今日のおじさん、なに食べました? (仮)

妻の料理と、おじさんの毎日の記録です。ほんのり工学テイスト。

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電子音は,みんな同じ音?~家電の周波数解析
【今日の料理】 2011/12/2 夕食
 今日は,「脳ドック」に行きました.「MRI」を,初めて受けました.想像していたほどの騒音はなく,特に不快はありませんでした.結果は,後日送付とのことでした.
[1]関東脳神経外科病院;脳ドックのご案内
http://www.kantounouge.com/new_homepage_up/hp3_braindock/hp3_braindock1.html

 今日は,夕食の写真を誤って消去してしまいました.このため,食べ残しの写真です.
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★米飯

★水炊き鍋
 鍋の季節です.具は,白菜・しめじ・えのき・マロニーちゃん・豆腐・春菊・豚肉つみれ,です.
 豚肉つみれは,豚挽肉に,しょうが・ネギ・片栗粉を加えて,軽く練ったものです.肉団子にせず,スプーンですくったまま鍋に入れたので,鍋の中でバラけてしまいました.しっかりこねて,肉団子にすべきでした.

★里芋煮
 圧力鍋,加圧3分.塩気が足りず,いまひとつでした.

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【今日の料理工学】 電子音は,みんな同じ音?~家電の周波数解析
 前回まで,キッチンタイマーなどの「音」をグラフで可視化したり,フーリエ変換で周波数を調べたりしました.

 今回は,身の回りの色々な電子機器の音を,グラフ化したり,フーリエ変換したりしてみます.


★身の回りの電子機器の「音」を調べる
 以下の電子機器(家電)について,操作時に発する電子音を調べました.
 a)炊飯器      :東芝,RCK-6CG
 b)電子レンジ    :パナソニック,NE-TZ15A(W)
 c)ガス給湯器    :東京ガス,NR-RK501B
 d)エアコン     :パナソニック,CS-22RGH
 e)石油ファンヒーター:コロナ,FH-ST4610BY
 f)加湿器      :ダイニチ,HD-7010-H

 調査項目は,次の3つです.
 ・音の録音
 ・音の波形(グラフ)
 ・音のフーリエ変換

 録音および波形のグラフ化,フーリエ解析の手順は,前回までと同様です.すなわち,
・デジカメ(カシオ,EXILIM EZ-Z450)で録音したムービーを,Windows標準ソフトのサウンドレコーダーで再録音し,wavファイルに変換した.サンプリング周波数は,約22kHzとした.
・音の波形のグラフ化とフーリエ変換は,エクセルの自作マクロで行った.フーリエ変換は,よく用いられるFFT(高速フーリエ変換,Fast Fourier Transform)ではなく,アルゴリズムが簡単なDFT(離散フーリエ変換,Disrete Fourier Transform)とした.フーリエ変換に用いるデータ点数は,1000点とした.(周波数分解能は,22Hzとなる.)窓関数は,「なし」(矩形窓).


★音を調べた結果
 調査結果を,以下に示します.

●音の録音結果
 録音した音を,ムービーで掲載します.
 炊飯器,電子レンジ,ガス給湯器は,こちらです.

 エアコン,石油ファンヒーター,加湿器は,こちらです.

 機器によって,音の高さが違うものも,似ているものもあるようです.


●音の波形(グラフ)
 次に,wavファイルに落とした音を,グラフ化しました.電子音の鳴っている部分だけを,取り出しました.横軸は時間,縦軸は音の強さ(最大録音レベル=±1)です.
a)炊飯器
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b)電子レンジ
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c)ガス給湯器
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d)エアコン
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e)石油ファンヒーター
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f)加湿器
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 電子レンジ,石油ファンヒーター,加湿器では,周期の短い電子音の波のほかに,周期の長い波が見られます.これは,ファンなどの動作音だと思われます.


●フーリエ変換
 さらに,wavファイルのデータを,フーリエ変換した結果です.横軸は周波数,縦軸はゲインです.
a)炊飯器
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b)電子レンジ
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c)ガス給湯器
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d)エアコン
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e)石油ファンヒーター
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f)加湿器
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 いずれの波形とも,顕著なピークが1個ずつ,見られました.ピーク周波数は,以下の通りです.
 a)炊飯器      :3900Hz
 b)電子レンジ    :2000Hz
 c)ガス給湯器    :2000Hz
 d)エアコン     :1900Hz
 e)石油ファンヒーター:4000Hz
 f)加湿器      :3800Hz

 この結果を見ると,今回調べた電子機器の電子音は,次の2グループに分けられます.
 ・約2000Hz:電子レンジ,ガス給湯器,エアコン
 ・約4000Hz:炊飯器,石油ファンヒーター,加湿器

 2000Hzや4000Hzは,かなり高い音です.電子機器に使われる音が高いのは,遠くからも聞こえやすいから,と聞いた記憶があります.
 今回は,6個の電子機器を調べましたが,使われている周波数は,2000Hzと4000Hzの2種類だけでした.以前に調べた3種類のキッチンタイマーでも,音の周波数は,この2種類でした.これでは,どの機器が鳴っているのか,区別が付きにくいです.
 このため,機器によっては,音の長さを変えたり,断続音にするような工夫がなされています.さらに最近では,複雑なメロディ(旋律)を奏でたり,音声案内をする電子機器も増えており,改善が進んでいるようです.


【今回の結論】
 身近にある6種類の電子機器を調べましたが,使われている電子音の周波数は,2000Hzと4000Hzの2通りだけでした.このため,どの機器の出す音か区別しにくいです.


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