什么,噪声竟然也有颜色?
2024年3月2日
噪声的颜色指的是噪声信号的能量谱,不同颜色的噪声具有不同的特色,人耳听起来也不太一样,在日常生活中,我们接触最多的是白噪声和粉红噪声。
白噪声
白噪声的名称来自白光,它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 Hz至60 Hz频域内的白噪声具有和4000 Hz至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。
白噪声可用于缓解耳鸣、安抚新生儿,被广泛应用于失眠。
大家可以在市面上找到许多白噪声音乐文档,但伴你学习、入睡的不一定的纯正的白噪声,也可能是白噪声的“兄弟姐妹,如粉红噪声。
粉红噪声
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。
粉红噪声的频谱在对数空间内是平坦的,也就是说在等比例宽度的频带内具有相等的功率。例如在40 Hz至60 Hz的区间的能量与在4000 Hz至6000 Hz频带内的能量相同。
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。
布朗噪声
红噪声又称作布朗噪声,在英文中有时被称作Brown noise,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。值得注意的是Brown是布朗运动(Brownian motion)的简称,而不应理解为“棕”这种颜色。
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。
应用
帮助入眠
- 白噪声可屏蔽其他噪声的存在:白噪声恒定的能量频率,覆盖了声音变化,弱化外界声音的干扰,使入睡的过程更不容易被打断,可用于帮助婴幼儿入眠。
- 粉红噪声可以影响脑电波:有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。
- 注意:尽管多项研究表明,白/粉红/布朗噪声可以改善睡眠,但每个人的耳朵、主观偏好不一样,白/粉红/布朗噪声的助眠效果因人而异。
听力学应用
- 白噪声常用于测试电子仪器性能参数,可用来测量扬声器和耳机。
- 粉红噪声常用在言语测听中作为言语掩蔽声,因为语音平均频谱和粉红噪声接近,也是低频多,高频少,所以用它来掩蔽语音效果比白噪声要好。
- 白噪声、粉红噪声、布朗噪声均可作为耳鸣掩蔽信号使用。
无论是将白噪声作为辅助入眠的工具还是掩蔽耳鸣声的信号,都应将白噪声的响度控制在恰好刚能掩盖掉其他“不愉快的”声音,而又不会引起自己关注的响度范围;若是作为辅助入眠的工具,使用时尽量将声源放远一点,不要整晚持续播放。