有色噪聲

有色噪聲

有色噪聲( coloured noise)是指功率譜密度函式不平坦的噪聲。大多數的音頻噪聲的頻譜主要都是非白色低頻段頻譜,通過信道的白噪聲受信道頻率的影響而變為有色的。

基本介紹

  • 中文名:有色噪聲
  • 外文名: coloured noise
定義,常見有色噪聲,

定義

噪聲是一個隨機過程,而隨機過程有其功率譜密度函式,功率譜密度函式的形狀則決定了噪聲的“顏色”。白色包含了所有的顏色,因此白噪聲的特點就是包含各種噪聲。白噪聲定義為在無限頻率範圍內功率譜密度為常數的信號,這就意味著還存在其它“顏色”的噪聲,即其功率譜密度函式不平坦。大多數的音頻噪聲,如移動汽車的噪聲,計算機風扇的噪聲,電鑽的噪聲,周圍人們走路的噪聲等等,其頻譜主要都是非白色低頻段頻譜。而且,通過信道的白噪聲受信道頻率的影響而變為有色的。

常見有色噪聲

下面是常見的色噪聲及其定義:
1.粉紅噪聲。在給定頻率範圍內(不包含直流成分),隨著頻率的增加,其功率密度倍頻程下降3dB(密度與頻率成反比)。每倍頻的功率相同,但要產生每倍頻程3dB的衰減非常困難,因此,沒有紋波的粉紅噪聲在現實中很難找到。
2.紅噪聲(海洋學概念)。這是有關海洋環境的一種噪聲,由於它是有選擇地吸收較高的頻率,因此稱之為紅噪聲。
3.橙色噪聲。該類噪聲是準靜態噪聲,在整個連續頻譜範圍內,功率譜有限且零功率窄帶信號數量也有限。這些零功率的窄帶信號集中於任意相關音符系統的音符頻率中心上。由於消除了所有的合音,這些剩餘頻譜就稱為“橙色”音符。
4.藍噪聲。在有限頻率範圍內,功率密度隨頻率的增加每倍頻增長3dB(密度正比於頻率)。對於高頻信號來說,它屬於良性噪聲。
5.紫噪聲。在有限頻率範圍內,功率密度隨頻率的增加每倍頻增長6dB(密度正比於頻率的平方值)。
6.灰色噪聲。該噪聲在給定頻率範圍內,類似於心理聲學上的等響度曲線(如反向的A-加權曲線),因此在所有頻率點的噪聲電平相同。
7.棕色噪聲。在不包含直流成分的有限頻率範圍內,功率密度隨頻率的增加每倍頻下降6dB(密度與頻率的平方成反比)。該噪聲實際上是布朗運動產生的噪聲,它也稱為隨機飄移噪聲或醉鬼噪聲。
8.黑噪聲(靜止噪聲)包括:
(1)有源噪聲控制系統在消除了一個現有噪聲後的輸出信號。
(2)在20kHz以上的有限頻率範圍內,功率密度為常數的噪聲,一定程度上它類似於超音波白噪聲。這種黑噪聲就象“黑光”一樣,由於頻率太高而使人們無法感知,但它對你和你周圍的環境仍然有影響。
(3)具有fβ譜,其中β>2。根據經驗可知,該噪聲的危害性很大。在信號處理中,我們經常會提及狄拉克(Dirac)函式或單位脈衝,這種脈衝是指具有零寬度和無限高電平的信號。然而,具有無窮低電平和無窮高電平的脈衝是無法找到的,但可根據不同要求,產生頻寬可選和功率密度可選的信號,然後將這些信號疊加到試驗對象上,這樣我們就可以觀察到哪部分信號被吸收,或者哪部分信號會產生諧振。

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