、同じように扇風機付近での音を測定すると、ファンの風切り音と思われるピークが見えます。扇風機の回転数はわからないので、正確な精度検証はできませんが、庭の音とは明確に違いが出ました。
FFTできることは、今後の調査にとても役に立ちます。人間は、1kHz付近の音が耳障りに感じるように、犬にもきっと周波数による感度の違いがあるでしょう。
愛犬の苦手な周波数というものが分かれば、その周波数の音を重点的に慣れさせる、というような取り組みが可能なので、このアプリを使用して、環境音の計測を進めたいと思います。
iAnalyzer
[Sound Level Analyzer]は画面が見やすく、安い割に色々な機能がついているのですが、FFTの周波数が確認できない問題がありました。
そこで周波数を見るために[iAnalyzer]というアプリを導入しました。
画面上部にはある時刻の瞬時分析の結果が表示されています。
中央には時間軸波形。下部には中央よりも広いスパンの時間軸波形が表示されます。
画面上部をタップすることで、任意の周波数の騒音レベルと周波数を確認できます。
iPhoneのマイク
先に計測ソフトの紹介をしてしまったが、マイクの性能も気になるます。
スマホのマイクには、MEMSマイクという超小型のマイクが使われていますが、iPhoneの場合はどんなマイクが使われているのでしょうか？
使われているマイクの性能はよくわからない
これは仕方がないですね。もしかしたらと思い調べてみました。
iPhoneを分解しているページはいくつかヒットしたのですが、MEMSマイクの型番を明らかにはできていませんね。そもそも電子部品にメーカー名は書けないので、正確な情報は得られませんが、たまにメーカーを推定できるプロの方もいるので、、、
超音波領域の計測を考えなければならない
犬に詳しい人は、ここまで読んでずっと気になっていたと思いますが、そもそも犬と人間の可聴領域は違うのですよね。
人は、20〜20,000Hzの音が可聴領域ですが、犬の場合は40〜65,000Hzと言われています。
iPhoneなど人間が使用するマイクは、通常人間の可聴領域を基準に作るので、犬の聞こえている超音波の領域の音を計測することはできません。
環境超音波を測定するための計測機もあるにはあるのですが素人向けではないですね。
幸いMEMSマイクなどでも超音波領域を測定できるものはああるので電子工作すればなんとかなりそうです。
まあ、自分は電子工作の初心者以下ですので、これを機に勉強してみようかと思います。