勉強用とホワイトノイズとリラックス用のブラウンノイズの作ってみた。簡単な作成方法！
こんにちは、Yum@です。
「かいとをフォローしてるから」でお馴染みのかいとさんの動画を見てたら「ブラウンノイズがADHDや落ち着くのにいい」と紹介されていました。
最近学校の信号処理基礎という授業でMatlabを使って様々な信号を作ったり、処理したりしていますが、ブラウンノイズも簡単に作れそうやなと思い立ち、作ってみました。
勉強用にはホワイトノイズがいいので、ついでにホワイトノイズも作りました。
※結果的にはブラウンノイズ制作は失敗中です。
作成したホワイトノイズとブラウンノイズ
今回は容量と時間を天秤にかけて、30分間の長さのノイズにしました。
作成したホワイトノイズがこちらです↓
ブラウンノイズも作成はできたのですが、再生中にスキップすると大きいポップ音やブブッというような不快な音が生成されることがあり、その問題の解決ができていないので、ここに載せることを断念しました。（おそらくスキップするときに不連続な波形となることが原因）
ホワイトノイズとブラウンノイズの簡単な作成方法
ホワイトノイズやブラウンノイズはMatlabやPythonで簡単に作成できます。
今回はMatlabで作成しました。
ホワイトノイズを生成し、それをwavファイルとして保存するMatlabのプロクラムはこちらです↓
fs = 44100; % サンプリング周波数 (Hz)
duration = 5; % 信号の長さ (秒) ここでは5秒
nSamples = fs * duration; % サンプル数
whiteNoise = randn(1, nSamples); % ホワイトノイズの生成
% ホワイトノイズの再生
%sound(whiteNoise, fs);
% WAV形式で保存
audiowrite('white_noise30min.wav', whiteNoise, fs);
% ホワイトノイズをプロット
t = (0:nSamples-1) / fs;
plot(t, whiteNoise);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
title('White Noise');必要に応じてsound(whiteNoise, fs); を使ってください。
またこのプログラムでは、ホワイトノイズの波形もプロットしてくれます。
続いてブラウンノイズを生成し、それをwavファイルとして保存するMatlabのプロクラムがこちらです↓
fs = 44100; % サンプリング周波数 (Hz)
duration = 5; % 信号の長さ (秒) ここでは5秒
nSamples = fs * duration; % サンプル数
% ホワイトノイズを生成
whiteNoise = randn(1, nSamples);
% ホワイトノイズを積分してブラウンノイズを生成
brownNoise = cumsum(whiteNoise);
% 振幅を正規化
brownNoise = brownNoise / max(abs(brownNoise));
% ブラウンノイズの再生
%sound(brownNoise, fs);
% WAV形式で保存
audiowrite('brown_noise30min.wav', brownNoise, fs);
% ブラウンノイズをプロット
t = (0:nSamples-1) / fs;
plot(t, brownNoise);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
title('Brown Noise');
ホワイトノイズとその効果とは？
ホワイトノイズとは？
ホワイトノイズとは、全ての周波数の音が同じ強度で含まれている音のことを指します。音の世界における「白色光」に似ており、人間が聞こえる周波数帯（通常20Hz〜20,000Hz）で均一に分布しているのが特徴です。
要するにすべての音が混ざった感じの音です。
※コード作成では、標準正規分布の乱数によって振幅を決定し、サンプリング周波数を44100としてホワイトノイズを作成しています。
ホワイトノイズの効果
ホワイトノイズは周りの雑音がある中で集中するときに、効果的です。
ホワイトノイズはランダムな雑音であるため、人の声や一定の周波数を持つ雑音をかき消す事ができます。
また、砂嵐の音のようなザーという音が一定に流れるため、脳にとって負担が少なく、静かな環境とほぼ同じ状態でタスクに集中することができます。
また心理的効果としてホワイトノイズを聞くことで「集中モード」に入るという条件付けをすることができ、習慣となれば、より集中しやすくなります。
ブラウンノイズとその効果とは？
ブラウンノイズとは
ブラウンノイズは周波数が高くなるにつれて強度が下がるノイズです（数学的には周波数の2乗にエネルギーの大きさが反比例している）。ホワイトノイズを積分することで生成することができます。
ブラウンノイズはホワイトノイズと異なり、周波数が下がるにつれて音の強度が増すため、低音が目立つ深みのある音質で、耳に優しく感じられます。。自然界では、滝の音や遠くから聞こえる雷鳴のような音に例えられることが多いです。
ブラウンノイズの効果
ブラウンノイズはリラックス効果があります。
ブラウンノイズは深い低音により、心拍数や呼吸を落ち着かせ、ストレスを軽減する効果があります。
ホワイトノイズと同様、周囲の雑音をカットでき、なおかつリラックス効果があるので、睡眠環境を整える音としても活躍します。
ホワイトノイズと同様の集中用ノイズとしても用いることができます。
最後に
ピンクノイズという、周波数にエネルギーの大きさが反比例しているノイズ（位置的にはホワイトノイズとブラウンノイズの間）も存在します。
音の世界は機械の世界と関係が密接であり、音楽とも密接であることが最近わかってきました。
音楽が好きなので、音楽の核心に迫れるのは結構嬉しいです。
では今日はこのへんで。
ここで紹介した知識が誰かの役に立てたら嬉しいです。