噪声的颜色

噪声,对于大家来说是不陌生的词语,但是大家只能听得到噪声,看不见噪声。
 

在声学和信号处理领域,噪声的颜色并非指视觉上的色彩,而是通过频谱特性(即不同频率成分的能量分布)来分类的,类似于光波的频谱对应颜色。在日常生活中,我们接触最多的是白噪声和粉红噪声,也有褐色(棕色)噪声。
 
1、白噪声是指一种全频段的单调刺激,覆盖了人类听觉的整个范围(20-20000Hz)。
 
白噪声听起来是一段声调持续一致,且长时间重复的声音,在全频域内单位频域下分布有相同的能量密度,在线性空间内具有平坦的频谱。一定频域内的白噪声在其中任意给定的带宽内都具有相等的能量,例如在40~60 Hz频域内的白噪声具有和4000~4020 Hz频域内相同的能量。

日常生活中,电视机无信号时的沙沙声、海浪拍打岩石的声音都属于白噪声。因为人耳对高频声音更敏感,所以白噪音听上去是有点吵耳的沙沙声。可用于缓解耳鸣、安抚新生儿,被广泛应用于失眠。


 2、粉红噪声与白噪声的区别在于粉红噪声的能量分布在中低频,在高频区能量分布低,白噪声在全频的能量分布是均匀的。因为人耳对高频声音更敏感,所以粉红噪声人耳听起来会更舒适,如雨滴落在人行道,微风吹动树叶,瀑布跌落山谷的声音都属于粉红噪声。
 
研究表明粉红噪声与睡眠中的脑波律动是一致的,有助于延长深度睡眠时间,提高睡眠质量。同时也有研究表明,粉红噪声可对听觉过敏发挥脱敏作用。
 
3、布朗噪声,又被称为棕/褐色噪声,因为波长更长的低音区能量更高,就像光波中红光的分布范围一样。布朗噪声的频率分量功率主要集中在中低频,这种噪声比粉红噪声更加低沉,是“轰隆轰隆”的声音。如干衣机运转,深沉的潮汐声等。
 
研究证明,布朗噪声也同样适合放松和入睡。 

4、除了以上几种噪音之外,还有蓝噪声、紫噪声、灰噪声等各,声音效果和频谱各不相同。
蓝噪声类似嘶嘶声、静电干扰声,尖锐但分散;紫噪声类似尖锐的嘶嘶声或高频静电声;灰噪声根据人耳等响度曲线调整能量分布,使各频率听起来主观音量相同,类似均匀的“嗡嗡”声,无明显高低频突出。

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