Python3 で 騒音計を作ろう
音楽を聴いていたら、隣家から苦情
自分が音楽を聞く自由と、近隣の方々が静かに暮らす自由を両立させたい
壁に遮音材と吸音材を貼ったところ、苦情の内容が
「音が漏れている」という表現から「重低音が聞こえる」に変わった。
よっしゃ重低音対策しちゃうぞ
音漏れは60dBぐらいから聞こえる
重低音は40dBぐらいでも聞こえることが有る
というのを突き止めた。（長男が詳しかった）
床を通じて隣に伝わっているので、床とスピーカの間に遮音材を敷いた上で、さらに対策を行う。
重低音の部分の音量を把握したい
全域の音量の算出は、サンプルがネットに見つかった。
https://hotsmmrblog.com/noise-level-measurement_with_raspberry_pi_and_usb_mic/
ラズパイとUSBマイクを用いたデシベル計算、騒音測定器の作成【Python + pyaudio】
重低音部分はサンプルコードが見つからず。
Facebookで質問してみた
ローパスフィルタというものを使えば、高音部分を消してくれるらしい、との回答を頂いた。（丹野さんに感謝）
ローパスフィルタ（英語: Low-pass filter: LPF、低域通過濾波器）とは、フィルタの一種で、なんらかの信号のうち、遮断周波数より低い周波数の成分はほとんど減衰させず、遮断周波数より高い周波数の成分を逓減させるフィルタである。
方針
1秒間、録音
そのデシベル数を算出（全域）
録音内容をローパスフィルタにかける
そのデシベル数を算出（重低音）
以上を無限ループさせる
全域の処理（抜粋）
stream = p.open(format = FORMAT,
channels = CHANNELS,
rate = SAMPLING_RATE,
input = True,
frames_per_buffer = CHUNK,
input_device_index = INPUT_DEVICE_INDEX
)
# get specified range of data. size of data equals (CHUNK * (SAMPLING_RATE / CHUNK) * RECORD_SECONDS)
data = np.empty(0)
for i in range(0, int(SAMPLING_RATE / CHUNK * RECORD_SECONDS)):
elm = stream.read(CHUNK, exception_on_overflow = False)
elm = np.frombuffer(elm, dtype="int16")/float((np.power(2,16)/2)-1)
data = np.hstack([data, elm])
# calc RMS
rms = np.sqrt(np.mean([elm * elm for elm in data]))
# RMS to db
db = to_db(rms, 20e-6)
stream.close()
ローパスフィルタ
import numpy as np
from scipy.signal import butter, lfilter, freqz
import matplotlib.pyplot as plt
def butter_lowpass(cutoff, fs, order=5):
nyq = 0.5 * fs
normal_cutoff = cutoff / nyq
b, a = butter(order, normal_cutoff, btype='low', analog=False)
return b, a
def butter_lowpass_filter(data, cutoff, fs, order=5):
b, a = butter_lowpass(cutoff, fs, order=order)
y = lfilter(b, a, data)
return y
# Setting standard filter requirements.
order = 6
fs = SAMPLING_RATE
cutoff = 100.0 # 100Hz以下が重低音ということで、ここは 100.0
b, a = butter_lowpass(cutoff, fs, order)
これを組合せて、全域・重低音のdB算出
いい感じに妥当な数字が出た。
動作イメージ
大きさに応じて色付けして、隣家に聞こえるレベルを赤表示にした。
ダウンロード・入手したい人向けの情報
https://tanaka-cs.co.jp/NoiseMeter.html
ここで販売しています。（誰も買わないけど）
https://github.com/hidemune/sound-level-meter
ここでテストコードを公開しています。
ダイナミックマイクとコンデンサマイク
コンデンサマイクは、重低音のノイズが乗る？
（中華の安価なもの）
ダイナミックマイクのほうがノイズが少ない？
（Shureの高価なものと中華の安価なもの両方）
上記の原因として考えられるものは何だろう。。？
コンデンサーマイクとダイナミックマイクのおおまかな特徴
ダイナミックマイク：電源不必要、丈夫で比較的湿度に強い、感度が低い、⇒比較的安価
コンデンサーマイク：電源必要、振動や湿気に特に弱い、感度が高い、⇒比較的高価
電源部分がノイズの原因になりやすい？
感度の問題は、音漏れの閾値が妥当ならあまり問題はないかも
とりあえず、苦情は来なくなったので成功
おめでとう〜 ぱちぱち
以上です。最後まで読んでいただき、ありがとうございました。