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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音痴度の評価と中国語の練習~身近なフーリエ変換
【今日の料理】 2011/12/6 夕食
 今日も,娘(9.8ヶ月)を深谷市の大病院へ.やけどの治療のためです.発熱もなく,キズの経過も順調だとの診察を得ました.ところが,帰宅後しばらくして熱を計ると,38℃を超えています.熱が出た場合,キズからの感染症の危険があるので,すぐに(救急でも)受診するように,言われていたのです.
 慌てて病院に電話をしましたが,小児科医がおらず,対応できないとのこと.幸い,かかりつけ医の開いている時間だったので,そちらに行くことにしました.大病院を紹介してくださった,診療所です.
 診察の結果,やけどが原因ではなく,カゼによる発熱でしょう,とのことでした.娘は,やけどを負う少し前から,鼻水と咳が出ていました.まずは一安心ですが,まだまだ経過には注意が必要です.
 それにしても,娘は良く食べ,部屋中をハイハイして回り,変わらず元気な様子です.今日はカゼなので,離乳食でなくミルクを与えたのですが,もの足りないようで,マフィン(妻の手づくり)やミカンなどをパクパクと食べていました.本当に病気なのかしら.
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★米飯

★みそ汁,アーサ・人参・豆腐

★サバ味噌煮
 4切れ(1尾分)=358円のサバです.圧力鍋,加圧3分.長ネギと共に煮ました.味噌は,宮古島味噌です.サバ味噌に,合っているようです.砂糖を入れ忘れたので,今ひとつ物足りない味です.しかし,サバは身が締まって肉厚で,とてもよいものでした.

★野菜卵とじ風
 白菜・人参・大根を炒め,卵でとじました.サバ味噌に砂糖を入れ忘れたので,こちらに砂糖を入れてみました(妻いわく,「意味が分からない.」).甘すぎて,失敗でした.

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【今日の料理工学】 音痴度の評価と中国語の練習~身近なフーリエ変換
 前回まで,フーリエ変換を利用して,身近な色々な音の周波数を調べました.

 今回は,フーリエ変換を利用して,私の「音痴度」を評価してみたいと思います.


★「音痴度」を評価する方法
 私が,「ドレミファソラシド」の音階を順に歌います.この音声を録音して,各音階について,フーリエ変換(周波数解析)を行います.正しい音階の周波数と比べて,私の発声の周波数が,どの程度ずれているかを評価します.ズレが大きいほど,私は音痴である,ということになります.
 ここで,私は絶対音感の持ち主ではありません.このため,いきなり「ドレミファ~」を歌いだすと,最初の音が定まらずに,どの調(イ長調,ロ長調,など)のドレミなのか,分からなくなってしまいます.
 そこで,最初に,「イ長調」のハーモニカの「ド」(音名:A,440Hz)を吹いてから,これを頼りにして,私がドレミを歌いました.しかし,440Hzのドで始めると,私には音が高すぎて歌えません.そこで,1オクターブ低いドレミ(ド=220Hz)を歌うことにしました.

 私の歌は,録音され,フーリエ変換されます.録音方法およびフーリエ変換の方法は,前回までと同様です.録音時のサンプル周波数は約22kHz,フーリエ変換時のデータ点数は2000点としました.周波数分解能は,約11Hzです.ドレミの隣接する音の周波数の差は,狭いところで約16Hzです(ミとファの間).周波数分解能が11Hzでは,分解能が不足する気がするのですが,あまり正確に測定すると,音痴さにショックを受ける可能性がありますので,ほどほどの分解能にしました.


★私の「音痴度」を調べた結果
 まず,ドレミを歌った結果です.
 下図1は,「ドレミファソラシド」を歌った結果です.各音について,上段が音の波形グラフで,横軸は時間,縦軸は音の強さ(最大録音レベル=±1)です.また,下段がフーリエ変換の結果で,横軸は周波数,縦軸はゲインです.
<図1>
●ド(音名:A)
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●レ(音名:B)
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●ミ(音名:C#)
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●ファ(音名:D)
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●ソ(音名:E)
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●ラ(音名:F#)
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●シ(音名:G#)
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●ド(音名:A)
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 これらの結果から,各音とも,突出したピークを1個ずつ持っています.このピークの周波数を,「実際に出た音の周波数」としました.
 下図2は,出そうとした音(すなわち正しいドレミ)の周波数と,実際に出た音の周波数を,比較したものです.横軸が出そうとした音,縦軸が実際に出た音です.
<図2>
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 この結果を見ると,私のドレミは,結構いい線を行っているようです.最もずれているのは,高いほうのドで,正確には440Hzを出すべきところを,私は430Hzを出しています.とはいえ,今回のフーリエ変換の周波数分解能が約11Hzであることを考慮すると,フーリエ変換に起因するズレかもしれません(と言うことができます).
 そんなわけで,私は「あまり音痴ではない」と判定します.


★意外と身近なフーリエ変換
 以上のような,「音痴度の評価」を,リアルタイムで行うと,いわゆる「カラオケの採点マシーン」が作れると思います.(ただし,カラオケの場合,音程(周波数)の一致だけでなく,リズムの一致も重要です.)

 また,同様にフーリエ変換を利用していると思われる,面白い事例があります.「中国語(普通話)」の学習ソフト[1]です.
[1]中国語三昧DS,Nintendo DS用ゲームソフト,学習研究社,(2008)
学研 中国語三昧DS学研 中国語三昧DS
(2008/07/10)
Nintendo DS

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 中国語は,「声調(せいちょう)」があるのが特徴です.声調とは,音の上げ下げの調子です.この調子は4種類あるので,「四声(しせい)」と呼ばれます.同じ発音の言葉でも,声調が異なると,別の意味になってしまいます.日本語の「橋」と「箸」などに似ていますが,あらゆる言葉に声調があるので,大変です.
 上述の学習ソフトには,この声調をマスターするための,効果的な仕組みがあります.ゲーム機のマイクに向かって発音すると,自分の声の高低の時間変化が,グラフ化されるのです.横軸が時間,縦軸が声の高さ(周波数)です.緑色がお手本,黄色が自分の声です.両者を比較することで,自分の声調が妥当かどうか,簡単に検証できます.(ちなみに図3は,「こんにちは」の意の「你好(ニーハオ)」を発声したものです.)
<図3>
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 フーリエ変換は,意外と身近なところで,利用されているようです.


【今回の結論】
 フーリエ変換によって,声の高さを評価できます.
 この方法は,カラオケの採点機や,中国語の発音練習ソフトに,利用されていると推定されます.


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